【文档说明】福建省莆田市2024届高三下学期高中毕业班第四次教学质量检测(三模)化学试卷(解析版).docx,共(20)页,1.019 MB,由envi的店铺上传
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莆田市2024届高中毕业班第四次教学质量检测试卷化学考生注意:1.本试卷分选择题和非选择题两部分,共100分。考试时间75分钟。2.请将各题答案填写在答题卡上。3.本试卷主要考试内容:高考全部内容。4.可能用到的相对原子质量:H-1C-12N-14O-16Mn-55
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。1.化学科技与生活密切相关,下列说法错误的是A.苯甲酸钠水解显碱性,苯甲酸钠可作为食品防腐剂B.聚酯纤维的主要
成分为有机物C.钙钛矿太阳能电池可实现能量转化形式:太阳能→电能D.荧光指示牌被照发光是因为发生了氧化还原反应【答案】D【解析】【详解】A.苯甲酸钠属于强碱弱酸盐,由于苯甲酸根的水解使得苯甲酸钠溶液呈碱性,苯甲酸钠是常用的食品防腐剂,A项正确;B.聚酯纤维是一种由有机二元酸和二元醇通过缩聚
反应制成的合成纤维,属于有机高分子化合物,B项正确;C.钙钛矿太阳能电池能将太阳能转化成电能,C项正确;D.荧光指示牌被照发光是因为光被指示牌发生了反射,没有发生氧化还原反应,D项错误;答案选D。2.乌苯美司用作治疗肿瘤的辅助作用剂,其结构如图所示。
下列说法错误的是A.分子中含有3个手性碳原子B.分子中含4种官能团C.1mol乌苯美司最多能消耗3molNaOHD.乌苯美司的分子式为C16H24N2O4【答案】C【解析】【详解】A.中“*”标示的3个碳原子为手性碳原子,A项正确;B.分子中含有氨基、羟基、酰胺基和羧基4种官能团,B项正确;C.1
个乌苯美司中含有的1个酰胺基和1个羧基能与NaOH反应,1mol乌苯美司最多消耗2molNaOH,C项错误;D.由乌苯美司的结构可知,其分子式为C16H24N2O4,D项正确;答案选C。3.下列离子方程式正确且能准确解释相应实验现象的是A.向苯酚钠溶液中通入CO2,
溶液变浑浊:2C6H5O-+CO2+H2O=2C6H5OH+CO23−B.NaClO溶液与FeI2溶液反应,溶液变为红棕色:2ClO-+2Fe2++H2O=2Fe3++2Cl-+2OH-C.向Fe(SCN)3溶液中滴加NaF溶液,红色褪去:Fe3++6F-=[FeF6]3
-D.向氯水中通入SO2,黄绿色褪去:SO2+Cl2+2H2O=SO24−+2Cl-+4H+【答案】D【解析】【详解】A.苯酚钠溶液中通入CO2反应生成苯酚和碳酸氢钠,C6H5O-+CO2+H2O=C6H5OH+HCO-3,A错误;B.碘离子还原性大于亚铁离子,溶液
变为红棕色,说明碘离子首先被次氯酸钠氧化为碘单质,ClO-+2I-+H2O=I2+Cl-+2OH-,B错误;C.Fe(SCN)3溶液中滴加NaF溶液,红色褪去,说明Fe(SCN)3和氟离子生成[FeF6]3-,反应为Fe(SCN)3+6F-[
FeF6]3-+3SCN-,C错误;D.氯水中通入SO2,发生氧化还原反应生成硫酸和盐酸,使得溶液黄绿色褪去,因为发生氧化还原反应:SO2+Cl2+2H2O=24SO−+2Cl-+4H+,D正确;故选D。4.一种电池的总反应为4Li+2SOCl2=SO2↑+4LiCl+S,设NA为阿
伏加德罗常数的值。下列说法错误的是A.1molSOCl2中所含的共价键数目为4NAB.每生成1molS,转移2NA个电子C.标准状况下,22.4LSO2中电子的数目为32NAD.1.0L1.0mol•L-1LiCl溶液中Cl-数
目为1.0NA【答案】B【解析】【详解】A.SOCl2的结构式为,则1molSOCl2中所含共价键数目为4NA,A项正确;B.反应中Li元素的化合价由0价升至+1价,部分S元素的化合价由+4价降至0价,反应每生成1mo
lS,转移4NA个电子,B项错误;C.1个SO2中含有32个电子,标准状况下22.4LSO2物质的量为1mol,所含电子的数目为32NA,C项正确;D.1.0L1.0mol/LLiCl溶液中LiCl物质的量为1mol,LiCl完全
电离成Li+和Cl-,则Cl-数目为1.0NA,D项正确;答案选B。5.已知X,Y,Z、W、Q是前四周期原子序数依次增大的五种元素。Y的基态原子中电子占据三种能级轨道,且每个能级轨道中的电子总数相同;W原子有
2个未成对电子;X、Y、W三种元素形成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体;含Q元素的硫酸盐溶液是制造波尔多液的原料之一。W、Q两种元素形成的化合物的晶胞结构示意图如图,下列说法错误的是A.上述
元素中,元素第一电离能最大的是ZB.化合物ZX3的沸点比YX4的高C.Z3−的空间结构为V形D.W、Q两种元素形成的化合物的化学式为Q2W【答案】C【解析】【分析】X、Y、Z、W、Q是前四周期原子序数依次增大的五种元素,Y的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道
中的电子总数相同,推出Y的电子排布式为1s22s22p2,Y为C元素;根据X、Y、W三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体,这种气体指的是甲醛HCHO,结合W原子有2个未成对电子,
可知X为H元素,W为O元素;根据原子序数依次增大,可知Z为N元素;含Q元素的硫酸盐溶液是制备波尔多液的原料之一,则Q为Cu元素,因此X、Y、Z、W、Q分别是H、C、N、O、Cu元素,据此作答。【详解】A.
同周期从左往右第一电离能呈现增大的趋势,同主族从上往下第一电离能呈现减小的趋势,五种元素中第一电离能最大的是氮,因为它的2p轨道是半充满较稳定结构,故A正确;B.化合物ZX3为NH3,YX4为CH4,化合物NH3的沸点比CH4的高,其主要原因是NH3分子间能形成氢键
,故B正确;C.Z为N元素,-3Z为-3N,中心原子N的价层电子对数为()12+5+1-23=22,没有孤电子对,其空间构型为直线形,故C错误;D.W为O元素,Q为Cu元素,形成的化合物的化学式为Q2W即为Cu2O,根据均摊法,每个晶胞中含
4个黑色的小球、2个白色的小球,比值关系2:1,说明则该化合物的化学式为Cu2O,故D正确;故答案选C。6.科学家通过使用双极膜电渗析法来捕获和转化海水中的CO2,其原理如图。下列说法正确的是A.装置运行一段时间后循环液1和循环液2要交替使用B.隔膜1为
阳离子交换膜,隔膜2为阴离子交换膜C.与电源负极相连的电极上的电极反应式为[Fe(CN)6]4--e-=[Fe(CN)6]3-D.该方法可以同时将海水进行淡化【答案】A【解析】【详解】A.由图中信息可知循环液1中
[Fe(CN)6]3-最终转化为[Fe(CN)6]4-、循环液2中[Fe(CN)6]4-最终转化为[Fe(CN)6]3-,装置运行一段时间后循环液1和循环液2要交替使用,故A正确;B.由左侧电极反应[Fe(CN)6]3-+e-
=[Fe(CN)6]4-可知,循环液1中负电荷数增加,为平衡溶液中电荷,则海水中的钠离子应通过隔膜1;右侧电极反应为:[Fe(CN)6]4--e-=[Fe(CN)6]3-,循环液2中负电荷数减少,为平衡溶液中电荷,则循环液中钾离子应通过隔膜
2进入左室,这样才能保持循环液中的阴离子不出现交换,隔膜1、2都为阳离子交换膜,故B错误;C.与电源负极相连的电极为阴极,得电子,故电极反应式为[Fe(CN)6]3-+e-=[Fe(CN)6]4-,故C错误;D.由选项B的分析可知海水中钠离子最终移向阴极区,
但氯离子不能通过双极膜进入阳极区,因此不能实现海水淡化,故D错误;本题选A。7.实验室制备三氯化硼(BCl3)的装置如图所示(部分夹持装置略)。已知:BCl3极易水解,熔点为-107.3℃,沸点为12.5℃;F中溶液用于吸收C
O尾气。以下说法错误的是A.实验操作应先滴加浓盐酸再点燃酒精灯B.水浴R为冰水浴C.装置C中主要发生的反应为B2O3+3C+3Cl2Δ2BCl3+3COD.装置F会随着反应的进行,溶液酸性减弱【答案】D【解析】【分析】从铬酸钾和浓盐酸反应生
成氯化钾、氯化铬、氯气和水,用浓硫酸干燥氯气,氯气和B2O3、C在加热条件下反应生成BCl3和CO,用冰水浴冷却BCl3,用碱石灰吸收氯气,再用F装置吸收尾气CO。【详解】A.在A中先点燃酒精灯,浓盐酸滴入时温度高会挥发,因此是先滴加浓盐酸,再点燃A处酒精灯,待整套装置中都充
满Cl2后再点燃D处酒精灯,使之发生反应,故A正确;B.BCl3的熔点为−107.3℃,沸点为12.5℃,C中制备BCl3,而D是将BCl3冷却,因此水浴R选择冰水浴,故B正确;的C.氯气和B2O3、C在加热条件下反应生成BCl3和CO,发生的反应为B2O3+3C+3Cl2Δ2BC
l3+3CO,故C正确;D.C装置反应生成了CO,其他装置不能与CO反应,CO有毒,因此装置F的作用是吸收CO,随着反应进行,氢离子的浓度增大,溶液酸性增强,故D错误;故答案选D。8.某V2O5失活催化剂是重要的含钒二次资源。从酸浸处理之后的浸出液中提取钒的一种工艺
流程如图。下列说法错误的是已知:HA(有机酸性萃取剂)对金属阳离子萃取能力的顺序:Fe3+>VO2+>Fe2+A.物质X为高锰酸钾溶液B.反萃取时,物质Y可以选用硫酸C.氧化过程中,氧化产物与还原产物的物质的量之比为6:1D.调pH时,发生反应:VO2++2NH3•
H2O垐?噲?VO3−+2NH4++H2O【答案】A【解析】【分析】根据流程图,结合HA(有机酸性萃取剂)对金属阳离子萃取能力可知,物质X应为氧化剂,将亚铁离子氧化为铁离子,便于萃取操作的进行,经过萃取后,通过加入反萃取剂
硫酸,可将2VO+从萃取剂中分离出,经过氧化、调pH、沉钒及焙烧操作得25VO。【详解】A.若物质X为高锰酸钾溶液,在氧化亚铁离子过程中会引入新杂质,A错误;B.HA有机酸性萃取剂,反萃取及应为酸,结合后续流程离子种类判断可为硫酸,B正确;C.氧化过程中V元素化合价从+4价升高为+5价(2V
O+),Cl元素从+5价降低为-1价,根据得失电子守恒,氧化产物与还原产物的物质的量之比为6:1,C正确;D.调pH时,发生反应:VO2++2NH3•H2O垐?噲?VO3−+2NH4++H2O,D正确;答案选A。9.我国科学家研究发现,使用GaZrOx双金属氧化物可形成氧空位
,具有催化氧化性能,实现CO2加氢制甲醇(MT)。Zr基态原子核外价电子排布式为4d25s2。下列说法错误的是为A.步骤a到b有极性键的断裂与形成B.氧空位越多越有利于加快速率C.步骤(2)Zr(Ⅲ)将电子转移给CO2形成Zr(Ⅱ),起到活化CO2的作用D.步
骤(4)可制得甲醇【答案】C【解析】【详解】A.步骤a→b氢气参与反应,H-H键断裂,O-Ga键断裂,形成O-H键,有极性化学键的断裂和形成,故A正确;B.氧空位用于捕获CO2,同时也捕捉了氢气,氧空位个数越多,速率越快,故B正确;C.Zr(Ⅲ
)形成Zr(Ⅱ)需要得电子,无法转移电子给CO2,故C错误;D.由图可知,中间体c可通过氢化等步骤得到甲醇(MT)和二甲醚(DME),故D正确;故答案为:C。10.实验小组利用感应器技术探究1mol•L-1的碳酸钠溶液滴定10.00mL1mol•L-1盐酸溶液过程中离子浓度变化(忽略溶液
体积变化的影响)。反应过程中含碳微粒浓度的变化曲线(忽略滴定过程中CO2的逸出)如图,下列说法错误的是已知:25℃时,H2CO3的Ka1=4×10-7,Ka2=5×10-11;lg4=0.6。A.P点溶液中存在:CO2(g)+H2O(l)垐?噲?H2CO3(aq)垐?噲?H+(aq)+HCO3
−(aq)B.P点到Q点的过程中,存在c(Na+)>c(Cl-),P点溶液中水的电离程度比Q点大C.Q点溶液中:c(Na+)-c(HCO3−)-2c(CO23−)>0.5mol•L-1D.M点溶液的pH=6.4【答案】B【解析】【分析】向
盐酸中滴加23NaCO溶液,先发生反应2323NaCO2HCl2NaClHCO+=+,再发生反应23233NaCOHCO2NaHCO+=,()23cHCO逐渐增大,盐酸完全反应之后,()23cHCO逐渐减小,溶液中()3cHCO−逐渐增大,23NaCO过量后,()23cCO−逐渐增大,因此
P点所在曲线为()23cHCO的变化曲线,Q点所在曲线为中()3cHCO−的变化曲线,一直呈上升趋势的是()23cCO−的变化曲线。【详解】A.根据分析,P点所在曲线为()23cHCO的变化曲线,溶液中存在()()()()()22233COg
HOlHCOaqHaqHCOaq+−++,A正确;B.根据分析,P点溶液中溶质为NaCl和23HCO,Q点溶液中溶质为NaCl、23HCO和3NaHCO,23HCO抑制水的电离,3NaHCO水解促进水
的电离,Q点水的电离程度大于P点,B错误;C.Q点根据物料守恒,含碳微粒浓度为0.5mol/L,Na+离子浓度为1mol/L,()213323c(NacHO()C2cCOcHCOm(0)).5olL+−−−=−−−,()2133cNacHCO2cCO
0.5moL()l)(+−−−−−>,C正确;D.根据图示,M点溶液中()()233cHCOcHCO−=,溶液中()7a1cHK410mol/L+−==,溶液pH7lg46.4=−=,D正确;答案选B。二、非选择题:本题共4小题,共60分。11.一种
高硫锰矿的主要成分为MnCO3和MnS,主要杂质为FeS、SiO2、CaCO3、Al2O3、MgO等,研究人员设计了如图流程,制备Mn3O4。已知:①金属离子浓度≤10-5mol•L-1时,认为该离子沉淀完全。相关离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如表。
金属离子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+开始沉定的pH8.16.31.53.48.9沉淀完全的pH10.18.32.84.7109②Ksp(MgF2)=6.4×10-9、Ksp(CaF2)=4.0×10-11.(1)“焙烧”的主要目的是___________
。(2)“酸浸”过程中,___________(填“能”或“不能”)用盐酸替换硫酸。(3)“氧化1”时,试剂a为MnO2,并控制溶液的pH=3,此时发生反应的离子方程式为___________。(4)若省略“氧化”步骤直接进行“中和除杂”,则造成的影响是______
_____。(5)“净化除杂”可将钙、镁离子转化为沉淀过滤除去,若所得滤液中c(Mg2+)=1.0×10-5mol•L-1,则滤液中c(Ca2+)为___________mol•L-1.(6)“氧化2”
过程中,在MnSO4溶液中滴入一定浓度的氮水,加压通入空气反应7小时制备Mn3O4,此时发生反应的离子方程式为___________。(7)锰的一种氧化物晶胞结构如图所示:该晶体中Mn的配位数为___________,该晶
胞的密度为___________g•cm-3(列出计算式,设NA为阿伏加德罗常数的值,晶胞底面边长为apm,高为bpm)。【答案】(1)除去高硫锰矿中的硫元素.(2)能(3)2Fe2++MnO2+4H2O=2Fe(OH)3+Mn2++2
H+(4)Fe2+完全沉淀时,Mn2+也开始沉淀,造成Mn2+损失(5)6.25×10-8(6)6Mn2++12NH3•H2O+O2=2Mn3O4↓+12NH4++6H2O(7)①.6②.302A(255+416)10Nab【解析】【分析】高硫锰矿用空气焙烧后生成
二氧化硫烟气,用硫酸酸浸固体得到含Mn2+、Fe2+、Al3+、Mg2+的溶液,可能还有Fe3+,过滤得到CaSO4和SiO2滤渣;溶液中加入试剂MnO2,控制溶液pH=3,生成Fe(OH)3除去,过滤得到的滤液加入CaCO3中和后可除去过量H+和Al3+,再次过滤后往滤液加
入MnF2除去Ca2+和Mg2+,得到较纯净的MnSO4溶液,再加入NH3·H2O、空气氧化得到Mn3O4。【小问1详解】“焙烧”的主要目的是除去高硫锰矿中的硫元素。【小问2详解】“酸浸”过程中,硫酸的作用是溶解得到含各种金属离子的溶液,若用盐酸替换硫酸,则Ca2+可以在
后面加MnF2时除去,故可以用盐酸替换硫酸。【小问3详解】“氧化1”时,试剂a为MnO2,并控制溶液的pH=3,此时发生反应的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H2O=2Fe(OH)3+Mn2++2H+。【小问4详解】根据已知
信息中Fe2+、Fe3+、Mn2+的开始沉淀和沉淀完全的pH可判断,若省略“氧化”步骤直接进行“中和除杂”,则造成的影响是Fe2+完全沉淀时,Mn2+也开始沉淀,造成Mn2+损失。【小问5详解】“净化除杂
”可将钙、镁离子转化为沉淀过滤除去,若所得滤液中c(Mg2+)=1.0×10-5mol•L-1,c2(F-)=()sp22+KMgFc(Mg)=-4-9-56.4101.01106.40=,则滤液中c(Ca2+)为()sp22-KC
aFc(F)=-11-8-4=6.414.0106.25001。【小问6详解】“氧化2”过程中,在MnSO4溶液中滴入一定浓度的氮水,加压通入空气反应7小时制备Mn3O4,此时发生反应的离子方程式为:6Mn2++12NH3•H2O+O2=
2Mn3O4↓+12NH4++6H2O。【小问7详解】根据图示可知,该晶体中Mn位于顶点和体心,其配位数为6,晶胞的底面边长为apm,高为bpm,晶胞的质量是A255+416Ng,该晶胞的密度为302A(255+416)10Nabg•cm-3。12.硫代
硫酸钠晶体(Na2S2O3)易溶于水,难溶于乙醇,在酸性环境中易分解。实验室中用工业硫化钠、纯碱、二氧化硫等物质制备Na2S2O3晶体。(1)工业Na2S中含重金属硫化物,硫化钠易溶于热乙醇,重金属硫化物难溶于乙醇。实验室采用溶解回流提纯Na2S,
具体操作为溶解回流→_______→_______→过滤洗涤→干燥。(2)取提纯后的Na2S与纯碱、二氧化硫等物质制备Na2S2O3,实验所需仪器、装置如图。①装置A中装Na2SO3的仪器名称为_______。装置B
中的药品可选择下列物质中的_______(选填标号)。A.CCl4B.Ba(OH)2溶液C饱和NaHSO3溶液D.酸性KMnO4溶液②装置C通入SO2过量至溶液pH<7,产率会降低,请用离子方程式解释
原因:______,理论上Na2S和SO2的最佳物质的量之比应为_______。(3)为测定反应结束后装置C中S2-、SO23−、S2O23−的浓度进行如下实验:步骤1:取10mL待测液,加入过量的c1mol•L-1碘标液,充分反应后滴加指示剂,用c2m
ol•L-1硫代硫酸钠标液滴定,消耗硫代硫酸钠标液的体积是V1mL;步骤2:取20mL待测液,加入过量CdCO3,充分反应后,过滤并洗涤沉淀,将滤液合并后等分为两份,一份用c1mol•L-1碘标液滴定,消耗碘标液V2mL;另一份加入过量甲醛溶液后,再用
c1mol•L-1碘标液滴定,消耗c1mol•L-1碘标液V3mL。已知:i.Ksp(CdCO3)=1.0×10-12、Ksp[Cd(OH)2)=7.2×10-15、Ksp(CdS)=8×10-27;CdSO3和CdS2O3微溶于水;.ii.SO23−能与
甲醛反应,产物[CH2(OH)SO3Na]不被I2氧化;iii.2S2O23−+I2=S4O26−+2I-①步骤1中滴定时使用的指示剂是_______,滴定终点的现象是______。②步骤2中加入Cd
CO3的作用是_______。③待测液中SO23−和S2O23−的物质的量浓度之比是______。【答案】(1)①.趁热过滤②.冷却结晶(2)①.蒸馏烧瓶②.BD③.2-+2322SO+2H=SO+S+HO
④.1∶2(3)①.淀粉②.加入最后半滴硫代硫酸钠标液后,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内无变化③.沉淀S2-,避免其消耗碘溶液,造成实验误差④.233V-V2V【解析】【小问1详解】乙醇与水互溶,硫化钠易溶于热乙醇,重金属硫化物难溶于乙醇,趁热过滤可滤去重金属硫化物等杂质,所以溶解回流、趁热过滤
、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥后获得,故答案为:趁热过滤;冷却结晶。【小问2详解】①有支管的烧瓶称为蒸馏烧瓶;装置B吸收SO2尾气,SO2具有酸性氧化物、氧化性、还原性性质。A.CCl4为有机溶剂,SO2为无机物质,CCl4不能吸收SO2,故A错误;B.Ba
(OH)2溶液能用于吸收SO2,()2322SO+BaOH=BaSO+HO,故B正确;C.NaHSO3不能与SO2反应,无法吸收SO2,故C错误;D.SO2能与酸性KMnO4反生氧化还原反应,故D正确;故答案为:蒸馏烧
瓶;BD;②实验中通入的SO2过量至溶液pH<7,否则产率会降低,原因是硫代硫酸根离子在酸性溶液中会发生歧化反应,离子方程式为:2-+2322SO+2H=SO+S+HO;反应的方程式为:23222232NaCO+2NaS+4SO=3NaSO+CO,所以论上Na2S和SO2的最
佳物质的量之比应为1∶2,故答案为:2-+2322SO+2H=SO+S+HO;1∶2。【小问3详解】①步骤1中待测液中含有标准碘溶液,滴定时使用的指示剂是淀粉;滴定终点现象:加入最后半滴硫代硫酸钠标液后,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内无变化;故答案为:淀粉;加入最后半滴硫代硫酸钠标液。后,溶
液由蓝色变为无色,且半分钟内无变化;②步骤2中加入CdCO3的作用是沉淀S2-,避免其消耗碘溶液,造成实验误差,故答案为:沉淀S2-,避免其消耗碘溶液,造成实验误差;③碘液与S2-发生反应:2-23242SO+I+2OH=SO+2IHO−−−+①;22-23SO+I2=2-46SO+2I-②;步
骤2中将滤液合并后等分为两份,一份用碘标液滴定,两反应消耗的碘标准液体积为V2mL;另一份加入过量甲醛溶液后,再用碘标液滴定,消耗碘标液的体积是V3mL,即2-23SO消耗的碘液为V3mL,由此可得2-3SO消耗碘液体积为(V2-V3)mL
,待测液中2-3SO和2-23SO的物质的量浓度之比是:233V-V2V,故答案为:233V-V2V。13.苯乙烯是生产塑料、橡胶的重要原料,工业上以铁钴催化剂催化乙苯催化脱氢可获得苯乙烯。主要发生的反应
为:反应I:(g)催化剂(g)+H2(g)△H1=+117.6kJ•mol-1反应Ⅱ:(g)+H2(g)催化剂(g)+CH4(g)△H2反应Ⅲ:(g)催化剂8C(s)+H2(g)△H3=-1.67kJ•mol-1(1)铁钴催化剂中基态Co原子的电子排布式为_
______。(2)已知,在298K、101kPa条件下,某些物质的相对能量(△H)变化关系如图所示,则△H2=_______kJ•mol-1。(3)在恒温恒压的条件下只发生反应I,下列事实能作为反应I达到平衡的依据的是_______
。A.v正(C6H5C2H5)=v正(C6H5C2H3)B.容器内气体密度不再变化C.苯乙烯、H2的分子数之比不再变化D.气体的平均相对分子质量不再变化(4)往刚性密闭容器中同时通入乙苯和一定比例水蒸气,控制反应
温度为600℃、体系起始总压强为100kPa的条件下进行反应。①通入水蒸气的作用有_______。②假设容器中只发生反应I,测得体系总压和乙苯转化率随时间变化结果如图所示。则平衡时,p(H2O)=_______kPa,平衡
常数Kp=_______kPa(Kp为以分压表示的平衡常数,气体分压=气体总压×体积分数)。③反应速率v正=k正×p(乙苯),v逆=k逆×p(苯乙烯)×p(氢气),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,则a点时vv正逆=_______。(5)工业上也可以利用C
O2弱氧化性在催化剂条件下制备苯乙烯,其反应的机理如图所示(α、β表示乙苯分子中C或H原子的位置;A、B为催化剂的活性位点,其中A位点带部分正电荷,B1、B2位点带部分负电荷)。αC—H的极性_______(选填“>”
或“<”)βC—H,步骤Ⅲ形成苯乙烯后更容易脱附的原因为_______。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2(2)-54.6(3)BD(4)①.可与C反应生成CO和H2以消除积碳,同时有利于反应I正向进行②.80③.45④
.2.5(5)①.<②.苯乙烯上苯环和碳碳双键形成大π键,降低苯环电子云密度,导致苯环与A位点吸附减弱【解析】【小问1详解】钴为27号元素,基态钴原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[A
r]3d74s2,故答案为:1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2。【小问2详解】根据图像可知:①()()()24Cs+2Hg=CHgΔH=-74.8kJ/mol;②()()()265258Cs+5Hg=CHCHgΔH=+29.8kJ/m
ol;③()()()26537Cs+4Hg=CHCHgΔH=+50kJ/mol;根据盖斯定律:③-②+①,得()()()()6525265342CHCHg+HgCHCHg+CHgΔH=-54.6kJ/mol,故答案为:-54.
6。【小问3详解】A.根据反应速率之比等于化学计量数之比可知,当υ正(乙苯)=υ逆(苯乙烯)时,也即υ正(乙苯)=υ逆(乙烯),即正、逆反应速率相等,说明反应到达平衡状态,必须是有正有逆,不能只有一个方向的速率,A不符合题意;B.根据质量守恒,混合气体的质量始终不变,容器体积
是变量,则气体的密度是变量,当容器内气体的密度不再改变,能表明反应已达到平衡状态,B符合题意;C.容器内苯乙烯与H2的物质的量之比始终为1∶1,则不能表明反应已达到平衡状态,C不合题意;D.根据质量守恒,混合气体的质量始终不变,该反应是气
体物质的量增大的反应,随着反应进行,混合气体的平均相对分子质量减小,当容器内气体的平均相对分子质量不再变化,表明反应已达到平衡状态,D符合题意;故答案为:BD。【小问4详解】①通入水蒸气的作用有:可与C反应生成CO和H2以
消除积碳,同时有利于反应I正向进行,故答案为:可与C反应生成CO和H2以消除积碳,同时有利于反应I正向进行;②体系起始总压强为100kPa,若设起始时混合气体的物质的量为100mol,则1mol气体的分压为1kPa,起始混合气体中乙苯的物质的量
为amol,平衡时混合气体的压强为115kPa,即混合气体的物质的量为115mol,乙苯的平衡转化率为75%,反应三段式为:()()()652365-22CHCHCHgCHCH=CHg+Hga000.75a0.75a0.75a0.25a0.75a0.7
5a起始转化平衡0.25a+0.75a+0.75a-a=115mol-100mol,解得a=20mol,即平衡时,水蒸气的物质的量为100ml-20mol=80mol、p(H2O)=80kPa,n乙苯=5mol、p乙苯=5kPa,n苯乙烯=n氢气=15mol、p苯乙烯=p氢气=15kPa
,平衡常数Kp=()()()2ppH15kPa15kPa45kPap5kPa==苯乙烯乙苯;故答案为:80;45;③平衡时v正=V逆,即K正×P(乙苯)=K逆×P(苯乙烯)×P(氢气),()()()2ppHKKp45kPaKp===正逆苯乙烯乙苯,a处的总压强为
112kPa,即气体总物质的量为112mol,由②解析可知起始气体中水蒸气为80mol,乙苯20mol,乙苯的转化率为60%,即n(苯乙烯)=n(氢气)=20mol×60%=12mol,p(苯乙烯)=p(氢气)=12kPa
,n(乙苯)=20ml×(1-60%)=8mol、p(乙苯)=8kPa,()()()2ppHV8kPaKp45kPa2.5Vp12kPa12kPa===正逆苯乙烯乙苯;故答案为:2.5。【小问5详解】
根据图中反应机理,步骤Ⅰ可表述为乙苯αH−带部分正电荷,被带部分负电荷的B1位点吸引,随后解离出H+并吸附在B1位点上,因此αC—H的极性小于βC—H的极性;步骤Ⅲ苯乙烯上苯环和碳碳双键形成大π键,降低苯环电子云密度,导致苯环与A位点
吸附减弱,因此形成苯乙烯后更容易脱附,故答案为:<;苯乙烯上苯环和碳碳双键形成大π键,降低苯环电子云密度,导致苯环与A位点吸附减弱。14.盐酸阿比朵尔H具有良好的抗病毒活性,其中一种合成路线如图:回答下列问题:(1)A的官能团有酯基和_______。(2)反
应I分两步完成,X为中间产物。从电负性视角预测中间产物X,其结构简式为_______,第二步反应的类型为_______。(3)反应III的目的是_______。(4)请写出反应IV的化学方程式:_______。(5)反应VI是取代反应,试
剂C5N2H14的结构简式为_______。(6)盐酸阿比朵尔H中H+与碱性强的氮原子形成配位键,H+与_______号N结合(填“1”或“2”)。(7)J是B的同分异构体,请写出一种符合下列所有条件的J的结构简式:_______。a.能与金属Na反应产生H2
b.有且仅有两种官能团c.有1个6元碳环d.核磁共振氢谱有6组峰,峰面积比为4:4:2:1:1:1(8)设计以乙烯为原料合成A的路线(用流程图表示,无机试剂任选)_______。已知:+25CHOHHOAc⎯⎯⎯⎯→+
【答案】(1)酮羰基(2)①.②.消去反应(3)保护酚羟基(4)+2Br2→+2HBr(5)(6)1(7)、(8)CH2=CH22HO⎯⎯⎯→催化剂C2H5OH4KMnO⎯⎯⎯⎯⎯⎯→酸性溶液CH3COOH2425HSOΔCHOH→浓,CH3COOC2H525HO
AcCHOH→【解析】【分析】由有机物的转化关系可知,与CH3NH2发生加成反应生成中间产物,则X为,再发生消去反应生成,与反应生成,与乙酸酐发生取代反应生成,与溴发生取代反应生成,则E为;与发生取代反应生成
,与发生取代反应生成,则C5N2H14为;与氯化氢反应生成。【小问1详解】由结构简式可知,的官能团有酯基和酮羰基,故答案为:酮羰基;【小问2详解】由题意可知,反应I为与CH3NH2发生加成反应生成中间产物,再发生消去反应生成,故答
案为:;消去反应;【小问3详解】由结构简式可知,和分子中都含有酚羟基,则反应III的目的是保护酚羟基,故答案为:保护酚羟基;【小问4详解】由分析可知,反应IV为与溴发生取代反应生成和溴化氢,反应的化学方程式为+2Br2→+2HBr,故答案为:+2Br2
→+2HBr;【小问5详解】由分析可知,试剂C5N2H14的结构简式为,故答案为:;【小问6详解】由结构简式可知,中1号氮原子的杂化方式为sp3杂化、2号氮原子的杂化方式为sp2杂化,sp3杂化氮原子的碱性强于2号氮原子,结合氢离子的能力强于2号,故
答案为:1;【小问7详解】B的同分异构体J分子中有1个6元碳环,仅有两种官能团,能与金属钠反应产生氢气说明J分子中含有羟基或羧基,则符合核磁共振氢谱有6组峰,峰面积比为4:4:2:1:1:1的结构简式为、,故答案为:、;【小问8详解】由有机物的性质和题给信息可知,
以乙烯为原料合成A的合成步骤为催化剂作用下乙烯与水发生加成反应生成乙醇,乙醇与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成乙酸,浓硫酸作用下乙酸与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,催化剂作用下乙酸乙酯发生分子间取代反应生成
,合成路线为CH2=CH22HO⎯⎯⎯→催化剂C2H5OH4KMnO⎯⎯⎯⎯⎯⎯→酸性溶液CH3COOH2425HSOΔCHOH→浓,CH3COOC2H525HOAcCHOH→。