【文档说明】安徽省巢湖市第一中学2024届高三上学期10月月考化学试题 含解析.docx,共(23)页,3.950 MB,由小赞的店铺上传
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化学考生注意:1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡
上。写在本试卷上无效。3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。可能用到的相对原子质量:H:1C:12N:14O:16F:19Mg:24Cu:64Ag:108Cs:133一、选择题:本题共14小题,每小
题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.“蓝天、碧水、净土”三大环保保卫战正加快生态环境治理和现代化建设。下列说法错误的是A.废旧电池必须回收处理,可以防止重金属污染B.尽量少用或不用含磷洗涤剂,以防止水体富营养化C.农田使用铵态氮肥要深施覆土,以防止氮肥被氧化D.
在燃油车上安装三元催化转化器,以降低污染气体的排放【答案】C【解析】【详解】A.废旧电池中含有重金属离子,随意丢弃会污染环境,所以废旧电池必须回收处理,防止重金属污染,A不合题意;B.国家提倡少用或不用含磷洗衣粉,这是由于磷使水体富营养化,使水质恶化,B不合题意;C
.铵态氮肥不稳定易分解,故铵态氮肥使用时要深施覆土,不是以防止氮肥被氧化,C符合题意;D.在汽车上安装三元催化转化器处理尾气时,三元催化转化器的载体部件是一块多孔陶瓷材料,可以减少NO、CO等污染气体的排放,D不合题意;故答案
为:C。2.“学以致用”让化学生活化。下列物质的应用与氧化还原反应无关的是A.用食醋清洗水垢B.用NaClO溶液杀菌消毒C.用浸润有4KMnO的硅藻土吸收水果散发的乙烯D.用维生素C促进补铁剂(有效成分为4FeSO)的吸收【答案】A【
解析】【详解】A.食醋清洗水垢利用的是食醋的酸性,与氧化还原反应无关,故A选;B.NaClO溶液中存在HClO,具有强氧化性,可以杀菌消毒,与氧化还原反应有关,故B不选;C.乙烯具有还原性,能被浸润的酸性4KMnO氧化,与氧化还原反应有关,故C不选;D.维生素C具有还原性,能够防
止Fe2+被氧化为Fe3+,与氧化还原反应有关,故D不选;故选A。3.用化学用语表示3222NCl3HO3HClN3HClO+=++中的相关微粒,其中正确的是A.HCl的电子式:B.中子数为20的Cl原子:3720ClC.HClO的结构式:HOCl−−D.3NCl分子中N原子杂化方
式为2sp杂化【答案】C【解析】【详解】A.HCl是共价化合物,电子式为:,故A错误;B.Cl的质子数为17,中子数为20的Cl原子质量数为17+20=37,表示为3717Cl,故B正确;C.HClO结构式:HOCl−−,故C正确;D.3NCl分子中N原
子价层电子对数为3+()1532−=4,杂化方式为3sp杂化,故D错误;故选C。4.向硫酸铁溶液中通入少量2SO气体,要证明该过程发生了氧化还原反应,加入下列试剂一定可行的是A.KSCN溶液、氯水B.36K
Fe(CN)C.NaOH溶液D.2BaCl溶液【答案】B【解析】【分析】向硫酸铁溶液中通入少量2SO气体,生成的溶液中必然含有Fe2+,可通过检验Fe2+来验证发生了氧化还原反应。【详解】A.向硫酸铁溶液中通入少量2SO气体,可能有剩余的Fe3+,先加入KSCN溶液,溶液会变红色,再加入氯水,溶液
仍然为红色,不能证明Fe2+的存在,故A不选;的B.含Fe2+的溶液与铁氰化钾36KFe(CN)溶液反应生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀,能证明SO2与硫酸铁发生氧化还原反应,故B选;C.加入NaOH溶液,有氢氧化铁红褐色沉淀生成,只能说明含有铁离子,不能证明二者发生了反应
,故C不选;D.加入2BaCl溶液,可产生硫酸钡白色沉淀,由于原溶液也含有24SO−,不能说明反应生成了24SO−,不能证明二者发生了反应,故D不选;答案选B。5.相同温度下,某密闭容器中有一个可自由滑动的隔板(厚度不计),将容器分成两部分,当向甲容器中充
入214.4gN和2CO的混合气体、乙容器中充入24.4gCO时,隔板处于如图所示位置。若要使隔板刚好处于该密闭容器的正中间,需向乙容器中再通入2N的质量为A.10.0gB.8.4gC.10.8gD.9.6g【答案】B【解析】【详解】甲、乙的体积
比为4:1,同温同压,体积比等于物质的量比,乙容器中充入24.4gCO,二氧化碳的物质的量为0.1mol,则甲容器中214.4gN和2CO的混合气体的总物质的量为0.4mol。若要使隔板刚好处于该密闭容器的正中间,甲、乙中气体物质的量应该相等,则需向乙容器中再通入0.3mol2N,通
入N2的质量为0.3mol×28g/mol=8.4g,故选B。6.二氧化硫在食品工业中可用作漂白剂、防腐剂、抗氧化剂等。某研究小组利用如图所示装置制备并检验SO2的部分性质。下列说法正确的是A.装置甲中反应时70%的硫酸表现出氧化性B.装置乙中溶液颜色变化:先变红后褪色C.装置丙中发生的最终总
反应为22235SO2S2HO3S4HSO−−++=+D.装置丁中酸性4KMnO溶液褪色的原理与2SO用于食品漂白剂的原理相同【答案】C【解析】【分析】由题干实验装置图可知,装置甲为SO2的制备,原理
为:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑,将制得的SO2通入装置乙中的紫色石蕊试液中,观察到溶液变为红色,体系SO2酸性氧化物的通性,装置丙中可观察到溶液变浑浊,通入过量的SO2最
终生成NaHSO3,SO2通入到装置丁中的酸性高锰酸钾溶液中,观察到溶液褪色,体现SO2的还原性,据此分析解题。【详解】A.由分析可知,装置甲中发生的反应方程式为:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+SO2↑,该反应为非氧化还原反应,故反应时70%的硫酸不表现出氧化性,仅
表现出强酸性,A错误;B.已知SO2不能漂白酸碱指示剂,SO2溶于水生成H2SO3使溶液呈酸性,故装置乙中溶液颜色变为红色,B错误;C.SO2与水先生成H2SO3,H2SO3与Na2S反应生成S单质和NaHSO3,故装置丙中发生的最终总反应为22235SO2
S2HO3S4HSO−−++=+,C正确;D.SO2具有还原性,则装置丁中酸性KMnO4溶液褪色的原理是SO2的还原性,而SO2用于食品漂白剂的原理是SO2具有漂白性,二者原理不相同,D错误;故答案为:C。7.下列离子方程式书写正确的是A2Cl通入水
中:22ClHO2HClClO+−−+=++B.FeO溶于足量稀硝酸:22FeO2HFeHO+++=+.C.3FeCl溶液腐蚀印刷线路板:3222FeCu2FeCu++++=+D.43NHHSO溶液与足量浓N
aOH溶液反应:432NHOHNHHO+−+=【答案】C【解析】【详解】A.已知HClO是一种弱酸且该反应可逆,Cl2通入水中的离子方程式为:+-22Cl+HOH+Cl+HClO,A错误;B.已知HNO3具有强氧化性,能够氧化Fe2+,故FeO溶于足量稀硝酸的离子
方程式为:+-3+323FeO+10H+NO=3Fe+5HO+NO,B错误;C.FeCl3溶液腐蚀印刷线路板的反应方程式为:Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2,该反应的离子方程式为:3+2+2+2Fe
+Cu=2Fe+Cu,C正确;D.43NHHSO溶液与足量浓NaOH溶液反应生成Na2SO3、NH3·H2O和H2O,该反应的离子方程式为:+-2-43232-3NH+2OH=NO+HSOHHO+SO+H•,D错误;故答案:C。8.氨基磺酸(23HNSOH)可作漂白助剂,可减少或消除漂
白液中重金属离子的催化作用,从而使漂白液质量得到保证。氨基磺酸在常温下稳定,高温时能完全分解:23232222HNSOHSOSO2HNHO++++高温。下列说法正确的是A.34264gSO在标准状况下的体
积为22.4LB.该反应生成21molH时转移2mol电子C.可用2BaCl溶液检验分解所得混合气体中是否含有3SOD.相同条件下,32g按()()22VH:VN2:1=组成的混合气体与232gO所含原子数相同【答案】C【解析】
【详解】A.34264gSO在标准状况下的体积为64g22.4L/mol=21.7L66g/mol,故A错误;B.23HNSOH中N为-3价、S为+6价、H为+1价,生成1molSO2得2mol电子、生成2molH2得4mol电为子、生成1molN2失6mol电子,则该反应生成2
1molH时转移3mol电子,故B错误;C.2BaCl溶液和SO2不反应,2BaCl溶液和SO3反应生成硫酸钡沉淀,可用2BaCl溶液检验分解所得混合气体中是否含有3SO,故C正确;D.相同条件下,按()()22VH:VN2:1=组成的混合气体的平均摩尔质量
为2mol2g/mol+1mol28g/mol32mol/L2mol1mol3=+,32g按()()22VH:VN2:1=组成的混合气体中原子数为AA32g2632g/mol3NN=,232gO所含
原子数为AA32g2232g/molNN=,故D错误;选C。9.X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素,已知X、Q为同主族元素且这两种元素能组成离子化合物;Y元素的气态氢化物水溶液显碱
性。下列说法正确的是A.简单离子半径:QZWB.3YW分子的空间结构为平面三角形C.X分别与Y、Z、W组成的常见化合物均为极性分子D.由Y、Z、Q组成的化合物的水溶液一定显中性【答案】C【解析】【
分析】X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素,已知X、Q为同主族元素且这两种元素能组成离子化合物所以两者同是IA族元素,Y元素的气态氢化物水溶液显碱性为氮元素,所以X、Q分别为氢和钠,所以X、Y、Z、W、Q分别是氢、氮、氧、氟、钠五种元素
,依此解题。【详解】A.Z、W、Q形成的离子分别是2-O、-F、+Na,离子结构相同质子数越大半径越小,所以离子半径ZQW,A错误;B.三氟化氮分子中中心原子有4个价层电子对,一个孤电子,结构是三角锥形,B错误;C.X分别与Y、Z、W组成的常见化合物为32NHHOHF、、
空间结构为三角锥、V形、直线形都是由极性键构成的极性分子,C正确;D.由Y、Z、Q组成的化合物亚硝酸钠的水溶液显碱性,D错误;故选C。10.根据装置和下表内的物质(夹持、尾气处理装置省略),其中能达到相应实验目的的是选项a中的物质b中的物质c中的物质实验目的A浓硝酸Fe−制备并收集2N
OB饱和食盐水电石4KMnO溶液检验是否有乙炔生成C浓氨水碱石灰−制备并收集氨气D浓盐酸4KMnONaOH溶液制备84消毒液A.AB.BC.CD.D【答案】D【解析】【详解】A.铁在浓硝酸中发生钝化,不能制取2
NO,A错误;B.饱和食盐水与电石反应生成乙炔,但同时会有硫化氢等杂质,乙炔和杂质均能使4KMnO溶液褪色,所以不可以检测出是否有乙炔生成,B错误;C.氨气密度小于空气密度,应该用向下排空气集气法,C错误;D.浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯气,氯气与氢氧化钠反应生成次氯
酸钠,D正确;故选D。11.奥培米芬是一种雌激素受体调节剂,其合成中间体的结构简式如图所示:关于该中间体,下列说法正确的是A.含有三种官能团B.含有2个手性碳原子C.能发生消去反应和水解反应D.苯环上的一氯代物有5种结构【答案】C【解析】【详解】A.由题干有
机物的键线式可知,分子中含有碳氯键、碳碳双键、醚键和酯基四种官能团,A错误;B.已知同时连有四个互不相同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,结合题干有机物的键线式可知,分子中不含手性碳原子,B错误;C.由题干有机物的键线式可知,分子中含有碳氯键,且与氯原子相邻的碳原子上还有H,故能发生消去反应和水
解反应,同时含有酯基也能发生水解反应,C正确;D.由题干有机物的键线式可知,分子中三个苯环不对称,故苯环上的一氯代物有8种结构,如图所示:,D错误;故答案为:C。12.近日,哈尔滨工业大学的研究团队发现,以非晶态Ni(Ⅲ)基硫化物为催化剂,能有效催
化OER(析氧反应)和UOR(尿素氧化反应),从而降低电解水制氢过程中的能耗,其工作原理和反应机理如图所示:下列说法正确的是A.电解过程中,电极A附近溶液的pH不变B.非晶态Ni(Ⅲ)基硫化物能改变OER反应的反应热C.OER分四步进行
,其中没有非极性键的形成与断裂D.UOR的电化学反应总过程为()22222CONH6e6OHCON5HO−−−+=++【答案】D【解析】【分析】该装置是电解池,电解水制氢,电极A上水得到电子生成氢气气,电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+2H2↑,电极B上尿素失
电子生成氮气,电极反应式为()22222CONH6e6OHCON5HO−−−+=++;【详解】A.电极A上电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+2H2↑,电极A附近溶液的碱性增强,pH变大,故A错误;B.非晶态Ni(Ⅲ)基硫化物是OER反应的催化剂,能改变
反应速率,不能改变OER反应的反应热,故B错误;C.OER的第II步骤有O-O非极性键的形成,故C错误;D.UOR尿素中N原子失电子生成氮气,生成1个氮气失去6个电子,电化学反应总过程为()22222CONH6e6OHCON5HO−−−+=++,故D正确
;故选D。13.一种超导材料(仅由CsAgF、、三种元素组成)的长方体晶胞结构如图所示(已知MPQR=,用AN表示阿伏加德罗常数的值):下列说法正确的是A.基态47Ag失去4d能级上的一个电子转化为Ag+B.若N
点原子分数坐标为11,,044,则P点原子分数坐标为cs0,0,c−C.MN、之间的距离为72a10cm4−D.晶体的密度为32A1192gpmacN−【答案】D【解析】【详解】A.
基态47Ag失去5s能级上的一个电子转化为Ag+,A错误;B.若N点原子分数坐标为11,,044,则P点原子分数坐标为1c-s0,,22c,B错误;C.MN、之间距离为面对角线的14,数值为102a10c
m4−,C错误;D.晶体结构中CsAgF、、的个数分别为:11118+2=48+4=416+4=128422、、,化学式为3CsAgF,晶体的密度为-3-3A22AAMNN4(133+108+319)1192gpm=gpmVNN
acac==,D正确;故选D。14.向AgCl饱和溶液(有足量AgCl固体)中滴加氨水,发生反应()33AgNHAgNH+++和()()3332AgNHNHAgNH+++,()()1lgcM/
molL−与()()13lgcNH/molL−的关系如图所示{其中M代表()3AgClAgNH++−、、或()32AgNH+}。下列说法正确的是A.曲线Ⅲ表示()32lgcAgNH+随()3lgcNH的变化曲线的B.随()3cNH增大,
()()3cClcNH−先增大后减小C.反应()332AgCl2NHAgNHCl+−++的平衡常数为5.5110−D.完全溶解0.1molAgCl,至少需要含有()0.3530.210molNH+的氨水【答案】D【解析】【分析】氯化银饱和溶液中银离子和氯
离子的浓度相等,向饱和溶液中滴加氨水,溶液中银离子浓度减小,氯离子浓度增大、一氨合银离子增大,继续滴加氨水,一氨合银离子增大的幅度小于二氨合银离子,则曲线I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示二氨合银离子、一氨合银离子、银离子、氯离子与氨气浓度对数变化的曲线。【详解】A.曲线Ⅲ表示(
)+lgcAg随()3lgcNH的变化曲线,故A错误;B.反应()33AgClNHAgNHCl+−++的平衡常数K=()()()33cClcAgNHcNH+−为定值,随()3cNH增大,一氨合银离子浓度先增大后不变,()()3cClcNH−先减小后不变,故B错误;
C.在()3lgcNH=-1时,对应的反应Cl-和二氨合银离子浓度的对数都是-2.35,浓度都是10-2.35,()332AgCl2NHAgNHCl+−++平衡常数为K=()()()3223cClcAgNHcNH+−=()2.352.352.7211
0101010−−−−=,故C错误;D.0.1molAgCl完全溶解生成0.1molCl-和0.1mol的[Ag(NH3)2]+,对于()332AgCl2NHAgNHCl+−++平衡常数为K
=()()()3223cClcAgNHcNH+−=()()()3223nClnAgNHnNH+−=()230.10.1nNH=10-2.7,得出n(NH3)=100.35mol,反应后应该余下氨气的物质的量为100.35mol,加上0.1
molAg+结合的0.2mol氨气生成[Ag(NH3)2]+,共需要()0.3530.210molNH+,故D正确;答案选D。二、非选择题:本题共4小题,共58分。15.2MgO可被用于治疗消化道疾病。某学习探究小组在实验室进行了
制备2MgO以及含量测定的实验。已知:常温下2MgO不溶于水,较稳定,与酸反应生成22HO;加热时会分解生成2O和MgO。请回答下列问题:(1)灼烧。灼烧223Mg(OH)CO制MgO时,可使用的实验
装置有___________(填字母)。(2)转化。向MgO中先加入稳定剂和2230%HO溶液,充分反应后,过滤、洗涤、干燥,可得粗品2MgO。①写出制备2MgO时发生反应的化学方程式:___________。②“转化”阶段有大
量热量放出,为了提高2MgO的产率,添加2230%HO溶液时,比较理想的操作方法为___________。(3)测定。某研究小组拟用下图装置测定样品(含MgO杂质)中2MgO的含量。①实验时在稀盐酸中
加入3FeCl溶液的作用是___________(用化学方程式表示)。②为了减小实验误差,在每次读数前需要进行的操作是___________、___________。③该小组记录的实验数据如下:样品的质量为mg;反应开始前量气管的读数为amL;反应结束
冷却到室温后量气管的读数为bmL,已知:室温条件下气体摩尔体积为10VLmol−,则样品中过氧化镁的质量分数为___________%(用含0abmV、、、的代数式表示);若反应结束后读取量气管中气体的体积时,液面左低右高,则测得2MgO的质量分数___________(填“偏
大”“偏小”或“无影响”)。【答案】(1)c(2)①.MgO+22HO=2HO+2MgO②.反应装置放在冰水中冷却(3)①.322222FeHO2HOl+OC②.冷却至室温③.移动右侧刻度管直到两侧液面相平④.()011.2a-b%mV⑤.偏小
【解析】【小问1详解】灼烧固体应在坩埚中进行,结合装置可知c正确;【小问2详解】①MgO与22HO反应生成2HO和2MgO,反应方程式为:MgO+22HO=2HO+2MgO;②“转化”阶段有大量热量放出,会使溶液温度升高,22HO
不稳定,受热易分解,为提高提高2MgO的产率,应将反应装置放在冰水中冷却;【小问3详解】①氯化铁可以催化过氧化氢分解,加快反应速率,故FeCl3的作用是催化H2O2分解,反应方程式为:322222FeHO2H
Ol+OC;②气体体积受温度、压强影响较大,所以读数时应该使气体温度在室温下且两侧液面相平,因为该反应放热导致气体温度升高,气体热胀冷缩,为防止产生误差,应该冷却气体至室温,然后移动右侧刻度管直到两侧液面相平,最后再读数;③反应为:2222MgO+2HCl=MgCl+HO,322222Fe
HO2HOl+OC,得到关系式:222MgOO,则()-332200(a-b)10L2(a-b)?10n(MgO)2nO2molVL/molV−===,2m(MgO)=()3300112ab102(a-
b)?10mol?56g/mol=gVV−−−,则样品中过氧化镁的质量分数为()()300112ab10g11.2a-bV100%%mgmV−−=;反应结束后读取量气管中气体的体积时,若液面左低右高,则所读气体体积偏小,则测得过氧化镁的质量和质量分数均减小。16.在照相底片
的定影过程中,未曝光的溴化银(AgBr)常用硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶解。从废定影液{主要含有[Ag(S2O3)2]3-、Br-等}中回收Ag并制取催化剂PdAg@Cu2O的流程如图所示:已知:①22
3SO−的结构如图所示:;②()()3213132323sp2Ag2SOAgSOK3.210KAgBr5.010−+−−+==稳、。请回答下列问题:(1)写出Na2S2O3溶液溶解AgBr生成()3232NaAgSO的离子方程式:_______
____,该反应的化学平衡常数为___________。(2)在()3223232Ag2SOAgSO−+−+配合反应中,作配位原子的不可能是___________(填字母)。a.223SO−中的中心S原子b.
223SO−中的端基S原子(3)向滤液1中通入足量氯气后,通过一系列操作可分离出Br2。通入足量氯气后,Cl2发生的氧化还原反应主要有22224S4Cl4HOSO8Cl8H−−−+++=++、222BrClBr2Cl
−−+=+、___________。(4)“酸溶”过程中产生的有害气体是___________(填化学式),实验室消除该有害气体的方法为___________。(5)操作A的目的是___________。(6)在制备PdAg@Cu2O的反应中,NH2OH被氧
化成无污染物(N2),若获得0.5molPdAg@Cu2O,理论上至少需要NH2OH___________g。【答案】(1)①.AgBr+2223SO−=[Ag(S2O3)2]3-+Br-②.16(2)a
(3)223SO−+4Cl2+5H2O=224SO−+8Cl-+10H+(4)①.NO②.将NO与足量O2混合通入NaOH溶液中(5)除去Ag中混有的铁粉(6)33【解析】【分析】废定影液{主要含有[Ag(S2O3)2]3-、Br-等}中加入Na2
S溶液,与[Ag(S2O3)2]3-反应生成Ag2S沉淀,过滤后,所得滤液中含有Br-、S2-、223SO−;将Ag2S通入空气焙烧,生成粗银和SO2;将粗银放入稀硝酸中溶解,生成AgNO3等,加入盐
酸将银转化为AgCl沉淀;加入铁粉,将AgCl还原为Ag,过滤所得的Ag中混有Fe,加入足量盐酸溶解Fe、过滤、洗涤、干燥,得纯银;纯银与K2PdCl4、PVP混合后,得到PdAg,再与CuCl2、NaOH、NH2OH、HCl混合后,得到PdAg@Cu2O
。【小问1详解】Na2S2O3溶液溶解AgBr生成()3232NaAgSO和NaBr,离子方程式:AgBr+2223SO−=[Ag(S2O3)2]3-+Br-,该反应的化学平衡常数为K=32322223c[Ag(SO)]c(Br)c(SO)−−−=K稳∙
Ksp(AgBr)=3.2×10-13×5.0×1013=16。【小问2详解】在()3223232Ag2SOAgSO−+−+配合反应中,223SO−中的中心S原子不存在孤电子对,不能作配位原子,223SO−中的端基S原子存在孤电子对,可作配位原子,则配原子不可能是a。【小
问3详解】向滤液1中通入足量氯气后,通过一系列操作可分离出Br2。通入足量氯气后,Cl2发生的氧化还原反应主要有22224S4Cl4HOSO8Cl8H−−−+++=++、222BrClBr2Cl−−+=+、223SO−+4Cl2+5H2O=2
24SO−+8Cl-+10H+。【小问4详解】“酸溶”过程中,粗银与稀硝酸反应,生成AgNO3等,产生的有害气体是NO,实验室消除该有害气体的方法为:将NO与足量O2混合通入NaOH溶液中。【小问5详解】加入过量的铁粉后,AgCl全部被
还原为Ag,此时Ag中混有过量的铁。往固体混合物中加入足量盐酸,将Fe溶解后过滤、洗涤、干燥,则操作A的目的是:除去Ag中混有的铁粉。【小问6详解】在制备PdAg@Cu2O的反应中,NH2OH被氧化成无污染物(N2),依据得失电子守恒,可得
出关系式:2NH2OH——Cu2O,若获得0.5molPdAg@Cu2O,理论上至少需要NH2OH的物质的量为0.5mol×2=1mol,质量为1mol×33g/mol=33g。【点睛】NO、足量O2混合通入NaOH溶液中,发生反应4NO+3O2+4NaOH=4NaN
O3+2H2O17.甲醇是重要的化工原料之一,也可用作燃料,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)可以合成甲醇,涉及的反应如下:反应ⅰ:()()()231COg2HgCHOHgΔH+反应ⅱ:()()()()122322COg3HgCHOHgHOgΔH49.9
kJmol−++=−反应ⅲ:()()()()12223COgHgCOgHOgΔH41.6kJmol−++=+请回答下列问题:(1)在某催化剂作用下,反应ⅰ的反应历程如图所示(图中数据表示微粒数目以及微粒的相对总能量,*表示吸附
在催化剂上):①反应ⅰ在___________(填“较低”或“较高”)温度下才能自发进行。②结合反应历程,写出反应ⅰ中生成甲醇的决速步骤的反应方程式:___________。③m=___________(计算结果保留两
位有效数字,已知221eV1.610kJ−=)。(2)反应ⅰ的Arrhenius经验公式aERlnkCT=−+(aE为活化能,k为速率常数,R和C均为常数,T为温度),实验数据如图中曲线M所示。当改变外界条件时,实验数据如图中曲线N所示,则实验可能改变的外界条
件是___________。。(3)将一定量的()2COg和()2Hg充入密闭容器中并加入合适的催化剂,只发生反应ⅱ和ⅲ。相同温度下,在不同压强下测得2CO的平衡转化率、()3CHOHg的选择性[()()()33nCHOH100%nC
HOHnCO+]和CO的选择性[()()()3nCO100%nCHOHnCO+]随压强的变化曲线如图所示。图中表示CO2的平衡转化率的曲线是___________(填“m”“n”或“p”),简述判断方法:___________。(4)有研究认为,在某催化剂作用下反应ⅱ先后通过反应ⅲ
、ⅰ来实现。保持温度T不变,向一恒容密闭容器中充入4molCO2和8molH2,在该催化剂作用下发生反应,经5min达到平衡,测得H2O(g)的物质的量为3mol,起始及达平衡时容器的总压强分别为1.5akPaakPa、
,则从开始到平衡用H2分压表示的平均反应速率为___________kPa•min-1(用含a的式子表示,下同,分压=总压物质的量分数);反应ⅱ的压强平衡常数pK=___________2(kPa)−(pK为用分压
代替浓度计算的平衡常数)。(5)光催化CO2制甲醇技术也是研究热点。铜基纳米光催化材料还原CO2的机理如图所示,光照时,低能价带失去电子并产生空穴(h+,具有强氧化性)。在低能价带上,H2O直接转化为O2的电极反应式为___________。【答案】(1)①.较低②.CO*(g)+2
H2(g)→HCO*(g)+32H2(g)③.0.95(2)加入更高效的催化剂(3)①.n②.增大压强,反应ii平衡正向移动,反应iii平衡不移动,则CO2的平衡转化率和CH3OH的选择性均增大,且CO的选择性和CH3OH的选择性之和为100%(4)①.740②.2
384a(5)2H2O+4h+=O2+4H+【解析】【小问1详解】①由图干信息可知,反应ii-反应iii即得反应i,故123HHH=−=(-49.9kJ/mol)-41.6kJ/mol=-91.5kJ/mol,即反应i为气体体积减小的放热反应,即0H<,
0S<,故反应ⅰ在较低温度下才能自发进行,故答案为:较低;②已知反应活化能越大,反应速率越慢,活化能最大的一步反应速率最慢是整个反应的速率的决速步骤,根据题干反应历程图信息可知,该反应的决速步骤为:CO*(g)+2
H2(g)→HCO*(g)+32H2(g),故答案为:CO*(g)+2H2(g)→HCO*(g)+32H2(g);③由上述分析可知,该反应的H=-91.5kJ/mol,-m=23-22-91.5kJ6.02101.610kJ=-0.95eV,则m=0.95,故答案为:0.95
;【小问2详解】由题干信息可知,反应ⅰ的Arrhenius经验公式aERlnkCT=−+(aE为活化能,k为速率常数,R和C均为常数,T为温度),与M相比,N曲线的活化能降低,则实验改变外界条件为加入更高效催化剂,故答案为:加入更高效催化剂;【小问3详解】已知反应ⅱ
:()()()()2232COg+3HgCHOHg+HOg,反应ⅲ:()()()()222COg+HgCOg+HOg可知,增大压强,反应ii平衡正向移动,反应iii平衡不移动,则CO2的平衡转化率和CH3OH的选
择性均增大,且CO的选择性和CH3OH的选择性之和为100%,结合题干图像可知,m为CH3OH的选择性,p为CO的选择性,n为CO2的平衡转化率曲线,故答案为:n;增大压强,反应ii平衡正向移动,反应iii平衡不移动,则CO
2的平衡转化率和CH3OH的选择性均增大,且CO的选择性和CH3OH的选择性之和为100%;【小问4详解】有研究认为,在某催化剂作用下反应ⅱ先后通过反应ⅲ、ⅰ来实现,保持温度T不变,向一恒容密闭容器中充入4molCO2和8molH2,在该催化剂作用下发
生反应,经5min达到平衡,测得H2O(g)的物质的量为3mol,则进行三段式分析为:()()()()222COg+HgCOg+HOg(mol)4800(mol)3333(mol)1533起始量转化量平衡
量,()()()23COg+2HgCHOHg(mol)350(mol)x2xx(mol)3-x5-2xx起始量转化量平衡量,起始及达平衡时容器的总压强分别为1.5akPa、akPa,则有:4+81+3-x+5-2x
+x+3=1.5akPaakPa,解得x=2mol,则H2的平衡分压为:52x522akPa=akPa122x1222−−−−=akPa8,则从开始到平衡用H2分压表示的平均反应速率为8a×1.5akPa-kPa1285min=740kPa
•min-1,平衡时CO2、H2、CH3OH、H2O的平衡分压分别为:1×akPa=?akPa12-2x11222−=akPa8,akPa8、akPa4、3akPa8;反应ⅱ的压强平衡常数pK=32322p(CHOH)p(HO)p(CO)p
(H)=33481()88aakPakPaakPakPa=2384a2(kPa)−,故答案为:740;2384a。【小问5详解】由题干铜基纳米光催化材料还原CO2的机理图所示信息可知,光照时,低能价带失去电子并产生空穴(h+,具有强氧化性),在低能价带上,H2O直接转化为O2的电极反应
式为:2H2O+4h+=O2+4H+,故答案为:2H2O+4h+=O2+4H+。18.八氢香豆素(H)是合成香料的原料,以A为原料制备H的合成路线如图所示:已知:①+⎯⎯→;②请回答下列问题:(1)DMF[()32CHNCHO]是一种用途广泛的极性惰性溶剂。
DMF能与水以任意比例混合,则DMF水溶液中存在的氢键除OHOH−−外,还有___________。(2)的名称为反-2-戊烯,按此命名原则,A的名称为___________。(3)D的结构简式为___________。(4)指出反应类型:E→F__
_________、G→H___________。(5)写出F转化为G的化学方程式:___________。(6)有机物X是H的同分异构体,X具有如下结构和性质:①含有结构,环上所有碳原子均为饱和碳原子,且环
上只有一个取代基。②能使溴的四氯化碳溶液褪色。③能发生银镜反应。④能水解。若不考虑立体异构,则X的可能结构有___________种。(7)写出以和3CHCCOOCH−为原料,合成的路线流程图:___________(
无机试剂和有机溶剂任用)。【答案】(1)OHO=C−、OHNC−−(2)顺-1,4-二氯-2-丁烯(3)(4)①.加成反应或还原反应②.氧化反应(5)(6)8(7)【解析】【分析】有机物A和CH2(CN)2在KHCO3/DMF条件下,发生取代反应得到B,B经多步反应
转化为C,C和D转化为E,E转化为F,F转化为G,G发生信息②的反应得到H,由H的结构可推出G为,则F为,E为,对比C和E的结构,可知D为,据此分析解答。【小问1详解】DMF水溶液中存在的氢键,由DMF结
构可知,分子中含有电负性较大的N、O原子均可以与水分子中的H原子形成氢键,所以除OHOH−−外,还有OHO=C−、OHNC−−;【小问2详解】A分子中两个-CH2Cl基团在双键的同侧,则为顺式结构,则A的
名称为顺-1,4-二氯-2-丁烯;【小问3详解】由分析可知D的结构简式为;【小问4详解】由分析可知E为,F为,G为,E和氢气发生加成反应可得到F,反应类型为加成反应或还原反应;G被过氧乙酸氧化得到H,反应类型为氧化反应;【小问5详解】F
分子中含有醇羟基,发生催化氧化生成G,化学方程式为;【小问6详解】H的分子式为C10H16O2,不饱和度为3,有机物X是H的同分异构体,X具有如下结构和性质:①含有结构,用去一个不饱和度,环上所有碳原子均为饱和碳原子,且环
上只有一个取代基,则取代基是含有4个碳原子,且有2个不饱和度的取代基;②能使溴的四氯化碳溶液褪色,说明含有不饱和键;③能发生银镜反应,说明含有醛基;④能水解说明含有HCOO-;综上所述,该取代基可看作HC
OO-取代了-CH=CH-CH3、或CH2=C(CH3)-或CH2=CH-CH2-中的一个H原子形成的,分别有3种、2种、3种,若不考虑立体异构,则X的可能结构共有8种;【小问7详解】获得更多资源请扫码加入享学资源网微信公众号www.xiangxu
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