【文档说明】备战2024年高考化学模拟卷(黑龙江、甘肃、吉林、安徽、江西、贵州、广西)05(解析版).docx,共(16)页,2.523 MB,由小赞的店铺上传
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【赢在高考·黄金8卷】备战2024年高考化学模拟卷(新高考七省专用)黄金卷05(考试时间:75分钟试卷满分:100分)可能用到的相对原子质量:H1C12O16Na23S32Fe56Bi209第Ⅰ卷一、选择题:本题共14小题,每小题3
分,共42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.“挖掘文物价值,讲好江西故事”。下列文物的主要成分不同于其他三种的是A.双面神人青铜面具B.元代青花带盖瓷梅瓶C.元代“阳平治都功印”铭玉印D.屈蹲羽人活环玉佩饰【答案】A【解析】A.双面神人青铜面具的主要成份是铜锡合金,属于金
属材料;B.元代青花带盖瓷梅瓶的主要成份是瓷器,属于硅酸盐;C.元代“阳平治都功印”铭玉印的主要成份属于硅酸盐;D.屈蹲羽人活环玉佩饰的主要成份属于硅酸盐;根据分析可知,B、C、D的主要成份属于硅酸盐,A属于金属材料
;故选A;2.下列化学用语或图示表达正确的是A.HCO3−的水解方程式为:HCO3−+H2OH3O++CO23−B.H2分子中σ键的电子云轮廓图:C.CaO2的电子式为D.丙烷分子的空间填充模型:【答案】B【解析
】A.HCO3−的水解方程式为:HCO3−+H2OOH-+H2CO3,故A错误;B.H2分子中两个氢原子s轨道头碰碰形成σ键,电子云轮廓为,故B正确;C.CaO2的电子式为,故C错误;D.该模型为丙烷的球棍模型,故D错误;故选:B。3.下列关于物质性
质与用途的说法不正确的是A.镁在空气中可燃烧,生成氧化镁和氮化镁B.铝与浓硝酸不反应,可用铝槽运输浓硝酸C.铁粉具有还原性,可作食品盒中的除氧剂D.二氧化硅导光能力强,可用来制备光导纤维【答案】B【解析】A.镁的还原性强,在空气中可
燃烧少言寡语,能与空气中的氧气、二氧化碳反应生成氧化镁,也能与氮气反应生成氮化镁,故A正确;B.铝在具有强氧化性的浓硝酸中发生钝化,钝化形成的致密氧化薄膜阻碍反应的继续进行,所以常用铝槽运输浓硝酸,故B错误;C.铁粉具有还原性,能与空气中的氧气反应,所以铁粉可作食品盒中的除氧剂,故C正确;D.制
备光导纤维的原料是具有强导光能力的二氧化硅,故D正确;故选B。4.化学与人类生产、生活密切相关,下列有关说法正确的是A.放置较久的红薯比新挖红薯甜,与葡萄糖的水解有关B.漂白粉、水玻璃、福尔马林、冰水混合物都是混合物C.阿司匹林药效释放快,可将它连接在高分子
载体上生成长效缓释药物D.在钢铁部件表面进行发蓝处理属于物理变化【答案】C【解析】A.放置较久的红薯比新挖出的甜,与淀粉水解生成葡萄糖有关,葡萄糖不能水解,A错误;B.冰水混合物只含水分子,属于纯净物,B错误;C.可将阿司匹林
连接在高分子载体上生成长效缓释药物,长效缓释阿司匹林在人体内可慢慢发生水解反应释放出阿司匹林,延长药效时间,C正确;D.在钢铁部件表面进行发蓝处理,生成一层致密的四氧化三铁薄膜,对其进行防护,该处理属于化学变化,D错误;故选C。5.在允许加热的前提下,只用一种试剂不能鉴别对应溶液的
是A.用Ba(OH)2溶液鉴别NH4Cl、(NH4)2SO4、NaCl、Na2SO4B.用FeCl3溶液鉴别NaI、Ba(OH)2、Na2S、NaHCO3C.用NaOH溶液鉴别MgCl2、FeCl2、Al2(SO4)3、(NH4)2SO4D.用红色石蕊试纸鉴别Na2SO3、浓HNO3
、NaHCO3、氯水【答案】D【解析】A.NH4Cl、(NH4)2SO4、NaCl、Na2SO4溶液分别与Ba(OH)2溶液反应,现象依次为:刺激性气味的气体、刺激性气体和白色沉淀、不反应、白色沉淀,现象不同,能鉴别,故A正确;B.NaI、Ba(OH)2、Na2S、NaHCO3溶
液分别与FeCl3溶液反应,现象依次为:溶液黄色消失变为棕褐色、生成白色沉淀最终变成红褐色、生成黄色沉淀、生成红褐色沉淀,现象不同,能鉴别,故B正确;C.MgCl2、FeCl2、Al2(SO4)3、(NH4)2S
O4溶液分别与NaOH溶液反应,现象依次为:白色沉淀、生成白色沉淀最终变成红褐色、先生成白色沉淀后溶解、刺激性气体,现象不同,能鉴别,故C正确;D.Na2SO3溶液和NaHCO3溶液都是碱性的,不能用红色石蕊试纸鉴别,故D错
误;故选D。6.最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如图:下列说法正确的是A.在该过程中,CO断键形成C和OB.状态I→状态III表示CO与2O的反应过程C.CO和O生成2CO是吸热反应D.CO和O生成了具有极性共价键的2CO【答案
】D【解析】A.由图可知不存在CO的断键过程,故A错误;B.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应的过程,而不是与氧气反应,故B错误;C.由图可知反应物总能量大于生成物总能量,反应为放热反应,故C错误;D.CO与O在催化剂表面形成CO2,所以状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应生成了具有极性共价键的C
O2,故D正确。综上所述,答案为D。7.如图所示是铁及其化合物的价类二维图,下列有关叙述正确的是A.物质X是Fe3O4B.Fe2O3→Fe的转化,Fe2O3发生氧化反应C.在空气中Z→Y的现象是白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色D.可通过复分解反应
实现FeCl2和FeCl3的相互转化【答案】C【解析】A.物质X是FeO,故A错误;B.Fe2O3→Fe的转化,铁化合价降低,因此Fe2O3发生还原反应,故B错误;C.在空气中Z→Y是氢氧化亚铁与氧气、水反应生成氢
氧化铁,其现象是白色沉淀迅速变成灰绿色,最终变成红褐色,故C正确;D.FeCl2和FeCl3中铁的化合价发生了改变,只能通过氧化还原反应实现相互转化,不能通过复分解反应实现FeCl2和FeCl3的相互转化,故D错误。综
上所述,答案为C。8.我国科学家合成了检测CN−的荧光探针A,其结构简式如图。下列关于荧光探针A分子的说法不正确...的是A.不存在手性碳原子B.分子内、分子间存在氢键C.能与饱和溴水发生取代反应和加成反应D.
1mol探针A最多能与3molNaOH反应【答案】D【解析】A.手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子;该分子中不存在手性碳原子,A项正确;B.该分子中存在-OH,可以形成分子内氢键,也能形成分子间氢键,B项正确;C.该分子具有碳碳双键,能与饱和溴水发生加成反应,Br2可
以取代酚羟基邻位或对位的H,发生取代反应,C项正确;D.酚羟基、酯基水解生成的酚羟基和羧基都能和NaOH反应,1mol探针A最多能与4molNaOH反应,D项错误。答案选D。9.下列图示实验操作规范的是A.分离碘水中的碘B.读取液体的
体积C.试剂存放D.收集CO2A.AB.BC.CD.D【答案】D【解析】A.I2溶于水,故分离碘水中的碘单质不能用分液方法且分液漏斗应紧贴烧杯内壁,A不合题意;B.量筒量取溶液,读数应该保持视线与液面的凹液最低处水平相切,B不合题意;C.酸碱不应存放在一起,C不合题意;D.CO2密度大于
空气,故采用向上排空气法收集,D符合题意;故答案为:D。10.短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,最外层电子数之和为16。W和Y为同主族元素,其简单氢化物的沸点:Y>W;X是同周期中金属性最强的元素。下列说法错误的是A.原子半径:X>WB
.元素Y与Z可形成共价化合物C.单质的熔点:Y>XD.Y、Z的最高价含氧酸均是弱酸【答案】D【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,它们原子的最外层电子数之和为16,同周期中金属性最强的元素X,
可知X是Li或Na,则W、Y、Z的最外层电子数为15,W、Y同主族,简单氢化物的沸点:Y>W,则W为C,Y为Si,Z为Cl,X为Na;【解析】A.电子层越多,简单微粒半径越大,半径Na>C,A正确;B.SiCl4属于共价型化合物,B正确;C
.熔点Na<Si,C正确;D.Y的最高价含氧酸为H2SiO3属于强酸,Z的最高价含氧酸为HClO4属于强酸,D错误;故答案为:D。11.下列离子方程式书写正确的是A.向2NaAlO溶液中通入过量2CO:()2222332AlOCO3HO2AlOHCO−−++=+B.CuO溶于4NaHSO溶液:2
2442CuO2HSOCuSOHO−+−+=++C.向3NaNO溶液中通入2SO:232242NOSO2NOSO−−+=+D.Fe与稀硝酸反应,当()()3Fe:HNO1:3nn=时:23324Fe3NO12H3FeFe3NO6HO−+++++=+++【答案】D【解析
】A.向2NaAlO溶液中通入过量2CO生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,反应的离子方程式为()22233AlOCO2HOAlOHHCO−−++=+,故A错误;B.CuO溶于4NaHSO溶液生成硫酸钠、硫
酸铜、水,反应的离子方程式为22CuO2HCuHO+++=+,故B错误;C.向3NaNO溶液中通入2SO,二氧化硫被氧化为硫酸根离子,硝酸根被还原为NO,反应的离子方程式为223242HO42NO3SO2NO3SHO−−++=+++,故C错误;D.Fe与稀硝酸反应,当()()3Fe:H
NO1:3nn=时:设参加反应的铁共1mol,xmolFe被氧化为Fe3+、(1-x)molFe被氧化为Fe2+,根据得失电子守恒、电荷守恒,被还原的硝酸为()321xmol3x+−,表现酸性的硝酸为32(1)molxx+−,()321xmol32(1)mol33xxx+−++
−=,解得x=0.25mol,即氧化生成Fe3+、Fe2+的比为1:3,所以反应方程式为23324Fe3NO12H3FeFe3NO6HO−+++++=+++,故D正确;选D。12.氢负离子具有强还原性,是一种颇具潜力的能量载体。
2023年4月5日,我国科学家开发了首例室温全固态氢负离子二次电池,该电池通过固态氢负离子导体实现对H-的快速传导,其工作原理如图所示,其中放电时乙电极的电极反应式为--xM+xHe-x=MH(M为Li、Na、K、Mg、Ti等金属),下列说法错误的是A.放电时,电子经外电
路流向甲电极B.放电时,氢负离子移向乙电极C.充电时,甲电极发生的反应可表示为--n-xnMH-xe+xH=MHD.可将固态离子导体替换成水溶液电解质,对氢负离子进行传导【答案】D【分析】由放电时乙电极反应式可知乙电极为富集,甲电极为正极,正极电极反应为:--nn-xMHxe=MH+xH+
;【解析】A.放电时,乙电极的电极反应式为--xM+xHe-x=MH,则乙为负极,甲为正极,放电时,电子经外电路流向正极,A正确;B.放电时,阴离子移向负极,B正确;C.充电时,甲电极为阳极,发生氧化反应:--n-xnMH-xe+xH=MH,C
正确;D.氢负离子具有强还原性,可与水反应生成氢气,因此不可替换成水溶液电解质,D错误;故选:D。13.常温下,将一定浓度的氨水逐滴加入25mL.0.12mol•L-1AgNO3溶液中,该过程中溶液AG(AG
=lg[+-c(H)c(OH)])与加入氨水体积V的关系如图所示,已知e点对应的溶液迅速由浑浊变澄清,且此时溶液中的c(Ag+)与c(NH3)均约为2×10-3mol•L-1,下列叙述错误的是.A.a点对应溶液中存在的离子NO3−浓度最大B.b点对应溶液中:c(Ag
+)+c[Ag(NH3)2]+<c(NO3−)—c(NH+4)C.最好选择c~d段溶液与葡萄糖等含有醛基的有机物发生银镜反应D.由e点可知,反应Ag++2NH3=[Ag(NH3)2]+的平衡常数约为1.25×107【答案】C【分析】银氨溶液的
配制是向硝酸银溶液中滴加氨水,出现白色沉淀,继续滴加氨水,直至白色沉淀恰好溶解,由图可知,a点为硝酸银溶液,溶液中硝酸根离子浓度最大,由e点对应的溶液迅速由浑浊变得澄清可知,e点所得溶液为银氨溶液,c~d段为生成氢氧化银的阶段。【解析】A.由分析可知
,a点没有加入氨水,溶液为硝酸银溶液,溶液中硝酸根离子浓度最大,故A正确;B.由图可知,b点溶液中AG大于0,溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,由电荷守恒关系c(Ag+)+c[Ag(NH3)2]++c(NH+4)+c(H+)=c(OH—)+c(N
O-3)可知,溶液中c(Ag+)+c[Ag(NH3)2]+<c(NO3−)—c(NH+4),故B正确;C.由分析可知,e点所得溶液为银氨溶液,c~d段为生成氢氧化银的阶段,则与葡萄糖发生银镜反应,最好选用e点,故C错误;D.由题意可知,e点加入氨水体积为4.7mL,溶液中银
离子和氨分子的浓度都为2×10-3mol/L,则溶液中二氨合银离子的浓度为0.12mol/L0.025L0.0297L—2×10-3mol/L≈0.1mol/L,反应的平衡常数K=+32+23c[Ag(NH)]c(Ag)c(NH)=330.1210210−−=1.25×107
,故D正确;故选C。14.实验室利用2MnO制备高锰酸钾采用的一种方法是固体碱溶氧化法,实验操作流程如图:下列说法正确的是A.“熔融”时,参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:3B.“熔融”时使用的仪器为瓷坩埚,
同时需要用玻璃棒不断搅拌C.“歧化”步骤主要反应的离子方程式为244223MnO4H2MnOMnO2HO−+−+=++D.4KMnO晶体应保存于带有橡胶塞的棕色试剂瓶中【答案】A【分析】高锰酸钾制备的流程如下:2MnO和3KClO在熔融状态下反应生成24KMnO等,反应后加水溶浸,
使24KMnO等可溶性物质溶解,并过滤,除去不溶性杂质,向滤液中加入醋酸使溶液酸化,并使24KMnO发生歧化反应,生成4KMnO和2MnO,过滤除2MnO去,滤液进行冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作后可得到4KMnO粗品。【解析】A.“熔
融”时的反应为:232423MnOKClOKOH=3KMnOKCl+3HO++6+,参加反应的氧化剂(3KClO)与还原剂(2MnO)的物质的量之比为1:3,故A正确;B.“熔融”时由于有熔融的KOH,因此不能使用瓷坩埚和玻璃棒,故B错误;C.“歧化”步骤主要反
应的离子方程式为422324334CHCOOH2MnOMn4MnO2HOCHOOCO−−−+++=+,故C错误;D.4KMnO易分解且有氧化性会腐蚀橡胶,不应用橡胶塞,应保存于带有玻璃塞的棕色试剂瓶中,故D错误;故选A。第Ⅱ卷二、非选择题:
共4题,共58分。15.(14分)科学家利用光催化剂4BiVO实现高选择性制备氢气。某小组以辉铋矿(主要成分是23BiS,含少量23BiO、Bi、2FeS和2SiO等杂质)为原料制备钒酸铋(4BiVO)的流程如下:已知:①滤液1中所含阳离子主要有3Bi+、3Fe+
、2Fe+和H+。②几种氢氧化物沉淀的pH如表所示。氢氧化物2Fe(OH)3Fe(OH)3Bi(OH)开始沉淀pH7.52.34.0沉淀完全pH9.73.7回答下列问题:(1)滤渣2的主要成分是(填化学式)。将辉铋矿粉碎过筛制成矿粉,其目的是。(2)“酸洗”中用盐酸代替水的目
的是。滤液3可以循环用于“”工序(填名称)。(3)“氯化”的化学方程式为。(4)“合成”过程中将3BiCl溶液和()443NHVO溶液混合容易形成4BiVO胶体,导致过滤困难。为防止生成胶体可采用的措施为(任答一条)。(
5)2FeS的立方晶胞结构如图所示。已知晶体密度为3ρgcm−,设AN为阿伏加德罗常数的值,则该晶体中与2Fe+距离最近且相等的2Fe+有个,相邻2个2Fe+的核间距为nm。【答案】(除标注外,每空2分)(1)3Fe(OH)(1分)增大
接触面积,加快浸取速率(2)将3Bi(OH)转化为BiOCl浸取(1分)(3)232BiOClSOClBiClSO+=+(4)搅拌、加热等(5)1273A2480102Nρ【分析】辉铋矿(主要成分是23BiS,含少量23BiO、Bi、2FeS和2SiO等杂质)加盐酸溶解,同
时加氯化铁将硫氧化为单质,得滤液主要成分:3BiCl和2FeCl,同时有过量的盐酸和氯化铁,滤渣1为二氧化硅和硫单质,滤液1中加双氧水将亚铁离子氧化为铁离子,加氢氧化钠将铁离子转化为氢氧化铁沉淀,过滤后滤液2中含氯化铋和氯
化钠,稀释促进氯化铋水解生成氢氧化铋和盐酸,过滤后滤饼溶于盐酸得BiOCl,BiOCl与SOCl2发生反应得到BiCl3和二氧化硫,BiCl3与()443NHVO反应生成BiVO4;【解析】(1)据分析可知,滤
渣2的主要成分:3Fe(OH);将辉铋矿粉碎过筛制成矿粉,其目的:增大接触面积,加快浸取速率;(2)“酸洗”中用盐酸代替水的目的:将3Bi(OH)转化为BiOCl;稀释促进氯化铋水解生成氢氧化铋和盐酸,
则滤液3可以循环用于浸取;(3)BiOCl与SOCl2发生反应得到BiCl3和二氧化硫,反应方程式:232BiOClSOClBiClSO+=+;(4)为防止生成胶体可采用的措施:可不断搅拌或加热;(5)该晶体中2Fe+位于顶点和面心,与2Fe+距离最近且相等的2Fe+有12个;该晶胞中含4
个2Fe+,和4个22S−,晶胞质量为A480gN,晶胞边长3A480cmN,相邻2个2Fe+的核间距为面对角线一半,-73A248010nm2N;16.(14分)铋酸钠(NaBiO3)常用作分析试剂、氧化剂等,某同学在实验室用氯气氧化Bi(OH)2制取NaBiO3,并进行相关实验。已
知NaBiO3固体不溶于冷水,能与沸水或酸溶液反应产生O2,在酸性条件下能将Mn2+氧化为-4MnO;Bi(OH)3为白色难溶于水的固体。各实验装置如图所示:请回答下列问题:(1)装置的连接顺序是____
_→_______→______→_____(填字母)。(2)C中装有的试剂是,若没有装置C,可能产生的影响是。(3)反应开始时,打开K1和K2,B中Cl2发生的反应有;Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O,(填化学方程式)。(
4)反应结束后,为从装置B中获得尽可能多的产品,需要进行的操作是、过滤、冷水洗涤、干燥。(5)取上述NaBiO3产品wg,加入足量稀硫酸和MnSO4稀溶液使其完全反应,再用cmol·L-1的H2C2O4标准溶液滴定生成的-4MnO,消耗VmL标准溶液。①
不能用cmol·L-1的H2C2O4标准溶液直接滴定NaBiO3的原因是。②该产品的纯度为(用含w、c、V的代数式表示)。(6)取少量B中反应后的悬浊液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,经检验气体中含有Cl2。该实验(填“能”或“不能”)证明
一定是NaBiO3氧化了Cl-,理由是。【答案】(除标注外,每空2分)(1)ACBD(2)饱和食盐水(1分)混在氯气中的HCl会中和B中的NaOH,导致NaBiO3的产率下降(3)Cl2+Bi(OH)3+3NaOH=NaBiO3+
2NaCl+3H2O(4)在冰水浴中冷却结晶(5)难以配制NaBiO3的水溶液,且NaBiO3在酸性条件下易分解,滴定会有很大误差-3%280cV10100w或%280cV100w或280cV%w(6)不能(1分)在酸性条件下,
ClO-也能氧化Cl-生成氯气【分析】在装置A反应生成Cl2,通过装置C饱和食盐水除去Cl2中混合的HCl杂质气体,进入B中反应生成NaBiO3,尾气使用D中碱液吸收减少污染。氯气中含有挥发的氯化氢气体,HCl也会与碱NaOH发生反应,故应在Cl2与碱溶液反
应前除去,否则会影响产率急物质的纯度,可根据电子守恒找到NaBiO3与H2C2O4的关系式,利用滴定消耗H2C2O4的物质的量,计算NaBiO3的物质的量及质量,进而可得该产品的纯度。【解析】(1)根据上述分析可知:在装置A中用酸性KMnO4溶液与浓盐酸反应产生Cl
2,浓盐酸具有挥发性,挥发的HCl随Cl2进入装置B中,用饱和食盐水除去Cl2中的杂质HCl,然后在装置B中与NaOH和Bi(OH)3混合物发生反应制取NaBiO3,Cl2是有毒气体,可根据Cl2与碱反应的性质,用NaOH溶液进行尾气
处理,防止污染环境,故装置的连接顺序是A→C→B→D;(2)装置C中盛有饱和食盐水,其作用是除去Cl2中的杂质HCl,若没有装置C,可能产生的影响是混在氯气中的HCl会中和B中的NaOH,导致NaBiO3的产率下降;(3)反应开始时,打开K
1和K2,B中Cl2发生的反应有:Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O及制取NaBiO3的反应:Cl2+Bi(OH)3+3NaOH=NaBiO3+2NaCl+3H2O;(4)反应结束后,为从装置B中获得尽可能多的产品
NaBiO3,根据题目已知信息可知:NaBiO3固体不溶于冷水,能与沸水或酸溶液反应产生O2,因此需要进行的操作是在冰水浴中冷却结晶,然后进行过滤、冷水洗涤、干燥;(5)①根据已知信息可知:NaBiO3固体不溶于冷水
,因此难以配制NaBiO3的水溶液,且NaBiO3在酸性条件下易分解,直接使用草酸标准溶液滴定会有很大误差,因此不能cmol·L-1的H2C2O4标准溶液直接滴定NaBiO3;②在反应中NaBiO3被还原为Bi3+,Mn2+倍氧化产生-4MnO,-4M
nO再将H2C2O4氧化产生CO2气体,根据电子守恒可得关系式:NaBiO3~2e-~H2C2O4,反应消耗标准H2C2O4溶液的物质的量为n(H2C2O4)=cmol/L×V×10-3L=cV×10-3mol,则可知反应产生NaBiO
3的物质的量n(NaBiO3)=n(H2C2O4)=cV×10-3mol,其质量为m(NaBiO3)=cV×10-3mol×280g/mol=280cV×10-3g,故该样品的纯度为:-3280cV1
0100%w。(6)取少量B中反应后的悬浊液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,经检验气体中含有Cl2。由于在装置B中同时发生了两个反应:Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O,Cl2+Bi(OH)3+3NaOH=NaBiO3+2NaCl+
3H2O,NaBiO3具有强氧化性,可以氧化Cl-产生Cl2,溶液中的ClO-也能氧化Cl-生成Cl2,因此该实验不能证明一定是NaBiO3氧化了Cl-。17.(15分)2022年4月16日,中国空间站的3名
航天员乘神舟十三号载人飞船平安返回地球。空间站处理CO2的一种重要方法是对CO2进行收集和再生处理,重新生成可供人体呼吸的氧气。其技术路线可分为以下三步:Ⅰ.固态胺吸收与浓缩CO2在水蒸气存在下固态胺吸收CO2反应生成酸式碳酸盐(该反应
是放热反应),再解吸出CO2的简单方法是加热。Ⅱ.CO2的加氢甲烷化H2还原CO2制CH4的部分反应如下:i.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H1=+41kJ•mol-1ii.CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O
(g)△H2=-246kJ•mol-1(1)反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的△H=kJ•mol-1。(2)向恒容绝热的密闭容器中充入amolCO与2amolH2(g),进行反应ii,下列能判断反应已达化学平衡状态的是a.容器中混合气体密度不变b.混合气体中c
(CH4)与c(H2O)之比不变c.v正(H2)=3v逆(H2O)d.容器内温度不变Ⅲ.CO2和H2合成甲烷也是CO2资源化利用的重要方法。对于上述(1)的反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H
2O(g)△H,催化剂的选择是CO2甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间,测得CO2转化率和生成CH4选择性随温度变化的影响如图所示:(3)高于320℃后,以Ni为催化剂,CO2转化率仍在上升,其原因是。(4)对比上述两种催化剂的催化性能,工业上应选择的催化剂是,使用的合适
温度为。(5)控制起始时22n(H)n(CO)=4,p=1atm,恒容条件下,若只发生反应i、ii,平衡时各物质的量分数随温度的变化如图所示:①图中代表CH4的曲线是(填“a”、“b”或“c”);温度低于500℃时,CO的物质的量分数约为0,说明此条件下,反应(填“i”或“
ii”)化学平衡常数大,反应完全。②M点(T<500℃)时,平衡分压p(CO2)=atm,反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的平衡常数Kp=atm-2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数)。【答案】(除标注外,每空2分)(1)-205(2)cd(3)以Ni为催
化剂,CO2甲烷化速率较慢,升高温度加快反应速率,相同的时间内CO2转化率提高(4)Ni-CeO2(1分)320℃(1分)(5)①bii(1分)②0.04625【解析】(1)根据盖斯定律反应I+II可得反应CO2(g)+4H2(g)⇌C
H4(g)+2H2O(g),△H=△H1+△H2=41-246=-205kJ·mol-1;故答案为:-205;(2)达到平衡状态的判断方法是“正逆反应速率相等”,“变量不变”。容器中混合气体密度是定值,密度不变不能说明达到平衡状态,混合气体中c(
CH4)与c(H2O)之比是定值,始终是1:1,不能说明达到平衡状态;v正(H2)=3v逆(H2O)符合正逆反应速率相等,能说明达到平衡状态;恒容绝热的密闭容器中温度是变量,温度不变说明达到平衡状态;故选cd;(3)高于320℃后,以Ni为催化剂,CO2转化率仍
在上升,其原因是以Ni为催化剂,CO2甲烷化速率较慢,升高温度加快反应速率,相同的时间内CO2转化率提高;(4)对比上述两种催化剂,Ni-CeO2作为催化剂时甲烷的选择性高,工业上应选择的催化剂是Ni-CeO2,320℃时转化率高选择性
大,使用的合适温度为320℃;(5)对于反应CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)△H=-205kJ·mol-1,升高温度,反应逆向移动,H2的物质的量分数增大,CH4和H2O的物质的量分数减小,且CH4和H2
O的物质的量分数之比为1:2,故图中a、b、c代表的物质分别为H2O、CH4、H2;温度低于500℃时,CO的物质的量分数约为0,说明CO几乎完全反应,化学平衡常数越大,反应越完全,则反应ii的化学平衡常数大;故答案为:b;ii;起始时()()22nH4nCO
=,设CO2的起始量为amol,变化量为xmol,则H2的起始量为4amol,列三段式计算如下:()()()22424H2HO400mol42mol442COCHmolaaxxxxaxaxxx+=+−−起始量转化量平衡量M点时,n(CH4)=n(H2),即4a-4x=
x,整理得x=0.8a,则平衡时CO2、H2、CH4、H2O的物质的量分别为0.2amol、0.8amol、0.8amol、1.6amol,各气体的总物质的量为(0.2a+0.8a+0.8a+1.6a)mol=3.4amol,在恒温恒容下,压强之
比等于物质的量之比,则5a1atm3.4ap=,平衡时p=3.4atm5,平衡分压p(CO2)=0.2amol3.4amol×3.45atm=0.04atm,平衡常数Kp=()()()()242222pCHPHOPCOPH=240.8a3.41.6a3.43.4a53.4a50.8a3.4
0.2a3.43.4a53.4a5=625,故答案为:0.04;625。18.(15分)基于生物质资源开发常见的化工原料,是绿色化学的重要研究
方向。利用木质纤维素为起始原料结合CO2生产聚碳酸对二甲苯酯可以实现碳减排,缓解日益紧张的能源危机,路线如下:回答下列问题:(1)化合物I的分子式为。(2)分析化合物Ⅱ的结构,预测反应后形成的新物质,参考
①的示例,完成下表。序号变化的官能团的名称可反应的试剂(物质)反应后形成的新物质反应类型①。O2氧化反应②。。。加成反应(3)化合物Ⅲ到化合物Ⅳ的反应是原子利用率100%的反应,且1molⅢ与1mol化合物a反应得到1molⅣ,则化合物a为。(4
)已知化合物Ⅴ的核磁共振氢谱有2组峰,且峰面积之比为2:3,写出化合物V的结构简式:。(5)化合物Ⅶ的芳香族同分异构体中符合下列条件的有种(不含立体异构)。①最多能与相同物质的量的Na2CO3反应;②能与2倍物
质的量的Na发生放出H2的反应。(6)关于Ⅶ生成Ⅷ的反应的说法中,不正确的有___________。A.反应过程中,有H-O键断裂B.反应过程中,有C=O双键和C-O单键形成C.该反应为缩聚反应D.CO2属于极性分子,分子中存在由p轨道“肩并肩”形成的π键(7)参照上述信息,写出以丙烯为起始有机
原料合成的路线(无机试剂任选)。【答案】(除标注外,每空2分)(1)C6H12O7(1分)(2)羟基(1分)碳碳双键(或酸基)(1分)H2(氢气)(1分)(或或)(1分)(3)乙烯(C2H4)(1分)(4)(5)16(6)BD(7)CH3CH=CH22Br⎯⎯→NaOHΔ⎯⎯⎯⎯
→溶液2CO⎯⎯⎯→催化剂(3分)【解析】(1)化合物I的分子式为C6H12O7。(2)II中羟基可以被氧气氧化为醛基,II中可能是碳碳双键,与氢气发生加成反应生成;也可能是醛基和氢气发生加成反应生成。(3
)化合物Ⅲ到化合物IV的反应是原子利用率100%的反应,且1molⅢ与1mol化合物a反应得到1molIV,则a的分子式为C2H4,为乙烯。(4)化合物V的分子式为C8H10,已知化合物V的核磁共振氢谱有2组峰,且峰面积之比为
2:3,说明有对称性,再根据Ⅵ的结构分析,则化合物V的结构简式为。(5)化合物VII的芳香族同分异构体中符合下列条件:最多能与相同物质的量的Na2CO3反应;能与2倍物质的量的Na发生放出H2的反应,说明含有1个酚羟
基和1个醇羟基,如果取代基为酚-OH、-CH2CH2OH,两个取代基有邻位、间位、对位3种位置异构;如果取代基为酚-OH、-CH(OH)CH3,两个取代基有邻位、间位、对位3种位置异构;如果取代基为酚-OH、-CH3、-CH2OH,有10种位置异构,所以符合条件的同分异构体有16种。
(6)根据图中信息VII生成Ⅷ是发生缩聚反应,反应过程中,有C一O键和H一O键断裂无C==O双键的形成,且CO2属于非极性分子,故答案选BD。