2023年高考考前冲刺训练(河北适用)
化学
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Cl-35.5 Cu-64
第Ⅰ卷(选择题)
一、选择题:本题共14题,总计42分,第1-10题为单项选择题,每题3分,第11-13题为不定项选择题,每题4分。
1.央视栏目《国家宝藏》不仅介绍了历史文化知识,彰显了民族自信、文化自信,历史文物本身也蕴含着许多化学知识。下列说法正确的是( )
A.战国·曾侯乙编钟属于青铜制品,青铜属于纯净物
B.南朝·《竹林七贤与启荣期》砖画的砖块的主要成分是二氧化硅
C.清·乾隆“瓷母”——各种釉彩大瓶中的红色窑变釉的主要成分是氧化铜
D.宋·王希孟《千里江山图》卷中的绿色颜料铜绿的主要成分是碱式碳酸铜
2.有机物是生命的物质基础,下列有关说法正确的是( )
A.麦芽糖在酸性条件下水解后加入新制氢氧化铜煮沸无现象,说明无葡萄糖生成
B.2022年北京冬奥会吉祥物“冰墩墩”使用的聚乙烯属于高分子材料
C.石油裂解的主要目的是为了提高汽油的产量和质量
D.植物油与均可使溴水褪色,褪色原理相同
3.有机物M的结构如图所示,下列有关说法错误的是( )
A.M的分子式为
B.该有机物最多可消耗
C.M可发生加成、取代、消去、氧化等反应
D.该有机物分子中所有碳原子可能共面
4.设NA是阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.1L 0.1mol/L HCOONa溶液中,Na+数为0.1NA
B.标准状况下,1.12L HF中含有氢原子数为0.05NA
C.7g环丁烷含有的极性键数为2NA
D.氨气与钙发生置换反应生成Ca(NH2)2和2.24LH2时转移的电子数为0.2NA
5.实验室模拟工业处理含铬废水,操作及现象如图甲所示,反应过程中铬元素的化合价变化如图乙。已知:深蓝色溶液中生成了CrO5。
下列说法正确的是( )
A.0~5s过程中,发生的离子反应为:
B.实验开始至30s,溶液中发生的总反应离子方程式为
C.30~80s过程中,Cr元素被氧化,可能是溶解的氧气和剩余的H2O2所致
D.0s~80s时,溶液中含铬微粒依次发生氧化反应、还原反应和氧化反应
6.粒子轰击原子的核反应为,其中可用做酯化反应机理研究的示踪原子。下列说法错误的是( )
A.原子半径:X>Y B.的电子式为:
C.简单氢化物的沸点:Y>X D.X与Y能形成多种二元化合物
7.简单氢化物稳定性是衡量非金属性的一种判据。例如HCl、H2S、PH3稳定性逐渐减弱,Cl、S、P非金属性逐渐减弱。下列说法错误的是( )
A.Cl、S的最高价含氧酸溶液的pH逐渐增大
B.HCl、H2S、PH3中共价键键长逐渐增大,键能逐渐减小
C.H2S、PH3中心原子的杂化方式相同
D.HCl、H2S、PH3都是由极性键形成的极性分子
8.纯碱在生产、生活中有广泛应用。例如可用足量的纯碱溶液吸收含氯气的尾气,生成三种盐(反应1);工业上也可用纯碱溶液从海水中提取溴,其主要原理如下:
反应2:;
反应3:。
下列说法正确的是( )
A.反应2中氧化剂与还原剂的质量之比为
B.标准状况下,22.4L溴单质中含有2mol溴原子
C.反应1中生成的三种盐是NaClO,和
D.反应2中的与反应1中的表现出了相似的化学性质
9.以含钴废渣(主要成分为CoO和Co2O3,含少量Al2O3和ZnO)为原料制备锂电池的电极材料CoCO3的工艺流程如下:
下列说法正确的是( )
A.通入发生反应的离子方程式:+SO2+4=2Co2++SO+2H2O
B.前后两次加入Na2CO3溶液的目的相同,反应后溶液的pH也相同
C.将含Na2CO3的溶液缓慢滴加到Co2+溶液中沉钴,目的是防止产生Co(OH)2
D.若萃取剂的总量一定,则一次加入萃取比分多次加入萃取效果更好
10.一种外用消炎药主要成分的结构如图所示。分子结构中的苯环和甲基部分已给出,X、Y、Z、W、M为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中X的原子序数大于碳,W与Y同主族。下列说法正确的是( )
A.原子半径:Z>X>Y
B.简单氢化物的沸点:Y>M>X
C.WY2能够使紫色石蕊试液褪色
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:M>W
11.一种聚合物锂电池通过充、放电可实现“大气固碳”(如图所示)。该电池在充电时,通过催化剂的选择性控制,只有Li2CO3发生氧化释放出CO2和O2。下列说法正确的是( )
A.该电池可选用含Li+的水溶液作电解质
B.图中Li+的移动方向是放电时的移动方向
C.充电时,阳极发生的反应为
D.该电池每循环充、放电子各4mol,理论上可固定CO2标准状况下44.8L
12.在时,向容积为的恒容密闭容器中充入和一定量的发生反应:。若起始时容器内气体压强为,达到平衡时,的分压与起始的关系如图所示。
下列说法错误的是( )
A.若到达c点,则
B.b点的化学平衡常数
C.c点时,再加入和,使二者分压均增大减小
D.容器内的体积分数保持不变,说明达到平衡状态
13.常温下将NaOH溶液滴加到H2A溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示,纵坐标为或。下列叙述中错误的是( )
A.H2A溶液中<
B.=104
C.恰好完全中和时:
D.a、b点对应溶液中均存在
第Ⅱ卷(非选择题)
三、非选择题:共58分。第14~16题为必考题,每个试题考生都必须作答。第17~18题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:共42分。
14.(14分)[Co( NH3)6]Cl3(三氯六氨合钴)是一种重要的化工产品,实验室制备过程如下:
①将一定量的氯化铵和浓氨水置于锥形瓶中,混合均匀;
②分批加入氯化钴粉末,边加边搅拌,直至溶液呈棕色稀浆;
③再向其中滴加30%H2O2,当固体完全溶解后,慢慢加入浓盐酸加热10~15min;
④在室温下冷却,过滤,可得到橙黄色[Co(NH3)6]Cl3晶体。
(1)[Co(NH3)6]Cl3中Co的化合价是__________,该配合物中心离子的核外电子排布式为_______。
(2)“加热”应控温在60℃进行,控温方式可采取_____________________,温度不宜过高的原因是___________。
(3)溶液中CoCl2、NH4Cl和浓氨水混合后与H2O2溶液反应生成[Co(NH3)6]Cl3的化学方程式是_________。
(4)加入浓盐酸的作用是____________________________。
(5)沉淀滴定法测定产品中的质量分数:
i.准确称取mg的产品,配制成100mL溶液,移取20mL于锥形瓶中;
ii.滴加几滴K2CrO4溶液为指示剂,用c AgNO3溶液滴定至终点;
iii.重复滴定三次,消耗AgNO3溶液体积的平均值为VmL,计算晶体中的质量分数。
已知溶解度:AgCl 1.3×10-6,Ag2CrO4(砖红色)6.5×10-5
①ii中,滴定至终点的现象是____________________。
②制备的晶体中的质量分数是_________(列计算式即可)。
15.(14分)锰酸锂离子电池是第二代锂离子动力电池,性能优良。工业上以软锰矿浆(主要成分为,还含有少量铁,铝及硅等的氧化物)为原料制备锰酸锂,工艺流程如图所示。
回答下列问题:
(1)“浸取”过程得到的浸取液中阳离子主要是,生成的离子方程式为_______。
(2)滤渣II的主要成分是_______;“精制”过程中实际加入的量比理论值大很多,其主要原因是_______。
(3)“沉锰”过程得到的是和,二者均可被氧化为,若“控温、氧化”过程中溶液的随时间的变化关系如图所示,其中溶液的明显下降的原因是_______(用化学方程式表示)。
(4)工业上也可以向“精制”过程得到的滤液中加入溶液制备。中S的化合价为,则1个中含过氧键的数目为_______,加入溶液制备发生反应的离子方程式为_______。
(5)“锂化”过程是将和按的物质的量之比配料,反应3~5h,然后升温至600~750℃,保温24h,自然冷却至室温得到产品。该过程所得混合气体的成分是_______。
16.(14分)甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一。甲烷水蒸气催化重整制备高纯氢只发生反应Ⅰ、反应Ⅱ。反应如下:
反应Ⅰ. kJ·mol
反应Ⅱ. kJ·mol
回答下列问题:
(1)反应Ⅲ.的______kJ·mol;若在一定温度下容积固定的密闭容器中进行该反应,则可以同时提高CO平衡转化率和化学反应速率的措施是______。
(2)某研究小组模拟工业生产,利用甲烷水蒸气催化重整制备高纯氢。向容积为2 L的恒容密闭容器中,投人物质的量相等的甲烷和水蒸气。
①若在℃条件下,反应达到平衡时的转化率为70%,则平衡时容器内的压强与起始压强之比为______(填最简整数比)。
②若甲烷和水蒸气的物质的量均为1 mol,反应10 min后体系到达①中的平衡状态,则0~10 min内的化学反应速率为____________。
③为了能够提高一定时间内甲烷的转化率,同时提高反应Ⅰ的选择性,可以改变的条件是______。
④其他条件相同时,在不同催化剂(A、B、C)作用下,反应相同时之间,的转化率随反应温度的变化如图所示。a点______(填“是”或“不是”)化学平衡状态。
(3)在恒温、恒压(总压为p0)条件下,若甲烷和水蒸气的物质的量均为1 mol,反应达平衡时,的转化率为a,的物质的量为b mol,则反应Ⅰ的平衡常数=______(用含a、b、p0的式子表示,为分压平衡常数)。
(二)选考题:共16分。请考生从2道题中任选一题作答,并用2B铅笔将答题卡上所选题目对应的题号右侧方框涂黑,按所涂题号进行评分:多涂、多答,按所涂的首题进行评分:不涂,按本选考题的首题进行评分。
17.在科研和工农业生产中,碳、氮、砷(As)、铜等元素形成的单质及其化合物有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)As和N同族,基态砷原子的价电子排布式为_______。
(2)基态Cu原子的核外电子有_______种运动状态,未成对电子占据的原子轨道形状为_______。
(3)中C原子的杂化轨道类型为_______,其空间构型为_______。
(4)CuO在高温时分解为O2和Cu2O,请结合阳离子的结构分析,高温时Cu2O比CuO更稳定的原因_______。
(5)向盛有CuSO4溶液的试管中滴加少量氨水,产生蓝色沉淀,继续滴加氨水至过量得到深蓝色溶液。经测定,溶液呈深蓝色是因为存在[Cu(NH3)4]SO4,lmol[Cu(NH3)4]2+含σ键的数目为_______。
(6)金属晶体铜的晶胞如图所示,其堆积方式是_______,铜晶胞的密度为ρg cm 3,NA为阿伏加德罗常数的值,则铜晶胞的边长为_______pm(用含ρ、NA的式子表示,写出计算式即可)。
18.化合物M是一种医药中间体,实验室中M的一种合成路线如图:
已知:①;②;
③有机物中一个碳原子连接两个-OH时不稳定,易自动脱水。
回答下列问题:
(1)B的化学名称为______,B分子中手性碳原子有_____个。
(2)D中含氧官能团的名称为______;由C生成D的反应类型为______。
(3)F的结构简式为______。
(4)写出由G生成M的化学方程式:______。
(5)H为D的同分异构体,同时满足下列条件的H的结构简式有______种(不含立体异构)。
①苯环上连有2个取代基;②含有氨基(-NH2),且氨基直接连在苯环上;③能与银氨溶液发生银镜反应;④分子中含有2个甲基。
(6)参照上述合成路线和信息,以2-丙醇和苯为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线______。
答案
1.【答案】D
【解析】A.青铜是一种铜锡合金,不是纯净物,选项A错误;B.砖块的主要成分是硅酸盐,而非二氧化硅,选项B错误;C.红色窑变釉的主要成分是氧化亚铜,选项C错误;D.绿色颜料铜绿的主要成分是碱式碳酸铜,选项D正确。答案选D。
2.【答案】B
【解析】A.麦芽糖在酸性条件下水解后,先加氢氧化钠中和硫酸,再加入新制氢氧化铜煮沸,检验有无葡萄糖生成,故A错误;B.乙烯发生加聚反应生成聚乙烯,聚乙烯属于高分子材料,故B正确;C.石油裂解的主要目的是为了获得乙烯、丙烯等小分子烯烃,故C错误;D.植物油与溴水发生加成反应使溴水褪色,和溴水发生氧化还原反应使褪色,原理不相同,故D错误;选B。
3.【答案】C
【解析】A.由M的结构简式可知其分子式为,故A正确;B.1mol酚羟基消耗1molNaOH,1mol酯基消耗1molNaOH,该结构中的酯基水解生成酚羟基继续消耗1molNaOH,则1mol该有机物消耗3molNaOH,故B正确;C.该结构中含有苯环、羰基能发生加成反应,酚羟基也要被氧化,酚羟基邻对位氢易发生取代反应,但该物质不能发生消去反应,故C错误;D.苯环为平面结构,碳氧双键为平面结构,三个平面结构可能重合,使所有碳原子可能共面,故D正确;故选C。
4.【答案】A
【解析】A.1L 0.1mol/L HCOONa溶液中,n(HCOONa)=cV=1L× 0.1mol/L =0.1mol,则Na+数为0.1NA,A正确;B.标准状况下,HF是液态,无法计算其分子数和原子数,B错误;C.环丁烷分子式为C4H8,1个环丁烷分子含有极性键C-H键为8个,则7g环丁烷含有的极性键数为=NA,C错误;D.未指明生成H2的状态,不能用气体摩尔体积进行计算,D错误;故答案选A。
5.【答案】C
【解析】A.0~5s过程中,溶液中Cr元素的化合价都呈+6价,发生的离子反应为:,A不正确;B.实验开始至30s,溶液中→CrO5→Cr3+,H2O2作还原剂,失电子生成O2等,发生的总反应离子方程式为,B不正确;C.30~80s过程中,Cr元素由+3价升高到+6价,失电子被氧化,由Cr3+转化为,可能是溶解的氧气和剩余的H2O2所致,C正确;D.0s~80s时,溶液中含铬微粒转化过程中Cr元素化合价变化为:+6→+6、+6→+3、+3→+6,依次发生非氧化还原反应、还原反应和氧化反应,D不正确;故选C。
6.【答案】B
【解析】Y可用作酯化反应机理研究的示踪原子,即Y为O,因此X为N,据此分析;
A.N、O属于同一周期,同周期从左向右原子半径逐渐减小,因此原子半径:N>O,故A说法正确;B.H3Y+化学式为H3O+,题中所给电子式,O少了一个孤电子对,正确的是,故B说法错误;C.O的简单氢化物是H2O,N的简单氢化物为NH3,H2O常温下为液体,NH3常温下为气体,因此H2O的沸点高于NH3,故C说法正确;D.N和O可以形成NO、N2O、NO2、N2O4等多种二元化合物,故D说法正确;答案为B。
7.【答案】A
【解析】A.硫酸为二元酸,高氯酸为一元酸,所以硫酸的较小,A项错误;B.、、中共价键键长逐渐增大,键能逐渐减小,B项正确;C.、中心原子的杂化方式相同,均为杂化,C项正确;D.、、都是由极性键形成的极性分子,D项正确;故选A。
8.【答案】D
【解析】A.反应2中溴既是氧化剂又是还原剂,其中氧化剂与还原剂的质量之比为,A项错误;B.标准状况下,溴单质呈液态,项错误;C.根据氧化还原反应原理及纯碱足量,氯元素一部分化合价升高,另一部分化合价降低,三种盐是次氯酸钠、氯化钠、碳酸氢钠,C项错误;D.反应2中的溴单质和反应1中的氯气都表现氧化性和还原性,D项正确;故选D。
9.【答案】C
【解析】钴废渣主要成分为CoO、Co2O3,还含有Al2O3、ZnO等杂质,加入硫酸酸浸并通入二氧化硫,纵观整个流程最后得到CoCO3,说明该过程中二氧化硫会还原Co2O3,发生反应:Co2O3+SO2+H2SO4=2CoSO4+H2O,硫酸与CoO、氧化铝、氧化锌反应,所得溶液中还含有硫酸铝、硫酸锌等,加入碳酸钠调节溶液的pH,使铝离子转化为氢氧化铝沉淀,过滤除去,然后加入萃取剂,萃取锌离子,在有机层中加入稀硫酸,可得到硫酸锌。在水相中加入碳酸钠生成CoCO3固体。
A.根据题给流程图可知酸浸过程中二氧化硫会还原Co2O3,根据电子得失守恒和元素守恒得到离子方程式为2Co3++SO2+2H2O=2Co2++SO+4H+,A错误;B.根据分析可知,前后两次加入Na2CO3溶液的目的不相同,反应后溶液的pH也不相同,B错误;C.将含Na2CO3的溶液缓慢滴加到Co2+溶液中,其目的是防止碳酸钠过量,碱性过强,生成Co(OH)2沉淀,C正确;D.萃取过程中,每一次萃取都是按照一定比例进行的溶质分配,多次萃取相当于不断降低物质的浓度,萃取效率较高,D错误;答案为C。
10.【答案】AD
【解析】X、Y、Z、W、M为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中X的原子序数大于碳,W与Y同主族,且根据价键可推知W为S、Y为O、X为N,则原子序数大于S的M为Cl,Z离子带一个单位正电荷,为Na。
A.原子半径:Z(Na) >X(N) >Y(O),选项A正确;B.NH3、H2O均存在氢键,简单氢化物的沸点:Y(H2O)>X(NH3)>M(HCl),选项B错误;C.WY2为SO2,溶于水生成亚硫酸呈酸性,能够使紫色石蕊试液变红,但不褪色,选项C错误;D.非金属性越强最高价氧化物的水化物的酸性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性:M>W,选项D正确;答案选AD。
11.【答案】B
【解析】A.金属锂会与水反应,不能选用含Li+的水溶液作电解质,A错误;B.锂为负极,电极B为正极,因此图中Li+的移动方向是放电时的移动方向,B正确;C.根据信息电池充电时,通过催化剂的选择性控制,只有碳酸锂发生氧化,释放出二氧化碳和氧气,因此充电时阳极发生的反应为2Li2CO3-=2CO2↑+4Li++O2↑,C错误;D.根据放电正极反应式:3CO2++4Li+=2Li2CO3+C,充电阳极反应式2Li2CO3-=2CO2↑+4Li++O2↑,因此该电池每循环充、放电子各4mol,理论上能固定1mol二氧化碳,标准状况下体积为22.4L,D错误;答案选B。
12.【答案】AC
【解析】,投入;在恒容容器内,反应前混合气的,则反应后;根据化学反应列三段式得:
A.,A项错误;B.b点和c点温度相同,平衡常数相同,故,B项正确;C.c点时,再加入和,使二者分压均增大,则,化学平衡向右移动,故的转化率增大,C项错误;D.在容器内的体积分数保持不变,各物质的浓度保持不变,反应达到平衡状态,D项正确;故选AC。
13.【答案】C
【解析】,,因为纵坐标为或,分别取a、b点,则此时对应曲线上有和,可以算出对应曲线的电离平
衡常数为10-2.6和10-6.6,因为Ka1>Ka2,所以Ka1=10-2.6,Ka2=10-6.6,所以曲线M、N分别表示pH与和pH与的关系。
A.由于Ka1>Ka2,所以>,>,因此<,A正确;B.=,B正确;C.恰好完全中和时生成Na2A,根据质子守恒可知,,C错误;D.图中b点对应溶液中存在电荷守恒,且此时,代入电荷守恒关系式,结合b点的pH可知,所以,D正确;故选C。
14.【答案】(1)+3价 1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6
(2)水浴加热 温度过高,会使加快H2O2的分解和浓盐酸的挥发
(3)2CoCl2 + 10NH3·H2O +2NH4Cl+ H2O22[ Co( NH3)6]Cl3 + 12H2O
(4)降低[ Co( NH3 )6]Cl3的溶解度,便于晶体的析出
(5)滴入最后半滴标准液,溶液中出现砖红色沉淀,半分钟内不消失
【解析】根据题意,在氨气和氯化铵存在条件下,用双氧水氧化CoCl2溶液来制备[Co(NH3)6]Cl3,反应的化学方程式为2CoCl2 + 10NH3·H2O +2NH4Cl+ H2O22[ Co( NH3)6]Cl3 + 12H2O;将粗产品溶于热的稀盐酸中,再向滤液中缓慢加入浓盐酸,有大量橙黄色晶体析出,冰浴冷却后过滤,说明加入热的稀盐酸后应过滤;先用冷的HCl溶液洗涤晶体,再用少许乙醇洗涤,干燥,得产品。
(1)[Co(NH3)6]Cl3中NH3为配体,氯的化合价为-1价,则Co的化合价是+3价,Co的原子序数是27,基态Co原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2,失去3个电子形成该配合物中心离子Co3+,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6;
(2)“加热”应控温在60℃进行,控温方式可采取水浴加热;温度不宜过高的原因是温度过高,会使加快H2O2的分解和浓盐酸的挥发;
(3)溶液中CoCl2、NH4Cl和浓氨水混合后与H2O2溶液反应生成[ Co(NH3)6]Cl3的化学方程式是:2CoCl2 + 10NH3·H2O +2NH4Cl+ H2O22[ Co( NH3)6]Cl3 + 12H2O;
(4)加入浓盐酸可增大氯离子浓度,作用是降低[ Co( NH3 )6]Cl3的溶解度,便于晶体的析出;
(5)①由题可知:AgCl的溶解度小于Ag2CrO4的溶解度,所以在滴加AgNO3时,Ag+会与反应生成AgCl沉淀,当消耗完时再与结合,所以滴定终点时是Ag+与结合生成砖红色沉淀,故答案为:滴入最后半滴标准液,溶液中出现砖红色沉淀,半分钟内不消失;
②由AgCl沉淀的化学式可知:反应时Ag+与物质的量之比为,滴定时消耗AgNO3的物质的量为cmol/L×V×10-3L=cV×10-3mol,则20mL溶液中物质的量为cV×10-3mol,100mL溶液中的质量为:m=n×M=cV×10-3mol×35.5g/mol×=5×35.5cV×10-3g,故质量分数为:。
15.【答案】(1)
(2)、 在催化作用下部分分解
(3)
(4)1
(5)、
【解析】向软锰矿(主要成分为,还含有少量铁、铝及硅等氧化物)加入硫酸亚铁和硫酸浸取,过滤得到含、、、等的滤液,其中二氧化硅与硫酸不反应,滤渣Ⅰ为;加入双氧水将氧化为,再加MnO调pH促进、水解生成、,过滤后滤渣Ⅱ为、,向滤液中加入氨水沉锰的反应为,过滤后经氧化、锂化得到。
(1)由设问信息知产物为,由题干信息知反应物为,为还原反应,由流程图信息知为还原剂,则生成的离子方程式为;
(2)由流程图中加入的试剂信息知步骤①的目的是氧化,步骤②的目的是沉淀、,滤渣Ⅱ的主要成分为、;因为对的分解有催化作用,导致部分分解,故实际加入的量比理论值大很多;
(3)根据设问信息知“沉锰”过程的产物为和,二者均可被氧化为,则“氧化”过程发生的反应为、,由于生成,故溶液的明显下降;
(4)中S的化合价为,根据各元素化合价的代数和为0,设1个中价的O有x个,则,解得,故1个中过氧键的数目为1;“精制”过程得到
的滤液中主要成分为,若加入溶液,发生反应的离子方程式为;
(5)根据设问信息知和按的物质的量之比反应,化学方程式为,则该过程所得混合气体的成分是和。
16.【答案】(1)-41 增大浓度
(2)17∶10 0.035 mol·L·min 选择合适的催化剂 不是
(3)
【解析】(1)根据盖斯定律可知,反应III=反应II-反应I,则;若在一定温度下容积固定的密闭容器中进行该反应,则可以同时提高CO平衡转化率和化学反应速率的措施是增大浓度;
(2)①设投入甲烷和水蒸气均为a mol,发生反应I,平衡时甲烷转化了x mol,发生反应II,平衡时甲烷转化了y mol,列三段式:
平衡时总气体的物质的量为a-x-y+a-x-2y+x+y+3x+4y=2a+2x+2y,在℃条件下,反应达到平衡时的转化率为70%,则x+y=0.7a,则平衡时总气体的物质的量为3.4a mol,平衡时容器内的压强与起始压强之比等于平衡时容器内总气体物质的量与起始总气体物质的量之比,为;②根据题意可知,0~10 min内的化学反应速率为;③为了能够提高一定时间内甲烷的转化率,同时提高反应Ⅰ的选择性,可以改变的条件是选择合适的催化剂;④使用催化剂不影响平衡移动,则在不同催化剂(A、B、C)作用下,达到平衡时CH4的转化率应相等,而a点的CH4的转化率并非最高,故a点不是化学平衡状态;
(3)若甲烷和水蒸气的物质的量均为1mol,反应达平衡时,CH4(g)的转化率为a,则CH4(g)转化的物质的量为a mol,
根据题意列三段式:
反应达到平衡时,总气体的物质的量为(1-a)+(1-a-b)+(a-b)+(3a+b)+b=2+2a,则。
17.【答案】(1)4s24p3 (2)29 球形 (3)sp2 平面三角形
(4)Cu+的最外层电子排布为3d10,而Cu2+的最外层电子排布为3d9,因为最外层电子排布达到全满时稳定,所以固态Cu2O稳定性强于CuO
(5)16NA (6)面心立方最密堆积
【解析】(1)基态氮原子的价电子排布式为2s22p3;As和N同族,As是第四周期元素,则基态砷原子的价电子排布式为4s24p3;故答案为:4s24p3。
(2)Cu原子核外有29个电子,一个电子是一种运动状态,则基态Cu原子的核外电子有29种运动状态,价电子排布式为3d104s1,未成对电子占据的能级为4s,其原子轨道形状为球形;故答案为:29;球形。
(3)中C原子价层电子对数为,其杂化轨道类型为sp2,其空间构型为平面正三角形;故答案为:sp2;平面正三角形。
(4)Cu2O中亚铜离子最外层电子排布式为3d10,铜离子最外层电子排布式为3d9,根据全满,稳定结构,则高温时Cu2O比CuO更稳定的原因Cu+的最外层电子排布为3d10,而Cu2+的最外层电子排布为3d9,因为最外层电子排布达到全满时稳定,所以固态Cu2O稳定性强于CuO;故答案为:Cu+的最外层电子排布为3d10,而Cu2+的最外层电子排布为3d9,因为最外层电子排布达到全满时稳定,所以固态Cu2O稳定性强于CuO。
(5)1个氨气有3个σ键,配位键也是σ键,因此lmol[Cu(NH3)4]2+含σ键的数目为16NA;故答案为:16NA。
(6)金属晶体铜的晶胞如图所示,其堆积方式是面心立方最密堆积,铜晶胞的密度为ρg cm 3,NA为阿伏加德罗常数的值,该晶胞中铜原子个数为4,根据,解得晶胞参数为pm,则铜晶胞的边长为pm;故答案为:面心立方最密堆积;。
18.【答案】(1)3-氯丁醛1 (2)羟基 取代反应 (3)
(4)+2NaOH+2NaCl+H2O (5)3
(6)CH3CHOHCH3CH3COCH3
【解析】B的分子式为,对比A的分子式可知A到B为加成反应;由已知①可推出C的结构简式为;C到D为卤代烃的水解,D的结构简式为;D到E为仲醇的催化氧化;根据已知②,可推断出F的结构简式为;根据G的结构简式可推出,F到G为取代反应,条件为氯气、光照;G到M为水解反应,因为两个羟基不能连在同一个碳上,脱水形成醛基,M的结构简式为。
(1)根据B的结构简式可知,起名称为:3-氯丁醛;根据B的结构简式,用“*”标出物质B中的手性碳原子:,可知B分子中手性碳原子有1个;
(2)由分析可知D的结构简式为,则其中的含氧官能团的名称为羟基;和氢氧化钠溶液加热生成,该反应为取代反应;
(3)由分析可知,F的结构简式为;
(4)由G生成M的反应为卤代烃的水解反应,则由G生成M的化学方程式为+2NaOH+2NaCl+H2O;
(5)苯环上连有2个取代基;既含-NH2,又能与银氨溶液发生银镜反应,说明含有-CHO;且-NH2直接与苯环相连,分子中含有2个甲基,其中,-CHO可连在1位,符合条件的同分异构体有:
,且两个取代基在苯环上有邻、间、对三种位置关系,所以满足条件的同分异构体有3种;
(6)以2-丙醇和苯为原料合成,先将2-丙醇氧化成丙酮,再与苯反应,最后加聚得到目标产物,其合成路线为:CH3CHOHCH3CH3COCH3。