运城市2023-2024学年第一学期期末调研测试
高三理科综合试题
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共300分,考试时间150分钟.考生作答时,将答案写在答题卡上,在本试卷上答题无效,考试结束后,将答题卡交回.
注意事项:
1.答题前,考生务必先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,认真核对条形码上的姓名、准考证号,并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上.
2.答题时使用0.5毫米的黑色中性(签字)笔或碳素笔书写,字体工整、笔迹清楚.
3.请按照题号在各题的答题区域(黑色线框)内作答,超出答题区域书写的答案无效.
4.保持卡面清洁,不折叠,不破损.
可能用到的相对原子质量:H-1 Lⅰ-7 C-12 O-16 Al-27 Fe-56
第Ⅰ卷(选择题)
一、选择题(本题共13小题,每题6分,共78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. 2023年9月23日,亚运会圣火再次在中国杭州点燃.主火炬塔采用不锈钢镜面水波纹板并以零碳甲醇为燃料,火炬“薪火”金属部分采用1070铝合金旋压成型。下列有关说法不正确的是
A. 零碳甲醇燃烧不产生
B. 铝合金比纯铝硬度大,强度高
C. 不锈钢中的合金元素主要是铬和镍
D. 利用工业尾气合成甲醇燃料体现了“碳中和”理念
2. 从中药获苓中提取的一种具有生理活性的化学物质获苓新酸,其结构简式如图所示。关于该化合物下列说法正确的是
A. 分子中含有5种官能团
B. 分子中所有碳原子可能共平面
C. 获苓新酸使溴水和酸性高锰酸钾褪色原理相同
D. 该物质最多消耗和的物质的量之比为
3. 一种离子化合物(结构如图所示),可用作杀虫剂,其中为短周期元素且原子序数依次增大,形成的化合物易溶于水,其水溶液显弱酸性,下列叙述正确的是
A. 原子半径:
B. 气态氢化合物稳定性:
C. 该化合物中有配位键
D. W的最高价氧化物的水化物的化学式为:
4. 下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 等体积等浓度的溶液与混合 有气体和沉淀生成 与反应生成和
B 向某钠盐粉末上滴加浓盐酸,将产生的气体通入品红溶液 溶液褪色 产生的气体一定是
C 向盛有溶液的试管中先滴加滴溶液,再滴加4滴溶液 先产生白色沉淀,后又产生红褐色沉淀 的溶解度小于
D 向溶液中滴入溶液,振荡后滴加葡萄糖溶液,加热 未出现红色沉淀 葡萄糖中不含醛基
A A B. B C. C D. D
5. 2022年诺贝尔化学奖授予了点击化学领域的三位科学家。一价铜催化的叠氮化物-炔烃环加成反应可谓点击化学中的第一个经典之作,其中代表烃基,含氮五元环为平面结构,催化剂的结构属立方晶系,晶胞如图所示,下列说法正确的是
A. 基态的价电子排布图为
B. 五元环中和原子轨道的杂化类型相同
C. 的第一电离能从大到小的顺序是
D. 若晶胞参数为,则距离最近两个之间的距离为
6. 制造尼龙的原料已二腈用量很大,工业采用丙烯腈电解合成已二腈,电解原理如图所示(两极均为惰性电极),电解过程会产生丙腈等副产物,向极区电解液中加入少量季铵盐,当溶液的时,已二腈的产率最高。下列说法不正确的是
A. 电源极的电势高于极
B. 电极上的电极反应式为:
C. 生成已二腈和丙腈的混合物,则极区溶液的质量理论上减少
D. 季铵盐可增强电解液的电导率,抑制ⅱ反应的发生,提高已二腈的选择性
7. 常温下,已知亚磷酸溶液中含磷物种浓度之和为,溶液中所有含磷微粒的的关系如图所示。已知:表示浓度的负对数两点的坐标分别为:。下列说法正确的是
A. 的平衡常数为
B. 点溶液中,
C. 点溶液中:
D. 已知的两步水解常数分别为,则点的为
第Ⅱ卷(非选择题)
三、非选择题(本题共14小题,共174分.)
8. 金属钛()因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料,被誉为“未来金属”。一种由钛铁矿[主要成分是钛酸亚铁,还含有少量、等杂质]为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品绿砜的工业生产流程如下图所示。
已知:①易水解为。②在时生成沉淀,时沉淀完全。③高温下钛易与等反应.
(1)钛的性质比铁活泼,但金属钛具有较强的抗腐蚀性,原因可能是______________。
(2)“酸浸”后钛主要以存在,写出相应反应的离子方程式______________。
(3)某实验小组为探究混合液中加入铁粉的最佳反应条件,进行了下列有关实验。
①在其它条件不变的情况下,体系中[指和等含正三价铁元素的微粒]含量随变化如图1,由图可知,还原体系中的最佳范围为______________,试分析,在介于之间时,量基本保持不变的原因:______________。
②保持其它条件不变,体系中含量随温度变化如图2,由图可知,还原体系中的最佳反应温度为______________。
(4)“高温氯化”时生成和一种可燃性气体,反应的化学方程式为______________;“高温氯化”反应理论计算结果显示,在条件下达到平衡时,几乎完全转化为,但实际生产中反应温度却远高于,其原因是______________(写一种)。
(5)经处理后,流程中可循环利用的物质除外,还有______________(填化学式)。
(6)镁高温下冶炼制取钛时需加保护气,下列可作为保护气的是______________(填标号)。
a. b.Ar c. d.
9. 氢化铝锂是有机合成中的重要还原剂.某课题组设计实验制备氢化铝锂并测定其纯度.已知:氢化铝锂、氢化锂遇水都剧烈反应.回答下列问题:
Ⅰ.制备氢化锂:
选择图中的装置制备氢化锂(必要时可重复使用).
(1)装置中溶液的作用是______________.
(2)装置连接顺序(从左至右)为______________.
Ⅱ.制备氢化铝锂:1947年,Schlesⅰnger、Bond和Fⅰnholt首次制得氢化铝锂,其流程如下图:
[难溶于烃,可溶于乙醚(沸点)、四氢呋喃]
(3)能溶于乙醚,和能形成非极性分子有关,所有原子均满足8电子稳定结构,其结构式为______________.
(4)氢化锂与无水三氯化铝反应的化学方程式为______________.
(5)下列说法不正确的是______________(填标号).
A. 市售乙醚中含少量水,可以加入金属钠,然后蒸馏得无水乙醚
B. 一系列操作C涉及过滤操作
C. 滤渣A的主要成分是
D. 为提高合成的速率,可将反应温度提高至
(6)(不含)纯度可采用如下方法测定(装置如图所示):,常压下,准确称取产品,记录量气管B起始体积读数,在分液漏斗中加入过量的四氢呋喃(可减缓与的反应速率)、水混合液,打开旋塞至滴加完所有液体,关闭旋塞,反应结束后调整量气管,记录读数为,则:
①的质量分数为______________(写出计算表达式,用含的代数式表达);
②恒压分液漏斗的优点有______________、______________.
注:量气管B由碱式滴定管改装;,常压下气体摩尔体积约为。
10. 化学反应常伴随热效应.某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式计算获得.
(1)盐酸浓度的测定:移取待测液,加入指示剂,用溶液滴定至终点,消耗溶液(读数如图所示).
①______________.
②如果滴定前俯视,终点时仰视,会导致盐酸浓度______________(“偏高”“偏低”或“不影响”).
(2)热量的测定:取上述溶液和盐酸各进行反应,测得反应前后体系的温度值分别为,则该过程放出的热量为______________(和分别取和,忽略水以外各物质吸收的热量,下同).
(3)借鉴的方法,甲同学测量放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响,下同).实验结果见下表.
反应试剂 体系温度/
反应前 反应后
溶液 粉
______________结果表明,该方法可行.
(4)乙同学也借鉴的方法,测量反应的焓变.
查阅资料:配制溶液时需加入酸.加酸的目的是______________.
提出猜想:粉与溶液混合,在反应进行的过程中,可能存在粉和酸的反应.
验证猜想:用试纸测得溶液的不大于1;向少量溶液中加入粉,溶液颜色变浅的同时有气泡冒出,说明存在反应和______________(用离子方程式表示).
实验小结:猜想成立,不能直接测反应的焓变.
教师指导:鉴于以上问题,特别是气体生成带来的干扰,需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案.
优化设计:乙同学根据盖斯定律,借助的焓变与反应______________的焓变获得了反应的焓变.
11. 低碳烯烃(乙烯、丙烯、丁烯等)作为重要的基本化工原料,在现代石油和化学工业中具有举足轻重的作用.
Ⅰ.小分子烃类(如丙烯)作为还原剂可以在催化剂上选择性还原.
已知:
(1)反应__________kJ mol 1。
Ⅱ.二氧化碳可将乙烷转化为更有工业价值的乙烯.相同反应时间,不同温度、不同催化剂的条件下测得的数据如表1(均未达到平衡状态):
实验编号 ① ② ③ ④
反应温度 650 650 600 550
催化剂 钴盐 铬盐
的转化率 19.0 321 21.2 12.0
的选择性 17.6 77.3 79.7 85.2
(2)已知选择性:转化的乙烷中生成乙烯的百分比.选择铬盐作催化剂时的最佳温度为______________.
Ⅲ.一定条件下,碘甲烷热裂解制低碳烯烃的主要反应有:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
反应ⅲ:
反应ⅰ、ⅱ、ⅲ在不同温度下的分压平衡常数如表2,回答下列问题:
反应ⅰ 2.80
反应ⅱ
反应ⅲ
(3)根据表中数据推出反应ⅰ的活化能______________(填“>”或“<”).
(4)实际工业生产中,若存在副反应:,结合表数据分析______________(填“>”或“<”)0,陈述理由:______________.
(5)其他条件不变,起始压强为,向容积为的恒容密闭容器中投入,只发生反应ⅰ、ⅱ、ⅲ,反应温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯所占气体组分物质的量分数的影响如图.
条件下,平衡时,体系中、的质量比为______________,反应ⅰ的压强平衡常数______________.运城市2023-2024学年第一学期期末调研测试
高三理科综合试题
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共300分,考试时间150分钟.考生作答时,将答案写在答题卡上,在本试卷上答题无效,考试结束后,将答题卡交回.
注意事项:
1.答题前,考生务必先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,认真核对条形码上的姓名、准考证号,并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上.
2.答题时使用0.5毫米的黑色中性(签字)笔或碳素笔书写,字体工整、笔迹清楚.
3.请按照题号在各题的答题区域(黑色线框)内作答,超出答题区域书写的答案无效.
4.保持卡面清洁,不折叠,不破损.
可能用到的相对原子质量:H-1 Lⅰ-7 C-12 O-16 Al-27 Fe-56
第Ⅰ卷(选择题)
一、选择题(本题共13小题,每题6分,共78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. 2023年9月23日,亚运会圣火再次在中国杭州点燃.主火炬塔采用不锈钢镜面水波纹板并以零碳甲醇为燃料,火炬“薪火”金属部分采用1070铝合金旋压成型。下列有关说法不正确的是
A. 零碳甲醇燃烧不产生
B. 铝合金比纯铝硬度大,强度高
C. 不锈钢中的合金元素主要是铬和镍
D. 利用工业尾气合成甲醇燃料体现了“碳中和”理念
【答案】A
【解析】
【详解】A.零碳甲醇是指制造甲醇捕捉的二氧化碳与甲醇燃烧生成的二氧化碳能达到平衡,这也就实现了所谓的"零碳,A错误;
B.铝合金属于合金,含有Al、Cu、Mg等元素,合金的硬度比任一组成成分金属的硬度大,故铝合金硬度比纯铝的大,强度高,B正确;
C.不锈钢中的合金元素主要是铬和镍,C正确;
D.利用工业尾气CO2合成甲醇燃料体现了“碳中和”理念,D正确;
故选A。
2. 从中药获苓中提取的一种具有生理活性的化学物质获苓新酸,其结构简式如图所示。关于该化合物下列说法正确的是
A. 分子中含有5种官能团
B. 分子中所有碳原子可能共平面
C. 获苓新酸使溴水和酸性高锰酸钾褪色原理相同
D. 该物质最多消耗和的物质的量之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子中含有羧基、羟基、酯基、碳碳双键4种官能团,A错误;
B.,标有*的碳原子与四个碳原子相连,以*碳原子为体心形成的是正四面体,因此分子中含有标有*的碳原子就不可能所有碳原子共面,B错误;
C.获苓新酸使溴水褪色是因为发生加成反应,使酸性高锰酸钾褪色是发生氧化还原反应,二者原理不相同,C错误;
D.该物质含有碳碳双键,最多消耗,该物质含有羟基和羧基,因此最多消耗,故该物质最多消耗和的物质的量之比为,D正确;
故选D。
3. 一种离子化合物(结构如图所示),可用作杀虫剂,其中为短周期元素且原子序数依次增大,形成的化合物易溶于水,其水溶液显弱酸性,下列叙述正确的是
A. 原子半径:
B. 气态氢化合物的稳定性:
C. 该化合物中有配位键
D. W的最高价氧化物的水化物的化学式为:
【答案】C
【解析】
【分析】X、Y、Z、W为短周期元素且原子序数依次增大,离子化合物中X、Y、Z、W形成的共价键数目分别为1、4、4、1,X、W形成的化合物易溶于水,水溶液显弱酸性,则X为H元素、Y为B元素、Z为N元素、W为F元素;阳离子为铵根离子、阴离子为四氟合硼离子。
【详解】A.同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则原子半径的大小顺序为B>N>F,故A错误;
B.同周期元素,从左到右非金属性依次增强,气态氢化合物的稳定性依次增强,所以氨分子的稳定性强于硼化氢,故B错误;
C.铵根离子和四氟合硼离子中都含有1个配位键,所以1mol离子化合物中含有2mol配位键,故C正确;
D.氟元素的非金属性最强,没有正化合价,所以不存在最高价氧化物的水化物,故D错误;
故选C。
4. 下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 等体积等浓度的溶液与混合 有气体和沉淀生成 与反应生成和
B 向某钠盐粉末上滴加浓盐酸,将产生的气体通入品红溶液 溶液褪色 产生的气体一定是
C 向盛有溶液的试管中先滴加滴溶液,再滴加4滴溶液 先产生白色沉淀,后又产生红褐色沉淀 的溶解度小于
D 向溶液中滴入溶液,振荡后滴加葡萄糖溶液,加热 未出现红色沉淀 葡萄糖中不含醛基
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.等体积等浓度的NaHCO3溶液与NaAlO2混合,没有气体但有沉淀生成, 与反应生成 Al (OH)3 和;故A错误;
B.向某钠盐粉末上滴加浓盐酸,将产生的气体通入品红溶液,溶液褪色,产生的气体可能是 SO2或者Cl2,故B错误;
C.向盛有2 mL 0.1 mol / LMgCl2溶液的试管中先滴加2 4滴2 mol / LNaOH溶液,再滴加4滴0.1 mol / LFeCl3溶液,先产生白色沉淀,后又产生红褐色沉淀,则Fe (OH)3的溶解度小于 Mg(OH)2,故C正确;
D.向1 mL0 .2 mol .L 1 NaOH溶液中滴入2 mL 0.1 mol.L 1 CuSO 4溶液,振荡后滴加0.5 mL葡萄糖溶液,加热,未出现红色沉淀,是因为氢氧化钠少量,要过量才能看到红色沉淀,故D错误;
故选C。
5. 2022年诺贝尔化学奖授予了点击化学领域的三位科学家。一价铜催化的叠氮化物-炔烃环加成反应可谓点击化学中的第一个经典之作,其中代表烃基,含氮五元环为平面结构,催化剂的结构属立方晶系,晶胞如图所示,下列说法正确的是
A. 基态的价电子排布图为
B. 五元环中和原子轨道杂化类型相同
C. 的第一电离能从大到小的顺序是
D. 若晶胞参数为,则距离最近的两个之间的距离为
【答案】B
【解析】
【详解】A.铜元素的原子序数为29,基态Cu+价电子排布式为3d10,排布图为,故A错误;
B.由含氮五元环为平面结构可知,环中碳原子和氮原子原子轨道的杂化类型相同,都为sp2杂化,故B正确;
C.金属元素的第一电离能小于非金属元素,同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,则三种元素的第一电离能从大到小的顺序是N>C>Cu,故C错误;
D.由晶胞结构可知,晶胞中距离最近的两个Cu+之间的距离为面对角线的,距离为,故D错误;
故选B。
6. 制造尼龙的原料已二腈用量很大,工业采用丙烯腈电解合成已二腈,电解原理如图所示(两极均为惰性电极),电解过程会产生丙腈等副产物,向极区电解液中加入少量季铵盐,当溶液的时,已二腈的产率最高。下列说法不正确的是
A. 电源极的电势高于极
B. 电极上的电极反应式为:
C. 生成已二腈和丙腈的混合物,则极区溶液的质量理论上减少
D. 季铵盐可增强电解液的电导率,抑制ⅱ反应的发生,提高已二腈的选择性
【答案】C
【解析】
【分析】电极Y上丙烯腈得电子生成己二腈,化合价降低,得电子作为阴极,X作阳极,则c正极,d负极。
【详解】A.c正极,d负极,电源c极的电势高于d极,A正确;
B.二腈的产率最高,电极Y上丙烯腈得电子生成己二腈,i的电极反应式为2CH2=CHCN+2H++2e =NC(CH2)4CN,B正确;
C.生成1.0mol己二腈和丙腈的混合物,总转移电子2mol,即迁移氢离子总量2mol,阳极水放电产生氧气0.5mol,阳极区质量变化为=18g,C错误;
D.根据图示,季铵盐增强电解液的电导率,增加丙烯腈的溶解度促进ⅰ发生,抑制ⅱ和ⅲ反应,提高产品产率,D正确;
故选C。
7. 常温下,已知亚磷酸溶液中含磷物种浓度之和为,溶液中所有含磷微粒的的关系如图所示。已知:表示浓度的负对数两点的坐标分别为:。下列说法正确的是
A. 的平衡常数为
B. 点溶液中,
C. 点溶液中:
D. 已知的两步水解常数分别为,则点的为
【答案】D
【解析】
【分析】图象中含P物种只有3种,说明为二元弱酸。随着逐渐增大,减小,根据 、 ,知逐渐减小,先增大后减小,逐渐增大,,则逐渐增大,先减小后增大,逐渐减小,故曲线③表示,曲线②表示,曲线①表示;
【详解】A.根据a点数据可知,,则的水解常数为,A错误;
B.由图可知,d点时,,而,故,b点时,不成立,B错误;
C.H3PO3是弱酸,c点pH为0,c(H+)=1mol/L,说明溶液中加入了强酸性物质,因此还含有其他阴离子,此电荷守恒式错误,C错误;
D.d点时c(HPO)= c(H3PO3),= ,D正确;
故选D。
第Ⅱ卷(非选择题)
三、非选择题(本题共14小题,共174分.)
8. 金属钛()因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料,被誉为“未来金属”。一种由钛铁矿[主要成分是钛酸亚铁,还含有少量、等杂质]为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品绿砜的工业生产流程如下图所示。
已知:①易水解为。②在时生成沉淀,时沉淀完全。③高温下钛易与等反应.
(1)钛的性质比铁活泼,但金属钛具有较强的抗腐蚀性,原因可能是______________。
(2)“酸浸”后钛主要以存在,写出相应反应的离子方程式______________。
(3)某实验小组为探究混合液中加入铁粉的最佳反应条件,进行了下列有关实验。
①在其它条件不变的情况下,体系中[指和等含正三价铁元素的微粒]含量随变化如图1,由图可知,还原体系中的最佳范围为______________,试分析,在介于之间时,量基本保持不变的原因:______________。
②保持其它条件不变,体系中含量随温度变化如图2,由图可知,还原体系中的最佳反应温度为______________。
(4)“高温氯化”时生成和一种可燃性气体,反应的化学方程式为______________;“高温氯化”反应理论计算结果显示,在条件下达到平衡时,几乎完全转化为,但实际生产中反应温度却远高于,其原因是______________(写一种)。
(5)经处理后,流程中可循环利用的物质除外,还有______________(填化学式)。
(6)镁高温下冶炼制取钛时需加保护气,下列可作为保护气的是______________(填标号)。
a. b.Ar c. d.
【答案】(1)金属钛的表面,有一层致密的氧化膜,保护金属钛不被腐蚀
(2)
(3) ①. 1~2 ②. 介于4~6之间时,铁离子水解完全,主要以形式存在 ③. 55
(4) ①. ②. 为了提高反应速率,在相同时间内得到更多的产品,提高效益
(5)
(6)b
【解析】
【分析】钛铁矿与硫酸反应生成硫酸氧钛和硫酸亚铁,氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水,加入铁粉还原Fe3+,发生反应:2Fe3++Fe=3Fe2+,硫酸亚铁溶液通过加热浓缩,冷却结晶,过滤得到硫酸亚铁晶体;“酸浸”后钛主要以的形式存在,“水解”后钛以的形式存在,以此解题。
【小问1详解】
钛有较强的抗腐蚀性的原因是由于表面有一层致密的氧化膜,保护金属钛不被腐蚀,钛的性质与铝相似,其抗腐蚀的原因与铝相似,原因可能是:金属钛的表面,有一层致密的氧化膜,保护金属钛不被腐蚀;
【小问2详解】
根据流程可知,“酸浸”后生成了,相应反应的离子方程式为:;
【小问3详解】
①铁粉是和三价铁离子反应,而pH较高时会生成氢氧化铁沉淀,不利于还原,故还原体系中的最佳范围为:1~2;
由Fe3+水解呈酸性,pH越大,越促进水解正向进行,则pH介于4~6之间时,Fe(Ⅲ)主要以Fe(OH)3形式存在,Fe(Ⅲ)含量基本保持不变,故答案为:pH介于4~6之间时,铁离子水解完全,Fe(Ⅲ)主要以Fe(OH)3形式存在;
②保持其它反应条件不变,还原体系中Fe(Ⅲ)含量随温度变化如图乙所示,由图可知,55℃是体系中Fe(Ⅲ)含量最低,故还原体系中Fe(Ⅲ)的最佳反应温度为55℃;
【小问4详解】
根据流程图,TiO2、Cl2、焦炭在高温条件先生成CO,则另一产物为TiCl4,反应的化学方程式为;
实际生产需要考虑效益,所以为了提高反应速率,适当提高反应温度,可以在相同时间内得到更多的产品,故答案为:;为了提高反应速率,在相同时间内得到更多的产品,提高效益;
【小问5详解】
过滤②后的滤液在一定条件下水解后生成H2TiO3和硫酸,硫酸可用于“酸浸”,经处理后,流程中可循环利用的物质除Fe外,还有;
【小问6详解】
由已知③可知高温下钛易与O2、H2反应,且镁会与N2、CO2反应,所以保护气可选用Ar,故选b。
9. 氢化铝锂是有机合成中的重要还原剂.某课题组设计实验制备氢化铝锂并测定其纯度.已知:氢化铝锂、氢化锂遇水都剧烈反应.回答下列问题:
Ⅰ.制备氢化锂:
选择图中的装置制备氢化锂(必要时可重复使用).
(1)装置中溶液作用是______________.
(2)装置的连接顺序(从左至右)为______________.
Ⅱ.制备氢化铝锂:1947年,Schlesⅰnger、Bond和Fⅰnholt首次制得氢化铝锂,其流程如下图:
[难溶于烃,可溶于乙醚(沸点)、四氢呋喃]
(3)能溶于乙醚,和能形成非极性分子有关,所有原子均满足8电子稳定结构,其结构式为______________.
(4)氢化锂与无水三氯化铝反应的化学方程式为______________.
(5)下列说法不正确的是______________(填标号).
A. 市售乙醚中含少量水,可以加入金属钠,然后蒸馏得无水乙醚
B. 一系列操作C涉及过滤操作
C. 滤渣A的主要成分是
D. 为提高合成的速率,可将反应温度提高至
(6)(不含)纯度可采用如下方法测定(装置如图所示):,常压下,准确称取产品,记录量气管B起始体积读数,在分液漏斗中加入过量的四氢呋喃(可减缓与的反应速率)、水混合液,打开旋塞至滴加完所有液体,关闭旋塞,反应结束后调整量气管,记录读数为,则:
①的质量分数为______________(写出计算表达式,用含的代数式表达);
②恒压分液漏斗的优点有______________、______________.
注:量气管B由碱式滴定管改装;,常压下气体摩尔体积约为。
【答案】(1)除去中混有的
(2)
(3) (4) (5)D
(6) ①. ②. 平衡压强,使分液漏斗中的溶液顺利滴下 ③. 消除滴入溶液的体积对所测气体体积的影响,减小实验误差
【解析】
【分析】Ⅰ.制备氢化锂首先制备氢气,即装置A为制备氢气的装置,粗锌中含有少量Cu和ZnS,Cu不与稀硫酸反应,ZnS能与稀硫酸反应生成,需要用NaOH溶液除去H2S,即装置D的作用是吸收硫化氢,因为氢化铝锂、氢化锂遇水都剧烈反应,因此需要干燥氢气,通过浓硫酸,然后再通过C装置制备氢化锂,装置E为收集氢气装置,据此分析。
【小问1详解】
根据上述分析,氢气中混有,为防止干扰实验,需要除去,即装置D的作用是除去中混有的;
【小问2详解】
氢化铝锂、氢化锂遇水都剧烈反应,因此需要防止水蒸气的进入,反应前需要浓硫酸,在装置E前需要加入装置B,防止E中水蒸气进入,因此连接顺序是;
【小问3详解】
Al原子最外层有3个电子,非极性分子中所有原子均满足8电子结构,则Al、Cl之间存在配位键,使Al与4个Cl相连,形成共价键,结构式为:;
【小问4详解】
氢化锂与无水三氯化铝在乙醚混合,28℃充分反应得到,反应的化学方程式为:;
【小问5详解】
A.乙醚不与金属钠反应,乙醚中混有水,水可以与金属钠反应,然后蒸馏得到无水乙醚,故A说法正确;
B.一系列操作C为将滤液与苯混合,然后蒸馏,除去乙醚,因为不溶于烃,因此需要过滤,然后对固体洗涤、干燥,一系列操作C中涉及过滤操作,故B说法正确;
C.LiCl不溶于乙醚,则滤渣A为LiCl,故C说法正确;
D.乙醚的沸点为34.5℃,如果温度升高到40℃,导致乙醚大量挥发,使LiH与不能充分接触反应,故D说法错误;
故答案选D;
【小问6详解】
①与水反应的方程式为:,根据题意可知,收集到的体积为,根据反应方程式,的质量分数为: ;
②恒压分液漏斗的优点有:平衡压强,使分液漏斗中的溶液顺利滴下;消除滴入溶液的体积对所测气体体积的影响,减小实验误差。
10. 化学反应常伴随热效应.某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式计算获得.
(1)盐酸浓度的测定:移取待测液,加入指示剂,用溶液滴定至终点,消耗溶液(读数如图所示).
①______________.
②如果滴定前俯视,终点时仰视,会导致盐酸浓度______________(“偏高”“偏低”或“不影响”).
(2)热量的测定:取上述溶液和盐酸各进行反应,测得反应前后体系的温度值分别为,则该过程放出的热量为______________(和分别取和,忽略水以外各物质吸收的热量,下同).
(3)借鉴的方法,甲同学测量放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响,下同).实验结果见下表.
反应试剂 体系温度/
反应前 反应后
溶液 粉
______________结果表明,该方法可行.
(4)乙同学也借鉴的方法,测量反应的焓变.
查阅资料:配制溶液时需加入酸.加酸的目的是______________.
提出猜想:粉与溶液混合,在反应进行的过程中,可能存在粉和酸的反应.
验证猜想:用试纸测得溶液的不大于1;向少量溶液中加入粉,溶液颜色变浅的同时有气泡冒出,说明存在反应和______________(用离子方程式表示).
实验小结:猜想成立,不能直接测反应的焓变.
教师指导:鉴于以上问题,特别是气体生成带来的干扰,需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案.
优化设计:乙同学根据盖斯定律,借助的焓变与反应______________的焓变获得了反应的焓变.
【答案】(1) ①. 20.00 ②. 偏高
(2)
(3)
(4) ①. 抑制水解 ②. ③. Cu(s)+Fe2(SO4)3(aq)=CuSO4(aq)+2FeSO4(aq)
【解析】
【小问1详解】
①由图可知,消耗NaOH的体积为20.00mL;
②如果滴定前俯视,终点时仰视,会使得读出的氢氧化钠体积偏大,则会导致盐酸浓度偏高;
【小问2详解】
由Q=cρV总 ΔT可得Q=4.18 J g 1 ℃ 1×1.0 g mL 1×(55mL+55mL)×(T1-T2)=459.8(T1 T0);
【小问3详解】
若按实验数据进行计算,Q=4.18 J g 1 ℃ 1×1.0 g mL 1×100mL×(b-a)=418(b a)J,参加反应的硫酸铜为0.02mol,ΔH== 20.9 (b a) kJ mol 1;
【小问4详解】
①Fe3+易水解,为防止Fe3+水解,在配制Fe2(SO4)3溶液时需加入酸;
②用pH试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1说明溶液中呈强酸性,向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉,溶液颜色变浅的同时有气泡即氢气产生,说明溶液中还存在Fe与酸的反应,其离子方程式为Fe+2H+=Fe2++H2↑;
③借助Fe(s)+CuSO4(aq)=Cu(s)+FeSO4(aq)的焓变ΔH1与反应Cu(s)+Fe2(SO4)3(aq)=CuSO4(aq)+2FeSO4(aq)的焓变ΔH2,根据盖斯定律计算得到反应Fe(s)+Fe2(SO4)3(aq)=3FeSO4(aq)的焓变为ΔH1+ΔH2。
11. 低碳烯烃(乙烯、丙烯、丁烯等)作为重要的基本化工原料,在现代石油和化学工业中具有举足轻重的作用.
Ⅰ.小分子烃类(如丙烯)作为还原剂可以在催化剂上选择性还原.
已知:
(1)反应__________kJ mol 1。
Ⅱ.二氧化碳可将乙烷转化为更有工业价值的乙烯.相同反应时间,不同温度、不同催化剂的条件下测得的数据如表1(均未达到平衡状态):
实验编号 ① ② ③ ④
反应温度 650 650 600 550
催化剂 钴盐 铬盐
的转化率 19.0 321 21.2 12.0
的选择性 17.6 77.3 79.7 85.2
(2)已知选择性:转化的乙烷中生成乙烯的百分比.选择铬盐作催化剂时的最佳温度为______________.
Ⅲ.一定条件下,碘甲烷热裂解制低碳烯烃的主要反应有:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
反应ⅲ:
反应ⅰ、ⅱ、ⅲ在不同温度下的分压平衡常数如表2,回答下列问题:
反应ⅰ 2.80
反应ⅱ
反应ⅲ
(3)根据表中数据推出反应ⅰ的活化能______________(填“>”或“<”).
(4)实际工业生产中,若存在副反应:,结合表数据分析______________(填“>”或“<”)0,陈述理由:______________.
(5)其他条件不变,起始压强为,向容积为的恒容密闭容器中投入,只发生反应ⅰ、ⅱ、ⅲ,反应温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯所占气体组分物质的量分数的影响如图.
条件下,平衡时,体系中、的质量比为______________,反应ⅰ的压强平衡常数______________.
【答案】(1)
(2)650 (3)>
(4) ①. < ②. 由盖斯定律可知.由表数据可知,升高温度,减小,故
(5) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
利用盖斯定律,反应反应热可以通过得到,所以;
【小问2详解】
反应温度为650℃时,铬盐作催化剂时,C2H6的转化率和C2H4的选择性都高;
【小问3详解】
由表中数据可以看出,随着温度的不断升高,分压平衡常数不断增大,则正反应为吸热反应,从而推出反应ⅰ的活化能Ea(正)>Ea (逆);
【小问4详解】
①由盖斯定律可知,反应ⅲ×3-反应ⅱ×2得到副反应,。结合表2数据,298K时,,323K时,,则升高温度,副反应平衡常数减小,△H4<0;
【小问5详解】
①由图可知,715K、平衡时n(C3H6)=n(C4H8)=2n(C2H4),设平衡时n(C2H4)=x,则n(C3H6)=n(C4H8)=2x,n(CH3I)=y,则由碘原子守恒可知,n(HI)=1-y,由碳原子守恒得y+2x+6x+8x=1①,C2H4的物质的量分数为4%,得②,由①②得,x=0.05mol,y=0.2mol,所以质量之比为1:3:4。
②反应i:2CH3I(g) C2H4(g)+2HI(g),混合气的总物质的量为1.25mol,平衡时总压强为1.25×P0MPa,则反应ⅰ的压强平衡常数;