
?陜西省榆林市2023屆高三第一次模擬理科綜合化學(xué)試題
學(xué)校:___________姓名:___________班級(jí):___________考號(hào):___________
一、單選題
1.中華文化源遠(yuǎn)流長(zhǎng)、博大精深,陜西歷史博物館館藏文物是中華文化的重要代表。下列物品主要是由金屬材料制成的是
A.白瓷馬蹬壺
B.東漢青銅奔馬
C.液晶顯示屏
D.西夏文佛經(jīng)紙本
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【詳解】A.白瓷馬蹬壺屬于陶瓷,陶瓷屬于傳統(tǒng)無(wú)機(jī)非金屬材料,不是金屬材料,A不符合題意;
B.東漢青銅奔馬中青銅為銅金屬的合金,屬于金屬材料,B符合題意;
C.液晶顯示屏是一種采用液晶為材料的顯示器,液晶是一類介于固體和液態(tài)間的有機(jī)化合物,C不符合題意;
D.紙張的主要成分是纖維素,D不符合題意;
故選B。
2.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說(shuō)法正確的是
A.1molCH≡CH中含有的共用電子對(duì)的數(shù)目為3NA
B.1.0mol·L-1的AlCl3溶液中含有的陰離子總數(shù)為3NA
C.1.7 g羥基(-OH)和1.7 gOH-中含有的質(zhì)子數(shù)均為0. 9NA
D.20mL18mol·L-1濃硫酸與足量銅反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.36NA
【答案】C
【詳解】A.CH≡CH分子中含有2個(gè)碳?xì)鋯捂I和1個(gè)碳碳三鍵,則1molCH≡CH中含有的共用電子對(duì)的數(shù)目為5NA,故A錯(cuò)誤;
B.只有溶液濃度,缺少溶液體積,不能計(jì)算微粒數(shù)目,故B錯(cuò)誤;
C.羥基(-OH)和OH-的質(zhì)子數(shù)均為9,1.7 g羥基(-OH)和1.7 gOH-中含有的質(zhì)子數(shù)均為0. 9NA,故C正確;
D.n(H2SO4)= 18mol·L-12010-3L=0.36mol,若0.36mol濃硫酸完全反應(yīng),則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.36NA,但隨著反應(yīng)的進(jìn)行,濃硫酸變成稀硫酸,稀硫酸與銅不反應(yīng),故轉(zhuǎn)移的電子數(shù)小于0.36NA,故D錯(cuò)誤;
答案選C。
3.短周期主族元素X、Y、Z、W、 R的原子序數(shù)依次增大,X的氣態(tài)氫化物極易溶于Y的氫化物中,常溫下,Z的單質(zhì)能溶于W的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的稀溶液中,卻不溶于其濃溶液。下列說(shuō)法正確的是
A.簡(jiǎn)單離子半徑:R>W>X> Y> Z
B.Y與W具有相同的最高化合價(jià)
C.Z、W的簡(jiǎn)單離子都能促進(jìn)水的電離
D.往元素X的最簡(jiǎn)單氫化物的稀溶液中滴加酚酞,無(wú)明顯變化
【答案】C
【分析】常溫下,Z的單質(zhì)能溶于W的最高價(jià)氧化物的水化物的稀溶液,卻不溶于其濃溶液,可聯(lián)想到Al在濃硝酸、濃硫酸中的鈍化,則Z應(yīng)為Al元素,W的原子序數(shù)大于Al,則W為S元素,R為原子序數(shù)大于S的短周期主族元素,則為Cl;X的氣態(tài)氫化物極易溶于Y的氫化物中,且X的原子序數(shù)小于Y,應(yīng)是指氨氣極易溶于水,所以X為N元素,Y為O元素。
【詳解】A.核外電子排布形同的時(shí)候,原子序數(shù)越小半徑越大,另外電子層數(shù)越多,半徑越大,故簡(jiǎn)單離子半徑:W>R>X>Y>Z,A錯(cuò)誤;
B.?W為S元素,Y為O元素,S的最高化合價(jià)為+6價(jià),O不能失去最外層6個(gè)電子,沒有+6價(jià),最高化合價(jià)不同,B錯(cuò)誤;
C.Z、W的簡(jiǎn)單離子分別為鋁離子、硫離子,都可以水解,促進(jìn)水的電離,C正確;
D.?由分析可知,X為N元素,N的氣態(tài)氫化物為NH3,其水溶液顯堿性,滴加酚酞,溶液顯紅色,D錯(cuò)誤;
故選C。
4.化合物N具有保肝、抗炎、增強(qiáng)免疫等功效,可由M制得。下列有關(guān)化合物M、N的說(shuō)法正確的是
A.一定條件下M可發(fā)生氧化、取代、加成反應(yīng)
B.有機(jī)物N分子中所有原子可能共平面
C.M、N所含官能團(tuán)種類相同,M和N屬于同系物
D.等物質(zhì)的量的M、N分別與金屬Na反應(yīng),生成的氫氣的物質(zhì)的量之比為1:1
【答案】A
【詳解】A.M中的酚羥基和碳碳雙鍵可發(fā)生氧化反應(yīng),酯基和酚羥基可以發(fā)生取代反應(yīng),碳碳雙鍵和苯環(huán)可以和氫氣發(fā)生加成反應(yīng),故A正確;
B.N分子中含有甲基,具有四面體結(jié)構(gòu),所有原子不可能共平面,故B錯(cuò)誤;
C.M、N所含官能團(tuán)種類相同,但所含官能團(tuán)數(shù)目不完全相同,分子組成也不是相差“CH2”原子團(tuán),不屬于同系物,故C錯(cuò)誤;
D.酚羥基可以與金屬Na反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,一個(gè)M中有4個(gè)酚羥基,一個(gè)N中有3個(gè)酚羥基,則等物質(zhì)的量的M、N分別與金屬Na反應(yīng),生成的氫氣的物質(zhì)的量之比為4:3,故D錯(cuò)誤;
答案選A。
5.用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究,其中裝置不合理的是
A.利用圖I測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱
B.利用圖II證明Na2O2與水反應(yīng)放熱
C.利用圖III制備乙酸乙酯
D.利用圖IV證明Cl2能與燒堿溶液反應(yīng)
【答案】C
【詳解】A.圖中裝置可保溫、測(cè)定反應(yīng)的最高溫度等,則圖中裝置可測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱,故A正確;
B.Na2O2與水反應(yīng)生成氧氣、且放熱,會(huì)使脫脂棉燃燒,故B正確;
C.導(dǎo)氣管末端不能插入液面以下,否則會(huì)造成倒吸,故C錯(cuò)誤;
D.Cl2與NaOH溶液反應(yīng),使錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)減小,則氣球變大可證明發(fā)生反應(yīng),故D正確;
答案選C。
6.我國(guó)科學(xué)家成功研制出CO2/Mg二次電池,在潮濕條件下的放電反應(yīng):3CO2+2Mg+2H2O=2MgCO3·H2O+C,模擬裝置如圖所示(已知放電時(shí),Mg2+由負(fù)極向正極遷移)。下列說(shuō)法正確的是
A.充電時(shí),Mg電極接外電源的正極
B.放電時(shí),電子由鎂電極經(jīng)電解質(zhì)溶液流向石墨電極
C.充電時(shí),陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為2MgCO3·H2O+C- 4e- =3CO2+2Mg2++2H2O
D.放電時(shí),CO2在正極被還原,每消耗6.72 L CO2轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.2 mol
【答案】C
【分析】由圖可知,放電時(shí),Mg作負(fù)極,電極反應(yīng)式為Mg?2e?=Mg2+,石墨作正極,電極反應(yīng)式為3CO2+2Mg2++2H2O+4e?=2MgCO3?H2O+C,充電時(shí),Mg作陰極,石墨作陽(yáng)極,據(jù)此作答。
【詳解】A.充電時(shí),Mg作陰極,石墨作陽(yáng)極,故A錯(cuò)誤;
B.放電時(shí)為原電池,電子經(jīng)導(dǎo)線傳導(dǎo),故B錯(cuò)誤;
C.充電時(shí),石墨作陽(yáng)極,電極反應(yīng)式為2MgCO3·H2O+C- 4e- =3CO2+2Mg2++2H2O,故C正確;
D.放電時(shí),CO2在正極被還原為C,C由+4價(jià)變?yōu)?價(jià),每消耗6.72 L CO2轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為1.2 mol,故D錯(cuò)誤;
故答案選C。
【點(diǎn)睛】本題考查可充電電池,題目難度中等,能依據(jù)圖像和題目信息準(zhǔn)確判斷正負(fù)極和陰陽(yáng)極是解題的關(guān)鍵,難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫。
7.室溫下,通過(guò)下列實(shí)驗(yàn)探究0.0100 mol?L?1 Na2C2O4溶液的性質(zhì)。
實(shí)驗(yàn)1:實(shí)驗(yàn)測(cè)得0.0100 mol?L?1 Na2C2O4溶液的pH為8.6。
實(shí)驗(yàn)2:向溶液中滴加等體積、0.0100 mol?L?1 HCl溶液,pH由8.6降為4.8。
實(shí)驗(yàn)3:向溶液中加入等體積、0.0200 mol?L?1 CaCl2溶液,出現(xiàn)白色沉淀。
實(shí)驗(yàn)4:向稀硫酸酸化的KMnO4溶液中滴加Na2C2O4溶液至溶液褪色。
已知室溫下Ksp(CaC2O4)=2.5×10?9,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.0.0100 mol?L?1 Na2C2O4溶液中滿足: >2
B.實(shí)驗(yàn)2滴加鹽酸過(guò)程中可能存在:c(Na+ )=c( )+2c( )+c(C1-)
C.實(shí)驗(yàn)3所得上層清液中:c( )=5×10?7 mol·L?1
D.實(shí)驗(yàn)4發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為+4+12H+=2CO2 ↑+4Mn2+ +6H2O
【答案】D
【詳解】A.0.0100 mol?L?1 Na2C2O4溶液中有,則有 >2,故A正確;
B.實(shí)驗(yàn)2滴加鹽酸,根據(jù)電荷守恒得到c(Na+ )+ c(H+ )=c( )+2c( )+c(C1-) +c(OH-),當(dāng)溶液pH=7時(shí),c(H+ )= c(OH-),則該過(guò)程中可能存在:c(Na+ )=c( )+2c( )+c(C1-),故B正確;
C.實(shí)驗(yàn)3兩者反應(yīng)生成草酸鈣,反應(yīng)后剩余鈣離子濃度為,,,故C正確;
D.實(shí)驗(yàn)4發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為5+2+16H+=10CO2 ↑+2Mn2+ +8H2O,故D錯(cuò)誤。
綜上所述,答案為D。
二、實(shí)驗(yàn)題
8.以鹽湖鋰精礦(主要成分為L(zhǎng)i2CO3,還含有少量的CaCO3)和鹽湖鹵水(含一定濃度的LiCl 和MgCl2 )為原料均能制備高純Li2CO3。回答下列問題:
(1)由鋰精礦為原料制取碳酸鋰的過(guò)程中,需要先“碳化溶解”使Li2CO3轉(zhuǎn)為L(zhǎng)iHCO3,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
已知: I.20℃時(shí)LiOH的溶解度為12.8g。
II.Li2CO3在不同溫度下的溶解度:0℃ 1.54 g,20℃ 1.33 g,80℃ 0.85 g。
①裝有鹽酸的儀器的名稱為_______。
②裝置B中盛放的試劑為_______,其作用是_______。
③裝置C中除了生成LiHCO3,還可能生成的雜質(zhì)為_______(填化學(xué)式)。
④裝置C中的反應(yīng)需在常溫下進(jìn)行,溫度越高鋰精礦轉(zhuǎn)化率越小的原因可能是_______。保持溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物和溶劑的量不變,實(shí)驗(yàn)中提高鋰精礦轉(zhuǎn)化率的操作有_______。
⑤熱解過(guò)濾獲得的Li2CO3表面有少量Li2C2O4,不進(jìn)行洗滌也不會(huì)影響最終Li2CO3產(chǎn)品的純度,其原因是_______。
(2)設(shè)計(jì)由鹽湖鹵水制取高純Li2CO3的實(shí)驗(yàn)方案:向濃縮后的鹽湖鹵水中_______。(實(shí)驗(yàn)中必須使用的試劑:NaOH溶液、Na2CO3溶液;已知:pH= 10時(shí)Mg(OH)2完全沉淀)
【答案】(1)???? 恒壓滴液漏斗???? 飽和NaHCO3溶液???? 吸收HCl???? Ca(HCO3)2???? 溫度升高,Li2CO3、CO2的溶解度均較小???? 加快攪拌速率???? 加熱烘干時(shí)Li2C2O4會(huì)分解,固體產(chǎn)物也為L(zhǎng)i2CO3
(2)滴入NaOH溶液,邊加邊攪拌,調(diào)節(jié)溶液pH等于或稍大于10,過(guò)濾,向?yàn)V液中加入Na2CO3溶液,邊加邊攪拌至無(wú)沉淀產(chǎn)生,過(guò)濾,用80℃熱水洗滌沉淀2~3次,干燥
【分析】裝置A用大理石和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生了CO2,在裝置B中用飽和NaHCO3溶液除去HCl氣體雜質(zhì),向鋰精礦中通入CO2,將Li2CO3轉(zhuǎn)化為溶于水的LiHCO3,發(fā)生的反應(yīng)為L(zhǎng)i2CO3+H2O+CO2=2LiHCO3,加熱分解LiHCO3得到Li2CO3,由信息可知,溫度越高,Li2CO3的溶解度越小,所以蒸發(fā)結(jié)晶出Li2CO3晶體。
【詳解】(1)①裝有鹽酸的儀器可以起到平衡氣壓,使鹽酸順利滴下的作用,儀器名稱為:恒壓滴液漏斗;
②鹽酸易揮發(fā),A中產(chǎn)生的CO2混有HCl,所以裝置B中應(yīng)盛放飽和NaHCO3溶液,用來(lái)吸收HCl;
③鋰精礦中除含有Li2CO3,還含有少量的CaCO3,通入CO2,會(huì)發(fā)生反應(yīng)CaCO3+H2O+CO2= Ca(HCO3)2,則可能生成的雜質(zhì)為Ca(HCO3)2;
④Li2CO3、CO2溶解度均隨溫度升高而減小,溫度越高鋰精礦轉(zhuǎn)化率越小的原因可能是溫度升高,Li2CO3、CO2的溶解度均較小,不利于反應(yīng)進(jìn)行;保持溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物和溶劑的量不變,實(shí)驗(yàn)中提高鋰精礦轉(zhuǎn)化率的操作有:加快攪拌速率、礦石粉碎等;
⑤Li2CO3表面有少量Li2C2O4,由于加熱烘干時(shí)Li2C2O4會(huì)分解,固體產(chǎn)物也為L(zhǎng)i2CO3,所以不影響產(chǎn)品的純度;
(2)已知:pH= 10時(shí)Mg(OH)2完全沉淀,鹽湖鹵水中含有Mg2+雜質(zhì),需要先加NaOH調(diào)節(jié)pH大于10,將鎂離子轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2沉淀除去,過(guò)濾掉雜質(zhì)沉淀,濾液加入Na2CO3溶液制得Li2CO3,最后用熱水洗滌,減少晶體的溶解,則實(shí)驗(yàn)方案為:滴入NaOH溶液,邊加邊攪拌,調(diào)節(jié)溶液pH等于或稍大于10,過(guò)濾,向?yàn)V液中加入Na2CO3溶液,邊加邊攪拌至無(wú)沉淀產(chǎn)生,過(guò)濾,用80℃熱水洗滌沉淀2~3次,干燥。
三、工業(yè)流程題
9.S和Te屬于同主族元素,碲(Te)廣泛應(yīng)用于冶金、航空航天、電子等領(lǐng)域。從精煉鋼的陽(yáng)極泥(主要成分為Cu2Te,還含有金、鉑等)中回收碲的工藝流程如下:
已知:TeO2具有強(qiáng)還原性,且TeO2、Cu2TeO4均難溶于水;高碲酸鈉的化學(xué)式為Na2TeO4。
回答下列問題:
(1)Cu2Te中Te的化合價(jià)為_______。
(2)S和Te屬于同主族元素,則穩(wěn)定性:H2S_______(填“>”或“???? 同主族元素,原子序數(shù)越大,非金屬性越弱,氫化物的穩(wěn)定性越弱
(3)???? CuSO4???? 隨溫度升高,CuSO4溶解度及溶解速率均變大,浸出率升高,但溫度過(guò)高,CuSO4和TeO2反應(yīng)生成難溶性的Cu2TeO4,出率降低
(4)TeO2+2OH-=+H2O
(5)???? ???? 偏低
【分析】根據(jù)回收碲的工藝流程可知,精煉鋼的陽(yáng)極泥(主要成分為Cu2Te,還含有金、銀、鉑等)和硫酸、空氣反應(yīng)生成了不溶于水的TeO2,根據(jù)碲元素的化合價(jià)變化,可知此反應(yīng)是氧化還原反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cu2Te+2H2SO4+2O2=2CuSO4+TeO2+2H2O,則反應(yīng)過(guò)后水浸的濾液I的主要成分是CuSO4,濾渣的主要成分是不溶于水的TeO2,經(jīng)過(guò)NaOH堿浸后,生成溶于水的Na2TeO3,然后在濾液中加入H2O2使其氧化成Na2TeO4,最后通過(guò)結(jié)晶分離出Na2TeO4,然后把Na2TeO4和H2SO4、Na2SO3放在一起反應(yīng)生成不溶于水的碲,經(jīng)過(guò)沉碲操作得到粗碲粉,據(jù)此分析解答。
【詳解】(1)Cu2Te中Cu為+1價(jià),則Te為-2價(jià);
(2)同主族元素,原子序數(shù)越大,非金屬性越弱,氫化物的穩(wěn)定性越弱,故H2S的穩(wěn)定性強(qiáng)于H2Te;
(3)經(jīng)分析,濾液I的主要成分是CuSO4,根據(jù)CuSO4的浸出率與溫度關(guān)系圖可知,浸出率先是隨溫度升高而升高,然后隨溫度升高而減小,其原因是溫度升高,硫酸銅的溶解度增大,溶解速率會(huì)加快,則浸出率逐漸升高,當(dāng)溫度高到一定程度,由于TeO2具有強(qiáng)還原性,則和CuSO4發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成了難溶于水的Cu2TeO4,故后期溫度升高,CuSO4的浸出率反而下降。
(4)經(jīng)分析“堿浸”過(guò)程是不溶于水的TeO2,經(jīng)過(guò)NaOH堿浸后,生成溶于水的Na2TeO3,故離子方程式為TeO2+2OH-=+H2O。
(5)根據(jù)題意可知25.00mLH2TeO3溶液和V2mLc2mol·L-1硫酸亞鐵銨被V1mLc1mol·L-1酸性K2Cr2O7溶液氧化,H2TeO3被氧化成H6TeO6,亞鐵被氧化成+3價(jià)鐵,K2Cr2O7被還原成+3價(jià)鉻,根據(jù)電子守恒可得關(guān)系式c(H2TeO3)×25.00mL×2+c2×V2mL×1=c1×V1mL×3×2,解得c(H2TeO3)=mol·L-1,則100mL的H2TeO3溶液所含的n(H2TeO3)=mol·L-1×0.1L=mol,n(H2TeO3)=n(Te)=mol,則m(Te)=,故mg粗碲粉中碲的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=。若硫酸亞鐵銨溶液使用之前部分被氧化,消耗K2Cr2O7溶液體積偏小,則測(cè)定結(jié)果偏低。
四、原理綜合題
10.“低碳經(jīng)濟(jì)”已成為全世界科學(xué)家研究的重要課題。根據(jù)所學(xué)知識(shí)回答下列問題:
I.在一定條件下,CO2(g) +4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g) ΔH1 。
已知:①常溫常壓下,H2和CH4的燃燒熱(ΔH)分別為- 285.5kJ ·mol-1和-890.0 kJ ·mol-1;
②H2O(l)=H2O(g) ΔH2=+44.0 kJ ·mol-1。
(1)ΔH1=_______ kJ ·mol-1。
(2)在某一恒容密閉容器中加入CO2、H2,其分壓分別為15 kPa、30 kPa,加入催化劑并加熱使其發(fā)生反應(yīng)CO2(g) +4H2(g)?CH4(g)+ 2H2O(g)。研究表明CH4的反應(yīng)速率v(CH4)=1.2×10-6 p(CO2)·p4(H2) kPa·s-1,某時(shí)刻測(cè)得H2O(g)的分壓為10 kPa,則該時(shí)刻v(H2)=_______。
(3)其他條件一定時(shí),不同壓強(qiáng)下,CO2的轉(zhuǎn)化率和CH4的產(chǎn)率如圖所示。則CO2甲烷化應(yīng)該選擇的壓強(qiáng)約為_______MPa;CH4的產(chǎn)率小于CO2的轉(zhuǎn)化率的原因是_______。
(4)不同條件下,按照n(CO2):n(H2)=1:4投料發(fā)生反應(yīng)[副反應(yīng)為CO2(g)+ H2(g)?CO(g) +H2O(g) ΔH3>0],CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示。
①壓強(qiáng)p1、p2、p3由大到小的順序是_______。
②壓強(qiáng)為p1時(shí),隨著溫度升高,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率先減小后增大。解釋溫度高于600°C之后,隨著溫度升高CO2轉(zhuǎn)化率增大的原因:_______。
II.某研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明,CO2在一定條件 下與H2O發(fā)生氧再生反應(yīng):CO2(g)+2H2O(g)?CH4(g)+2O2(g) ΔH1= +802.3 kJ·mol-1。
(5)恒壓條件下,按c(CO2):c(H2O)=1:2投料,進(jìn)行氧再生反應(yīng),測(cè)得不同溫度下平衡時(shí)體系中各物質(zhì)濃度關(guān)系如圖。
350℃時(shí),A點(diǎn)的平衡常數(shù)K=_______ (填計(jì)算結(jié)果)。 為提高CO2的轉(zhuǎn)化率,除改變溫度外,還可采取的措施為_______。
【答案】(1)-164. 0
(2)0.48 kPa·s-1
(3)???? 0. 1???? 有其他含碳的副產(chǎn)物生成
(4)???? p3> p2>p1???? 溫度超過(guò)600℃時(shí),副反應(yīng)進(jìn)行程度較大,CO2的轉(zhuǎn)化率上升
(5)???? 1???? 減小投料比[c(CO2):c(H2O)](或及時(shí)移出產(chǎn)物)
【詳解】(1)常溫常壓下,H2和CH4的燃燒熱(ΔH)分別為-285.5kJ ·mol-1和-890.0 kJ ·mol-1,則有③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=-571kJ ·mol-1,④CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH4=-890.0kJ ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律可知,2′③-④+2′②可得反應(yīng)CO2(g) +4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g),則ΔH1 =2′ΔH3-ΔH4+2′ΔH2=2′(-571kJ ·mol-1)-(-890.0kJ ·mol-1)+2′(+44.0kJ ·mol-1)=-164.0kJ ·mol-1。
(2)同溫同體積下,氣體的壓強(qiáng)和氣體的物質(zhì)的量成正比,CO2、H2的起始分壓分別為15kPa、30kPa,某時(shí)刻測(cè)得H2O(g)的分壓為10kPa,Δp(H2O)=10kPa,則Δp(CO2)=5kPa,Δp(H2)=20kPa,此時(shí),p(CO2)=10kPa,Δp(H2)=10kPa,v(CH4)=1.2×10-6′10′104kPa·s-1=0.12kPa·s-1,v(H2)=4v(CH4)=0.48kPa·s-1。
(3)如圖所示,隨著壓強(qiáng)增大,CO2的轉(zhuǎn)化率變化不大,CH4的產(chǎn)率逐漸減小,故CO2甲烷化應(yīng)該選擇的壓強(qiáng)約為0.1MPa;CH4的產(chǎn)率小于CO2的轉(zhuǎn)化率的原因是有其他含碳的副產(chǎn)物生成。
(4)①CO2(g) +4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)是放熱反應(yīng),低溫時(shí),主要發(fā)生該反應(yīng),該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,故p3>p2>p1;
②壓強(qiáng)為p1時(shí),溫度低于600℃時(shí),主反應(yīng)進(jìn)行程度大,該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),CO2的轉(zhuǎn)化率下降,溫度超過(guò)600℃時(shí),副反應(yīng)進(jìn)行程度較大,該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡正向移動(dòng),CO2的轉(zhuǎn)化率上升。
(5)恒壓條件下,按c(CO2):c(H2O)=1:2投料,并結(jié)合方程式可知,曲線a表示H2O的濃度變化,曲線b表示CO2的濃度變化,曲線c表示O2的濃度變化,曲線d表示CH4的濃度變化;350℃時(shí),c(CO2)=c(CH4),c(H2O)=c(O2),K==1;為提高CO2的轉(zhuǎn)化率,除改變溫度外,還可采取的措施為減小投料比[c(CO2):c(H2O)],或及時(shí)移出產(chǎn)物。
五、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
11.2022年9月9日,國(guó)家航天局、國(guó)家原子能機(jī)構(gòu)聯(lián)合在北京發(fā)布“嫦娥五號(hào)”最新科學(xué)成果:中國(guó)科學(xué)家首次在月球上發(fā)現(xiàn)新礦物,并命名為“嫦娥石”?!版隙鹗笔且环N新的磷酸鹽礦物,屬于隕磷鈉鎂鈣石(Merrillite)族,顆粒約2~30微米,伴生礦物有鈦鐵礦等?;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)鈦原子價(jià)電子排布式為_______。
(2)Fe的配合物有多種。、、的配體中所含原子C、N、O、F電負(fù)性由大到小的順序是_______(寫元素符號(hào),下同);第一電離能由大到小的順序?yàn)開______。
(3)磷酸為磷的最高價(jià)含氧酸,其空間結(jié)構(gòu)如圖:
①純凈的磷酸黏度極大,隨溫度升高黏度迅速下降,原因是_______。
②的立體構(gòu)型為_______,中心原子的雜化類型是_______。
(4)反型鈣鈦礦電池?zé)o須使用具有光催化活性的(通過(guò)氮摻雜生成,反應(yīng)如圖)以及摻雜的有機(jī)空穴傳輸層,光照下的輸出穩(wěn)定性更好,更具發(fā)展?jié)摿Α?br />
晶體中_______;已知原子A、B的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分別為和,則原子C的坐標(biāo)為_______,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為,的密度為_______g·cm。
【答案】(1);
(2)???? F>O>N>C;???? F>N>O>C;
(3)???? 溫度升高,磷酸分子間氫鍵被破壞;???? 正四面體形;???? ;
(4)???? ;???? ;???? 。
【詳解】(1)基態(tài)鈦原子為22號(hào)元素,核外電子排布式為:;故價(jià)電子排布式為:;答案為:;
(2)同周期,元素的電負(fù)性從左到右依次增強(qiáng),故原子C、N、O、F電負(fù)性由大到小的順序是:F>O>N>C;同周期,第一電離能一般是從左到右依次增強(qiáng),由于氮原子2p軌道半充滿,比較穩(wěn)定,第一電離能較大,故第一電離能由大到小的順序?yàn)椋篎>N>O>C;答案為:F>O>N>C;F>N>O>C
(3)溫度升高,磷酸分子間氫鍵被破壞,導(dǎo)致磷酸黏度迅速下降;磷酸分子中磷原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為:,根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論,可以推知:的立體構(gòu)型為:正四面體形;根據(jù)雜化軌道理論可知,中心原子的雜化類型是;答案為:;正四面體形;;
(4)晶體結(jié)構(gòu)可知,氮摻雜反應(yīng)后,有3個(gè)氧空穴,氧原子6個(gè)在棱上,6個(gè)在面上,1個(gè)在體內(nèi),根據(jù)均攤法在晶胞中氧原子的個(gè)數(shù)為:;氮原子1個(gè)在面上,1個(gè)在棱上,晶胞中氮原子的個(gè)數(shù)為:;鈦原子8個(gè)在頂點(diǎn),4個(gè)在面上,1個(gè)在體心,晶胞中鈦原子的個(gè)數(shù)為:;所以,鈦原子、氧原子和氮原子的原子個(gè)數(shù)比:;化學(xué)式為:;則2-=,則=;
的晶胞結(jié)構(gòu)可知:原子A、B的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)分別為和,則原子C的坐標(biāo)為:;
的晶胞中,鈦原子8個(gè)在頂點(diǎn),4個(gè)在面上,1個(gè)在體心,晶胞中鈦原子的個(gè)數(shù)為:;氧原子8個(gè)在棱上,8個(gè)在面上,2個(gè)在體內(nèi)根據(jù)均攤法在晶胞中氧原子的個(gè)數(shù)為:;故1個(gè)晶胞中含有4個(gè),的密度為: ;答案為:;;。
六、有機(jī)推斷題
12.由芳香化合物A制備藥物中間體I的一種合成路線如圖:
已知:①同一碳原子上連兩個(gè)羥基不穩(wěn)定,發(fā)生反應(yīng):R- CH(OH)2→R-CHO+ H2O;
②R- CHO+R1-CH2COOHR –CH=CH- R1+ H2O+CO2↑;
③。
(1)A的名稱為_______;C 的分子式為_______。
(2)B→C的反應(yīng)類型為_______ ;A~I九種物質(zhì)中含有手性碳原子的有_______種。
(3)F→G的反應(yīng)方程式為_______。
(4)試劑Y的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。
(5)同時(shí)滿足下列條件的G的同分異構(gòu)體有_______種(不含立體異構(gòu))。
①苯環(huán)上只有兩個(gè)側(cè)鏈
②只有一種官能團(tuán)且能與NaHCO3溶液反應(yīng)放出氣體
其中核磁共振氫譜顯示有3組峰,且峰面積之比為2:2:1的同分異構(gòu)體的一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______。
(6)參照上述合成路線,設(shè)計(jì)由CH3CH2CHCl2制備CH3CH2 CH=CHCH3的合成路線_________(有機(jī)溶劑及無(wú)機(jī)試劑任選)。
【答案】(1)???? 對(duì)甲苯酚???? C9H8Cl2O2
(2)???? 取代反應(yīng)???? 0
(3)
(4)
(5)???? 12????
(6)
【分析】由B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,結(jié)合A的分子式可知,A為, A中酚羥基和乙酸發(fā)生取代反應(yīng)生成B,試劑X為CH3COOH,B中甲基發(fā)生取代反應(yīng)生成C,C中氯原子發(fā)生水解反應(yīng)生成D,D為對(duì)羥基苯甲醛,D→E為取代反應(yīng),F(xiàn)發(fā)生已知信息②中反應(yīng)生成G為,再發(fā)生已知信息③的反應(yīng)生成H為,試劑Y為。
【詳解】(1)由分析可知A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,名稱為對(duì)甲苯酚;由C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,C 的分子式為C9H8Cl2O2,故答案為:對(duì)甲苯酚;C9H8Cl2O2;
(2)B→C是甲基上發(fā)生二氯取代,則反應(yīng)類型為取代反應(yīng);與4個(gè)不同的原子或原子團(tuán)相連的碳原子為手性碳原子,由A~I九種物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,沒有含有手性碳原子的物質(zhì),故答案為:取代反應(yīng);0;
(3)F發(fā)生已知信息②中反應(yīng)生成G為,反應(yīng)方程式為,故答案為:;
(4)H+YI+H2O,H為,結(jié)合I的結(jié)構(gòu)。推知試劑Y的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,故答案為:;
(5)G為,G的同分異構(gòu)體同時(shí)滿足下列條件:①苯環(huán)上只有兩個(gè)側(cè)鏈;
②只有一種官能團(tuán)且能與NaHCO3溶液反應(yīng)放出氣體,說(shuō)明含有羧基;苯環(huán)上一個(gè)取代基為-COOH,另一個(gè)取代基為-CH2CH2COOH或-CH(CH3)COOH或兩個(gè)取代基均為-CH2COOH或一個(gè)取代基為-CH3,另一個(gè)取代基為-CH(COOH)2,兩個(gè)取代基在苯環(huán)上的位置有鄰、間、對(duì)3種,故滿足條件的同分異構(gòu)體有43=12種;核磁共振氫譜顯示有3組峰,說(shuō)明該有機(jī)物分子中有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子;又知峰面積之比為2:2:1,說(shuō)明3種氫原子個(gè)數(shù)比為2:2:1,該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,故答案為:12;;
(6)CH3CH2CHCl2發(fā)生水解反應(yīng)生成CH3CH2CHO,CH3CH2CHO氧化得到CH3CH2COOH,然后CH3CH2CHO與CH3CH2COOH發(fā)生信息②中反應(yīng)生成CH3CH2 CH=CHCH3,合成路線為:,故答案為:。
這是一份2023屆陜西省榆林市高三下學(xué)期第二次模擬檢測(cè)理科綜合化學(xué)試題含解析,共20頁(yè)。試卷主要包含了單選題,實(shí)驗(yàn)題,工業(yè)流程題,原理綜合題,結(jié)構(gòu)與性質(zhì),有機(jī)推斷題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份陜西省榆林市2023屆高三下學(xué)期第四次模擬檢測(cè)理綜化學(xué)試題(含解析),共16頁(yè)。試卷主要包含了單選題,實(shí)驗(yàn)題,工業(yè)流程題,原理綜合題,結(jié)構(gòu)與性質(zhì),有機(jī)推斷題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份內(nèi)蒙古阿拉善盟2023屆高三第一次模擬考試?yán)砜凭C合化學(xué)試題(含解析),共18頁(yè)。試卷主要包含了單選題,工業(yè)流程題,實(shí)驗(yàn)題,原理綜合題,結(jié)構(gòu)與性質(zhì),有機(jī)推斷題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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