可能用到的相對原子質(zhì)量:
一、選擇題:本題共15小題,每小題3分,共45分。每小題只有一個選項(xiàng)符合題目要求。
1. 中國傳統(tǒng)文化對人類文明貢獻(xiàn)巨大,古代文獻(xiàn)中記載了很多古代化學(xué)研究成果。下列關(guān)于的古代文獻(xiàn),對其解釋不合理的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【詳解】A.硝酸鉀中含有鉀元素,灼燒時,通過藍(lán)色鈷玻璃觀察,為紫色火焰,這是焰色試驗(yàn),而樸消含有Na元素,灼燒時發(fā)出黃色火焰,因此可以通過焰色試驗(yàn)進(jìn)行鑒別這兩種物質(zhì),故A正確;
B.KNO3撞擊后發(fā)生爆炸,不是自燃,故B錯誤;
C.發(fā)生的反應(yīng)是2KNO3+3C+SK2S+N2↑+3CO2↑,KNO3中N的化合價降低,KNO3為氧化劑,故C正確;
D.以水淋之后,應(yīng)是溶解,煎煉而成,應(yīng)是蒸發(fā)結(jié)晶,故D正確;
故選B。
2. 2024年5月8日,我國第三艘航空母艦福建艦順利完成首次海試。艦體需要采取有效的防腐蝕措施,下列措施不合理是
A. 艦體采用耐腐蝕的特種鋼材B. 艦體表面噴涂油漆
C. 艦體外殼安裝鎂合金D. 艦體與外接電源正極相連
【答案】D
【解析】
【詳解】A.海水中鹽的濃度較大,鋼鐵易發(fā)生吸氧腐蝕,所以艦體采用耐腐蝕的特種鋼材,可防止艦體腐蝕,A合理;
B.艦體表面噴涂油漆,將隔絕艦體與海水的接觸,從而防止艦體腐蝕,B合理;
C.艦體外殼安裝鎂合金,形成鎂、鐵、海水原電池,鎂作負(fù)極,從而阻止艦體發(fā)生腐蝕,C合理;
D.艦體與外接電源正極相連,則艦體作陽極,從而加速艦體腐蝕,D不合理;
故選D。
3. 哲學(xué)觀點(diǎn)在化學(xué)上有著諸多體現(xiàn)。下列化學(xué)事實(shí)與對應(yīng)的哲學(xué)觀點(diǎn)不相符合的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【詳解】A.稀鹽酸中c(Cl-)小,還原能力弱,則加熱時MnO2與稀鹽酸不反應(yīng),當(dāng)增大c(Cl-),將稀鹽酸轉(zhuǎn)化成濃鹽酸時,反應(yīng)能發(fā)生,體現(xiàn)事物的量變到質(zhì)變,A相符;
B.H2Te、H2Se、H2S、H2O都形成分子晶體,若分子間只存在范德華力,相對分子質(zhì)量越大,范德華力越大,沸點(diǎn)越高,但H2O分子間還能形成氫鍵,所以其沸點(diǎn)反常,沸點(diǎn):,體現(xiàn)事物的變化規(guī)律既有普遍性又有特殊性,B相符;
C.苯硝化時生成硝基苯,而甲苯硝化時可生成三硝基甲苯,體現(xiàn)苯環(huán)受甲基的影響,但沒有體現(xiàn)甲基受苯環(huán)的影響,不符合相互影響的哲學(xué)觀,C不相符;
D.AgCl懸濁液中存在沉淀溶解平衡,當(dāng)離子濃度減小時會導(dǎo)致沉淀溶解,當(dāng)離子濃度增大時會導(dǎo)致沉淀的生成,體現(xiàn)事物的雙方既相互對立又相互統(tǒng)一,D相符;
故選C
4. 下列關(guān)于物質(zhì)分離和提純的說法錯誤是
A. 用苯萃取碘水中的
B. 用蒸餾法分離、和的液態(tài)混合物
C. 粗苯甲酸中含有少量和泥沙,提純苯甲酸的主要步驟為:加熱溶解、趁熱過濾、蒸發(fā)結(jié)晶
D. 通過溶液,可除去中混有的少量
【答案】C
【解析】
【詳解】A.碘單質(zhì)易溶于苯,難溶于水,且苯與水互不相溶,可以用苯萃取碘水中的,故A正確;
B.、和互溶且沸點(diǎn)不同,可以用蒸餾法分離,故B正確;
C.粗苯甲酸中含有少量和泥沙,用重結(jié)晶法提純苯甲酸的主要步驟為:加熱溶解、趁熱過濾、冷卻結(jié)晶,故C 錯誤;
D.可以與NaOH反應(yīng)生成Na2S,乙炔與NaOH不反應(yīng),所以可以通過溶液除去中混有的少量,故D正確;
故選C。
5. 下列化學(xué)用語表述錯誤的是
A. 用離子方程式表示溶液與稀反應(yīng):
B. H2O的VSEPR模型:
C. 順-2-丁烯的結(jié)構(gòu)簡式:
D. 用電子云輪廓圖表示H—Cl的s-p鍵形成的示意圖:
【答案】A
【解析】
【詳解】A.溶液與稀反應(yīng),生成Na2SO4、S沉淀、SO2氣體和H2O,離子方程式為:,A錯誤;
B.H2O分子中,中心O原子的價層電子對數(shù)為=4,發(fā)生sp3雜化,O原子有2個孤電子對,則VSEPR模型為:,B正確;
C.順-2-丁烯分子中,兩個甲基、兩個氫原子分別在碳碳雙鍵的同一側(cè),則結(jié)構(gòu)簡式:,C正確;
D.HCl分子中,H原子的1s電子云與Cl原子的3p電子云,沿著3p電子云的對稱軸方向進(jìn)行重疊,則用電子云輪廓圖表示H-Cl的s-pσ鍵形成的示意圖:,D正確;
故選A。
6. 鐵杉脂素是重要木脂素類化合物,其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列關(guān)于鐵杉脂素的說法正確的是
A. 分子中有3個手性碳原子
B. 分子式為
C. 分子中含氧官能團(tuán)有羥基、醚鍵、酮羰基
D. 該物質(zhì)最多可與反應(yīng)
【答案】A
【解析】
【詳解】A.鐵杉脂素分子中,帶“?”的碳原子為手性碳原子,共有3個手性碳原子,A正確;
B.鐵杉脂素分子中,含有20個C原子、6個O原子,不飽和度為11,則分子中所含H原子個數(shù)為20×2+2-11×2=20,分子式為,B不正確;
C.分子中含氧官能團(tuán)有酚羥基、醚鍵、酯基,不含有酮羰基,C不正確;
D.1個該有機(jī)物分子中含有2個酚羥基、1個酯基,則該物質(zhì)最多可與反應(yīng),D不正確;
故選A。
7. 物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)。下列性質(zhì)差異與結(jié)構(gòu)因素匹配錯誤的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【詳解】A.CsCl形成離子晶體,S8形成分子晶體,離子晶體中離子鍵鍵能高于分子晶體中的范德華力,則CsCl的熔點(diǎn)高于S8,A正確;
B.PCl3、PF3中,P原子的價層電子對數(shù)都為=4,都發(fā)生sp3雜化,P原子的最外層都有1個孤電子對,由于氟的電負(fù)性大于氯,PF3中共用電子對離P原子更遠(yuǎn),排斥力更小,鍵角更小,所以鍵角:PCl3大于PF3,即與F、Cl的電負(fù)性差異有關(guān),B錯誤;
C.因?yàn)镕的電負(fù)性大于Cl,F(xiàn)-C的極性大于Cl-C的極性,使得F3C-的吸電子能力大于Cl3C-的吸電子能力,導(dǎo)致CF3COOH的羧基中的羥基的極性更大,更易電離出氫離子,所以酸性:CF3COOH強(qiáng)于CCl3COOH,C正確;
D.O的原子半徑小于I,O的電負(fù)性大于I,則O-H鍵能大于I-H鍵能,所以分解溫度:H2O大于HI,D正確;
故選B。
8. X、Y、Z、W為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素。Y的基態(tài)原子核外s軌道電子數(shù)等于p軌道電子數(shù)。僅Z為金屬元素,其基態(tài)原子核外有1個未成對電子。W的原子半徑在同周期中最小,X、Z的原子序數(shù)之和等于W的原子序數(shù)。下列說法正確的是
A. 電負(fù)性:Y<WB. 基態(tài)原子未成對電子數(shù):X<Y
C. 單質(zhì)的沸點(diǎn):X>Y>WD. Y與Z形成的化合物中可能含有非極性鍵
【答案】D
【解析】
【分析】Y的基態(tài)原子核外s軌道電子數(shù)等于p軌道電子數(shù),為O元素,Z為金屬元素,其基態(tài)原子核外有1個未成對電子,則Z為Na或Al,W的原子半徑在同周期中最小,則W為Cl,若Z為Na,則X為C,若Z為Al,則X為Be,為金屬元素,綜合,X、Y、Z、W為C、O、Na、Cl,以此分析;
【詳解】A.氧化性越強(qiáng),電負(fù)性越強(qiáng),則電負(fù)性:C<Cl即X<W,A錯誤;
B.X為C,基態(tài)原子未成對電子數(shù)2,Y為O,基態(tài)原子未成對電子數(shù)2,B錯誤;
C.C為固體沸點(diǎn)最高,氧氣和氯氣均為氣體,相對分子質(zhì)量越大,沸點(diǎn)越高,則C>Cl2>O2,即X>W(wǎng)>Y,C錯誤;
D.Y與Z形成的化合物為Na2O2或Na2O,Na2O2中含有非極性共價鍵及離子鍵,Na2O中含有離子鍵,D正確;
故答案為:D。
9. 過渡金屬氧化物離子(以表示)在烴類的選擇性氧化等方面應(yīng)用廣泛。與反應(yīng)的過程如下。已知:其他條件不變時,直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時,反應(yīng)速率會變慢。下列說法正確的是
A. 步驟Ⅰ和Ⅱ中均涉及氫原子成鍵變化
B. 若與反應(yīng),生成氘代甲醇有3種
C. 其他條件不變時,若與反應(yīng),則將變小
D.
【答案】D
【解析】
【詳解】A.步驟Ⅰ中,C—H鍵斷裂,形成O—H鍵,涉及氫原子成鍵變化;步驟Ⅱ中,M—O鍵、M—C鍵斷裂,形成C—O鍵,未涉及氫原子成鍵變化,A錯誤;
B.MO+與CH2D2反應(yīng),生成的氘代甲醇只有2種,分別為CH2DOD和CHD2OH,B錯誤;
C.依題意,將D替換H,反應(yīng)速率變慢,則反應(yīng)的活化能E1將變大,C錯誤;
D.由圖知,總反應(yīng)ΔHc>a>b
【答案】B
【解析】
【分析】鹽酸為強(qiáng)酸,溶液的pH=1,結(jié)合圖,則N曲線為溶液的滴定曲線,M為溶液的滴定曲線;
【詳解】A.,b點(diǎn)時,,,,A錯誤;
B.c點(diǎn)溶液溶質(zhì)是等濃度的NaX和HX,由電荷守恒:,由物料守恒:,兩式得:,B正確;
C.d點(diǎn)氫氧化鈉和HX恰好反應(yīng)生成0.05ml/L的NaX,X-會水解,,C錯誤;
D.酸和堿均會抑制水的電離,X-水解會促進(jìn)水的電離,溶液酸性a大于b,則水的電離程度b大于a,d為恰好反應(yīng)生成NaX,對水的電離促進(jìn)程度最大,則水的電離程度:d>c>b >a,D錯誤;
故選B。
二、非選擇題:本題包括4小題,共55分。
16. 銀鉍渣是鉍精煉過程中產(chǎn)生的一種富銀合金渣。某團(tuán)隊(duì)研究了綜合回收銀鉍渣中、、、的新工藝,其流程如下:
已知:①與同族。
②銀鉍渣中各成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下表
③;。
回答下列問題:
(1)寫出在元素周期表中的位置_______。位于元素周期表中的_______區(qū)。
(2)“浸鋅”步驟用溶液不用溶液,目的是_______。
(3)為探究“酸浸”步驟的最佳條件,進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下,則適宜的酸浸溫度為_______,80℃時浸出率降低的原因可能是_______。
(4)若“沉銀液”中,則溶液中_______(保留一位小數(shù))。
(5)“氨浸”步驟中溶解得到的物質(zhì)的化學(xué)式為_______。
(6)“還原”步驟中(性質(zhì)類似于)作還原劑,反應(yīng)的離子方程式為____。
(7)電解制取后的電解液可以返回_______步驟中循環(huán)使用。
【答案】(1) ①. 第六周期第IVA族 ②. ds
(2)HNO3有強(qiáng)氧化性,酸浸時不僅產(chǎn)生有毒氣體,污染環(huán)境;而且還不易使Zn與Bi、Ag、Pb分離
(3) ①. 60℃ ②. 溫度過高,HNO3大量分解(或HNO3大量揮發(fā))
(4)5.2×10?4
(5)[Ag(NH3)2]Cl
(6)

(7)浸鋅
【解析】
【分析】銀鉍渣經(jīng)預(yù)處理后用稀H2SO4浸取,比較活潑金屬Zn變?yōu)閆n2+進(jìn)入到浸取液中,Pb變?yōu)镻bSO4沉淀進(jìn)入到濾渣中;Bi、Ag等元素也進(jìn)入濾渣中;再向浸取液中加入鋅粉還原其中的雜質(zhì)離子,得到ZnSO4溶液,然后對其進(jìn)行電解就得到單質(zhì)Zn;向含有Bi、Ag等元素的浸渣1中加入具有強(qiáng)氧化性的HNO3,Bi、Ag變?yōu)榻饘訇栯x子Bi3+、Ag+進(jìn)入溶液,其中難溶性固體通過過濾進(jìn)入浸渣2中;然后向?yàn)V液中加入NaCl溶液,使Ag+變?yōu)锳gCl沉淀而與Bi3+分離;對沉銀液稀釋可達(dá)到沉淀BiONO3沉淀;用氨水浸取AgCl沉淀,得到[Ag(NH3)2]Cl溶液,再加入N2H4·H2O進(jìn)行還原,可反應(yīng)產(chǎn)生Ag單質(zhì)。
【小問1詳解】
Pb是82號元素,位于元素周期表中第六周期第IVA族;是30號元素位于元素周期表中第四周期第ⅠIB族,屬于元素周期表中的ds區(qū)元素,故答案為:第六周期第IVA族;ds;
【小問2詳解】
根據(jù)流程可知,硫酸可浸出Zn元素,使Zn與其他金屬元素進(jìn)行分離,若直接用具有強(qiáng)氧化性的硝酸進(jìn)行酸浸,不僅產(chǎn)生更多的有毒氣體,污染環(huán)境,而且還不易分離不同的金屬元素,故答案為:HNO3有強(qiáng)氧化性,酸浸時不僅產(chǎn)生有毒氣體,污染環(huán)境;而且還不易使Zn與Bi、Ag、Pb分離;
【小問3詳解】
由表中數(shù)據(jù)可知,當(dāng)浸出溫度為60℃時,各種元素的浸出率均最高,渣率最低,故適宜的酸浸溫度為60℃;當(dāng)溫度為80℃時,因分解或揮發(fā)損的硝酸增多而導(dǎo)致浸出率下降,故作案為:60℃;溫度過高,HNO3大量分解(或HNO3大量揮發(fā));
【小問4詳解】
若“沉銀液”中,由可知c(Pb2+)=,故答案為:5.2×10?4;
【小問5詳解】
由分析知,“氨浸”步驟中溶解得到的物質(zhì)的化學(xué)式為[Ag(NH3)2]Cl,故答案為:[Ag(NH3)2]Cl;
【小問6詳解】
“還原”過程為N2H4·H2O將[Ag(NH3)2]+還原為銀單質(zhì),N2H4·H2O被氧化為N2,根據(jù)電子守恒、電荷守恒、原子守恒,結(jié)合物質(zhì)的拆分原則,可知該反應(yīng)的離子方程式為:
或,故答案為:
或;
【小問7詳解】
電解制取Zn 后的電解液主要成分H2SO4,可返回“浸鋅”步驟中循環(huán)使用,故答案為:浸鋅。
17. 鹽酸伊托必利(Ⅰ)是一種治療功能性消化不良的胃藥。以下為其合成路線之一(部分反應(yīng)條件和溶劑省略)。
已知:
回答下列問題:
(1)A的化學(xué)名稱是_______。
(2)步驟①中的作用是_______。
(3)C中碳原子的軌道雜化類型有_______種。F中官能團(tuán)的名稱為_______。
(4)步驟③和⑤的反應(yīng)類型分別為_______、_______。
(5)步驟⑥的化學(xué)方程式為_______。
(6)進(jìn)行步驟⑥時,使用的溶劑必須是無水的,理由是_______。
(7)鹽酸伊托必利結(jié)構(gòu)中鍵長較長的C—N鍵是_______(填I(lǐng)中C—N鍵的標(biāo)號)。
【答案】(1)4-羥基苯甲醛(對羥基苯甲醛)
(2)K2CO3能與產(chǎn)物HCl反應(yīng),有利于反應(yīng)正向進(jìn)行
(3) ①. 2 ②. 羧基、醚鍵
(4) ①. 加成反應(yīng)(還原反應(yīng)) ②. 取代反應(yīng)
(5) (6)產(chǎn)物H在HCl水溶液中發(fā)生水解(或反應(yīng)物G在HCl水溶液中發(fā)生水解)
(7)b
【解析】
【分析】A()和在K2CO3存在條件下反應(yīng)生成B,B與NH3反應(yīng)生成C(),結(jié)合A、C的結(jié)構(gòu)可知B為,C()與H2發(fā)生加成反應(yīng)生成D();E()被酸性KMnO4氧化生成F(),F(xiàn)()與SOCl2反應(yīng)生成G(),D()與G()反應(yīng)生成H(),H與鹽酸反應(yīng)生成產(chǎn)品,以此作答。
【小問1詳解】
A的結(jié)構(gòu)為,苯環(huán)的對位上分別有羥基和醛基,所以其名稱為4-羥基苯甲醛(對羥基苯甲醛),故答案為:4-羥基苯甲醛(對羥基苯甲醛);
【小問2詳解】
反應(yīng)①中有HCl生成,可以與HCl反應(yīng),減小HCl濃度,促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行,故答案為:K2CO3能與產(chǎn)物HCl反應(yīng),有利于反應(yīng)正向進(jìn)行;
【小問3詳解】
C的結(jié)構(gòu)為,其中苯環(huán)碳與雙鍵碳為sp2雜化,飽和碳原子為sp3雜化,所以碳原子的軌道雜化類型有2種;F的結(jié)構(gòu)為,其官能團(tuán)名稱為羧基、醚鍵,故答案為:2;羧基、醚鍵;
【小問4詳解】
反應(yīng)③為C()與H2發(fā)生加成反應(yīng)生成D(),反應(yīng)⑤F()與SOCl2反應(yīng)生成G(),該反應(yīng)為取代反應(yīng),故答案為:加成反應(yīng);取代反應(yīng);
【小問5詳解】
反應(yīng)⑥為D()與G()反應(yīng)生成H(),其化學(xué)方程式為,故答案為:;
【小問6詳解】
H中有酰氨基,G中有酰氯基,其均可在酸溶液中發(fā)生水解反應(yīng),所以步驟⑥時使用的溶劑必須是無水的,故答案為:產(chǎn)物H在HCl水溶液中發(fā)生水解(或反應(yīng)物G在HCl水溶液中發(fā)生水解);
【小問7詳解】
標(biāo)號為a的C-N中的C原子為sp2雜化,標(biāo)號為b的C-N中的C原子為sp3雜化,鍵長較長的C-N鍵是b,故答案為:b。
18. 硫酰氯常用作氯化劑和氯磺化劑,在染料、藥品、除草劑和農(nóng)用殺蟲劑的生產(chǎn)過程中有重要作用?,F(xiàn)擬用干燥的和在活性炭催化下制取硫酰氯。反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示(部分夾持裝置未畫出)。
已知:通常條件下為無色液體,熔點(diǎn)℃,沸點(diǎn)69.1℃,在潮濕空氣中會“發(fā)煙”;100℃以上開始分解,生成二氧化硫和氯氣,長期放置也會發(fā)生分解。
回答下列問題:
(1)裝置丙中作為反應(yīng)器的儀器名稱是______。裝置戊中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。
(2)裝置乙和丁中可以使用同一種試劑,該試劑為_______。
(3)裝置己的作用是_______。
(4)為提高產(chǎn)率,需控制丙中兩種反應(yīng)氣體的體積比約為,具體的方法是_______。
(5)也能通過氯磺酸加熱分解制得,反應(yīng)為;分離兩種產(chǎn)物的方法是_______(填字母)。
a.萃取 b.蒸餾 c.過濾 d.重結(jié)晶
(6)若裝置甲中產(chǎn)生了(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)的,的利用率為80%,最后經(jīng)過分離提純得到純凈的硫酰氯,則硫酰氯的產(chǎn)率為_______%;為提高硫酰氯的產(chǎn)率,在實(shí)驗(yàn)操作中需注意的事項(xiàng)有_______(填序號)。
①控制氣流速率,宜慢不宜快;
②若丙裝置發(fā)燙,可適當(dāng)降溫;
③先通冷凝水,再通入反應(yīng)氣體
【答案】(1) ①. 三頸燒瓶 ②.
(2)濃硫酸 (3)吸收多余的SO2、Cl2,防止污染空氣;并防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置丙
(4)控制氣體發(fā)生裝置,使乙、丁導(dǎo)管口產(chǎn)生氣泡的速率近似一致
(5)b (6) ①. 60 ②. ①②③
【解析】
【分析】用干燥的氯氣和二氧化硫制備SO2Cl2,甲是用亞硫酸鈉與硫酸反應(yīng)制備二氧化硫,戊中用濃鹽酸和高錳酸鈉制備氯氣,二氧化硫與氯氣在活性炭催化作用下于丙裝置內(nèi)發(fā)生反應(yīng)制備SO2Cl2;乙、丁盛放濃硫酸干燥氣體,氯氣和二氧化硫不能直接排放到空氣中,用裝置已中的堿石灰進(jìn)行吸收,據(jù)此回答。
【小問1詳解】
裝置丙中作為反應(yīng)器的儀器名稱是三頸燒瓶;裝置戊中發(fā)生的反應(yīng)為濃鹽酸和高錳酸鈉制備氯氣,離子方程式為,故答案為:三頸燒瓶;;
【小問2詳解】
由分析可知,乙、丁盛放濃硫酸干燥氣體,故答案為為:濃硫酸;
【小問3詳解】
由分析可知,氯氣和二氧化硫不能直接排放到空氣中,用裝置已中的堿石灰進(jìn)行吸收,故答案為:吸收多余的SO2、Cl2,防止污染空氣,并防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置丙;
【小問4詳解】
通過觀察乙、丁導(dǎo)管口產(chǎn)生氣泡的速度,控制氣體發(fā)生裝置中產(chǎn)生氣體的速度相等,從而使兩種反應(yīng)氣體的體積比約為,故答案為:控制氣體發(fā)生裝置,使乙、丁導(dǎo)管口產(chǎn)生氣泡的速率近似一致;
【小問5詳解】
兩種產(chǎn)物都呈液態(tài),且沸點(diǎn)差別較大,采用蒸餾方法進(jìn)行分離,答案選b;
【小問6詳解】
硫酰氯的產(chǎn)率為;
①控制氣流速率,宜慢不宜快,保證氣體能夠完全反應(yīng);
②若三頸燒瓶發(fā)燙,可適當(dāng)降溫,溫度不宜過高,否則加速SO2Cl2分解;
③先通冷凝水,再通入反應(yīng)氣體,防止反應(yīng)生成的產(chǎn)品逸出,故選①②③。
19. 降低空氣中的含量、研發(fā)的利用技術(shù)、將轉(zhuǎn)換為能源是緩解環(huán)境和能源問題的有效方案之一。我國為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和的“雙碳”目標(biāo),工業(yè)上用、、等物質(zhì)與反應(yīng)合成具有經(jīng)濟(jì)價值的物質(zhì)。
(1)工業(yè)上用和合成,發(fā)生的主反應(yīng)?。?
根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算_______。
(2)一定條件下,向恒溫恒容密閉容器中充入和僅發(fā)生反應(yīng)ⅰ,在兩種不同催化劑作用下建立平衡的過程(Ⅰ、Ⅱ)中的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時間的變化曲線如圖。
①n點(diǎn)_______m點(diǎn)(填“>”“<”或“=”)。
②已知,平衡時n點(diǎn)總壓強(qiáng)為p,該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)_______。
③過程Ⅰ,時刻改變的反應(yīng)條件可能是_______(任答一條)。
(3)和合成甲醇的過程中還會有副反應(yīng)發(fā)生:
反應(yīng)ⅱ:
反應(yīng)ⅲ:
將一定量的和充入恒容密閉容器中并加入合適的催化劑,同時發(fā)生反應(yīng)ⅰ、ⅱ、ⅲ。不同溫度下體系達(dá)到平衡時的轉(zhuǎn)化率曲線、的產(chǎn)率曲線如圖1所示。相同溫度下,在不同壓強(qiáng)下測得的平衡轉(zhuǎn)化率、的選擇性和的選擇性隨壓強(qiáng)的變化曲線如圖2所示。
①根據(jù)圖1判斷,當(dāng)溫度高于260℃,的濃度隨著溫度的升高而_______(填“增大”、“減小”、“不變”),其原因是_______。
②圖2中表示的選擇性的曲線是_______(填“m”、“n”或“p”);試解釋隨著壓強(qiáng)的增大,該曲線呈現(xiàn)這種變化趨勢的原因是_______。
【答案】(1)-50.2
(2) ①. < ②. (或85.3p-2) ③. 升高溫度(或增大生成物濃度)
(3) ①. 增大 ②. 反應(yīng)ⅰ和ⅲ為放熱反應(yīng),反應(yīng)ⅱ為吸熱反應(yīng),溫度升高不利于CO2、CO轉(zhuǎn)化為甲醇,有利于CO2轉(zhuǎn)化為CO,所以CO的濃度增大 ③. p ④. 增大壓強(qiáng),反應(yīng)ⅰ平衡正向移動,CO2含量減少,水蒸氣含量增多,使反應(yīng)ⅱ平衡逆向移動,導(dǎo)致CO選擇性降低
【解析】
【小問1詳解】
反應(yīng)焓變等于生成物能量減去反應(yīng)物能量,故 ;
【小問2詳解】
①n點(diǎn)處于平衡狀態(tài),正逆反應(yīng)速率相等,m點(diǎn)沒有達(dá)到平衡狀態(tài),其正反應(yīng)速率大于n點(diǎn)正反應(yīng)速率,故n點(diǎn)<m點(diǎn)。
②n點(diǎn)二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為80%,反應(yīng)二氧化碳0.8ml;
則總的物質(zhì)的量為2.2ml,已知,平衡時n點(diǎn)總壓強(qiáng)為p,則,故答案為:(或85.3p-2)。
③反應(yīng)為放熱的氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),過程Ⅰ,min時刻二氧化碳的轉(zhuǎn)化率下降,則平衡逆向移動,改變的反應(yīng)條件可能是升高溫度、增大生成物(g)[或(g)]的濃度,故答案為:升高溫度(或增大生成物濃度);
【小問3詳解】
①反應(yīng)ⅰ和ⅲ為放熱反應(yīng),反應(yīng)ⅱ為吸熱反應(yīng),溫度升高不利于、CO轉(zhuǎn)化為甲醇,有利于轉(zhuǎn)化為CO,故CO的濃度隨著溫度的升高而增大,故答案為:增大;反應(yīng)ⅰ和ⅲ為放熱反應(yīng),反應(yīng)ⅱ為吸熱反應(yīng),溫度升高不利于CO2、CO轉(zhuǎn)化為甲醇,有利于CO2轉(zhuǎn)化為CO,所以CO的濃度增大;
②由已知信息知,反應(yīng)ⅰ、ⅲ的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),反應(yīng)ⅱ是反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng),增大壓強(qiáng),反應(yīng)ⅰ平衡正向移動,CO2含量減少,水蒸氣含量增大,使反應(yīng)ⅱ平衡逆向移動,導(dǎo)致CO選擇性降低。一定溫度下,圖中m表示CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系,n表示CH3OH的選擇性與壓強(qiáng)的關(guān)系,p表示CO的選擇性與壓強(qiáng)的關(guān)系,故答案為:p;增大壓強(qiáng),反應(yīng)ⅰ平衡正向移動,CO2含量減少,水蒸氣含量增多,使反應(yīng)ⅱ平衡逆向移動,導(dǎo)致CO選擇性降低。選項(xiàng)
目的
古代文獻(xiàn)
解釋
A
鑒別
區(qū)分硝石和樸消;“強(qiáng)燒之,紫青煙起,云是硝石也”——《本草經(jīng)集注》
利用焰色試驗(yàn)
B
使用
“…凡研消不以鐵碾入石臼,相激火生,則禍不可測”——《天工開物》
能自燃
C
性質(zhì)
“(火藥)乃焰消、硫黃、杉木炭所合,以為烽燧銃機(jī)諸藥者”——《本草綱目》
用作氧化劑
D
提純
“所在山澤,冬月地上有霜,掃取以水淋汁后,乃煎煉而成”——《開寶本草》
涉及溶解、蒸發(fā)結(jié)晶
選項(xiàng)
化學(xué)事實(shí)
哲學(xué)觀點(diǎn)
A
加熱時MnO2與稀鹽酸不反應(yīng),而與濃鹽酸反應(yīng)
事物的量變到質(zhì)變
B
沸點(diǎn):
事物的變化規(guī)律既有普遍性又有特殊性
C
苯硝化時生成硝基苯,而甲苯硝化時可生成三硝基甲苯
事物的雙方相互影響
D
AgCl懸濁液中存在沉淀溶解平衡
事物的雙方既相互對立又相互統(tǒng)一
選項(xiàng)
性質(zhì)差異
結(jié)構(gòu)因素
A
熔點(diǎn):CsCl高于S8
晶體類型
B
鍵角:PCl3大于PF3
孤電子對數(shù)
C
酸性:CF3COOH強(qiáng)于CCl3COOH
電負(fù)性差異
D
分解溫度:H2O大于HI
鍵能大小
離子
濃度/
145
0.03
1
成分
其他不溶于酸的物質(zhì)
質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%
15.22
41.05
30.52
503
8.18
序號
溫度/℃
浸出率/%
浸渣/%
1
20
88.91
86.21
87.21
8.26
2
40
92.11
92.08
90.36
6.88
3
60
98.76
98.61
98.38
5.10
4
80
96.02
98.11
96.26
5.25
相對能量
0

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