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学校:___________姓名:________班级:________考号:________
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绝密★启用前
2024年6月浙江省普通高校招生选考化学试卷
题号 |
一 |
二 |
总分 |
得分 |
|
|
|
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.(3分)按物质组成分类,KAl(SO4)2•12H2O属于( )
A.酸 B.碱 C.盐 D.混合物
2.(3分)下列说法不正确的是( )
A.Al(OH)3呈两性,不能用于治疗胃酸过多
B.Na2O2能与CO2反应产生O2,可作供氧剂
C.FeO有还原性,能被氧化成Fe3O4
D.HNO3见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中
3.(3分)下列表示不正确的是( )
A.CO2的电子式:
B.Cl2中共价键的电子云图:
C.NH3的空间填充模型:
D.3,3﹣二甲基戊烷的键线式:
4.(3分)下列说法不正确的是( )
A.装置①可用于铜与浓硫酸反应并检验气态产物
B.图②标识表示易燃类物质
C.装置③可用于制取并收集氨气
D.装置④可用于从碘水中萃取碘
5.(3分)化学与人类社会可持续发展息息相关。下列说法不正确的是( )
A.部分金属可在高温下用焦炭、一氧化碳、氢气等还原金属矿物得到
B.煤的气化是通过物理变化将煤转化为可燃性气体的过程
C.制作水果罐头时加入抗氧化剂维生素C,可延长保质期
D.加入混凝剂聚合氯化铝,可使污水中细小悬浮物聚集成大颗粒
6.(3分)利用CH3OH可将废水中的 转化为对环境无害的物质后排放。反应原理为:H++CH3OH →X+CO2+H2O(未配平)。下列说法正确的是( )
A.X表示NO2
B.可用O3替换CH3OH
C.氧化剂与还原剂物质的量之比为6:5
D.若生成标准状况下的CO2气体11.2L,则反应转移的电子数为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
7.(3分)物质微观结构决定宏观性质,进而影响用途。下列结构或性质不能解释其用途的是( )
选项 |
结构或性质 |
用途 |
A |
石墨呈层状结构,层间以范德华力结合 |
石墨可用作润滑剂 |
B |
SO2具有氧化性 |
SO2可用作漂白剂 |
C |
聚丙烯酸钠( )中含有亲水基团 |
聚丙烯酸钠可用于制备高吸水性树脂 |
D |
冠醚18﹣冠﹣6空腔直径(260~320pm)与K+直径(276pm)接近 |
冠醚18﹣冠﹣6可识别K+,能增大KMnO4在有机溶剂中的溶解度 |
A.A B.B C.C D.D
8.(3分)下列离子方程式正确的是( )
A.用CuSO4溶液除H2S气体:Cu2++S2﹣=CuS↓
B.H2SO3溶液中滴加Ba(NO3)2溶液:H2SO3+Ba2+=BaSO3↓+2H+
C.NaHCO3溶液中通入少量Cl2:2 Cl2=2CO2+Cl﹣+ClO﹣+H2O
D.用FeCl3溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
9.(3分)有机物A经元素分析仪测得只含碳、氢、氧3种元素,红外光谱显示A分子中没有醚键,质谱和核磁共振氢谱示意图如图。下列关于A的说法正确的是( )
A.能发生水解反应
B.能与NaHCO3溶液反应生成CO2
C.能与O2反应生成丙酮
D.能与Na反应生成H2
10.(3分)X、Y、Z、M四种主族元素,原子序数依次增大,分别位于三个不同短周期,Y与M同主族,Y与Z核电荷数相差2,Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍。下列说法不正确的是( )
A.键角:
B.分子的极性:Y2X2>X2Z2
C.共价晶体熔点:Y>M
D.热稳定性:YX4>MX4
11.(3分)二氧化碳氧化乙烷制备乙烯,主要发生如下两个反应:
Ⅰ.C2H6(g)+CO2(g)⇌C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)ΔH1>0
Ⅱ.C2H6(g)+2CO2(g)⇌4CO(g)+3H2(g)ΔH2>0
向容积为10L的密闭容器中投入2mol C2H6和3mol CO2,不同温度下,测得5min时(反应均未平衡)的相关数据见表,下列说法不正确的是( )
温度(℃) |
400 |
500 |
600 |
乙烷转化率(%) |
2.2 |
9.0 |
17.8 |
乙烯选择性(%) |
92.6 |
80.0 |
61.8 |
注:乙烯选择性 100%
A.反应活化能:Ⅰ<Ⅱ
B.500℃时,0~5min反应Ⅰ的平均速率为:
C.其他条件不变,平衡后及时移除H2O(g),可提高乙烯的产率
D.其他条件不变,增大投料比[ ]投料,平衡后可提高乙烷转化率
12.(3分)丙烯可发生如下转化(反应条件略):
下列说法不正确的是( )
A.产物M有2种且互为同分异构体(不考虑立体异构)
B.H+可提高Y→Z转化的反应速率
C.Y→Z过程中,a处碳氧键比b处更易断裂
D.Y→P是缩聚反应,该工艺有利于减轻温室效应
13.(3分)金属腐蚀会对设备产生严重危害,腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。如图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图:
下列说法正确的是( )
A.图1、图2中,阳极材料本身均失去电子
B.图2中,外加电压偏高时,钢闸门表面可发生反应:O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣
C.图2中,外加电压保持恒定不变,有利于提高对钢闸门的防护效果
D.图1、图2中,当钢闸门表面的腐蚀电流为零时,钢闸门、阳极均不发生化学反应
14.(3分)Si5Cl10中的Si原子均通过sp3杂化轨道成键,与NaOH溶液反应Si元素均转化成Na2SiO3。下列说法不正确的是( )
A.Si5Cl10分子结构可能是
B.Si5Cl10与水反应可生成一种强酸
C.Si5Cl10与NaOH溶液反应会产生H2
D.Si5Cl10沸点低于相同结构的Si5Br10
15.(3分)室温下,H2S水溶液中各含硫微粒物质的量分数δ随pH变化关系如图[例如δ(H2S) ]。已知:Ksp(FeS)=6.3×10﹣18,Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10﹣17。
下列说法正确的是( )
A.溶解度:FeS大于Fe(OH)2
B.以酚酞为指示剂(变色的pH范围8.2~10.0),用NaOH标准溶液可滴定H2S水溶液的浓度
C.忽略S2﹣的第二步水解,0.10mol/L的Na2S溶液中S2﹣水解率约为62%
D.0.010mol/L的FeCl2溶液中加入等体积0.20mol/L的Na2S溶液,反应初始生成的沉淀是FeS
16.(3分)为探究化学平衡移动的影响因素,设计方案并进行实验,观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是( )
选项 |
影响因素 |
方案设计 |
现象 |
结论 |
A |
浓度 |
向1mL0.1mol/LK2CrO4溶液中加入1mL1.0mol/LHBr溶液 |
黄色溶液变橙色 |
增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动 |
B |
压强 |
向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100mLHI气体,分解达到平衡后再充入100mLAr |
气体颜色不变 |
对于反应前后气体总体积不变的可逆反应,改变压强平衡不移动 |
C |
温度 |
将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中 |
气体颜色变深 |
升高温度,平衡向吸热反应方向移动 |
D |
催化剂 |
向1mL乙酸乙酯中加入1mL0.3mol/LH2SO4溶液,水浴加热 |
上层液体逐渐减少 |
使用合适的催化剂可使平衡向正反应方向移动 |
A.A B.B C.C D.D
二、非选择题(本大题共5小题,共52分)
17.氧是构建化合物的重要元素。请回答:
(1)某化合物的晶胞如图1,Cl﹣的配位数(紧邻的阳离子数)为 ;写出该化合物的化学式 ,写出该化合物与足量NH4Cl溶液反应的化学方程式 。
(2)下列有关单核微粒的描述正确的是 。
A.Ar的基态原子电子排布方式只有一种
B.Na的第二电离能>Ne的第一电离能
C.Ge的基态原子简化电子排布式为[Ar]4s24p2
D.Fe原子变成Fe+,优先失去3d轨道上的电子
(3)化合物HA、HB、HC和HD的结构如图2。
①HA、HB和HC中羟基与水均可形成氢键(—O—H…OH2),按照氢键由强到弱对三种酸排序 ,请说明理由 。
②已知HC、HD钠盐的碱性NaC>NaD,请从结构角度说明理由 。
18.(10分)矿物资源的综合利用有多种方法,如铅锌矿(主要成分为PbS、ZnS)的利用有火法和电解法等。
已知:①PbCl2(s) PbCl2(aq) H2[PbCl4];
②电解前后ZnS总量不变;③AgF易溶于水。
请回答:
(1)根据富氧煅烧(在空气流中煅烧)和通电电解(如图)的结果,PbS中硫元素体现的性质是 (选填“氧化性”、“还原性”、“酸性”、“热稳定性”之一)。产物B中有少量Pb3O4,该物质可溶于浓盐酸,Pb元素转化为[PbCl4]2﹣,写出该反应的化学方程式 ;从该反应液中提取PbCl2的步骤如下:加热条件下,加入 (填一种反应试剂),充分反应,趁热过滤,冷却结晶,得到产品。
(2)下列说法正确的是 。
A.电解池中发生的总反应是PbS=Pb+S(条件省略)
B.产物B主要是铅氧化物与锌氧化物
C.1mol化合物C在水溶液中最多可中和2mol NaOH
D.ClF的氧化性弱于Cl2
(3)D的结构为 (X=F或Cl),设计实验先除去样品D中的硫元素,再用除去硫元素后的溶液探究X为何种元素。
①实验方案:取D的溶液,加入足量NaOH溶液,加热充分反应,然后 ;
②写出D(用HSO3X表示)的溶液与足量NaOH溶液反应的离子方程式 。
19.氢是清洁能源,硼氢化钠(NaBH4)是一种环境友好的固体储氢材料,其水解生氢反应方程式如下:(除非特别说明,本题中反应条件均为25℃,101kPa)
NaBH4(s)+2H2O(l)=NaBO2(aq)+4H2(g)ΔH<0
请回答:
(1)该反应能自发进行的条件是 。
A.高温
B.低温
C.任意温度
D.无法判断
(2)该反应比较缓慢。忽略体积变化的影响,下列措施中可加快反应速率的是 。
A.升高溶液温度
B.加入少量异丙胺[(CH3)2CHNH2]
C.加入少量固体硼酸[B(OH)3]
D.增大体系压强
(3)为加速NaBH4水解,某研究小组开发了一种水溶性催化剂,当该催化剂足量、浓度一定且活性不变时,测得反应开始时生氢速率v与投料比[n(NaBH4)/n(H2O)]之间的关系,结果如图1所示。请解释ab段变化的原因 。
(4)氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图2所示,正极上的电极反应式是 。该电池以3.2A恒定电流工作14分钟,消耗H2体积为0.49L,故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为 。[已知:该条件下H2的摩尔体积为24.5L/mol;电荷量q(C)=电流I(A)×时间(s);NA=6.0×1023mol﹣1;e=1.60×10﹣19C。]
(5)资源的再利用和再循环有利于人类的可持续发展。选用如下方程式,可以设计能自发进行的多种制备方法,将反应副产物偏硼酸钠(NaBO2)再生为NaBH4。(已知:ΔG是反应的自由能变化量,其计算方法也遵循盖斯定律,可类比ΔH计算方法;当ΔG<0时,反应能自发进行。)
Ⅰ.NaBH4(s)+2H2O(l)=NaBO2(s)+4H2(g)ΔG1=﹣320kJ/mol
Ⅱ.H2(g) O2(g)=H2O(l)ΔG2=﹣240kJ/mol
Ⅲ.Mg(s) O2(g)=MgO(s)ΔG3=﹣570kJ/mol
请书写一个方程式表示NaBO2再生为NaBH4的一种制备方法,并注明ΔG 。(要求:反应物不超过三种物质;氢原子利用率为100%。)
20.某小组采用如下实验流程制备AlI3:
已知:AlI3是一种无色晶体,吸湿性极强,可溶于热的正己烷,在空气中受热易被氧化。
请回答:
(1)如图为步骤Ⅰ的实验装置图(夹持仪器和尾气处理装置已省略),图中仪器A的名称是 ,判断步骤Ⅰ反应结束的实验现象是 。
(2)下列做法不正确的是 。
A.步骤Ⅰ中,反应物和溶剂在使用前除水
B.步骤Ⅰ中,若控温加热器发生故障,改用酒精灯(配石棉网)加热
C.步骤Ⅲ中,在通风橱中浓缩至蒸发皿内出现晶膜
D.步骤Ⅳ中,使用冷的正己烷洗涤
(3)所得粗产品呈浅棕黄色,小组成员认为其中混有碘单质,请设计实验方案验证 。
(4)纯化与分析:对粗产品纯化处理后得到产品,再采用银量法测定产品中I﹣含量以确定纯度。滴定原理为:先用过量AgNO3标准溶液沉淀I﹣,再以NH4SCN标准溶液回滴剩余的Ag+。已知:
难溶电解质 |
AgI(黄色) |
AgSCN(白色) |
Ag2CrO4(红色) |
溶度积常数Ksp |
8.5×10﹣17 |
1.0×10﹣12 |
1.1×10﹣12 |
①从下列选项中选择合适的操作补全测定步骤 。
称取产品1.0200g,用少量稀酸A溶解后转移至250mL容量瓶,加水定容得待测溶液。取滴定管检漏、水洗→ →装液、赶气泡、调液面、读数→用移液管准确移取25.00mL待测溶液加入锥形瓶→ → →加入稀酸B→用1.000×10﹣2mol/LNH4SCN标准溶液滴定→ →读数。
a.润洗,从滴定管尖嘴放出液体
b.润洗,从滴定管上口倒出液体
c.滴加指示剂K2CrO4溶液
d.滴加指示剂硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2]溶液
e.准确移取25.00mL4.000×10﹣2mol/LAgNO3标准溶液加入锥形瓶
f.滴定至溶液呈浅红色
g.滴定至沉淀变白色
②加入稀酸B的作用是 。
③三次滴定消耗NH4SCN标准溶液的平均体积为25.60mL,则产品纯度为 。[M(AlI3)=408g/mol]
21.某研究小组按下列路线合成抗炎镇痛药“消炎痛”(部分反应条件已简化)。
已知:
请回答:
(1)化合物F的官能团名称是 。
(2)化合物G的结构简式是 。
(3)下列说法不正确的是 。
A.化合物A的碱性弱于
B.A+B→C的反应涉及加成反应和消去反应
C.D→E的反应中,试剂可用Cl2/FeCl3
D.“消炎痛”的分子式为C18H16ClNO4
(4)写出H→I的化学方程式 。
(5)吗吲哚﹣2﹣甲酸( )是一种医药中间体,设计以 和CH3CHO为原料合成吲哚﹣2﹣甲酸的路线(用流程图表示,无机试剂任选) 。
(6)写出4种同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式 。
①分子中有2种不同化学环境的氢原子;
②有甲氧基(—OCH3),无三元环。
2024年6月浙江省普通高校招生选考化学试卷
题号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
答案 |
C |
A |
A |
C |
B |
C |
B |
D |
D |
B |
D |
题号 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
|
|
|
|
|
|
答案 |
D |
B |
A |
C |
C |
|
|
|
|
|
|
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.(3分)按物质组成分类,KAl(SO4)2•12H2O属于( )
A.酸 B.碱 C.盐 D.混合物
【答案】C
【解答】解:KAl(SO4)2•12H2O的阳离子是金属离子、阴离子是酸根离子,故为盐,
故选:C。
2.(3分)下列说法不正确的是( )
A.Al(OH)3呈两性,不能用于治疗胃酸过多
B.Na2O2能与CO2反应产生O2,可作供氧剂
C.FeO有还原性,能被氧化成Fe3O4
D.HNO3见光易分解,应保存在棕色试剂瓶中
【答案】A
【解答】解:A.氢氧化铝能够与盐酸反应,消耗盐酸,所以可用于治疗胃酸过多,故A错误;
B.过氧化钠与二氧化碳反应生成氧气,常用作供氧剂,故B正确;
C.氧化亚铁具有还原性,能够被氧化生成四氧化三铁,故C正确;
D.浓硝酸不稳定,见光分解,保存浓硝酸应选择棕色瓶,故D正确;
故选:A。
3.(3分)下列表示不正确的是( )
A.CO2的电子式:
B.Cl2中共价键的电子云图:
C.NH3的空间填充模型:
D.3,3﹣二甲基戊烷的键线式:
【答案】A
【解答】解:A.CO2分子中C、O原子间共用2对电子对,O原子最外层电子数为8,其电子式 ,故A错误;
B.Cl2分子中p电子以“头碰头”形成σ键,其电子云图为 ,故B正确;
C.NH3分子的空间构型为三角锥形,且N原子半径大于H,其空间填充模型为 ,故C正确;
D.3,3﹣二甲基戊烷的主链含有5个C原子,3号碳原子上有2个—CH3,其键线式为 ,故D正确;
故选:A。
4.(3分)下列说法不正确的是( )
A.装置①可用于铜与浓硫酸反应并检验气态产物
B.图②标识表示易燃类物质
C.装置③可用于制取并收集氨气
D.装置④可用于从碘水中萃取碘
【答案】C
【解答】解:A.加热时Cu与浓硫酸反应与生成二氧化硫,二氧化硫使品红褪色,浸NaOH溶液的棉花可吸收过量二氧化硫,图中装置可检验二氧化硫,故A正确;
B.图中火焰表示易燃,标识表示易燃类物质,故B正确;
C.氨气的密度比空气密度小,不能选图中向上排空气法收集氨气,故C错误;
D.碘不易溶于水,易溶于有机溶剂,可选图中分液漏斗萃取碘水中的碘,故D正确;
故选:C。
5.(3分)化学与人类社会可持续发展息息相关。下列说法不正确的是( )
A.部分金属可在高温下用焦炭、一氧化碳、氢气等还原金属矿物得到
B.煤的气化是通过物理变化将煤转化为可燃性气体的过程
C.制作水果罐头时加入抗氧化剂维生素C,可延长保质期
D.加入混凝剂聚合氯化铝,可使污水中细小悬浮物聚集成大颗粒
【答案】B
【解答】解:A.焦炭、一氧化碳、氢气等物质具有还原性,能将一些金属矿物还原得到金属单质,如一氧化碳还原铁矿石冶炼铁,故A正确;
B.煤的气化是碳与水蒸气反应生成水煤气等,该过程中有生成新物质,是化学变化,即煤的气化是通过化学变化将煤转化为可燃性气体的过程,故B错误;
C.维生素C具有还原性,能与氧气反应,在制作水果罐头时作抗氧化剂,故C正确;
D.聚合氯化铝水解生成吸附性强的氢氧化铝胶体,可吸附水中细小悬浮物形成大颗粒沉淀除去,常用于净水,故D正确;
故选:B。
6.(3分)利用CH3OH可将废水中的 转化为对环境无害的物质后排放。反应原理为:H++CH3OH →X+CO2+H2O(未配平)。下列说法正确的是( )
A.X表示NO2
B.可用O3替换CH3OH
C.氧化剂与还原剂物质的量之比为6:5
D.若生成标准状况下的CO2气体11.2L,则反应转移的电子数为2NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
【答案】C
【解答】解:A.NO2是污染性气体,X为N2,故A错误;
B.反应中甲醇做还原剂,O3是强氧化剂,不可用O3替换CH3OH,故B错误;
C.6H++5CH3OH+6 3N2↑+5CO2↑+13H2O,反应的离子方程式中的定量关系得到氧化剂与还原剂物质的量之比为6:5,故C正确;
D.6H++5CH3OH+6 3N2↑+5CO2↑+13H2O,反应中生成5mol二氧化碳,电子转移30mol,若生成标准状况下的CO2气体11.2L,物质的量n 0.5mol,则反应转移的电子数为3NA,故D错误;
故选:C。
7.(3分)物质微观结构决定宏观性质,进而影响用途。下列结构或性质不能解释其用途的是( )
选项 |
结构或性质 |
用途 |
A |
石墨呈层状结构,层间以范德华力结合 |
石墨可用作润滑剂 |
B |
SO2具有氧化性 |
SO2可用作漂白剂 |
C |
聚丙烯酸钠( )中含有亲水基团 |
聚丙烯酸钠可用于制备高吸水性树脂 |
D |
冠醚18﹣冠﹣6空腔直径(260~320pm)与K+直径(276pm)接近 |
冠醚18﹣冠﹣6可识别K+,能增大KMnO4在有机溶剂中的溶解度 |
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解答】解:A.石墨呈层状结构,层间以范德华力结合,范德华力比化学键小得多,导致石墨质软、可用作润滑剂,故A正确;
B.SO2能与某些有色物质反应生成无色物质,表现出漂白性,则SO2可作漂白剂,与其氧化性无关,故B错误;
C.聚丙烯酸钠含有羧酸根,羧酸根属于亲水基,能吸收自身质量数百倍的水,可用于制备高吸水性树脂,故C正确;
D.冠醚18﹣冠﹣6具有识别特征,其空腔直径与K+直径接近,通过适配将 携带进入有机溶剂中,增大KMnO4在有机溶剂中的溶解度,故D正确;
故选:B。
8.(3分)下列离子方程式正确的是( )
A.用CuSO4溶液除H2S气体:Cu2++S2﹣=CuS↓
B.H2SO3溶液中滴加Ba(NO3)2溶液:H2SO3+Ba2+=BaSO3↓+2H+
C.NaHCO3溶液中通入少量Cl2:2 Cl2=2CO2+Cl﹣+ClO﹣+H2O
D.用FeCl3溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
【答案】D
【解答】解:A.用CuSO4溶液除H2S气体的离子方程式为Cu2++H2S=CuS↓+2H+,故A错误;
B.H2SO3溶液中滴加Ba(NO3)2溶液,反应的离子方程式为3H2SO3+2 3Ba2+=3BaSO4↓+2NO↑+H2O+4H+,故B错误;
C.碳酸酸性强于HClO,NaHCO3溶液中通入少量Cl2的离子方程式为 Cl2=CO2+Cl﹣+HClO,故C错误;
D.FeCl3具有较强氧化性,与Cu反应生成FeCl2、CuCl2,反应的离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,故D正确;
故选:D。
9.(3分)有机物A经元素分析仪测得只含碳、氢、氧3种元素,红外光谱显示A分子中没有醚键,质谱和核磁共振氢谱示意图如图。下列关于A的说法正确的是( )
A.能发生水解反应
B.能与NaHCO3溶液反应生成CO2
C.能与O2反应生成丙酮
D.能与Na反应生成H2
【答案】D
【解答】解:A.分析可知A为CH3CH2CH2OH,不能发生水解反应,故A错误;
B.分析可知A为CH3CH2CH2OH,官能团是羟基,不能和碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳,故B错误;
C.分析可知A为CH3CH2CH2OH,羟基在末端C原子上,与氧气反应生成的是丙醛,无法生成丙酮,故C错误;
D.分析可知A为CH3CH2CH2OH,官能团是醇羟基,和钠反应生成氢气,故D正确;
故选:D。
10.(3分)X、Y、Z、M四种主族元素,原子序数依次增大,分别位于三个不同短周期,Y与M同主族,Y与Z核电荷数相差2,Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍。下列说法不正确的是( )
A.键角:
B.分子的极性:Y2X2>X2Z2
C.共价晶体熔点:Y>M
D.热稳定性:YX4>MX4
【答案】B
【解答】解:由上述分析可知,X为H元素、Y为C元素、Z为O元素、M为Si元素,
A. 中C为sp2杂化, 中C为sp3杂化,则键角: ,故A正确;
B.C2H2为非极性分子,H2O2为极性分子,则分子的极性:Y2X2<X2Z2,故B错误;
C.C—C键的键能大于Si—Si键的键能,则共价晶体熔点:Y>M,故C正确;
D.非金属性C大于Si,则热稳定性:YX4>MX4,故D正确;
故选:B。
11.(3分)二氧化碳氧化乙烷制备乙烯,主要发生如下两个反应:
Ⅰ.C2H6(g)+CO2(g)⇌C2H4(g)+CO(g)+H2O(g)ΔH1>0
Ⅱ.C2H6(g)+2CO2(g)⇌4CO(g)+3H2(g)ΔH2>0
向容积为10L的密闭容器中投入2mol C2H6和3mol CO2,不同温度下,测得5min时(反应均未平衡)的相关数据见表,下列说法不正确的是( )
温度(℃) |
400 |
500 |
600 |
乙烷转化率(%) |
2.2 |
9.0 |
17.8 |
乙烯选择性(%) |
92.6 |
80.0 |
61.8 |
注:乙烯选择性 100%
A.反应活化能:Ⅰ<Ⅱ
B.500℃时,0~5min反应Ⅰ的平均速率为:
C.其他条件不变,平衡后及时移除H2O(g),可提高乙烯的产率
D.其他条件不变,增大投料比[ ]投料,平衡后可提高乙烷转化率
【答案】D
【解答】解:A.由表格数据可知,随温度升高乙烷的转化率增大乙烯的选择性减小,说明温度升高,主要发生反应Ⅱ,说明反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ的活化能小,故A正确;
B.500℃时,0~5min反应Ⅰ的平均速率为△v 2.88×10﹣3mol•L﹣1•min﹣1,故B正确;
C.其他条件不变,平衡后及时移除H2O(g),生成物的浓度减小,反应Ⅰ正向移动,乙烯的产率增大,故C正确;
D.其他条件不变,增大投料比[ ]投料,平衡正向移动,乙烷转化率减小,CO2转化率增大,故D错误;
故选:D。
12.(3分)丙烯可发生如下转化(反应条件略):
下列说法不正确的是( )
A.产物M有2种且互为同分异构体(不考虑立体异构)
B.H+可提高Y→Z转化的反应速率
C.Y→Z过程中,a处碳氧键比b处更易断裂
D.Y→P是缩聚反应,该工艺有利于减轻温室效应
【答案】D
【解答】解:A.丙烯结构不对称,与HOCl有两种加成方式,则产物M有2种且互为同分异构体,故A正确;
B.酸性条件下Y最终转化为Z,则H+可提高Y→Z转化的反应速率,故B正确;
C.Y→Z过程中,a处断裂与水加成,最终生成主产物Z,则a处碳氧键比b处易断裂,故C正确;
D.Y→P的过程,产物只有一种,为加聚反应,该工艺有利于减轻温室效应,故D错误;
故选:D。
13.(3分)金属腐蚀会对设备产生严重危害,腐蚀快慢与材料种类、所处环境有关。如图为两种对海水中钢闸门的防腐措施示意图:
下列说法正确的是( )
A.图1、图2中,阳极材料本身均失去电子
B.图2中,外加电压偏高时,钢闸门表面可发生反应:O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣
C.图2中,外加电压保持恒定不变,有利于提高对钢闸门的防护效果
D.图1、图2中,当钢闸门表面的腐蚀电流为零时,钢闸门、阳极均不发生化学反应
【答案】B
【解答】解:A.分析可知图1中牺牲的阳极失电子发生氧化反应,图2中,阳极材料为辅助阳极,本身不失去电子,故A错误;
B.图2中,外加电压偏高时,钢闸门表面积累的电子很多,除了海水中氢离子放电,海水中溶解的氧气也会竞争放电,可发生反应:O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣,故B正确;
C.图2中,外加电源的阴极保护法,理论上只要能对抗铁闸门表面的腐蚀电流即可,当铁闸门表面的腐蚀电流为0时保护效果最好,腐蚀电流随着环境变化而变化,若外加电压保持恒定不变,不能抵消腐蚀电流,不利于提高对钢闸门的防护效果,故C错误;
D.图1、图2中,当钢闸门表面的腐蚀电流为零时,说明从牺牲阳极或外加电源传递过来的电子阻止了铁的反应,铁闸门不发腐蚀,牺牲阳极和辅助阳极均发生了氧化反应,故D错误;
故选:B。
14.(3分)Si5Cl10中的Si原子均通过sp3杂化轨道成键,与NaOH溶液反应Si元素均转化成Na2SiO3。下列说法不正确的是( )
A.Si5Cl10分子结构可能是
B.Si5Cl10与水反应可生成一种强酸
C.Si5Cl10与NaOH溶液反应会产生H2
D.Si5Cl10沸点低于相同结构的Si5Br10
【答案】A
【解答】解:A.Si5Cl10中的Si原子均通过sp3杂化轨道成键,说明硅原子形成四个单键,硅原子不具备空轨道接受孤对电子,则氯原子不能形成两个共价键,故A错误;
B.Si5Cl10与水反应能生成HCl。,为一种强酸,故B正确;
C.Si5Cl10与NaOH溶液反应Si元素均转化成Na2SiO3,Si元素化合价升高,氧化还原反应中一定有元素化合价降低,则氢元素化合价降低生成氢气,故C正确;
D.Si5Br10的相对分子质量大于Si5Cl10,分子间的范德华力大,则Si5Cl10沸点低于相同结构的Si5Br10,故D正确;
故选:A。
15.(3分)室温下,H2S水溶液中各含硫微粒物质的量分数δ随pH变化关系如图[例如δ(H2S) ]。已知:Ksp(FeS)=6.3×10﹣18,Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10﹣17。
下列说法正确的是( )
A.溶解度:FeS大于Fe(OH)2
B.以酚酞为指示剂(变色的pH范围8.2~10.0),用NaOH标准溶液可滴定H2S水溶液的浓度
C.忽略S2﹣的第二步水解,0.10mol/L的Na2S溶液中S2﹣水解率约为62%
D.0.010mol/L的FeCl2溶液中加入等体积0.20mol/L的Na2S溶液,反应初始生成的沉淀是FeS
【答案】C
【解答】解:A.FeS的溶解平衡:FeS(s)⇌Fe2+(aq)+S2﹣(aq),饱和FeS溶液中FeS物质的量浓度 mol/L 10﹣9mol/L,Fe(OH)2的溶解平衡为:Fe(OH)2(s)⇌Fe2+(aq)+2OH﹣(aq),饱和Fe(OH)2溶液物质的量浓度 mol/L 10﹣6mol/L 10﹣9mol/L,溶解度:FeS小于Fe(OH)2,故A错误;
B.酚酞的变色范围8.2~10,若以酚酞为指示剂,用氢氧化钠溶液滴定H2S溶液,图可知酚酞发生明显颜色变化时,反应未进行完全,不能用酚酞为指示剂,故B错误;
C.Na2S溶液中存在水解平衡:S2﹣+H2O⇌HS﹣+OH﹣,HS﹣+H2O⇌H2S+OH﹣,忽略S2﹣的第二步水解,第一步水解平衡常数Kh 1 0.1,设水解的S2﹣的浓度为xmol/L,则 0.1,x≈0.062,Na2S溶液中S2﹣水解率 100%=62%,故C正确;
D.0.010mol/L的FeCl2溶液中加入等体积0.20mol/L的Na2S溶液,瞬间得到0.005mol/LFeCl2溶液HE 0.10mol/L的Na2S溶液,结合C选项,此时c(Fe2+)×c(S2﹣)=0.005mol/L×(0.10mol/L﹣0.062mol/L)=1.9×10﹣4>Ksp(FeS)=6.3×10﹣18,c(Fe2+)×c2(OH﹣)0.005mol/L×(0.062mol/L)2=1.922×10﹣5>Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10﹣17,反应初始生成的沉淀是FeS和Fe(OH)2,故D错误;
故选:C。
16.(3分)为探究化学平衡移动的影响因素,设计方案并进行实验,观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是( )
选项 |
影响因素 |
方案设计 |
现象 |
结论 |
A |
浓度 |
向1mL0.1mol/LK2CrO4溶液中加入1mL1.0mol/LHBr溶液 |
黄色溶液变橙色 |
增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动 |
B |
压强 |
向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100mLHI气体,分解达到平衡后再充入100mLAr |
气体颜色不变 |
对于反应前后气体总体积不变的可逆反应,改变压强平衡不移动 |
C |
温度 |
将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中 |
气体颜色变深 |
升高温度,平衡向吸热反应方向移动 |
D |
催化剂 |
向1mL乙酸乙酯中加入1mL0.3mol/LH2SO4溶液,水浴加热 |
上层液体逐渐减少 |
使用合适的催化剂可使平衡向正反应方向移动 |
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解答】解:A.K2CrO4溶液中溶液中存在平衡: (黄色)+2H+⇌Cr2 (橙色)+H2O,向1mL0.1mol/LK2CrO4溶液中加入1mL1.0mol/LHBr溶液,H+溶度增大,平衡正向移动,实验现象应为溶液橙色加深,故A错误;
B.反应2HI⇌H2+I2为反应前后气体总体积不变的可逆反应,向恒温恒容密密闭玻璃容器中充入100mLHI气体,分解达到平衡后再充入100mLAr,平衡不发生移动,气体颜色不变,应得到的结论是:对于反应前后气体总体积不变的可逆反应,恒温恒容时,改变压强平衡不移动,故B错误;
C.反应2NO2⇌N2O4为放热反应,升高温度,气体颜色变深,说明平衡逆向移动,即向吸热反应方向移动,故C正确;
D.催化剂只会改变化学反应速率,不影响平衡移动,故D错误;
故选:C。
二、非选择题(本大题共5小题,共52分)
17.氧是构建化合物的重要元素。请回答:
(1)某化合物的晶胞如图1,Cl﹣的配位数(紧邻的阳离子数)为 12 ;写出该化合物的化学式 KCl•K2O ,写出该化合物与足量NH4Cl溶液反应的化学方程式 K3ClO+2NH4Cl+H2O=3KCl+2NH3•H2O 。
(2)下列有关单核微粒的描述正确的是 AB 。
A.Ar的基态原子电子排布方式只有一种
B.Na的第二电离能>Ne的第一电离能
C.Ge的基态原子简化电子排布式为[Ar]4s24p2
D.Fe原子变成Fe+,优先失去3d轨道上的电子
(3)化合物HA、HB、HC和HD的结构如图2。
①HA、HB和HC中羟基与水均可形成氢键(—O—H…OH2),按照氢键由强到弱对三种酸排序 HC>HB>HA ,请说明理由 O、S、Se的电负性逐渐减小,键的极性:C=O>C=S>C=Se,使得HA、HB、HC中羟基的极性逐渐增大,酸性增强 。
②已知HC、HD钠盐的碱性NaC>NaD,请从结构角度说明理由 S的原子半径大于O的原子半径,S—H键的键长大于O—H键,S—H键的键能小于O—H键,同时HC可形成分子间氢键,使得HD比HC更易电离出H+,酸性HD>HC,C﹣的水解能力大于D﹣,钠盐的碱性NaC>NaD 。
【答案】(1)12;KCl•K2O;K3ClO+2NH4Cl+H2O=3KCl+2NH3•H2O;
(2)AB;
(3)①HC>HB>HA;O、S、Se的电负性逐渐减小,键的极性:C=O>C=S>C=Se,使得HA、HB、HC中羟基的极性逐渐增大,酸性增强;
②S的原子半径大于O的原子半径,S—H键的键长大于O—H键,S—H键的键能小于O—H键,同时HC可形成分子间氢键,使得HD比HC更易电离出H+,酸性HD>HC,C﹣的水解能力大于D﹣,钠盐的碱性NaC>NaD。
【解答】解:(1)由晶胞结构知,Cl位于8个顶点,O位于体心,K位于面心,1个晶胞中含Cl:8 1个、含O:1个、含K:6 3个,该化合物的化学式为K3ClO;由图可知,Cl﹣的配位数为 12;该化合物可看成KCl•K2O,故该化合物与足量NH4Cl溶液反应生成KCl和NH3•H2O,反应的化学方程式为K3ClO+2NH4Cl+H2O=3KCl+2NH3•H2O,
故答案为:12;KCl•K2O;K3ClO+2NH4Cl+H2O=3KCl+2NH3•H2O;
(2)A.根据原子核外电子排布规律,基态Ar原子的电子排布方式只有1s22s22p63s23p6一种,故A正确;
B.Na的第二电离能指气态基态Na+失去一个电子转化为气态基态正离子所需的最低能量,Na+和Ne具有相同的电子层结构,Na+的核电荷数大于Ne,Na+的原子核对外层电子的引力大于Ne的,故Na的第二电离能>Ne的第一电离能,故B正确;
C.Ge的原子序数为32,基态Ge原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p2,故C错误;
D.基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2,Fe原子变成Fe+,优先失去4s轨道上的电子,故D错误;
故答案为:AB;
(3)①O、S、Se的电负性逐渐减小,键的极性:C=O>C=S>C=Se,使得HA、HB、HC中羟基的极性逐渐增大,从而其中羟基与水形成的氢键由强到弱的顺序为HC>HB>HA,
故答案为:HC>HB>HA;O、S、Se的电负性逐渐减小,键的极性:C=O>C=S>C=Se,使得HA、HB、HC中羟基的极性逐渐增大,酸性增强;
②HC、HD钠盐的碱性NaC>NaD,说明酸性HC<HD,原因是:S的原子半径大于O的原子半径,S—H键的键长大于O—H键,S—H键的键能小于O—H键,同时HC可形成分子间氢键,使得HD比HC更易电离出H+,酸性HD>HC,C﹣的水解能力大于D﹣,钠盐的碱性NaC>NaD,
故答案为:S的原子半径大于O的原子半径,S—H键的键长大于O—H键,S—H键的键能小于O—H键,同时HC可形成分子间氢键,使得HD比HC更易电离出H+,酸性HD>HC,C﹣的水解能力大于D﹣,钠盐的碱性NaC>NaD。
18.(10分)矿物资源的综合利用有多种方法,如铅锌矿(主要成分为PbS、ZnS)的利用有火法和电解法等。
已知:①PbCl2(s) PbCl2(aq) H2[PbCl4];
②电解前后ZnS总量不变;③AgF易溶于水。
请回答:
(1)根据富氧煅烧(在空气流中煅烧)和通电电解(如图)的结果,PbS中硫元素体现的性质是 还原性 (选填“氧化性”、“还原性”、“酸性”、“热稳定性”之一)。产物B中有少量Pb3O4,该物质可溶于浓盐酸,Pb元素转化为[PbCl4]2﹣,写出该反应的化学方程式 Pb3O4+14HCl(浓)=3H2[PbCl4]+4H2O+Cl2↑ ;从该反应液中提取PbCl2的步骤如下:加热条件下,加入 PbO或Pb(OH)2或PbCO3 (填一种反应试剂),充分反应,趁热过滤,冷却结晶,得到产品。
(2)下列说法正确的是 AB 。
A.电解池中发生的总反应是PbS=Pb+S(条件省略)
B.产物B主要是铅氧化物与锌氧化物
C.1mol化合物C在水溶液中最多可中和2mol NaOH
D.ClF的氧化性弱于Cl2
(3)D的结构为 (X=F或Cl),设计实验先除去样品D中的硫元素,再用除去硫元素后的溶液探究X为何种元素。
①实验方案:取D的溶液,加入足量NaOH溶液,加热充分反应,然后 加入足量Ba(NO3)2溶液充分反应,静置后取上层清液再加入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则证明为Cl﹣离子,反之则为F﹣离子 ;
②写出D(用HSO3X表示)的溶液与足量NaOH溶液反应的离子方程式 HSO3X+3OH﹣ X﹣+2H2O 。
【答案】(1)还原性;Pb3O4+14HCl(浓)=3H2[PbCl4]+4H2O+Cl2↑;PbO或Pb(OH)2或PbCO3;
(2)AB;
(3)①加入足量Ba(NO3)2溶液充分反应,静置后取上层清液再加入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则证明为Cl﹣离子,反之则为F﹣离子;
②HSO3X+3OH﹣ X﹣+2H2O。
【解答】解:(1)根据富氧煅烧(在空气流中煅烧)和通电电解(如图)的结果,PbS中硫元素体现的性质是还原性,产物B中有少量Pb3O4,该物质可溶于浓盐酸,Pb元素转化为[PbCl4]2﹣,该反应的化学方程式为:Pb3O4+14HCl(浓)=3H2[PbCl4]+4H2O+Cl2↑,根据PbCl2(s) PbCl2(aq) H2[PbCl4],得到反应:PbCl2(aq)+2HCl⇌H2[PbCl4],要从该反应中提取PbCl2,所加试剂应能消耗H+使平衡逆向进行,且不引入杂质,则步骤为:加热条件下,加入PbO或Pb(OH)2或PbCO3,充分反应,趁热过滤,冷却结晶,得到产品,
故答案为:还原性;Pb3O4+14HCl(浓)=3H2[PbCl4]+4H2O+Cl2↑;PbO或Pb(OH)2或PbCO3;
(2)A.根据图示和电解前后ZnS总量不变可知,电解池中阳极上Fe2+生成Fe3+,Fe3+氧化PbS生成S、Pb2+和Fe2+,阴极上PbCl2生成Pb,电解池中发生的总反应是PbS=Pb+S(条件省略),故A正确;
B.分析可知,铅锌矿(主要成分为PbS、ZnS),富氧煅烧得到SO2和Pb、Zn的氧化物,则产物B主要是铅氧化物与锌氧化物,故B正确;
C.混合物C为 ,卤素原子被羟基取代,生成硫酸和HCl、HF,1mol化合物C在水溶液中最多可中和4mol NaOH,故C错误;
D.ClF的氧化性由+1加Cl表现,Cl2的氧化性是0价Cl表现,则ClF的氧化性强于Cl2,故D错误;
故答案为:AB;
(3)①D的结构为 (X=F或Cl),加入NaOH溶液,加热反应生成Na2SO4和NaX,实验方案为:取D的溶液,加入足量NaOH溶液,加热充分反应,然后加入足量Ba(NO3)2溶液充分反应,静置后取上层清液再加入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则证明为Cl﹣离子,反之则为F﹣离子,
故答案为:加入足量Ba(NO3)2溶液充分反应,静置后取上层清液再加入AgNO3溶液,若产生白色沉淀,则证明为Cl﹣离子,反之则为F﹣离子;
②D(用HSO3X表示)的溶液与足量NaOH溶液反应生成Na2SO4和NaX,反应的离子方程式为:HSO3X+3OH﹣ X﹣+2H2O,
故答案为:HSO3X+3OH﹣ X﹣+2H2O。
19.氢是清洁能源,硼氢化钠(NaBH4)是一种环境友好的固体储氢材料,其水解生氢反应方程式如下:(除非特别说明,本题中反应条件均为25℃,101kPa)
NaBH4(s)+2H2O(l)=NaBO2(aq)+4H2(g)ΔH<0
请回答:
(1)该反应能自发进行的条件是 C 。
A.高温
B.低温
C.任意温度
D.无法判断
(2)该反应比较缓慢。忽略体积变化的影响,下列措施中可加快反应速率的是 A 。
A.升高溶液温度
B.加入少量异丙胺[(CH3)2CHNH2]
C.加入少量固体硼酸[B(OH)3]
D.增大体系压强
(3)为加速NaBH4水解,某研究小组开发了一种水溶性催化剂,当该催化剂足量、浓度一定且活性不变时,测得反应开始时生氢速率v与投料比[n(NaBH4)/n(H2O)]之间的关系,结果如图1所示。请解释ab段变化的原因 随着投料比[n(NaBH4)/n(H2O)]增大,NaBH4的水解转化率降低 。
(4)氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中产生电能。某研究小组的自制熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图2所示,正极上的电极反应式是 O2+4e﹣+2CO2=﹣2 。该电池以3.2A恒定电流工作14分钟,消耗H2体积为0.49L,故可测得该电池将化学能转化为电能的转化率为 70% 。[已知:该条件下H2的摩尔体积为24.5L/mol;电荷量q(C)=电流I(A)×时间(s);NA=6.0×1023mol﹣1;e=1.60×10﹣19C。]
(5)资源的再利用和再循环有利于人类的可持续发展。选用如下方程式,可以设计能自发进行的多种制备方法,将反应副产物偏硼酸钠(NaBO2)再生为NaBH4。(已知:ΔG是反应的自由能变化量,其计算方法也遵循盖斯定律,可类比ΔH计算方法;当ΔG<0时,反应能自发进行。)
Ⅰ.NaBH4(s)+2H2O(l)=NaBO2(s)+4H2(g)ΔG1=﹣320kJ/mol
Ⅱ.H2(g) O2(g)=H2O(l)ΔG2=﹣240kJ/mol
Ⅲ.Mg(s) O2(g)=MgO(s)ΔG3=﹣570kJ/mol
请书写一个方程式表示NaBO2再生为NaBH4的一种制备方法,并注明ΔG NaBO2(s)+2H2(g)+2Mg(s)=NaBH4(s)+2MgO(s)△G=﹣340kJ/mol 。(要求:反应物不超过三种物质;氢原子利用率为100%。)
【答案】(1)C;
(2)A;
(3)随着投料比[n(NaBH4)/n(H2O)]增大,NaBH4的水解转化率降低;
(4)O2+4e﹣+2CO2=﹣2 ;70%;
(5)NaBO2(s)+2H2(g)+2Mg(s)=NaBH4(s)+2MgO(s)△G=﹣340kJ/mol。
【解答】解:(1)由反应NaBH4(s)+2H2O(l)=NaBO2(aq)+4H2(g)可知,ΔH<0,△S>0,ΔH—T△S恒小于0,任意温度下,该反应均能自发进行,
故答案为:C;
(2)A.升高温度,活化分子数增多,有效碰撞几率增大,反应速率加快,故A正确;
B.加入少量异丙胺[(CH3)2CHNH2],H2O的量减少,化学反应速率降低,故B错误;
C.加入少量固体硼酸[B(OH)3],不影响反应物和生成物的浓度,化学反应速率基本不变,故C错误;
D.反应物中没有气体,压强的变化不会对速率造成影响,故D错误;
故答案为:A;
(3)随着投料比[n(NaBH4)/n(H2O)]增大,NaBH4的水解转化率降低,因此生成氢气的速率不断减小,
故答案为:随着投料比[n(NaBH4)/n(H2O)]增大,NaBH4的水解转化率降低;
(4)根据题干信息,该燃料电池中H2为负极,O2为正极,熔融碳酸盐为电解质溶液,故正极的电极反应式为:O2+4e﹣+2CO2=﹣2 ;该条件下,0.49LH2的物质的量为n(H2) 0.02mol,工作时,H2失去电子:H2﹣2e﹣=2H+,所带电荷量为:2×0.02mo×6.0×1023mol﹣1×1.60×10﹣19=3840C,工作电荷量为:3.2×14×60=2688C,则该电池0.49L将化学能转化为电能的转化率为: 100%=70%,
故答案为:O2+4e﹣+2CO2=﹣2 ;70%;
(5)结合题干信息,要使得氢原子利用率为100%,可由(2×反应3)﹣(2×反应Ⅱ+反应Ⅰ)得NaBO2(s)+2H2(g)+2Mg(s)=NaBH4(s)+2MgO(s),△G=2△G3﹣( 2△G2+△G1)=2×(﹣570kJ/mol)﹣[2×(﹣240kJ/mol)+(﹣320kJ/mol)]=﹣340kJ/mol,即NaBO2(s)+2H2(g)+2Mg(s)=NaBH4(s)+2MgO(s)△G=﹣340kJ/mol,
故答案为:NaBO2(s)+2H2(g)+2Mg(s)=NaBH4(s)+2MgO(s)△G=﹣340kJ/mol。
20.某小组采用如下实验流程制备AlI3:
已知:AlI3是一种无色晶体,吸湿性极强,可溶于热的正己烷,在空气中受热易被氧化。
请回答:
(1)如图为步骤Ⅰ的实验装置图(夹持仪器和尾气处理装置已省略),图中仪器A的名称是 球形冷凝管 ,判断步骤Ⅰ反应结束的实验现象是 溶液由紫红色恰好变为无色(或溶液褪为无色) 。
(2)下列做法不正确的是 BC 。
A.步骤Ⅰ中,反应物和溶剂在使用前除水
B.步骤Ⅰ中,若控温加热器发生故障,改用酒精灯(配石棉网)加热
C.步骤Ⅲ中,在通风橱中浓缩至蒸发皿内出现晶膜
D.步骤Ⅳ中,使用冷的正己烷洗涤
(3)所得粗产品呈浅棕黄色,小组成员认为其中混有碘单质,请设计实验方案验证 取少量粗产品置于少量冷的正己烷中充分搅拌,静置后,取少量上层清液,向其中滴加淀粉溶液,观察液体是否变蓝,若变蓝则其中混有碘单质,否则没有 。
(4)纯化与分析:对粗产品纯化处理后得到产品,再采用银量法测定产品中I﹣含量以确定纯度。滴定原理为:先用过量AgNO3标准溶液沉淀I﹣,再以NH4SCN标准溶液回滴剩余的Ag+。已知:
难溶电解质 |
AgI(黄色) |
AgSCN(白色) |
Ag2CrO4(红色) |
溶度积常数Ksp |
8.5×10﹣17 |
1.0×10﹣12 |
1.1×10﹣12 |
①从下列选项中选择合适的操作补全测定步骤 aedf 。
称取产品1.0200g,用少量稀酸A溶解后转移至250mL容量瓶,加水定容得待测溶液。取滴定管检漏、水洗→ a →装液、赶气泡、调液面、读数→用移液管准确移取25.00mL待测溶液加入锥形瓶→ e → d →加入稀酸B→用1.000×10﹣2mol/LNH4SCN标准溶液滴定→ f →读数。
a.润洗,从滴定管尖嘴放出液体
b.润洗,从滴定管上口倒出液体
c.滴加指示剂K2CrO4溶液
d.滴加指示剂硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2]溶液
e.准确移取25.00mL4.000×10﹣2mol/LAgNO3标准溶液加入锥形瓶
f.滴定至溶液呈浅红色
g.滴定至沉淀变白色
②加入稀酸B的作用是 抑制Fe3+发生水解反应,保证滴定终点的准确判断 。
③三次滴定消耗NH4SCN标准溶液的平均体积为25.60mL,则产品纯度为 99.20% 。[M(AlI3)=408g/mol]
【答案】(1)球形冷凝管;溶液由紫红色恰好变为无色(或溶液褪为无色);
(2)BC;
(3)取少量粗产品置于少量冷的正己烷中充分搅拌,静置后,取少量上层清液,向其中滴加淀粉溶液,观察液体是否变蓝,若变蓝则其中混有碘单质,否则没有;
(4)①aedf;
②抑制Fe3+发生水解反应,保证滴定终点的准确判断;
③99.20%。
【解答】解:(1)由实验装置图中仪器的结构可知,图中仪器A的名称是球形冷凝管,其用于冷凝回流;碘溶于正己烷使溶液显紫红色,AlI3是无色晶体,当碘反应完全后,溶液变为无色,因此,判断步骤Ⅰ反应结束的实验现象是:溶液由紫红色恰好变为无色(或溶液褪为无色),
故答案为:球形冷凝管;溶液由紫红色恰好变为无色(或溶液褪为无色);
(2)A.AlI3吸湿性极强,因此在步骤Ⅰ中,反应物和溶剂在使用前必须除水,故A正确;
B.使用到易燃的有机溶剂时,禁止使用明火加热,因此在步骤Ⅰ中,若控温加热器发生故障,不能改用酒精灯(配石棉网)加热,故B错误;
C.AlI3在空气中受热易被氧化,因此在步骤Ⅲ中蒸发浓缩时,要注意使用有保护气(如持续通入氮气的蒸馏烧瓶等)的装置中进行,不能直接在蒸发皿浓缩,故C错误;
D.AlI3在空气中受热易被氧化、可溶于热的正己烷因此,为了减少溶解损失,在步骤Ⅳ中要使用冷的正己烷洗涤,故D正确;
故答案为:BC;
(3)碘易溶于正己烷,而AlI3可溶于热的正己烷、不易溶于冷的正己烷,因此,可以取少量粗产品置于少量冷的正己烷中充分搅拌,静置后,取少量上层清液,向其中滴加淀粉溶液,观察液体是否变蓝,若变蓝则其中混有碘单质,否则没有,
故答案为:取少量粗产品置于少量冷的正己烷中充分搅拌,静置后,取少量上层清液,向其中滴加淀粉溶液,观察液体是否变蓝,若变蓝则其中混有碘单质,否则没有;
(4)①润洗时,滴定管尖嘴部分也需要润洗;先加25.00mL待测溶液,后加25.00mL4.000×10﹣2mol/LAgNO3标准溶液,两者充分分反应后,剩余的Ag+浓度较小,然后滴加指示剂硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2]溶液作指示剂,可以防止生成Ag2SO4沉淀;Ag2CrO4的溶度积常数与AgSCN非常接近,因此,K2CrO4溶液不能用作指示剂,应该选用[NH4Fe(SO4)2]溶液,其中的Fe3+可以与过量的半滴[NH4Fe(SO4)2]溶液中的SCN﹣反应生成溶液呈红色的配合物,故滴定至溶液呈浅红色,综上所述,需要补全的操作步骤依次是:aedf,
故答案为:aedf;
②Fe3+和Al3+均易发生水解,[NH4Fe(SO4)2]溶液中含有Fe3+,为防止影响滴定终点的判断,必须抑制其发生水解,因此加入稀酸B的作用是:抑制Fe3+发生水解反应,保证滴定终点的准确判断,
故答案为:抑制Fe3+发生水解反应,保证滴定终点的准确判断;
③由滴定步骤可知,25.00mL4.000×10﹣2mol/LAgNO3标准溶液分别与AlI3溶液中的I﹣、1.000×10﹣2mol/LNH4SCN标准溶液中的SCN﹣发生反应生成AgI和AgSCN;由Ag+守恒可知,n(AgI)+n(AgSCN)=n(AgNO3),则n(AgI)=n(AgNO3)﹣n(AgSCN)=n(AgNO)﹣n(NH4SCN);三次滴定消耗NH4SCN标准溶液的平均体积为25.60mL,则n(AgI)=n(AgNO3)﹣n(AgSCN)=n(AgNO3)﹣n(NH4SCN)=25.00mL×10﹣3L•mL﹣1×4.000×10﹣2mol/L﹣25.60mL×10L•mL﹣1×1.000×10﹣2mol/L=7.440×10﹣4mol,由I守恒可知n(AlI3)=n(AgI)=7.440×10﹣4mol 2.480×10﹣4mol,因此,产品纯度为 100%=99.20%,
故答案为:99.20%。
21.某研究小组按下列路线合成抗炎镇痛药“消炎痛”(部分反应条件已简化)。
已知:
请回答:
(1)化合物F的官能团名称是 羧基和碳氯键 。
(2)化合物G的结构简式是 。
(3)下列说法不正确的是 AD 。
A.化合物A的碱性弱于
B.A+B→C的反应涉及加成反应和消去反应
C.D→E的反应中,试剂可用Cl2/FeCl3
D.“消炎痛”的分子式为C18H16ClNO4
(4)写出H→I的化学方程式 。
(5)吗吲哚﹣2﹣甲酸( )是一种医药中间体,设计以 和CH3CHO为原料合成吲哚﹣2﹣甲酸的路线(用流程图表示,无机试剂任选) 。
(6)写出4种同时符合下列条件的化合物B的同分异构体的结构简式 。
①分子中有2种不同化学环境的氢原子;
②有甲氧基(—OCH3),无三元环。
【答案】(1)羧基和碳氯键;
(2) ;
(3)AD;
(4) ;
(5) ;
(6) 。
【解答】解:(1)由F的结构简式可知,F的官能团为羧基和碳氯键,
故答案为:羧基和碳氯键;
(2)化合物G的结构简式是: ,
故答案为: ;
(3)A. 中氨基直接连在苯环上,化合物A的氨基连接在—NH—上,A中氨基更易结合氢离子,则化合物A的碱性强于 ,故A错误;
B.A+B→C的反应,是B中羰基加成反应,得到羟基,羟基再与相邻N原子上的H原子消去反应,得到N=C键,涉及加成反应和消去反应,故B正确;
C.D→E的反应中,是甲苯对位上的氢原子被氯原子取代,试剂可用Cl2/FeCl3,故C正确;
D.“消炎痛”的分子式为C19H16ClNO4,故D错误;
故答案为:AD;
(4)H→I的化学方程式为 ,
故答案为: ;
(5)吗吲哚﹣2﹣甲酸( )是一种医药中间体,设计以 和CH3CHO为原料合成吲哚﹣2﹣甲酸的路线,乙醛与HCN加成得到 , 被O2氧化为 , 酸性水解得到 , 与 反应得到 , 与HCl反应得到 ,反应路线为
故答案为: ;
(6)化合物B为:CH3COCH2CH2COOCH3,同时符合①分子中有2种不同化学环境的氢原子,②有甲氧基(—OCH3),无三元环的同分异构体为: ,
故答案为:
试卷第