2022届吉林省东北师大附中长春十一中等五校高三1月联合模拟考试理科综合化学试题含解析
展开吉林省东北师大附中长春十一中等五校2022届高三1月联合模拟考试理科综合化学试题
一、单选题
1.化学与生产、生活密切相关,下列说法正确的是
A.含钙、钡、铁等金属元素的物质有绚丽的颜色,可用于制造焰火
B.将煤气化后再作为能源,可减少PM2. 5引起的危害
C.用激光笔分别照射盛有蓝墨水、FeCl3溶液的玻璃杯均出现光亮的通路
D.为了获得更好的消毒效果,医用酒精的浓度通常为95%
2.下列离子方程式书写正确的是
A.铝和过量NaOH溶液反应:Al+4OH-=+2H2O
B.惰性电极电解MgCl2水溶液:2Cl- +2H2O2OH-+Cl2↑十H2↑
C.酸性高锰酸钾溶液与草酸溶液反应:5+2+16H+ = 2Mn2++10CO2↑+8H2O
D.水玻璃中通入过量二氧化碳:+2CO2+2H2O = H2SiO3↓+2
3.X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素。已知X的气态氢化物溶于水后显碱性;Y是非金属性最强的元素,且Y与W同主族;金属Z的最外层电子数是最内层电子数的一半。下列说法正确的是
A.Z、W两种元素形成的化合物,室温下能导电
B.Y、W两种元素形成的氢化物沸点较高的是W
C.X的气态氢化物能与其最高价氧化物的水化物反应
D.Z与氧元素组成的化合物与水反应生成物只有其对应的碱
4.利用下列装置(夹持装置略)进行实验,能达到实验目的的是
A
B
C
D
验证硫的非金属性强于碳
制备溴苯并验证有HBr产生
制备无水MgCl2
在铁上镀铜
A.A B.B C.C D.D
5.一种碳纳米管新型二次电池的装置如图所示。下列说法中正确的是
A.离子交换膜选用阳离子交换膜(只允许阳离子通过) B.正极的电极反应为NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-
C.导线中通过1mol电子时,理论上负极区溶液质量增加1g D.充电时,碳电极与电源的正极相连
6.莽草酸可用于合成药物达菲,其结构简式如图,下列关于莽草酸的说法正确的是
A.分子式为C7H10O5属于芳香族化合物
B.该分子中所有原子一定不能共平面,该分子中含有3个手性碳原子
C.1mol莽草酸与适量浓硫酸混合加热,仅发生消去反应
D.1mol莽草酸与足量的NaHCO3溶液反应可放出4molCO2气体
7.H2X为二元弱酸,常温下,现配制一组c(H2X)+c(HX- )+c(X2-)=0. 01mol/L的溶液,在不同pH环境下,不同形态的粒子(H2X、HX-、 X2-) 的组成分数(平衡时某种含X元素微粒的物质的量占含X元素微粒物质的量之和的分数)如图所示,其中b、c点对应的pH分别为9.3、11.下列说法中正确的是
A.c点对应的溶液中存在c(H+) = c(HX- )+2c(X2-)+c (OH-)
B.在NaHX溶液中存在c(H+) > c(OH- )
C.室温下,将Na2X与NaHX按物质的量1:1混合加入纯水中,此时pH=11
D.室温下,a、b、c三点对应的溶液中,由水电离的c(H+)水与c(OH-) 水的乘积c(H+)水·c(OH- )水数值由大到小顺序:c>b>a
二、工业流程题
8.过氧化钙可以用于改善地表水质,处理含重金属粒子废水和治理赤潮,也可用于应急供氧等。实验室模仿工业上生产过氧化钙的主要流程如下:
已知:①沉淀时需控制温度为0℃左右;
②CaO2·8H2O呈白色,微溶于水,加热至350℃左右开始分解放出氧气。
(1)实验装置如下:
①过氧化钙的电子式为_______。图中使用的两种烧瓶的名称分别为_______、_______。
②沉淀步骤需控制温度为0℃左右,控温直接有效的方法是_______。
③装置连接顺序为_______(填接口字母)。
④产生沉淀的化学方程式为_______。
(2)用无水乙醇洗涤的目的是_______。
(3)产品纯度测定实验步骤如下:
产品纯度测定:第一步:准确称取ag产品于有塞锥形瓶中,加入适量的蒸馏水和bgKI晶体(过量)。再滴入量盐酸溶液充分反应。
第二步:向锥形瓶中加入几滴淀粉溶液。
第三步:逐滴滴入浓度为cmol·L-1的Na2S2O3溶液至滴定终点,消耗Na2S2O3溶液VmL。(已知: I2+2 =2I -+)。
①滴定终点判断标志_______。
②产品(CaO2)的纯度为_______ (列出计算式)。
9.碳酸锶(SrCO3)是一 种重要的工业原料,广泛用于生产锶铁氧体磁性材料。一种以菱锶矿(含80~90% SrCO3, 少量MgCO3、CaCO3、 BaCO3等)制备高纯碳酸锶的工艺流程如下:
Sr(OH)2在水中的溶解度
温度/℃
10
20
30
40
60
80
90
100
溶解度/(g/100g)
1.25
1.77
2.64
3.95
8.42
20.2
44.5
91.2
(1)菱锶矿、焦炭混合粉碎的目的是_______。
(2)“立窑煅烧”中SrCO3与焦炭反应的化学方程式为_______。进行高温煅烧反应的装置称为“立窑”,该装置的内层“衬里”应选择_______(填“石英砂砖”或“碱性耐火砖”)做耐火材料。
(3)“浸取”中用热水浸取而不用冷水的原因是_______;滤渣1含有焦炭、MgO和_______。
(4)“沉锶”中反应的化学方程式为_______。
(5)锶铁氧体是由锶和铁的氧化物组成的复合磁性材料。某种锶铁氧体(xSrO·yFe2O3)中Sr与Fe的质量比为0.13,则为_______(取整数)。
(6)NiSO4在强碱溶液中被NaClO氧化可得NiOOH,该物质能用作碱性镍镉电池的正极材料。其电池反应式:Cd (s) +2NiOOH(s) +2H2O (1) Cd (OH)2(s) +2Ni (OH)2(s)
①放电一段时间后,溶液的pH将_______(填 “增大”“减小”或“不变”)。
②充电时,阳极发生的电极反应式为_______。
三、原理综合题
10.CO2作为未来的重要碳源,其选择性加氢合成CH3OH 一直是研究热点。在CO2加氢合成CH3OH的体系中,同时发生以下反应:
反应i:CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1<0
反应ii:CO2(g) +H2(g)CO(g) +H2O(g) △H2
(1)反应i在_______(填“高温”“低温”或“任意温度”)下可以自发进行。
(2)在特定温度下,由稳定态单质生成1mol化合物的焓变叫该物质在此温度下的标准生成焓()。下表为几种物质在298K的标准生成焓,则反应ii的△H2=_______kJ·mol-1.
物质
H2(g)
CO2(g)
CO(g)
H2O(g)
(kJ·mol-1)
0
-394
-111
-242
(3)在CO2加氢合成CH3OH的体系中,下列说法错误的是_______(填标号)。A.增大H2浓度有利于提高CO2的转化率
B.若气体的平均相对分子质量保持不变,说明反应体系已达平衡
C.体系达平衡后,若压缩体积,则反应i平衡正向移动,反应ii平衡不移动。
D.选用合适的催化剂可以提高平衡之前CH3OH在单位时间内的产量
(4)某温度下,向容积为1L的密闭容器中通入1molCO2 (g)和5molH2(g), 10min后体系达到平衡,此时H2的转化率为8%,CH3OH 的选择性为50%。已知:CH3OH的选择性x=
①用CO2表示0~10min内平均反应速率v(CO2)=_______。
②反应i的平衡常数K_______(写出计算式即可)。
(5)维持压强和投料不变,将CO2和H2按一定流速通过反应器,二氧化碳的转化率α(CO2) 和甲醇的选择性x(CH3OH)随温度变化的关系如图所示:
已知催化剂活性受温度影响变化不大。结合反应i和反应ii,分析235℃后曲线变化的原因。
①甲醇的选择性随温度升高而下降的原因是_______;
②二氧化碳的转化率随温度升高也在下降的可能原因是_______。
四、结构与性质
11.中国冶金报指出,钢铁行业作为国民经济重要的基础产业,碳排放量在国内占比13-15%,因此钢铁行业应承担起碳减排的主体责任,努力成为碳减排的先行者。已知,铁有α、γ、δ三种晶体结构,并且在一定条件下可以相互转化(如图),请回答相关的问题:
(1)铁元素在元素周期表中的位置_______,Fe2+的外围电子排布式_______,铁的三种晶体之间的转化属于_______变化(填“物理”或“化学”),理由是:_______。
(2)铁的α、γ、δ三种晶体结构中,Fe原子的配位数之比为: _______。
(3)设α-Fe晶胞边长为a cm,δ-Fe晶胞边长为b cm, 计算确定:两种晶体的密度比为:_______。(用a、b的代数式表示)
(4)Fe3C是工业炼铁生产过程中产生的一种铁的合金,在Fe3C晶体中,每个碳原子被6个位于顶角位置的铁原子所包围,成八面体结构,即碳原子配位数为6,那么,铁原子配位数为_______。
(5)事实上,Fe3C是C与铁的晶体在高温下形成的间隙化合物(即碳原子填入铁晶体中的某些空隙),根据相关信息,你认为形成碳化铁的铁的三种晶体结构中,最有可能的是:_______,(选填“α-Fe”、“γ-Fe”或“δ-Fe”)
(6)摩尔盐[ (NH4)2 SO4·FeSO4·6H2O]是一种复盐, 它易溶于水,不溶于乙醇,性质比一般亚铁盐稳定,不易被氧化,试分析该晶体中亚铁离子可稳定存在的原因_______。
五、有机推断题
12.可降解塑料在完成使用功能后,能在自然环境条件下较快速降解,成为易被环境利用的碎片或碎末,最终回归自然,且在降解过程中产生和降解后残留的物质对环境无害或无潜在危害。由化合物A制备可降解环保塑料PHB和一种医药合成中间体J的合成路线如图:
已知:i.(R1、R2、R3均为烃基)
ii.+2RBr+2HBr
回答下列问题:
(1)A的分子式为_______,B的结构简式为 _______。
(2)C的官能团名称为_______。
(3)D→F反应类型为_______。
(4)写出C→PHB反应的化学方程式_______。
(5)写出H→I的第一步反应的化学方程式_______。
(6)J的同分异构体X能与碳酸氢钠溶液反应放出气体,且无环状结构,则X的结构共_______种(考虑立体异构,包括顺反异构和手性异构),其中核磁共振氢谱有三组峰且峰面积之比为1:1:6,则X的结构简式为_______。
参考答案:
1.B
【解析】
【详解】
A.铁元素不能发生焰色反应,不能用于制造焰火,含钙、钡等金属元素的物质,灼烧时火焰有绚丽的颜色,可用于制造焰火,A错误;
B.将煤气化后得到可燃性气体,再作为能源,燃烧充分减少污染物排放,可减少PM2.5引起的危害,B正确;
C.FeCl3溶液不是胶体,无丁达尔效应,C错误;
D.为了获得更好的消毒效果,医用酒精的浓度通常为75%,D错误;
故答案为:B。
2.D
【解析】
【详解】
A.原离子方程式电荷不守恒,故铝和过量NaOH溶液反应的离子方程式为:2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑,A错误;
B.已知Mg2+和OH-结合成Mg(OH)2沉淀,故惰性电极电解MgCl2水溶液的离子方程式为:Mg2++2Cl- +2H2OMg(OH)2↓+Cl2↑十H2↑,B错误;
C.已知H2C2O4是弱酸,离子方程式书写时不能拆,故酸性高锰酸钾溶液与草酸溶液反应的离子方程式为:5H2C2O4+2+6H+ = 2Mn2++10CO2↑+8H2O,C错误;
D.水玻璃中通入过量二氧化碳生成硅酸沉淀和碳酸氢钠,故离子方程式为:+2CO2+2H2O = H2SiO3↓+2,D正确;
故答案为:D。
3.C
【解析】
【分析】
X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,X的气态氢化物溶于水后显碱性,可知该气体为氨气,则X为N元素;Y是非金属性最强的元素,则Y为F元素,且Y与W同主族,可知W为Cl元素;金属Z的最外层电子数是最内层电子数的一半,则Z为Na元素,据此分析作答。
【详解】
A.Na和Cl元素形成的化合物为NaCl,在室温下不能导电,A项错误;
B.Y、W两种元素形成的氢化物分别是:HF和HCl,因为HF分子之间存在氢键,则沸点较高的是HF,B项错误;
C.X的气态氢化物是氨气,其最高价氧化物的水化物为硝酸,两者能反应,C项正确;
D.钠与氧元素组成的化合物过氧化钠能与水反应,生成物为氢氧化钠和氧气,D项错误;
答案选C。
4.C
【解析】
【详解】
A.实验中蔗糖变黑,接着变得疏松多孔,同时澄清石灰水变浑浊,说明浓硫酸具有脱水性和强氧化性,同时产生SO2,但不能说明产生CO2,也不能验证硫的非金属性强于碳,A不合题意;
B.由于液溴易挥发,挥发出的液溴能与水反应生成HBr,同样可以观察到AgNO3溶液中生成淡黄色沉淀,即不能验证有HBr产生,B不合题意;
C.由于MgCl2易发生水解,水解产物HCl易挥发,从而促进其水解,故需要在HCl的气流中加热蒸发MgCl2·6H2O来制备无水MgCl2,C符合题意;
D.在铁上镀铜,铁接电源的负极作阴极,铜接电源的正极作阳极,D不合题意;
故答案为:C。
5.B
【解析】
【详解】
根据装置图,碳电极通入氢气,发生氧化反应,电极反应为H2-2e-+ 2OH-=2H2O,Ni电极NiO(OH)→Ni(OH)2发生还原反应,电极反应为NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,碳电极是负极,Ni电极是正极。根据以上分析,离子交换膜选用阴离子交换膜(只允许阴离子通过),故A错误;正极的电极反应为NiO(OH)+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,故B正确;导线中通过1mol电子时,负极生成1mol水,理论上负极区溶液质量增加18g,故C错误;充电时,负极与电源负极相连,所以碳电极与电源的负极相连,故D错误。
6.B
【解析】
【详解】
A.由题干有机物结构简式可知,其分子式为C7H10O5,但分子不含苯环故不属于芳香族化合物,A错误;
B.由题干有机物结构简式可知,分子中的六元环不是苯环,有多个sp3杂化的碳原子,则该分子中所有原子一定不能共平面,同时连有四个互不相同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,则该分子中含有3个手性碳原子,即三个与羟基相连的碳原子均为手性碳原子,B正确;
C.由题干有机物结构简式可知,分子中含有羟基和羧基,与适量浓硫酸混合加热后能够发生酯化反应,醇羟基的分子间脱水和消去反应,C错误;
D.由题干有机物结构简式可知,1mol莽草酸分子中含有1mol羧基,故其与足量的NaHCO3溶液反应可放出1molCO2气体,D错误;
故答案为:B。
7.D
【解析】
【分析】
假设加入NaOH来调节溶液的pH值,则随着NaOH的加入,c(H2A)逐渐减小,c(HA-)逐渐增大,则从左往右曲线分别代表H2A、 HA-和A2-,据此分析解题。
【详解】
A.根据电荷守恒可知,c点对应的溶液中存在c(H+) +c(Na+)= c(HX- )+2c(X2-)+c(OH-),A错误;
B.由图示信息可知,b点对应的溶液中HX-最大,pH=9.3,所以NaHX溶液显碱性,即在NaHX溶液中存在c(H+)<c(OH- ),B错误;
C.由图示信息可知,当c(X2-)=c(HX-)时即c点,溶液pH=11,说明Ka(HX-)小于Kh(X2-),故室温下,将Na2X与NaHX按物质的量1:1混合加入纯水中,c(HX-)≠c(X2-),即此时溶液的pH≠11,C错误;
D.a→b→c过程中,溶液的酸性逐渐减弱,对水电离的抑制程度也逐渐减弱,同时HX-、X2-浓度促进增大,HX-、X2-的水解程度即对水的电离的促进作用逐渐加强,故室温下,a、b、c三点对应的溶液中,由水电离的c(H+)水与c(OH-) 水的乘积c(H+)水·c(OH- )水数值由大到小顺序:c>b>a,D正确;
故答案为:D。
8.(1) 三颈烧瓶 圆底烧瓶 冰水浴 fabcde或(fbacde) CaCl2 + H2O2 + 2NH3·H2O+ 6H2O= CaO2·8H2O + 2NH4Cl或CaCl2 + H2O2 + 2NH3+ 8H2O= CaO2·8H2O + 2NH4Cl
(2)去除晶体表面的水
(3) 最后一滴(或半滴)标准液滴入,溶液由蓝色变成无色且半分钟颜色不再变化 %
【解析】
【分析】
由流程可知,氯化钙溶解后,与氨气、过氧化氢发生反应生成CaO2•8H2O,CaO2•8H2O呈白色,微溶于水,不溶于醇类和乙醚等,则水洗、乙醇洗后、烘烤得到CaO2,据此分析并结合各小问题干知识进行解题。
(1)
①已知CaO2是离子化合物,故过氧化钙的电子式为,由题干实验装置图可知,图中使用的两种烧瓶的名称分别为三颈烧瓶、圆底烧瓶,故答案为:;三颈烧瓶;圆底烧瓶;
②由于温度较高时双氧水容易分解,会导致过氧化钙产率下降,且温度降低时过氧化钙的溶解度减小,有利于过氧化钙的析出,该反应是放热反应,温度低有利于提高CaO2•8H2O产率,所以沉淀反应时常用冰水浴控制温度在0℃左右,故答案为:冰水浴;
③仪器m为恒压漏斗,用f制取的氨气,通过安全瓶ab,到反应器反应,即(cd),后通过尾气处理e,所以连接顺序为fabcde或(fbacde)f,故答案为:fabcde或(fbacde);
④由流程可知,反应物为氯化钙、双氧水、氨气和水,生成为CaO2•8H2O和氯化铵,反应的化学方程式为:CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O=CaO2•8H2O↓+2NH4Cl,故答案为:CaCl2+H2O2+2NH3+8H2O=CaO2•8H2O↓+2NH4Cl;
(2)
水洗后,用乙醇洗是利用乙醇的易挥发性质带走表面的水分,故答案为:去除结晶表面的水分;
(3)
①根据滴定结束前溶液为蓝色,滴定结束是溶液由蓝色变成无色,反应完全时的现象即滴定终点判断标志为:最后一滴(或半滴)标准液滴入,溶液由蓝色变为无色,且30s不恢复,故答案为:最后一滴(或半滴)标准液滴入,溶液由蓝色变为无色,且30s不恢复;
③过氧化钙氧化碘化钾生成的碘单质,用硫代硫酸钠滴定时,消耗的硫代硫酸钠的物质的量为:cmol•L-1×V×10-3L=cV×10-3mol,根据氧化还原反应中电子守恒及题中反应方程式可得关系式:CaO2~I2~2S2O32-,过氧化钙的物质的量为:n(CaO2)=n()=×cV×10-3mol,样品中CaO2的质量分数为×100%=%,故答案为:%。
9.(1)增大接触面积,加快反应速率,提高原料的转化率
(2) SrCO3+2CSr+3CO↑ 碱性耐火砖
(3) 为了增大氢氧化锶的浸取率,减少杂质氢氧化钙的溶解 Ca(OH)2
(4)Sr(OH)2+ (NH4)2CO3=SrCO3 +2NH3·H2O
(5)6
(6) 增大 Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O
【解析】
【分析】
菱锶矿(含80~90% SrCO3,少量MgCO3、CaCO3、BaCO3等)与焦炭经过粉碎后立窑煅烧,转化成Sr、CaO、BaO、MgO等物质,加入热水浸取,将不溶于热水的氧化镁、Ca(OH)2、C等杂质除去,再加入稀硫酸后,除去钡离子,结晶后析出了氢氧化锶晶体,氢氧化锶和碳酸氢铵反应最终转化成碳酸锶,据此分析解题。
(1)
反应物的颗粒越小,比表面积越大,即反应物的接触面积越多,反应速率越快,则菱锶矿、焦炭混合粉碎的目的是增大反应物之间的接触面积,使反应更充分,加快反应反应速率,故答案为:增大反应物之间的接触面积,使反应更充分,加快反应反应速率;
(2)
分析流程图信息可知,碳酸锶和碳在高温的条件下生成锶和一氧化碳,化学方程式为:SrCO3+2CSr+3CO↑,由于石英砂砖中的SiO2在高温下能与SrCO3反应而腐蚀石英砂砖,故该装置的内层“衬里”应选择碱性耐火砖做耐火材料,故答案为:SrCO3+2CSr+3CO↑;碱性耐火砖;
(3)
氢氧化锶溶解度随温度升高而增大、氢氧化钙溶解度随温度升高而减小,则“浸取”中用热水浸取而不用冷水的原因是增大氢氧化锶的溶解度,使氢氧化钙析出;在立窑煅烧时MgCO3生成氧化镁,氧化镁是不溶物,滤渣1含有焦炭、Ca(OH)2和MgO,故答案为:为了增大氢氧化锶的浸取率,减少杂质氢氧化钙的溶解;Ca(OH)2;
(4)
沉锶”反应中氢氧化锶和NH4HCO3发生反应,产物除了碳酸锶外,还有水和一水合氨,则化学反应方程式为Sr(OH)2+NH4HCO3=SrCO3↓+NH3•H2O+H2O,故答案为:Sr(OH)2+NH4HCO3=SrCO3↓+NH3•H2O+H2O;
(5)
锶铁氧体是由锶和铁的氧化物组成的复合磁性材料。某种锶铁氧体(xSrO·yFe2O3)中Sr与Fe的质量比为0.13,则有:,解得为6,故答案为:6;
(6)
①放电一段时间后,负极反应式为Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2,正极反应式为2NiOOH+2e-+2 H2O=2Ni(OH)2+2OH-,根据电极反应式知,负极消耗的n(OH-)等于正极生成的n(OH-),则溶液中n(OH-)不变,但消耗了电解质中的水,导致溶液中c(OH-)增大,则溶液的pH增大,故答案为:增大;
②放电时正极反应式为NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-,则充电时阳极反应式为Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O,故答案为:Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O。
10.(1)低温
(2)+41
(3)C
(4) 0.02mol·L-1 ·min-1
(5) 反应i为放热反应,反应ii为吸热反应,温度升高反应i平衡逆向移动,反应ii平衡正向移动 反应达平衡后,升高温度,反应i使二氧化碳的转化率减小的程度大于反应ii使二氧化碳的转化率增大的程度
【解析】
(1)
由题干信息可知,反应i:CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1<0正反应是一个熵减焓减的反应,故该反应在低温下可以自发进行,故答案为:低温;
(2)
反应的焓变等于生成物的标准焓之和减去反应物的标准焓之和,故则反应ii的△H2= (-111)+(-242) - (-394) =+41kJ·mol-1,故答案为:+41;
(3)
A.增大H2浓度,反应平衡正向移动,CO2的转化率增大,故有利于提高CO2的转化,A正确;
B.该反应CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)前后气体的物质的量之和发生改变,即气体的平均相对分子质量一直改变,则若气体的平均相对分子质量保持不变,说明反应体系已达平衡,B正确;
C.由题干信息可知,反应i是一个气体体积减小的反应,而反应ii是气体体积不变的反应,则体系达平衡后,若压缩体积,即增大压强,则反应i平衡正向移动,导致反应体系中CO2、H2的量减少,H2O的量增大,故反应ii平衡逆向移动,C错误;
D.选用合适的催化剂,可以加快反应速率,故可以提高平衡之前CH3OH在单位时间内的产量,D正确;
故答案为:C;
(4)
某温度下,向容积为1L的密闭容器中通入1molCO2 (g)和5molH2(g),10min后体系达到平衡,此时H2的转化率为8%,CH3OH 的选择性为50%,由三段式分析可知:,,则有=8%,解得x=0.1mol,据此分析解题:
①用CO2表示0~10min内平均反应速率(CO2)===0.02 mol·L-1 ·min-1,故答案为:0.02 mol·L-1 ·min-1;
②由上述分析可知,平衡时:c(CO2)==0.8mol/L,同理c(H2)=4.6mol/L,c(CH3OH)=0.1mol/L,c(H2O)=0.2mol/L,故反应i的平衡常数K==,故答案为:;
(5)
①反应i为放热反应,升高温度,化学平衡逆向移动,反应ii为吸热反应,升高温度平衡正向移动,所以甲醇的选择性随温度升高而下降,故答案为:反应i为放热反应,反应ii为吸热反应,温度升高反应i平衡逆向移动,反应ii平衡正向移动;
②反应i为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,二氧化碳的转化率降低,反应ii为吸热反应,升高温度平衡正向移动,二氧化碳的转化率上升,但温度升高对反应i中二氧化碳的转化率降低的影响大于反应ii中二氧化碳的转化率的促进作用,所以二氧化碳的转化率随温度升高也在下降,故答案为:反应达平衡后,升高温度,反应i使二氧化碳的转化率减小的程度大于反应ii使二氧化碳的转化率增大的程度。
11.(1) 第四周期第VIII族 3d6 物理 没有新物质生成或没有化学键变化或金属键不变
(2)4:6:3
(3)2b3:a3
(4)2
(5)γ-Fe
(6)摩尔盐中的N、O、H可形成空间网络化氢键,将亚铁离子包围起来,避免其与氧化性物质接触,所以比较稳定
【解析】
(1)
已知铁是26号元素,则26-18=8,即铁元素在元素周期表中的位置为第4周期第八纵列即第四周期第VIII族,Fe2+的外围电子排布式3d6,铁的三种晶体之间的转化过程中没有新物质的生成,仅仅是原子的排列方式发生改变,故属于物理变化,故答案为:第四周期第VIII族;3d6;物理;没有新物质生成或没有化学键变化或金属键不变;
(2)
金属晶体中离某一原子最近的等距离的原子为其配位数,由题干图示晶胞可知铁的α、γ、δ三种晶体结构中,Fe原子的配位数分别为:8,12,6,故配位数之比为:8:12:6=4:6:3,故答案为:4:6:3;
(3)
由题干晶胞示意图可知,一个α-Fe晶胞含有铁原子个数为:,设α-Fe晶胞边长为a cm,则其晶胞密度为:,一个δ-Fe晶胞含有铁原子个数为:,δ-Fe晶胞边长为b cm,则该晶胞的密度为:,则两种晶体的密度比为::=2b3:a3,故答案为:2b3:a3;
(4)
在Fe3C晶体中,每个碳原子被6个位于顶角位置的铁原子所包围形成八面体结构,碳原子的配位数是6,根据Fe、C比为3:1,故Fe、C配原子数目之比为1:3,则铁原子的配位数为2,故答案为:2;
(5)
由于在Fe3C晶体中,每个碳原子被6个位于顶角位置的铁原子所包围形成八面体结构,则形成碳化铁的铁的三种晶体结构中,最有可能的是γ-Fe,故答案为:γ-Fe;
(6)
摩尔盐[ (NH4)2 SO4·FeSO4·6H2O]中的N、O、H可形成空间网络化氢键,将亚铁离子包围起来,避免其与氧化性物质接触,所以比较稳定,故答案为:摩尔盐中的N、O、H可形成空间网络化氢键,将亚铁离子包围起来,避免其与氧化性物质接触,所以比较稳定。
12.(1) C7H10 CH3COCH2COOH
(2)羟基、羧基
(3)还原反应
(4)n CH3CH(OH)CH2COOH+(n-1)H2O
(5)+2NaOH+2CH3CH2OH
(6) 12
【解析】
【分析】
与KMnO4/H+、加热反应生成B和D,D的分子式为C3H4O4,根据题给已知i,B的结构简式为CH3COCH2COOH、D的结构简式为HOOCCH2COOH;PHB由单体C发生缩聚反应生成,由PHB的结构简式可知,C的结构简式为CH3CH(OH)CH2COOH;D与CH3CH2OH、浓硫酸共热发生酯化反应生成E,E的分子式为C7H12O4,E的结构简式为CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3;对比D、F的分子式,D发生还原反应生成F,F的结构简式为HOCH2CH2CH2OH,F发生取代反应生成G,G的结构简式为BrCH2CH2CH2Br;E与G发生题给已知ii的反应生成H,H与NaOH反应后酸化生成I,I加热失去CO2生成J,结合J的结构简式可推知,H的结构简式为、I的结构简式为。
(1)
A的结构简式为,分子式为C7H10;B的结构简式为 CH3COCH2COOH;答案为:C7H10;CH3COCH2COOH。
(2)
C的结构简式为CH3CH(OH)CH2COOH,其中官能团的名称为羟基、羧基;答案为:羟基、羧基。
(3)
对比D、F的分子式,D→F发生加氢去氧的还原反应;答案为:还原反应。
(4)
C发生缩聚反应生成PHB,反应的化学方程式为n CH3CH(OH)CH2COOH+(n-1)H2O;答案为:n CH3CH(OH)CH2COOH+(n-1)H2O。
(5)
H→I的第一步反应为H在NaOH溶液中的水解反应,反应的化学方程式为+2NaOH+2CH3CH2OH;答案为:+2NaOH+2CH3CH2OH。
(6)
J的分子式为C5H8O2,不饱和度为2;J的同分异构体X能与NaHCO3溶液反应放出气体,则X中含1个—COOH,X中无环状结构,X中含有1个碳碳双键,X的结构简式有CH3CH2CH=CHCOOH(有两种互为顺反异构的结构)、CH3CH=CHCH2COOH(有两种互为顺反异构的结构)、CH2=CHCH2CH2COOH、(有两种互为顺反异构的结构)、(有两种互为手性异构的结构)、、、,符合题意的同分异构体共12种;其中核磁共振氢谱有三组峰且峰面积之比为1:1:6,则X的结构简式为;答案为:12;。
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