湖南省邵阳市2025届高三下学期第二次联考化学试卷(解析版)
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这是一份湖南省邵阳市2025届高三下学期第二次联考化学试卷(解析版),共24页。试卷主要包含了保持答题卡的整洁等内容,欢迎下载使用。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡上。将条形码横贴在答题卡上“条形码粘贴区”。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.保持答题卡的整洁。考试结束后,只交答题卡,试题卷自行保存。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Ge-73 I-127
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 化学与生活密切相关,下列说法错误的是
A. 可在馒头加工过程中添加碳酸氢铵,使馒头更加松软
B. 苯甲酸钠可作为食品防腐剂,用于腊肉、香肠的生产
C. 维生素C可用作水果罐头的抗氧化剂是由于其难以被氧化
D. 食品中添加适量的二氧化硫可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用
【答案】C
【解析】A.碳酸氢铵受热分解生成二氧化碳和氨气,气体使馒头膨胀松软,故A正确;
B.苯甲酸钠是常见防腐剂,用于抑制微生物生长,适用于腊肉、香肠等加工食品,故B正确;
C.维生素C作为抗氧化剂的作用机理是自身易被氧化,从而保护其他物质不被氧化,故C错误;
D.二氧化硫具有漂白、防腐和抗氧化作用,在食品中适量使用符合标准,故D正确;
故选C。
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 3,3-二甲基戊烷的键线式:
B. 和H2O的空间填充模型均为:
C. 邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图:
D. 键的电子云形状:
【答案】A
【解析】A.根据烷烃的系统命名法可知,3,3-二甲基戊烷的键线式为:,A正确;
B.中心原子N周围的价层电子对数为:2+=3则空间构型为V形, H2O中心原子O周围的价层电子对数为:2+=4则空间构型为V形,且N的原子半径比O大,O的原子半径比H大,故它们的球棍模型均为:,空间填充模型均为:,B错误;
C.邻羟基苯甲醛中的—OH中的H原子与醛基中的O原子之间形成氢键,表示为,C错误;
D.p轨道通过“肩并肩”的方式重叠形成p-pπ键,则p-pπ键的电子云轮廓图:,D错误;
故答案为:A。
3. 化学在日常生活和工农业生产中的应用非常广泛。下列离子方程式书写正确的是
A. 向硫酸铜溶液中加入过量的NaHS溶液:
B. 0.1ml/LKHC2O4的水解方程式:
C. 钢铁浸泡在NaCl溶液中被腐蚀时正极反应式:
D. 向冷的石灰乳中通入Cl2制漂白粉:
【答案】A
【解析】A.CuS既不溶于水也不溶于非氧化性酸,故向硫酸铜溶液中加入过量的NaHS溶液生成CuS和H2S、Na2SO4,故离子方程式为:,A正确;
B.0.1ml/LKHC2O4的水解生成KOH和H2C2O4,其水解方程式为:,B错误;
C.钢铁浸泡在NaCl溶液中被腐蚀时发生吸氧腐蚀,其正极反应式为:,C错误;
D.石灰乳在离子方程式书写时不能拆,故向冷的石灰乳中通入Cl2制漂白粉的离子方程式为:,D错误;
故答案为:A。
4. 我国科学家首次在实验室实现到淀粉的合成,其路线如下,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,含有的键数目为
B. 淀粉与乙酸酯化,最多可消耗的乙酸分子数目为
C. 反应①和反应④的过程中均有非极性键和极性键的形成
D. 反应①和反应②的过程中,碳原子的杂化方式由
【答案】D
【解析】A.标准状况下,甲醇不是气体,不能用标准状况下气体摩尔体积计算11.2LCH3OH的物质的量,不能计算得到含有的σ键数目,故A错误;
B.酯化反应为可逆反应,1ml淀粉与乙酸不能完全反应,消耗的乙酸分子数目小于3nNA,故B错误;
C.反应①是CO2和H2反应生成CH3OH和H2O,反应①中有极性键的形成,无非极性键形成,故C错误;
D.反应①和反应②的过程中,CO2中的C原子sp杂化,生成的CH3OH中C原子sp3杂化,反应②生成的HCHO中C原子sp2杂化,碳原子的杂化方式由sp→sp3→sp2,故D正确;
故选:D。
5. 下列实验能达到相应实验目的的是
A. 图①操作可排出盛有KMnO4溶液滴定管尖嘴内的气泡B. 图②证明羟基使苯环活化
C. 图③制取无水氯化镁D. 图④制取NaHCO3晶体
【答案】B
【解析】A.高锰酸钾溶液具有强氧化性,会腐蚀橡胶,需装在酸式滴定管中,不能装在碱式滴定管,A错误;
B.图②可观察到苯的试管溶液分层,上层也深橙红色,下层接近无色,而苯酚试管产生白色沉淀,说明只有苯酚与溴水反应产生白色沉淀三溴苯酚,可知羟基使苯环活化,B正确;
C.加热促进镁离子水解,且生成的盐酸易挥发,应在HCl气流中蒸发制备无水氯化镁,C错误;
D.制取NaHCO3固体时,需防止氨气溶解时产生倒吸,CO2的进气管口应插入液面下,按图中操作,会将溶液压出,即图中通NH3的导管和通CO2的导管应该互换,D错误;
故答案为:B。
6. 芥子酸是一种重要的工业原料,广泛应用于香料、染料、涂料等领域,其结构如图所示。下列说法错误的是
A. 芥子酸的分子式是
B. 芥子酸最多可与反应
C. 芥子酸分子中所有碳原子可能共平面
D. 芥子酸可发生加成、取代和显色反应
【答案】A
【解析】A.由结构可知芥子酸的分子式是,故A错误;
B.一个芥子酸中能与反应的官能团有1个羧基和1个酚羟基,故芥子酸最多可与反应,故B正确;
C.单键可以旋转,芥子酸分子中所有碳原子可能共平面,故C正确;
D.芥子酸中有碳碳双键、羧基、酚羟基,可发生加成、取代和显色反应,故D正确;
故选A。
7. 下列实验操作和现象能得出相应结论的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】A.滴加硝酸银溶液,无明显现象,可知配合物中外界无氯离子,则该配合物中C3+的配位数是6,故A正确;
B.AgNO3溶液过量,分别与NaCl、KI反应生成沉淀,不发生沉淀的转化,不能证明,故B错误;
C.麦芽糖、葡萄糖均含醛基,由实验操作和现象,不能证明麦芽糖的水解产物具有还原性,故C错误;
D.亚铁离子、氯离子均使酸性高锰酸钾溶液褪色,则溶液紫色褪去不能证明MnO的氧化性强于Fe3+,故D错误;
故选A。
8. 实验室用等作原料制取少量的实验流程如下:
下列说法错误的是
A. 流程中可以循环使用的物质是
B. “熔融”时应先将和混合加热一段时间后再加入
C. “溶解”后的溶液中存在大量的、、
D. “熔融”时发生了氧化还原反应,氧化剂与还原剂的物质的量之比为
【答案】B
【解析】氯酸钾在碱性条件下将二氧化锰氧化成锰酸钾,自身被还原成氯离子,溶解后的溶液中含有大量的锰酸根离子、氯离子和钾离子,通入二氧化碳后,锰酸钾发生歧化反应,生成二氧化锰和高锰酸钾,流程中能够循环使用的只有二氧化锰。
A.结合流程,可以循环使用的物质是MnO2,A正确;
B.氯酸钾和二氧化锰混合加热一段时间,氯酸钾会分解,B错误;
C.氯酸钾在碱性条件下将二氧化锰氧化成锰酸钾,自身被还原成氯离子,溶解后的溶液中含有大量的锰酸根离子、氯离子和钾离子,C正确;
D.“熔融”时发生的氧化还原反应为,氧化剂KClO3与还原剂MnO2的物质的量之比为1:3,D正确;
故答案选B。
9. 某种电解质的组成如图所示,已知该化合物的五元环上的5个原子共平面,且、、、、为原子序数依次增大的短周期元素,下列说法错误的是
A. 电负性:
B. 的氢化物熔沸点一定低于的氢化物熔沸点
C. 同周期元素中,第一电离能比小的有1种
D. 与形成的化合物是一种共价化合物
【答案】B
【解析】X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期元素,结合图和原子序数大小可知,Q与4个W形成带一个负电荷的阴离子,W形成1个键,推知W为Cl,Q为Al,其中一个键是配位键,X形成1个键,Y形成4个键,Z形成3个键或4个键,结合原子序数可知,X为H,Y为C,Z为N。A.X为H,Y为C,电负性:,A正确;
B.Y的氢化物有很多种,故Y的氢化物熔沸点不一定低于Z的氢化物熔沸点,B错误;
C.同周期元素中,第一电离能比Al小的只有Na一种,C正确;
D.Q与W形成的化合物,是一种共价化合物,D正确;
故选B。
10. 具有高离子导电性且可低温合成,这使其成为固态电池最有希望电解质之一,最近研究发现,利用可有效激活锂硫电池正极。射线衍射分析表明,属于立方晶胞,参数为,晶胞在轴不同位置的截面图如下(且所有原子都位于截图上),下列叙述错误的是
A. 的空间结构为正四面体形
B. 截面图中的“”代表
C. 晶胞中与紧邻的有12个
D. 该晶体中和间的最短距离为
【答案】C
【解析】A.的价层电子对数为:,孤电子对数为零,空间结构为正四面体形,A正确;
B.根据截面图可知,白球位于8个顶点,6个在面心,其数目为:,黑球位于体心,一共有8个,因此截面的“”代表,B正确;
C.晶胞中与紧邻的有8个,C错误;
D.该晶体中和间的最短距离为体对角线的,为,D正确;
故选C。
11. 燃油汽车尾气中含有和等有毒气体,某研究小组用新型催化剂对、在不同条件下的催化转化进行研究,反应原理为: 。在密闭容器中充入和,平衡时的体积分数随温度、压强的变化关系如图。下列说法错误的是
A. 点的平衡转化率约为57.1%
B. a点和点的反应速率可能相同
C. 若在点扩大容器体积并加热,可能达到点状态
D. 恒温恒容条件下,向b点平衡体系中再充入1ml和,重新达到平衡后,与点状态相比,NO的体积分数将减小
【答案】C
【解析】A.c点NO体积分数为25%,设转化的NO为aml:
则总的物质的量为(4-0.5a)ml,ml,则CO的平衡转化率为≈57.1%,故A正确;
B.该反应为气体体积减小的放热反应,压强相同时,温度越高,平衡时NO的体积分数越大,则T1>T2,d点温度低但压强大,a点温度高但压强小,则d点的反应速率可能等于a点,故B正确:
C.由B分析可知,e点温度高于c,则e点加热不会达到c点,故C错误;
D.恒温恒压条件下,向b点平衡体系中再充入1ml NO和1ml CO,等效于对原平衡加压,重新达到平衡后,NO的体积分数减小,故D正确;
故选:C。
12. 浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池。理论上当电解质溶液的浓度相等时停止放电。图1为浓差电池,图2为电渗析法制备次磷酸(),用图1的浓差电池提供电能制备次磷酸。下列说法错误的是
A. (Ⅰ)是电池的负极
B. b膜、d膜是阳离子交换膜,c膜是阴离子交换膜
C. 电渗析过程中、室中和的浓度均增大
D. 电池从开始到停止放电,理论上可制备
【答案】D
【解析】图1为浓差电池,图2为电渗析法制备次磷酸(H3PO2),用图1的浓差电池提供电能制备次磷酸(H3PO2),图1中Cu(Ⅰ)为原电池负极,Cu(Ⅱ)为正极,图2中原料室中的H2P移向产品室,则c膜为阴离子交换膜,M室中的氢离子通过b膜进入产品室得到H3PO2,则b膜为阳离子交换膜,X电极为电解池的阳极,电极反应:2H2O-4e-=O2↑+4H+,Y为电解池的阴极,电极反应2H2O+2e-=H2↑+OH-,d膜为阳离子交换膜,据此分析判断。
A.分析可知Cu(Ⅰ)是电池的负极,故A正确;
B.制备过程分析可知,b膜、d膜是阳离子交换膜,c膜是阴离子交换膜,故B正确;
C.电渗析过程中,电极反应可知,M、N室中H2SO4和NaOH的浓度均增大,故C正确;
D.电池从开始到停止放电时,则浓差电池两边Cu(NO3)2浓度相等,所以正极析出0.02ml Cu,电路中转移0.04ml电子,电渗析装置生成0.04ml H3PO2,故D错误;
故选:D。
13. 叔丁醇与羧酸发生酯化反应机理具有其特殊性,可用下图表示,已知:连在同一碳原子上的甲基之间存在排斥力。
下列说法错误的是
A. 相同条件下,中间体3比酸性强
B. 中间体2中键角大于叔丁醇中键角
C. 用溶液中和步骤④产生的,有利于提高羧酸叔丁酯的产率
D. 用标记醇羟基,可区别叔丁醇、乙醇与羧酸在酯化反应时的机理差异
【答案】C
【解析】A.中间体2和形成中间体3时,碳氧双键中氧原子的电子云密度减小,导致O-H键的极性增大,易电离出氢离子,则中间体3比酸性强,故A正确;
B.叔丁醇中连接3个甲基的碳原子采取的是sp3杂化,中间体2中连接3个甲基的碳原子采取的是sp2杂化,则中间体2中键角大于叔丁醇中键角,故B正确;
C.溶液能使羧酸叔丁酯水解,则溶液中和步骤④产生的,并不利于提高羧酸叔丁酯的产率,故C错误;
D.用标记醇羟基,乙醇与羧酸在酯化时,存在于生成酯中,而叔丁醇与羧酸在酯化时,根据中间体1到中间体2,生成的酯中没有,故D正确;
答案C。
14. 时,向的一元酸溶液中滴加等浓度的溶液,滴定过程中溶液的及,[指由水电离出来的]变化如图所示,下列说法正确的是
A. 水的电离程度:
B. 时,
C. d点溶液中,
D. 时,反应的平衡常数为:
【答案】D
【解析】随着的加入,发生HA+NaOH=NaA+H2O,溶液的增大,水电离的氢离子浓度先增大后减小,故曲线②表示溶液随溶液体积的变化,曲线①表示随溶液体积的变化。
A.曲线①表示随溶液体积的变化,水的电离程度:,A错误;
B.时,溶质为等浓度的,由质子守恒可得,,B错误;
C.d点溶液为溶液与溶液恰好完全反应,溶质为,由于离子水解,且溶液pH>7,则离子浓度大小顺序为:,C错误;
D.由初始条件下,的一元酸溶液中,水电离出来的可知,,则反应的平衡常数=,D正确;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 某兴趣小组在实验室制备并探究其性质。
已知:①(紫黑色)。②是难溶于水,可溶于溶液的白色固体。
Ⅰ.的制备
利用上图装置进行实验(其中C中加热装置省略)。
(1)装置C中盛装和的仪器名称是____;装浓选用恒压滴液漏斗的目的是____;A中反应的化学方程式是____。
(2)装置C中,将和按物质的量之比溶于煮沸过的蒸馏水中配成溶液后再通入,便可制得和,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。
Ⅱ.的性质探究
(3)取溶液于试管中,逐滴加入溶液,一段时间后,生成沉淀。经检验,沉淀中有和,写出该过程的离子方程式_______。
(4)取溶液于试管中,逐滴加入溶液,溶液迅速变成紫黑色,一段时间后,溶液几乎变为无色。通过进一步实验,检验出无色溶液中含有。请从化学反应速率和限度的角度分析,实验中出现该现象的原因可能是_______。
(5)室温下,已知: ;,在照相底片的定影过程中,未曝光的常用溶液溶解,发生反应,该反应的平衡常数为_______,欲使0.01ml完全溶解,最少需要100mL_______的溶液。
【答案】(1) ①. 三颈烧瓶 ②. 平衡气压,有利于浓顺利流下 ③.
(2)
(3)
(4)与反应生成的化学反应速率快,但化学反应限度相对较小 , 与反应生成的化学反应速率慢,但化学反应限度相对较大
(5) ①. 16 ②. 0.225
【解析】装置A中发生反应:制取二氧化硫,装置C中,盛有按物质的量之比组成的混合物,二氧化硫通入装置C中,生成,后接尾气处理装置,据此分析作答。
(1)装置C中盛装的仪器名称是三颈烧瓶,装浓选用恒压滴液漏斗的目的是平衡气压,有利于浓硫酸顺利流下,A中反应的化学方程式是。
(2)Na2S2O3中硫元素的化合价为+2价,二氧化硫中硫元素由+4价降低为+2价,一个SO2得到2个电子, 元素由-2价升高为+2价、失去4个电子,根据化合价升降守恒,可得该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。
(3)二者反应后,沉淀中有和,铝元素化合价未变化,则硫元素发生了歧化反应生成S和SO2,所以离子方程式为:。
(4)与反应生成的化学反应速率快,但化学反应限度相对较小,与反应生成的化学反应速率慢, 但化学反应限度相对较大,所以实验中出现:溶液迅速变成紫黑色,一段时间后,溶液几乎变为无色。
(5)已知: ,则反应的平衡常数表达式为:;完全溶解,则,,,根据,解得,又因为完全溶解生成需要,即,二者相加,故最少需要溶液。
16. 锗在现代通信技术中发挥着桥梁作用。从某冶锌工厂的工业废料[除和少量外,还含有铟(In)、铋(Bi)、锗(Ge)的氧化物]中回收几种金属的单质或化合物的工业流程如图。
回答下列问题:
(1)基态锗原子价层电子排布式是_______。
(2)“浸液1”制取晶体的过程中应先加入_______(填化学式)调节溶液的值,使转化为沉淀除去,再经过一系列操作即可制得硫酸锌晶体。
(3)“酸浸2”时铋的氧化物()发生反应的离子方程式是_______。
(4)“萃取”过程中用到的主要玻璃仪器有_______,分液时“水相”从分液漏斗的_______(填“下口放出”或“上口倒出”)。
(5)“沉锗”的反应原理为,该操作中需调节为2.5,不能过高或过低,原因是_______。
(6)一种含锗的化合物应用于太阳能电池,其晶胞为长方体,结构如图(A)。
①该锗化合物晶胞的表示方式有多种,图中_____(填“B”“C”或“D”)图不能表示此化合物的晶胞。
②晶胞A的参数如上图所示,其密度为,则阿伏加德罗常数数值为_______(用含a、b、c、ρ表示)。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4) ①. 分液漏斗、烧杯 ②. 下口放出
(5)高于2.5时水解程度增强,低于2.5时酸性太强,平衡逆移沉锗率下降
(6) ①. D ②.
【解析】工业废料除ZnO和少量Fe2O3外,还含有铟(In)、铋(Bi)、锗(Ge)的氧化物,工业废料中加入稀硫酸进行酸浸1,ZnO、Fe2O3溶于稀硫酸分别生成可溶性的ZnSO4、Fe2(SO4)3,浸液1通过一系列转化得到ZnSO4晶体;过滤后得到的浸渣中加入70%的H2SO4进行酸浸2,得到含铋渣[(BiO)2SO4],浸液2中加入试剂X、煤油进行萃取,有机相中加入盐酸进行反萃取得到有机相和水相,水相通过一系列操作得到海绵In;水相中加入单宁酸进行沉锗,过滤后得到的滤渣进行焙烧、氯化蒸馏得到GeCl4。
(1)Ge是32号元素,其原子核外有32个电子,根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2,价电子排布式为4s24p2;
(2)为了不引入杂质阳离子,“浸液1”制取ZnSO4晶体的过程中应先加入ZnO或Zn(OH)2或ZnCO3消耗氢离子,调节溶液的pH值,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去;
(3)“酸浸2”时铋的氧化物(Bi2O3)和硫酸反应生成(BiO)2SO4,同时还生成H2O,发生反应的离子方程式为2H++SO+Bi2O3=(BiO)2SO4↓+H2O;
(4)“萃取”过程中用到的主要玻璃仪器有分液漏斗、烧杯,煤油的密度小于水,煤油和水混合时有机层在上层,水在下层,分液时“水相”从分液漏斗的下口放出;
(5)沉锗”的反应原理为Ge4++2H2RGeR2↓+4H+,该操作中需调节pH为2.5,不能过高或过低,pH过低,平衡逆向移动,得不到GeR2,pH过高,Ge4+水解程度增强;
(6)①该锗化合物晶胞的表示方式有多种,A中(CH3NH3)+为8×=1,I为6×=3,Ge为1;B中(CH3NH3)+为1,I位于棱心和面心,个数为8×+2×=3,Ge位于顶角,个数为8×=1;C中(CH3NH3)+为1,I为12×=3,Ge为8×=1;D中(CH3NH3)+为1,I位于棱心,I为10×=2.5;图中BC图也能表示此化合物的晶胞,D图不能表示此化合物的晶胞;
②由均摊法可知A晶胞中含(CH3NH3)+为8×=1,I为6×=3,Ge为1,晶胞质量为,晶胞体积为abc×10-30cm3,根据密度计算公式ρ=,可得阿伏加德罗常数(NA)数值为。
17. 某药物中间体J合成路线如下(部分反应条件省略):
已知:;。
(1)A的名称是_______。
(2)H结构简式是_______。
(3)反应的目的是_______。
(4)的化学方程式是_______。
(5)D的同分异构体能同时满足以下条件的有_______个(不考虑立体异构)。
①含苯环结构,且苯环上只有两个取代基;②含有氨基和羧基(-COOH)
其中,核磁共振氢谱显示六组峰(峰面积之比为)的结构简式是_____(写一个即可)。
(6)参照上述合成路线,以苯胺()、溴乙烷为主要原料制备合成路线是______(其他无机试剂任选)。
【答案】(1)3-硝基苯酚或间硝基苯酚
(2) (3)保护酚羟基
(4)
(5) ①. 18 ②. (或或)
(6)
【解析】A()与在氢氧化钠存在条件下与反应生成B(),B()发生还原反应生成C(),C()与CH3COOH发生取代反应生成D(),D()与C2H5Br发生取代反应生成E(),E()转化为F(),根据已知信息,F()与CH3COCl反应生成G();根据已知信息,I()受热发生原子重排生成J();由流程可知,H与H2C=CHCH2Br反应生成I(),最后推出H的结构为。
(1)A的结构为,命名为3-硝基苯酚或间硝基苯酚;
(2)由分析可知,H 的结构简式为;
(3)由分析可知,A→B是将酚羟基转化为醚键,在后面E→F中又将醚键转化为了酚羟基,所以A→B反应的目的是保护酚羟基;
(4)由分析可知,F()与CH3COCl反应生成G(),发生取代反应,故的化学方程式是;
(5)D()的分子式为C9H11O2N,D的同分异构体能同时满足以下条件①含苯环结构,且苯环上只有两个取代基;②含有氨基和羧基(-COOH)
,去掉苯环所用的-C6H4-和一个、-COOH、,还有-C2H4-,故有苯环的两个取代基有6种情况,分别如下: 、、、、、,因苯环上的二取代物有邻、间、对3种,故一共有18种结构,能满足条件;其中,核磁共振氢谱显示六组峰(峰面积之比为)的结构简式是(或或)。
(6)依据C→D→E的合成路线进行设计,即CH3CH2Br发生水解反应得到CH3CH2OH,CH3CH2OH被酸性高锰酸钾溶液氧化得到乙酸,和乙酸发生取代反应生成,与CH3CH2Br反应生成,故答案为:。
18. 氢能是能源体系的组成部分,强化制氢、储氢等各个环节的技术研发具有积极的现实意义。
Ⅰ.光解水制氢
(1)我国科学家以富勒烯和碳氮材料为催化剂,构建了具有“三明治”结构的光解水制氢的方法,如下图所示。其制氢主要步骤有三步(图1、图2、图3);图1为光照时富勒烯层失去电子进入碳氮材料层并产生空穴(具有强氧化性)。图2空穴参与的电极反应式为_______。
Ⅱ.催化重整法制氢
(2)反应1:
反应2:
反应3:的正反应活化能为
则反应3的逆反应活化能为_______(用含的式子表示)。
(3)在某催化剂作用下,反应3可以通过反应1和反应2来实现,保持温度不变,向恒容密闭容器中充入和,经5分钟达到平衡,测得的物质的量为,起始及平衡时容器的总压强分别为、。则反应3的压强平衡常数_______(分压=总压强×物质的量分数,结果保留两位有效数字)。
(4)以催化剂进行甲醇重整制氢时,固定其他条件不变,改变水、甲醇的物质的量之比,甲醇平衡转化率及CO选择性的影响如图所示,当水、甲醇的物质的量之比大于0.8时,CO选择性下降的原因是_______。
Ⅲ.储氢、用氢
(5)如图是金属氢化物储氢材料,其晶胞如图所示,其化学式为_______。
(6)氢能的高效利用途径之一是在燃料电池中转化为电能。某熔融碳酸盐燃料电池工作原理如图所示。
①正极上的电极反应式为_______。
②该电池以恒定电流工作24分钟,消耗。该电池将化学能转化为电能的转化率为_______。[已知:该条件下的摩尔体积为;电荷量电流×时间(s);;。]
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)增加水蒸气的用量,有利于反应2正向进行,反应3中更多的转化为,都使CO选择性下降(答案合理即可)
(5)
(6) ①. ②. 75%
【解析】(1)图2表示水把电子转移给空穴,生成氢离子和氧气,空穴参与的电极反应式为;
(2)反应1:
反应2:
反应1+反应2得△H=,焓变=正反应活化能-逆反应活化能,的正反应活化能为,则逆反应活化能为()。
(3)在某催化剂作用下,反应可以通过反应1和反应2来实现,保持温度不变,向恒容密闭容器中充入和,经5分钟达到平衡,起始及平衡时容器的总压强分别为、,平衡时气体总物质的量为12ml,气体物质的量增加4ml, ,测得的物质的量为,则反应消耗1mlCO、1mlH2O,生成1mlCO2、1mlH2,平衡体系中n(CH3OH)=2ml、n(H2O)=3ml、n(CO)=1ml、n(H2)=5ml、n(CO2)=1ml,则反应3的压强平衡常数。
(4)增加水蒸气的用量,有利于反应2正向进行,反应3中更多的转化为,都使CO选择性下降,所以当水、甲醇的物质的量之比大于0.8时,CO选择性下降。
(5)根据均摊原则,晶胞中Mg原子数、H原子数为,其化学式为MgH2。
(6)①氢氧燃料电池,氢气失电子发生氧化反应,通入氢气的一极为负极、通入氧气的一极为正极,正极上氧气得电子生成碳酸根离子,电极反应式为。
②该电池以恒定电流工作24分钟,电路中通过的电荷量为;的物质的量为,氢气失电子的物质的量为,该电池将化学能转化为电能的转化率为。
实验操作和现象
结论
A
向的水溶液中滴加硝酸银溶液,无明显现象
该配合物中的配位数是6
B
常温下,向溶液中滴加5滴0.1溶液,有白色沉淀生成,再滴加5滴0.1溶液,有黄色沉淀生成
C
向麦芽糖溶液中滴加稀硫酸并水浴加热,反应一段时间后,加入使溶液呈碱性,再加入新制的氢氧化铜悬浊液,加热有砖红色沉淀生成
麦芽糖的水解产物具有还原性
D
向酸性溶液中滴加溶液,观察到溶液紫红色褪去
的氧化性强于
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