重庆市2026届高三化学上学期10月月考试卷含解析
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这是一份重庆市2026届高三化学上学期10月月考试卷含解析,共25页。
3.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分,考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Ti-48 Cr-52 Mn-55 Fe-56 Cu-64 Se-79
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、科技、生命科学息息相关。下列说法正确的是
A. 为保证食物的口感与风味,可以随便使用食品添加剂的品种与数量
B. 对石油进行常压分馏,可分离出沥青、石蜡等产品
C. 问界M9的车身铝合金含量达到80%,铝合金硬度低于铝单质
D. 葡萄糖有链状结构和环状结构,在水溶液中主要以环状结构的形式存在
【答案】D
【解析】
【详解】A.食品添加剂的使用必须符合国家规定,不能随意使用品种和数量,否则可能危害健康,A错误;
B.石油是多种烃混合物。常压分馏石油得到的是汽油、煤油等低沸点产物;沥青和石蜡由于组成成分含有物质相对分子质量大,熔沸点高,常压蒸馏会出现碳化结焦现象,需通过减压分馏获得,B错误;
C.一般情况下合金硬度通常高于其成分金属,铝合金硬度应高于纯铝,C错误;
D.葡萄糖在水溶液中存在链状与环状结构的动态平衡,因环状结构更稳定,故葡萄糖在水溶液中主要以环状结构的形式存在,D正确;
故合理选项是D。
2. 下列关于如图所示装置不能达到实验目的的是
A. 图①可用于实验室快速制,生石灰可以用碱石灰替代
B. 图②可用于除去电石与水反应制得的乙炔中的杂质
C. 图③可用于分离和,冷凝水应下进上出
D. 图④可用于制备明矾晶体
【答案】C
【解析】
【详解】A.实验室用浓氨水和生石灰制NH3,生石灰与水反应放热且吸水,促进NH3逸出;碱石灰(NaOH和CaO混合物)同样能吸水放热,可替代生石灰,A正确;
B.电石与水反应生成的乙炔中含H2S杂质,CuSO4溶液与H2S反应生成CuS沉淀,洗气瓶中气体长进短出可吸收杂质,B正确;
C.CH2Cl2和CCl4互溶,需蒸馏分离,冷凝水应下进上出,但蒸馏装置需温度计测定馏分温度(水银球在支管口),图③中温度计位置错误,C错误;
D.制备明矾晶体可通过饱和溶液中籽晶生长,图④中饱和明矾溶液、线和晶体符合结晶条件,D正确;
故选C。
3. 在指定条件下,下列物质的转化不能实现的是
A. B. (浓)
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.NaCl与过量CO2(g)无法直接反应生成NaHCO3,因碳酸酸性弱于盐酸,需氨存在才能实现(如侯氏制碱法),A符合题意;
B.浓HCl与氯酸钾(强氧化剂)加热条件下可发生氧化还原反应生成Cl2,B不合题意;
C.SOCl2与结晶水反应生成HCl,抑制MgCl2水解,加热MgCl2·6H2O可得到无水MgCl2,C不合题意;
D.HgO受热分解生成Hg和O2,反应可行,D不合题意;
故答案为:A。
4. 氮及其化合物的部分转化关系如图(转化条件已略去)。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 反应①每参加反应,消耗分子的数目为
B. 标准状况下,中,所含原子数一定为
C. 反应③中与足量反应生成的数目为
D. 反应④中6.4g Cu参加反应,转移电子的数目为之间
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应①为,每1ml NH3消耗ml O2,对应O2分子数为1.25NA,而非0.5NA,A错误;
B.46g NO2的物质的量为ml,每个NO2分子含3个原子,总原子数为3NA,即使存在部分二聚为N2O4,总原子数仍为3NA(因每分子N2O4含6个原子,相当于2个NO2的总原子数),B正确;
C.反应③为3NO2+H2O=2HNO3+NO,每3ml NO2生成2ml,故1ml NO₂生成NA个,C错误;
D.6.4g Cu的物质的量为0.1ml,Cu与HNO3反应生成Cu2+时,每ml Cu失去2ml e-,转移电子数固定为0.2NA,与硝酸浓度无关,D错误;
故答案为:B。
5. 以下实验设计能达到实验目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.先加BaCl2溶液可能引入Cl-,若溶液含Ag+会生成AgCl沉淀,干扰的检验,且未优先排除其他干扰离子,A错误;
B.电解CuCl2溶液生成Cu和Cl2,恢复原溶液需加入CuCl2固体,而非CuO,B错误;
C.向NaI溶液中滴入少量FeCl3溶液和苯,振荡、静置,上层溶液呈紫红色,说明Fe3+将I-氧化为I2,说明I-的还原性强于Fe2+,C正确;
D.丙烯醛含双键和醛基,溴水褪色可能由两者共同引起,无法单独证明醛基存在,D错误;
故答案为:C。
6. 的二聚体(结构如图甲)溶于生成(结构如图乙)。下列说法不正确的是
A. 基态Br原子价电子排布式为
B. 该溴化铝二聚体中含配位键
C. 基态原子的第一电离能:N>C>Al
D. 该配合物中含键
【答案】D
【解析】
【详解】A.Br为35号元素,位于第四周期第ⅦA族,价电子为最外层电子,排布式为4s24p5,A正确;
B.AlBr3二聚体中,Al原子缺电子(价层电子数为6),Br原子有孤对电子,桥连Br原子会提供孤对电子与Al形成配位键,B正确;
C.第一电离能:同周期N(2p3半满稳定)>C,同主族及周期数影响下C(第二周期)>Al(第三周期),顺序为N>C>Al,C正确;
D.配合物为[Al(CH3CN)2Br2]Br。阳离子中:2个CH3CN配体,每个配体含3个C-H σ键、1个C-C σ键、1个C≡N σ键、1个Al-N σ键,共6个σ键/配体,2个配体共12个;Al与2个Br-形成2个σ键。总σ键为12+2=14ml,D错误;
故选D。
7. 下列各组离子能大量共存,且加入相应试剂后发生反应离子方程式正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.I⁻与、能共存,H2O2氧化I⁻的离子方程式为,故A错误;
B.与[Al(OH)4]⁻反应的离子方程式为,故B错误;
C.Fe3+与H2S发生氧化还原反应生成S,反应的离子方程式为,故C错误;
D.、、能共存,酸性KMnO4氧化的离子方程式为,故D正确;
选D。
8. 一种成本低、稳定性好的全碱性多硫化物-空气液流二次电池工作时,原理如图所示。下列说法不正确的是
A. 连接负载时,电极A为负极
B. 连接负载时,负极区的电极反应式为
C. 连接电源时,电路中每通过个电子,生成的质量为
D. 膜a为阳离子交换膜,膜b为阴离子交换膜
【答案】C
【解析】
【分析】该电池为碱性多硫化物---空气液流二次电池,所以放电时通入空气的一极为正极,即电极B为正极,电极A为负极,充电时电极B为阳极,电极A为阴极。
【详解】A.连接负载时为放电过程,A电极失电子被氧化为,电极A为负极,故A正确;
B.放电时负极失电子发生氧化反应,电极反应式为,故B正确;
C.连接电源时为电解池,阳极OH-放电生成氧气,反应消耗OH-,故C错误;
D.放电时Na+向正极移动,需通过膜a;OH-向负极移动,需通过膜b,以实现电荷平衡,所以膜a为阳离子交换膜、膜b为阴离子交换膜,故D正确;
选C。
9. 丙烯和溴化氢在通常情况下发生加成反应主要得到2-溴丙烷,其机理如图所示:
下列说法错误的是
A. 上述反应中,第一步为反应的决速步骤
B. 碳正离子中间体的稳定性:
C. 丙烯与加成时主要产物为
D. 与加成的主要产物为
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应机理中第一步为慢反应,多步反应中速率最慢的步骤为决速步骤,A正确;
B.第一步慢反应得到的碳正离子是而不是,说明二者的稳定性,B正确;
C.丙烯与HI加成时也遵循该机理,即生成的产物主要为2-碘丙烷(),C正确;
D.根据题干信息,烯烃与HBr反应第一步是氢离子结合有一定负电性的碳原子,由于-CF3为强吸电子基团,的电荷分布为,其与HBr加成的主要产物应为BrCH2CH2CF3,D错误;
故答案选D
10. 难溶于水和乙醇,在潮湿空气中易被氧化。以碱性蚀刻废液中的为原料制备的部分流程如图所示。下列说法不正确的是
A. 中为配原子
B. “酸溶”时不用稀硝酸的主要原因是稀硝酸也具有强氧化性,会将亚硫酸根氧化
C. “还原”后溶液的pH增大
D. “洗涤”时先用水再用乙醇会降低产品的纯度
【答案】C
【解析】
【分析】由题给流程可知,经多步转化得到CuO,向CuO中加入稍过量的稀硫酸酸溶,再向反应得到的CuSO4溶液中加入NaCl和Na2SO3固体,将CuSO4转化为CuCl沉淀,反应的离子方程式为,过滤、用乙醇洗涤得到CuCl。
【详解】A.[Cu(NH3)4]Cl2为配合物,中心离子为Cu2+,配体为NH3,NH3中N原子提供孤电子对与Cu2+形成配位键,故N为配原子,A正确;
B.“酸溶”目的是溶解CuO生成Cu2+,后续“还原”需用Na2SO3将Cu2+还原为Cu+;稀硝酸具有强氧化性,会将氧化为,导致还原剂失效,无法还原Cu2+,故不用稀硝酸,B正确;
C. “还原”时,还原Cu2+的反应为,反应生成H+,溶液酸性增强,pH减小,C错误;
D.CuCl在潮湿空气中易被氧化,若先用水洗,沉淀表面残留水会导致CuCl氧化变质从而降低产品纯度,D正确;
故答案选C。
11. 我国科学家开发出具有优异物理性能的新一代可循环聚酯塑料,其合成路线如图所示。
下列说法不正确的是
A. 的反应属于取代反应,中的官能团提高了的活泼性
B. 25℃时,聚合为P,150℃时水解为
C. X、Y中不对称碳原子数为0
D. 调控烃基链的长度可影响聚酯塑料的物理性能
【答案】B
【解析】
【详解】A.X→Y的反应中,X的α-H被R取代,属于取代反应;X含酯基(吸电子基团),可降低α-H电子云密度,提高其活泼性,A正确;
B.由合成路线图可知,Y在25℃催化剂作用下聚合成P,P在150℃催化剂作用下先水解为,再发生酯化反应生成Y,B错误;
C.X、Y结构中不存在手性碳原子,即X、Y中不对称碳原子数为0,C正确;
D.调控烃基链(R)长度可改变聚酯塑料的相对分子质量,影响分子间作用力等,从而调控聚酯塑料的物理性能(如柔韧性、硬度等),D正确;
故答案选B。
12. 已知如图甲为金属钠的晶胞,其晶胞截面如图乙所示,将原子位置的坐标表示为晶胞棱长的分数。图丙为晶胞的截面,已知属于立方晶体,晶胞参数为。设表示阿伏加德罗常数的值,下列关于晶胞的描述错误的是
A. 该晶体中的配位数为8
B. 该晶胞中正四面体空隙填充率为100%
C. 该晶胞中与紧邻的有12个
D. 该晶体的密度为
【答案】A
【解析】
【详解】A.Li2S为反萤石结构,S2-作面心立方堆积,Li+填充四面体空隙。四面体空隙中阳离子配位数为4(周围4个S2-),A错误;
B.面心立方晶胞有8个四面体空隙,反萤石结构中Li+填充全部8个四面体空隙,填充率100%,B正确;
C.S2-采用面心立方堆积,面心立方结构中每个原子紧邻的原子数为12,C正确;
D.晶胞中S2-有4个(8×1/8+6×1/2=4),Li+有8个(填充8个四面体空隙),质量为(8×7+4×32)/NA=184/NA g,体积为(d×10-10cm)3=d3×10-30 cm3,密度=184/(d3NA)×1030g/cm3,D正确;
故选A。
13. 利用管状透氧膜反应器实现乙醇-水重整制氢,具有无需额外热源、氧气可协助消除积碳等优点。其主要反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
一定温度下,将一定比例的、、Ar气体通过装有催化剂的管状透氧膜反应器。经计算机仿真模拟,控制,平衡时氢醇比随水醇比、膜管长度的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 随着水醇比增大,的转化率也在升高
B. 水醇比为0时,管长度超过后氢醇比下降的原因可能为被氧气还原
C. 水醇比为1、管长度为,若、转化率为100%且,则管状透氧膜透过氧气0.3 ml
D. 实际生产中,管长度越短,氢气产率越高
【答案】C
【解析】
【详解】A.水醇比增大即H2O投料增多,虽消耗H2O增多,但H2O的总量增大更多,转化率反而下降,A错误;
B.水醇比为0时无H2O,主要发生反应Ⅱ生成H2,管长度超过10 cm后氢醇比下降,可能是生成的H2被O2氧化而消耗,导致H2含量减少,B错误;
C.,水醇比为1,则,由图可知,平衡时氢醇比为3.6,即生成的,根据H守恒,平衡时;,根据C守恒,、,根据O守恒,管状透氧膜透过氧气,C正确;
D.膜管长度太短,管内催化剂较少,且气体通过的时间较短,不足以使反应到达平衡状态,则氢气产率会下降,D错误;
14. 弱酸在有机相和水相中存在平衡:,平衡常数为。时,向环己烷溶液中加入水进行萃取,用或调节水溶液。测得水溶液中、环己烷中的浓度与水相萃取率随的变化关系如图。
已知:①在环己烷中不电离;②忽略体积变化;③下列计算均为。下列说法不正确的是
A.
B. 水相中:
C. 当时,体系中
D. 若加水体积为,则交点N向右移动
【答案】D
【解析】
【分析】为方便分析,给曲线进行命名,如图:
环己烷中的浓度与水相萃取率可知,可知曲线a应为,b为水相萃取率,水溶液中的HA-会随着pH的增大先增大后减小,曲线d为水溶液中的HA-,而A2-来源于HA-的电离,由图可知,pH=2时,HA-浓度为0,即此时A2-为0,因此曲线f为水溶液中的A2-,即c为水溶液中H2A的浓度,综上:a为、b为水相萃取率、c为水溶液中H2A的浓度、d为水溶液中的HA-、f为水溶液中的A2-,c、d交点的pH为4,即H2A的,d、f交点的pH为7,即。
【详解】A.当pH很低时,水相中H2A几乎不电离,此时,由,当pH=2时,α=20%,则[c环己烷(H2A)]=0.08ml/L,水相中[H2A(aq)]=0.1-0.08=0.02ml/L,,A正确;
B.水相中:,此反应的,B正确;
C.当时,根据图像以及上述分析可知,体系中,C正确;
D.由A选项,可知,又因为,可得,当时,,pH=4.6,若加水体积为2VmL,对交点N的横坐标无影响,即交点N不移动,D错误;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 用软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3工艺流程如图:
已知:一定浓度下,25℃时相关物质沉淀的pH值见下表。
回答下列问题:
(1)基态Mn核外有______个未成对电子,Mn元素位于元素周期表的______区。
(2)“反应”前软锰矿粉碎成“矿粉”的目的是______。MnO2与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为______。
(3)“压滤”是利用一种特殊的过滤介质,对对象施加一定的压力,使得液体渗析出来的一种分离固、液的方法。“压滤”相较于过滤的优点是______。
(4)“碳化”的条件一般控制在45℃左右的原因是______。
(5)“净化”时需先加入的试剂X最适宜的是______(填序号)
A.氯气 B.双氧水 C.浓硝酸 D.浓硫酸
“净化”环节使用氨水调溶液的pH值的合理范围为______。
(6)用100吨含锰55%的软锰矿制备高纯MnCO3,“反应”环节中MnO2转化率为(除MnO2外,其他物质中不含Mn元素),其他环节Mn元素共计损失20%,则能生产高纯MnCO3质量为______。
(7)通过Zn2+在MnO晶体(正极)中嵌入和脱嵌,实现电极材料充放电,原理如图所示。Ⅰ为MnO活化过程,请写出过程Ⅱ的电极反应式:______。
【答案】(1) ①. 5 ②. d
(2) ①. 增大接触面积,提高反应速率,充分反应 ②.
(3)过滤速率更快/滤液与滤渣分离更充分(分离效果更好)/滤饼(滤渣)更干燥(答一点即可,其他合理答案也可)
(4)温度过低,反应速率较慢,产率较低;温度过高,碳酸氢铵易分解,原料利用率低/适当加热能加快反应速率,但温度过高碳酸氢铵易分解
(5) ①. B ②.
(6)73.6吨 (7)
【解析】
【分析】软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe3O4、Al2O3)矿粉中加入BaS溶液,生成Ba(OH)2、S、MnO等,Fe3O4、Al2O3不发生反应;过滤后,将滤液蒸发,此时Ba(OH)2结晶析出,过滤后、干燥,得到氢氧化钡固体。滤渣中含有MnO、Fe3O4、Al2O3、S,加入硫酸进行酸解,此时发生反应,生成Mn2+、Fe2+、Al3+、Fe3+,过滤出硫黄,将滤液中加入试剂X、氨水,此时Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,压滤后分离出废渣[Fe(OH)3、Al(OH)3],滤液中含有Mn2+,加入碳酸氢铵进行碳化,此时Mn2+转化为MnCO3沉淀,过滤、洗涤、干燥,制备高纯MnCO3。
【小问1详解】
基态Mn的价电子排布式为3d54s2,3d能级中,5个电子各占据1个轨道,则核外有5个未成对电子,Mn元素位于元素周期表的d区。
【小问2详解】
为了加快反应速率,充分利用原料,“反应”前软锰矿粉碎成“矿粉”,目的是:增大接触面积,提高反应速率,充分反应。MnO2与BaS溶液反应转化为MnO,同时生成S、Ba(OH)2,依据得失电子守恒和原子守恒,可得出发生的化学方程式为。
【小问3详解】
“压滤”时,对对象施加一定的压力,则相较于过滤的优点是:过滤速率更快/滤液与滤渣分离更充分(分离效果更好)/滤饼(滤渣)更干燥(答一点即可,其他合理答案也可)。
小问4详解】
碳酸氢铵热稳定性差,受热易分解,“碳化”的条件一般控制在45℃左右,原因是:温度过低,反应速率较慢,产率较低;温度过高,碳酸氢铵易分解,原料利用率低/适当加热能加快反应速率,但温度过高碳酸氢铵易分解。
【小问5详解】
“净化”时,将Fe2+、Fe3+、Al3+转化为氢氧化物沉淀,而Fe2+沉淀的pH较大,此时会引起Mn2+产生沉淀,所以需将Fe2+氧化为Fe3+,氯气、浓硝酸、浓硫酸都能将Fe2+氧化为Fe3+,但本身有毒,或有腐蚀性,或反应产物会污染环境,而双氧水被还原的产物为水,所以需先加入的试剂X最适宜的是双氧水,故选B。
“净化”环节使用氨水调溶液的pH值时,应使Fe3+、Al3+全部转化为沉淀,但Mn2+不能生成沉淀,则合理范围为。
【小问6详解】
用100吨含锰55%的软锰矿制备高纯MnCO3,“反应”环节中MnO2转化率为(除MnO2外,其他物质中不含Mn元素),其他环节Mn元素共计损失20%,此时可建立关系式:Mn——MnCO3,则能生产高纯MnCO3质量为吨≈73.6吨。
【小问7详解】
过程Ⅱ中,,则得到2x个电子后,与xZn2+结合,生成,电极反应式:。
【点睛】除去溶液中的Fe2+杂质时,通常将其氧化为Fe3+,然后调节溶液的pH除去。
16. 钛在医疗领域、航空航天材料方面的使用非常广泛。某小组利用如图所示装置在实验室制备并收集TiO2,并用TiCl4制备纳米TiO2 (夹持装置略去)。
【实验一】制备无水TiCl4
已知:①TiCl4高温时能与O2反应,遇水极易水解;
②瓷舟中物质反应后除生成TiCl4、FeCl3外,还生成一种有毒氧化物气体和少量副产物CCl4;
③相关物质的部分物理性质如表:
(1)洗气瓶A中的试剂名称为______。
(2)管式炉加热至900℃,瓷舟中主要发生的化学反应方程式为______。
(3)实验过程中需要先后通入N2两次,反应结束时通入N2的作用是______。装置单元X的作用为______。
(4)为除去产物中的FeCl3,控温箱的温度T应控制的范围是______。欲分离锥形瓶中的液态混合物,所采用的操作名称是______。
【实验二】用TiCl4制备纳米xTiO2·yH2O
(5)可由TiCl4直接水解产生xTiO2·yH2O,再经焙烧得TiO2。请写出TiCl4直接水解产生xTiO2·yH2O的化学方程式:______。
(6)实验室可用电位滴定法测定纳米xTiO2·yH2O组成,方法如下(实验装置如图):
取样品纳米xTiO2·yH2O6.94g加稀硫酸充分溶解后加足量Al得到Ti3+,过滤并洗涤后,将所得滤液和洗涤液合并配成500 mL待测液。取待测液50.00mL于烧杯中,进行电位滴定。用0.2000 ml/L的NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定,将Ti3+氧化为TiO2+时,溶液中Ti3+浓度不断变化,指示电极的电位发生相应变化,根据测量工作电池电动势的变化就可确定滴定终点。
用标准溶液滴定时,三次滴定消耗标准溶液的体积如表格所示。通过计算,该样品的组成为______。
【答案】(1)浓硫酸 (2)2FeTiO3+7Cl2+6C2TiCl4+2FeCl3+6CO
(3) ①. 排除装置中的氯气,方便后面拆卸仪器(将TiCl4全部赶入后续装置,便于收集和处理等) ②. 吸收装置中产生的CO,防止污染环境
(4) ①. 136.4℃<T<306℃ ②. 蒸馏
(5)
(6)8TiO2·3H2O
【解析】
【分析】反应前通入N2,排除装置内原有的空气,随后通入Cl2,经过浓硫酸干燥后,Cl2进入瓷舟与FeTiO3、C反应,根据题干可知,反应除了生成TiCl4、FeCl3外,同时生成一种有毒氧化物气体和少量的副产物CCl4,则该氧化物为CO,该反应的化学方程式为2FeTiO3+7Cl2+6C2TiCl4+2FeCl3+6CO; TiCl4、FeCl3、CO均会进入控温箱,根据FeCl3和TiCl4的沸点可知:控温箱控制温度在136.4℃ ~306℃,可冷凝FeCl3且保证TiCl4为气态,从而除去TiCl4中混有的FeCl3,最后TiCl4经冷凝收集在锥形瓶中,碱石灰用于吸收多余的Cl2,因反应生成的CO尚未处理,故装置单元X作用为吸收CO,防止其污染环境。
【小问1详解】
根据题干信息可作:产品TiCl4易水解,需要对原料气体进行干燥,洗气瓶A中的试剂为浓硫酸,其作用是干燥通入的气体Cl2、N2﹔
【小问2详解】
Cl2进入瓷舟与FeTiO3、C在900℃条件下发生反应,除了生成TiCl4、FeCl3外,同时生成一种有毒氧化物气体和少量的副产物CCl4,则该氧化物为CO,该反应的化学方程式为2FeTiO3+7Cl2+6C2TiCl4+2FeCl3+6CO;
【小问3详解】
实验过程中需要先后通入N2两次,第二次通入N2作用是排除装置中的氯气,将TiCl4全部赶入后续装置,便于收集和处理,方便后面拆卸仪器;
反应产生的CO是大气污染物,不能直接排放,应该先进行尾气处理再进行排放,因此装置单元X的作用为吸收装置中产生的CO,防止污染环境;
【小问4详解】
反应产生的 FeCl3和TiCl4的混合气体进入控温箱,根据TiCl4的沸点是136.4℃,FeCl3的熔点为306℃,将控温箱温度控制在136.4℃~306℃,可冷凝产品FeCl3且保证TiCl4为气态,从而除去TiCl4中混有的FeCl3;
根据题意可知反应生成物中有副产物CCl4,CCl4的沸点为76.8℃,在反应锥形瓶中除TiCl4外还含有少量CCl4,由于二者是沸点不同的互溶的液体混合物,可用蒸馏的方法进行分离;
【小问5详解】
TiCl4直接水解产生xTiO2·yH2O,xTiO2·yH2O经焙烧得到TiO2,TiCl4直接水解产生xTiO2·yH2O的化学方程式为:;
【小问6详解】
纳米xTiO2·yH2O用6.94g加稀硫酸充分溶解后加入Al,Al可以将Ti4+还原为Ti3+,自身被氧化为Al3+。然后用NH4Fe(SO4)2溶液氧化Ti3+为TiO2+,根据得失电子守恒,Fe3+与Ti3+消耗的物质的量之比为l:l。每次待测溶液体积是50.00 mL,三次实验反应消耗NH4Fe(SO4)2标准溶液的体积分别是39.90 mL、18.20 mL、40.10 mL,可见第二次实验数据偏差较大,应该舍弃,平均消耗标准溶液体积V=。现消耗Fe3+的物质的量n(Fe3+)=0.2000 ml/L×0.04000 L=0.008000 ml,则25.00 mL待测溶液中含有Ti3+的物质的量为0.008000ml,根据Ti守恒,可知6.94 g样品中TiO2的物质的量为n(TiO2)=0.00800 mL×=0.08000 ml,则其中TiO2的质量m(TiO2)=0.08000 ml×80 g/ml=6.400 g,剩余的6.94g-6.4000g=0.54g为H2O的质量,H2O的物质的量为n(H2O)=,n(TiO2):n(H2O)=0.08 ml:0.03 ml=8:3,则该样品的组成为8TiO2·3H2O。
17. 油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢,需要回收处理并加以利用。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
则反应③的______;的空间构型为______形;下列叙述能说明反应③达到平衡状态的是______(填序号)。
A.断裂键的同时断裂键
B.恒容条件下,体系压强不再变化
C.恒容条件下,气体的密度不再变化
D.
(2)在不同温度、反应压强为100kPa、进料H2S的物质的量分数为0.1%~20%(其余为N2)的条件下,对于反应①,H2S分解平衡转化率的结果如图所示。则T1、T2和T3由大到小的顺序为______;H2S的物质的量分数越大,H2S分解平衡转化率越小的原因是______。
(3)反应①和反应③的随温度的影响如图所示,已知(为常数,为温度,为平衡常数),在1000℃、反应条件下,将的混合气进行反应,达到平衡时约为,微乎其微,其原因是______。
(4)在1000℃、100 kPa反应条件下,将的混合气进行反应③,达到平衡时,CS2分压与H2S的分压相同,则反应③的Kp=______。
(5)25℃时向100mL 5.0ml/L的NaOH溶液中通入H2S气体,含硫微粒在不同pH溶液中的分布系数如图所示:
25℃时,PbS的。工业生产中常联合处理含H2S废气和含Pb2+的废水,欲发生反应。计算该反应的平衡常数______。
【答案】(1) ①. +261 ②. 直线 ③. ABD
(2) ①. T1>T2>T3 ②. 此反应的正向分子数增加,恒压条件下,H2S的物质的量分数增大,相当于增大反应体系压强,化学平衡逆向移动,故H2S的转化率降低
(3)在1000℃,反应①,反应趋势小,反应③,反应趋势大,占主导
(4)
(5)
【解析】
【小问1详解】
由题干已知反应① ,反应② ,则反应①-反应②即可得到反应③,根据盖斯定律可知=+180kJ/ml-(-81kJ/ml)=+261kJ/ml,CS2的中心原子C原子周围的价层电子对数为:2+=2,根据价层电子对互斥理论可知,其空间构型为直线形,结合反应③进行分析:
A.已知化学平衡的本质特征是正、逆反应速率相等,断裂2mlC-H键表示正反应速率的同时断裂1mlC=S键表示逆反应速率,根据方程式系数可知,正逆反应速率真正相等,反应达到化学平衡,A符合题意;
B.反应③前后气体的系数和发生改变,即恒容条件下,体系的压强一直改变,则体系压强不再变化,说明反应达到化学平衡,B符合题意;
C.反应③前后气体的总质量保持不变,即恒容条件下,气体的密度一直不变,则气体的密度不再变化不能说明反应达到化学平衡,C不合题意;
D.已知化学平衡的本质特征是正、逆反应速率相等,结合反应速率之比等于化学计量系数之比可知,,故有化学平衡时,,D符合题意;
故答案为:+261;直线;ABD;
【小问2详解】
由题干可知,反应①,,则H2S摩尔分数相同时,升高温度,平衡正向移动,H2S的分解平衡转化率增大,结合题干图像可知, T1、T2和T3由大到小的顺序为T1>T2>T3,此反应为气体分子数增大的反应,在恒定总压下,H₂S的物质的量分数越大,其分压越高,会抑制反应正向进行,导致H₂S的转化率降低,故答案为:T1>T2>T3;此反应的正向分子数增加,在恒定总压下,H₂S的物质的量分数越大,其分压越高,会抑制反应正向进行,导致H₂S的转化率降低;
【小问3详解】
由题干图像信息可知,在1000℃,反应①G>0,不易自发,反应③G<0,容易自发,故反应自发趋势①<③,根据G=-RTlnK可知G越大,反应平衡常数K越小,反应趋势越小,在1000℃,反应①G>0,反应趋势小,反应③G<0,反应趋势大,占主导,
故答案为:在1000℃,反应①G>0,反应趋势小,反应③G<0,反应趋势大,占主导;
【小问4详解】
将n(H2S):n(CH4):n(N2)=3:3:2的混合气进行反应,设n(H2S)=3ml,设转化物质的量为xml,n(CH4)=3ml,n(N2)=2ml,结合三段式列式得到,,在1000℃、100kPa反应条件下,CS2分压与H2S的分压相同 3-2x=x,x=1,平衡后气体的总物质的量为2ml+1ml+1ml+4ml+2ml=10ml,p(CH4)=×100kPa=20kPa,p(H2S)=p(CS2)=×100kPa=10kPa,p(H2)=×100kPa=40kPa,则反应③的Kp===1.28×104(kPa)2,故答案为:1.28×104;
【小问5详解】
H2S溶液中随着溶液pH的增大即OH-浓度的增大,H2S的分布系数逐渐减小,HS-的分布系数先逐渐增大,而后又逐渐减小,S2-的分布系数逐渐增大,结合题干图像可知,点(6.9,0.5)说明H2S、HS-浓度相等,溶液pH=6.9,故Ka1(H2S)==10-6.9,同理可知Ka2(H2S)=10-14.1,反应K=====107,故答案为:107。
18. 某研究小组以A和乙烯为原料,按如图所示路线合成用于治疗冠心病及高血压药物尼群地平。
已知:①两个—OH连在同一个碳上不稳定,会自动脱水;
②2+ROH;
③R1CHO+
请回答:
(1)物质A的名称是______,物质H中官能团的名称是______。
(2)反应Ⅲ的反应类型是______。
(3)请写出物质C发生银镜反应的离子方程式:______。
(4)物质E的结构简式为______。
(5)已知化合物X的相对分子质量比D大14,且含相同官能团,则X可能的结构有______种。X可能的结构中写出核磁共振氢谱的同分异构体______。
(6)补充下列由G合成的合成路线图______ (如图所示,不需要额外合成乙醇钠)。
CH2=CH2CH3CH2OH。
【答案】(1) ①. 甲苯 ②. 羰基、酯基
(2)取代反应 (3)+2[Ag(NH3)2]++2OH-+
(4) (5) ①. 17 ②.
(6)
【解析】
【分析】从图中看出物质A经过转化变成D,可以推出物质A为甲苯 ,转化为B为 ,转化为C为,经过硝化变成,物质H和物质D,根据已知信息③可以写出物质E的结构式;
【小问1详解】
根据上面的分析可知物质A为甲苯,根据图中的H的结构简式可以看出含有的官能团由羰基和酯基;
【小问2详解】
根据以上分析可知C为,经过反应Ⅲ上了硝基,变成,可知反应Ⅲ为取代反应;
【小问3详解】
C为,官能团为醛基,发生银镜反应的离子方程式:+2[Ag(NH3)2]++2OH-+
【小问4详解】
根据分析可知物质E的结构简式为;
【小问5详解】
已知化合物X的相对分子质量比D大14,且含相同官能团,说明多一个-CH2,如果-CH2在苯环上三个不同的基团在苯环上有十种,若-CH2直接和醛基相连,取代基为 -CH2CHO和-NO2,有邻间对三种结构,如果取代基为-CHO、-CH2NO2,有邻间对三种结构,当取代基为-CH(NO2)CHO,则有一种结构,加起来总共是17种;若X可能的结构中写出核磁共振氢谱的同分异构体,可以推测官能团应该处于对位,可以写出满足条件的 ;
【小问6详解】
分析可知如下,乙烯和水进行加成变成乙醇,乙醇经过氧化变成乙酸,乙酸和乙醇经过酯化反应生成乙酸乙酯,根据题中给出的已知信息②,在乙醇钠的作用下生成,故路线为。选项
实验目的
实验设计
A
检验某溶液中一定含有
取少量该溶液于试管中,先加BaCl2溶液,再加盐酸酸化,产生白色沉淀
B
用惰性电极电解足量氯化铜溶液,欲使反应后的溶液恢复原状
加入CuO固体
C
证明I-的还原性强于Fe2+
向NaI溶液中滴入少量FeCl3溶液和苯,振荡、静置,上层溶液呈紫红色
D
检验丙烯醛CH2=CHCHO中的醛基
取少量丙烯醛于试管中,加入溴水,若溴水褪色,则证明有醛基
选项
离子组
加入试剂
加入试剂后发生的离子反应
A
、、
溶液
B
、
溶液
C
、
气体
D
、、
酸性溶液
pH
开始沉淀
7.5
2.3
4.0
7.8
完全沉淀
9.7
4.1
5.2
10.4
熔点/℃
沸点/℃
水溶性
TiCl4
-23.2
136.4
极易水解生成白色沉淀,能溶于CCl4等有机溶剂
FeCl3
306
315
易水解生成红褐色沉淀
CCl4
-23
76.8
难溶于水
滴定次数
待测溶液体积/mL
标准酸溶液体积
滴定前的刻度/mL
滴定后的刻度/mL
第一次
50.00
0.00
39.90
第二次
50.00
2.00
20.20
第三次
50.00
1.00
41.10
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