湖南省郴州市2021年高考化学3月模拟试卷及答案
展开1.生产、生活中蕴含了丰富的化学知识,下列有关说法正确的是( )
A. 氮氧化物的大量排放,会导致光化学烟雾、酸雨和温室效应等环境问题
B. 500米口径球面射电望远镜被誉为“中国天眼”,其“眼眶”是钢铁结成的圈梁,属于新型纯金属材料
C. 抗新冠疫情过程中,公共场所常用“84消毒液”消毒处理,该物质的有效成分是次氯酸钙
D. 水煤气合成甲醇等含氧有机物及液态烃的过程属于煤的液化,实现了煤的综合利用
2.下列有关化学用语表示正确的是( )
A. 次氯酸的结构式: B. 的电子式:
C. 分子的比例模型 D. 乙醇的分子式:
3.某有机物分子结构简式如图,下列有关说法错误的是( )
A. 1ml 该物质可与7 ml H2发生加成反应 B. 结构中含氧官能团有3种(不考虑醇与酚的区别)
C. 分子中能与NaHCO3反应的官能团只有-COOH D. 能够使酸性高锰酸钾溶液褪色
4.下列关于物质的制备、生产的说法正确的是( )
A. 工业制取金属铝:电解熔融Al2O3 B. 实验室制取NH3:可用无水CaCl2干燥
C. 用镁粉和空气反应制备Mg3N2 D. NaI溶液与浓H2SO4混合制备HI
5.为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A. 溶液中含有 个 分子
B. 标准状况下, 臭氧所含质子数为
C. 与 在密闭容器中充分反应后,容器中含有的氧原子数为
D. 标准状况下, 中含有的 键数为
6.下列有关实验装置和原理能达到实验目的的是( )
A. A
B. B
C. C
D. D
7.科学家合成一种化合物是很多表面涂层的重要成分,其结构如图所示,其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,只有X、Y在同一周期。下列说法正确的是( )
A. X的氢化物均为气体
B. 原子半径:X
D. ZY2 作为一种高效安全绿色杀菌剂,在自来水消毒等方面应用广泛
8.下列离子方程式书写正确的是( )
A. 通入 除去废水中的 等重金属离子:
B. 向 溶液中滴入足量 溶液:
C. 饱和碳酸钠溶液中通入足量的二氧化碳:
D. 工业上用石灰乳制取漂白粉:
9.目前认为乙烯在酸催化下水合制乙醇的反应机理及能量与反应进程的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A. 第①步反应的中间体比第②步反应的中间体稳定
B. 总反应速率由第①步反应决定
C. 第③步反应原子利用率为100% D. 总反应为吸热反应
10.将浓盐酸滴入 溶液中,产生黄绿色气体,溶液的紫红色褪去,向反应后的溶液中加入 ,溶液又变为紫红色, 反应后变为无色的 。下列说法错误的是( )
A. 滴加盐酸时, 是氧化剂, 是氧化产物
B. 此实验条件下,还原性:
C. 若有 参加了反应,则整个过程转移电子为
D. 已知 为第 族元素,上述实验说明 具有较强的非金属性
11.实验室分离 和 的流程如图:
已知 在浓盐酸中生成黄色配离子 ,该配离子在乙醚( ,沸点 )中生成缔合物 。下列说法错误的是( )
A. 酸化后,铁元素在溶液中主要以 形式存在
B. 萃取分液时,有机层从分液漏斗上口倒出
C. 反萃取后,铁元素在溶液中主要以 形式存在
D. 蒸馏时,用酒精灯直接加热蒸馏烧瓶以加快蒸馏速度
二、多选题
12.下列实验对应的现象及结论均符合题意且两者具有因果关系的是( )
A. A B. B C. C D. D
13.2019年诺贝尔化学奖颁给了为锂离子电池发展作出突出贡献的三位科学家,他们创造了一个可充电的世界。 型固态电解质被认为是锂电池最佳性能固态电解质。某 型可充电锂电池放电时工作原理如图所示,下列说法正确的是( )
(电池总反应为: )
A. 放电时,b极为负极
B. 充电时,固态电解质中 移向a极
C. 放电时,a极反应
D. 充电时,若转移 电子,b极质量减少
14.常温下,已知Ka1(H2CO3)=4.3×10-7 , Ka2(H2CO3)=5.6×10-11。某二元酸H2R及其钠盐的溶液中,H2R、HR-、R2-三者的物质的量分数随溶液pH变化关系如图所示,下列叙述正确的是( )
A. H2R的二级电离常数Ka2的数量级为10-5
B. 在pH=4的溶液中:3c(R2-)
三、综合题
15.2020年初,突如其来的新型冠状肺炎在全世界肆虐,依据研究,含氯消毒剂可以有效灭活新冠病毒,为阻断疫情做出了巨大贡献。二氧化氯 就是其中一种高效消毒灭菌剂。氯酸钠还原法是目前使用较为广泛的 制备方法,其中一种是用 与 在催化剂、 时,发生反应得到 ,下图装置(夹持装置略)对其制备、吸收、释放进行了研究。
已知:① 的浓度较大时易分解爆炸,一般用 或空气稀释到 以下,实验室也常用稳定剂吸收 ,生成 ,使用时加酸只释放出 一种气体;
② 与 反应的离子方程式为: ;
③有关物质沸点如下表:
请回答:
(1)仪器d的名称是________,仪器b的作用是________。
(2)反应中甲醇被氧化为甲酸,写出制备 的化学方程式________。
(3)在 释放实验中,发生的离子反应方程式是________。
(4)根据反应条件判断制备装置甲中需改进的一项措施是________。
(5)吸收 尾气,生成物质的量为 的两种阴离子,一种为 ,则另一种为________。
(6)自来水厂用碘量法检测水中 的浓度,其实验操作如下:取 的水样,加入足量的碘化钾,再用氢氧化钠溶液调至中性,并加入淀粉溶液。再用 标准溶液滴定碘单质 ,达到滴定终点时用去 标准溶液,测得该水样中 的含量为________ (保留一位小数)。
16.钼酸钠晶体 常用于配制金属缓蚀剂。图为利用钼精矿(主要成分是 ,含少量 等)为原料生产钼酸钠晶体的工艺流程图。回答下列问题:
(1)为了提高焙烧效率,除增大空气量外还可以采用的措施是________(写一条即可),写出焙烧时生成 的化学方程式________。
(2)“浸取”时产生的气体A是________。
(3)若“过滤”前加入的沉淀剂为 ,则废渣的成分为________(填化学式)。
(4)“结晶”前需向滤液中加入 固体以除去 。若滤液中 , ,要使钼元素无损失, 的最大去除率是________[已知: , ]。
(5)重结晶得到的母液可以在下次重结晶时重复使用,但达到一定次数后必须净化处理,原因是________。
(6)钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下,碳素钢在缓蚀剂中的腐蚀速率实验结果如图所示。要使碳素钢的缓蚀效果最好,缓蚀剂中钼酸钠(摩尔质量为M)的物质的量浓度为________ 。
17.氮及其化合物在工农业生产和生命活动中起着重要的作用,但同时又是环境污染的主要物质,研究其转化规律一直是科学家们的热点问题。回答下列问题:
(1)已知氮氧化物转化过程中的能量变化如图(图中表示生成2mlNO2的能量变化)。1mlNO氧化为NO2的焓变∆H________kJ/ml。
(2)一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入0.40mlN2O4 , 发生反应N2O4(g)⇌2NO2(g)∆H=+Q kJ/ml,一段时间后达到平衡,测得数据如下:
① 内, ________。
②达平衡时,反应体系吸收的热量为________ (用Q表示)。
③该温度下反应2NO2(g)⇌N2O4(g)的化学平衡常数K=________。
(3)近年来,地下水中的氮污染已成为一个世界性的环境问题。在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用下,密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮( ),其工作原理如图所示。
①Ir表面发生反应的方程式为________。
②若导电基体上的Pt颗粒增多,造成的结果是________。
18.在庆祝中华人民共和国成立70周年的阅兵仪式上,最后亮相的 洲际战略导弹是我国大国地位、国防实力的显著标志。其制作材料中包含了 等多种元素。请回答:
(1)基态铁原子的价电子排布式为________, 的熔点为 ,沸点为 , 的晶体类型是________。
(2)氧化亚铁晶体的晶胞如图所示。已知:氧化亚铁晶体的密度为 代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中,与 紧邻且等距离的 数目为________; 与 最短核间距为________ 。
(3)硫酸镍溶于氨水形成 蓝色溶液。
① 中阴离子的立体构型是________;
②在 中 与 之间形成的化学键称为________,提供孤电子对的成键原子是________。
(4)无水 和氨分子作用能形成某种配合物,该配合物的组成相当于 。已知:若加入 溶液,能从该配合物的水溶液中将所有的氯沉淀为AgCl;若加入 溶液并加热,无刺激性气体产生。请从配合物的形式推算出它的内界和外界,写出该配合物的结构式________, 该配合物中含有σ键的数目为________。
19.化合物G( )是一种新型化工原料,其合成路线图如下:
已知:①A的最简式为 ,分子中有两种氢原子且数目比为2:3;②苯环上的烃基可被酸性 溶液氧化为 。
(1).①的反应类型是 , E的名称是 。
(2).C的中官能团的名称是 , F的结构简式为 。
(3).写出C→D的反应方程式 。
(4).F有多种同分异构体,其中符合下列条件的同分异构体共有 种。
①遇氯化铁溶液发生显色反应 ②能发生水解反应、银镜反应
(5).以乙烯和A为原料(无机试剂任选),用尽量短的合成路线设计制备 。写出合成路线图 。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 D
【解析】【解答】A.氮氧化物的大量排放会导致光化学烟雾和酸雨,温室效应主要是由CO2引起的,A不符合题意;
B.“眼眶”是钢铁结成的圈梁,钢铁中含有C元素,是合金,不是新型纯金属材料,B不符合题意;
C.“84消毒液”是一种以次氯酸钠为主要成分的含氯消毒剂,主要用于物体表面和环境等的消毒,C不符合题意;
D.煤的液化是指从煤中产生液体燃料的一系列方法的统称,故水煤气合成甲醇等含氧有机物及液态烃的过程属于煤的液化,实现了煤的综合利用,D符合题意;
故答案为:
【分析】A.温室效应主要是由CO2引起;
B.钢铁是合金;
C.84消毒液的有效成分为NaClO;
D.煤的液化是指从煤中产生液体燃料的一系列方法的统称;
2.【答案】 B
【解析】【解答】A.次氯酸分子中含有1个 键和1个 键,其正确的结构式为: ,A不符合题意;
B.过氧化钙中过氧根中存在共价键,B符合题意;
C.二氧化碳中间为碳原子,其原子半径大于氧原子半径,C不符合题意;
D.乙醇的结构简式为 ,分子式为 ,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】 A.次氯酸中O原子分别与H原子和C原子形成共价键;
B.CaO2由钙离子和过氧根离子构成;
C.CO2中C原子半径大于O原子半径;
D.表示物质元素组成的式子为分子式。
3.【答案】 A
【解析】【解答】A.分子中能与H2加成的只有有苯环(每个苯环可加成3个H2),该物质中有2个苯环,1ml该物质可以与6mlH2发生加成反应,A符合题意;
B.该物质的官能团有羧基、酯基、羟基、卤素原子(碳卤键),其中含氧官能团为羧基、酯基、羟基,B不符合题意;
C.该物质中只有羧基能与NaHCO3反应,C不符合题意;
D.该物质中有酚羟基和醇羟基,有还原性,能够使酸性高锰酸钾溶液褪色,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.苯环可与H2加成,酯基和羧基的碳氧双键不能与H2加成;
B.该物质的含氧官能团有羧基、酯基、羟基共3种;
C.羧基能与NaHCO3反应生成CO2;
D.酚羟基、醇羟基都能够使酸性高锰酸钾溶液褪色;
4.【答案】 A
【解析】【解答】A.工业电解熔融Al2O3制备Al单质,, A符合题意;
B.CaCl2可与NH3发生络合反应,将NH3吸收,因此不能用无水CaCl2干燥NH3 , B不符合题意;
C.空气中的O2、CO2都可以与Mg反应,因此镁粉在空气中不能制备Mg3N2 , C不符合题意;
D.浓硫酸具有强氧化性,I-具有还原性,两者会发生氧化还原反应而得不到HI,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.根据4Al + 3O2 2Al2O3 分析;
B.根据CaCl2 + 8NH3 =CaCl2·8NH3分析;
C.根据CO2+2MgC+2MgO、2Mg+O22MgO分析;
D.根据氧化还原分析
5.【答案】 C
【解析】【解答】A. 是弱酸,在溶液中会电离, 溶液中 分子少于 个,A不符合题意;
B.标准状况下, 臭氧的物质的量是 ,由于1个 分子中含有24个质子,则 中所含质子数为 ,B不符合题意;
C. 与 在密闭容器中充分反应后,根据氧原子守恒可知容器中含有的氧原子数为 ,C符合题意;
D.标准状况下,四氯化碳为液体, 中含有的 键数原大于 ,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】 A.醋酸为弱电解质,水溶液中部分电离;
B.1个臭氧分子含有24个质子;
C.依据反应中原子个数守恒判断;
D.气体摩尔体积使用对象为气体。
6.【答案】 A
【解析】【解答】与H2SO4反应生成H2 , Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 ,可以通过右侧的注射器测出生成H2的体积,A符合题意;
B.乙醇和乙酸的酯化反应需用浓硫酸做催化剂,CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3 +H2O,B不符合题意;
C.瓷坩埚中含有SiO2 , 会与Na2CO3反应,C不符合题意;
D.稀硫酸与不能与Cu发生反应,应使用浓硫酸并加热,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.通过注射器测出生成H2的体积;
B.根据CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3 +H2O分析;
C.根据SiO2+Na2CO3 Na2SiO3 +CO2↑分析;
D.稀硫酸与不能与Cu发生反应;
7.【答案】 D
【解析】【解答】A.C的氢化物是烃,一般原子数大于等于5时烃都为液体或气体,A不符合题意;
B.同周期元素原子半径从左到右依次减小,故原子半径C>O,B不符合题意;
C.H和O形成的H2O2中有非极性共价键,结构式为H-O-O-H,C不符合题意;
D. ClO2可作为消毒剂、漂白剂,是一种高效安全绿色杀菌剂,D符合题意;
故答案为:D
【分析】由题意可知,W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,只有X、Y在同一周期,可知W位于第一周期,则W为H,根据结构可知,Z形成1条单键,则Z为Cl,X形成四个单键,Y能形成两个单键或一个双键,则X为C,Y为O,以此解答。
8.【答案】 C
【解析】【解答】A. 是弱酸,在离子方程式中不能拆: ,A不符合题意;
B. ,生成的 会继续与 反应,故离子方程式应该为: ,B不符合题意;
C.饱和碳酸钠溶液中通入足量的二氧化碳,碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠,则反应生成碳酸氢钠沉淀,反应的离子方程式为: ,C符合题意;
D.工业上用石灰乳制取漂白粉, 不拆,离子方程式是 ,D不符合题意。
【分析】 A.H2S是弱酸,在离子方程式中不能拆写;
B.向 NaAlO2溶液中滴入足量Ca(HCO3)2溶液应生成碳酸钙沉淀和氢氧化铝沉淀;
C.反应生成碳酸氢钠,且碳酸氢钠的溶解度小;
D.石灰乳微溶于水,作反应物写化学式。
9.【答案】 B
【解析】【解答】A. 第①步反应的中间体比第②步反应的中间体能量高,能量越高越不稳定,则第②步反应的中间体稳定,A不符合题意;
B. 第①步反应活化能较大,反应发生消耗的能量高,则该步反应难进行,其反应速率较小,总反应的快慢取决于慢反应,则总反应速率由第①步反应决定,B符合题意;
C.由反应机理知,第③步反应还有H产生,原子利用率不是100%,C不符合题意;
D.从图中可以看到,反应物总能量比生成物总能量高,所以总反应为放热反应,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.能量越高的物质越不稳定;
B.总反应的快慢取决于慢反应;
C.原子利用率为100%时没有其他物质生成;
D.反应物总能量比生成物总能量高属于放热反应;
10.【答案】 D
【解析】【解答】A.滴加盐酸时,生成氯气, 元素的化合价升高,则 是氧化剂, 是氧化产物,A不符合题意;
B.还原剂的还原性大于还原产物的还原性,根据反应 、 可知还原性强弱顺序是: ,B不符合题意;
C.若有 参加了反应,则整个过程转移电子为 ,即 ,C不符合题意;
D. 元素属于金属元素, 不具有较强的非金属性,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】 将浓盐酸滴入KMnO4溶液中,产生黄绿色气体,溶液的紫红色褪去,向反应后的溶液中加入 NaBiO3 , 溶液又变为紫红色,BiO3-反应后变为无色的Bi3+ , 发生 反应、, 结合反应中元素的化合价变化及氧化性比较规律分析。
11.【答案】 D
【解析】【解答】A.根据分析,酸化后,溶液中铁元素的存在形式主要是黄色配离子 ,不符题意;
B.萃取分液时,乙醚在上层,从分液漏斗上口倒出,不符题意;
C.反萃取后,铁元素在溶液中主要以 形式存在,不符题意;
D.蒸馏烧瓶不能直接加热,需垫石棉网加热,,符合题意;
故答案为:D。
【分析】溶液中形成配离子均存在化学平衡,本题中铁离子在盐酸中存在 ,加浓盐酸,溶液中Cl-浓度高,利于平衡正移。反萃取时,溶液稀释,平衡向溶液中粒子数量增加的方向移动。另,已知乙醚不溶于水,密度比水小。
二、多选题
12.【答案】 B,C
【解析】【解答】A.氯化铁溶液中通入硫化氢,反应生成氯化亚铁、硫和水,只有一种沉淀,铁离子氧化性大于硫,A不符合题意;
B.相同浓度的 和 中加入 ,先出现浅蓝色沉淀,是因为先析出物质的溶解度小,因此 的溶度积比 的小,B符合题意;
C.过氧化氢分解产生气体,氯化铁溶液颜色加深,说明水解程度增大,说明该分解反应是放热反应,C符合题意:
D.铜粉不与稀硫酸反应,加入硝酸钾,引入 ,发生反应的离子方程式为: ,体现了硝酸根在酸性环境中 的强氧化性,结论不符合题意,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】 A.FeCl3溶液中通入足量的H2S,发生氧化还原反应生成S沉淀;
B.浓度相同,溶度积小的先沉淀;
C.氯化铁可催化过氧化氢的分解,分解放热可促进铁离子水解;
D.酸性溶液中硝酸根离子可氧化Cu。
13.【答案】 B,D
【解析】【解答】A.电池放电时,阳离子向正极移动,根据放电时 的移动方向可知,b极为正极,A不符合题意;
B.充电时,a为阴极,b为阳极, 移向阴极,B符合题意:
C.放电时a极为负极,a电极上发生反应 ,C不符合题意;
D.充电时,b为阳极,b极反应, ,若转移 电子,则有 从b电极中脱去,电极减重 ,D符合题意。
故答案为:BD。
【分析】电池放电时,阳离子向正极移动,根据放电时 的移动方向可知,b极为正极,则a极为负极,据此解答。
14.【答案】 A,B
【解析】【解答】A. =c(H+)=1×10-4.3=100.7×10-5 , 属于10-5数量级,A符合题意;
B.由电荷守恒可知,c(Na+)+c(H+)=2c(R2-)+c(HR-)+c(OH-),由图像可知pH=4时,c(R2-)<c(HR-),故3c(R2-)
D.根据弱酸的电离平衡常数越大酸性越强,由于Ka1(H2R)>Ka2(H2R)>Ka1(H2CO3)>Ka2(H2CO3),可得酸性H2R>HR->H2CO3> ,向Na2CO3溶液中加入过量H2R溶液,因为根据强酸制弱酸的原理, 转化为CO2 , 并生成HR- , 发生的反应是 +2H2R=CO2↑+H2O+2HR- , D不符合题意;
故答案为:AB。
【分析】二元酸H2R存在两步电离:H2R HR-+H+ , HR- R2-+H+ , 根据图上第一个交点,c(H2R)=c(HR-), =c(H+)=1×10-1.3;根据图上的第二个交点,c(HR-)=c(R2-), =c(H+)=1×10-4.3;R2-存在两步水解,R2-+H2O HR-+OH- , HR-+H2O H2R+OH- , , 。
三、综合题
15.【答案】 (1)分液漏斗;导出 气体,冷凝回流
(2)
(3)
(4)水浴加热
(5)
(6)135.0
【解析】【解答】(1)仪器d的名称是分液漏斗;b是球形冷凝管,由于甲醇易挥发,则作用是对甲中的甲醇蒸汽具有冷凝回流的作用,同时让产生的气体逸出:
(2)甲醇被氧化为甲酸 还原生成 ,硫酸生成硫酸钠,反应方程式为 ;
(3)稳定剂吸收 ,生成NaClO2 , 加盐酸后 发生歧化反应释放 ,发生的离子反应方程式是: ;
(4)生成的 要在 反应,温度不能过高,裝置甲直接加热,无法控制温度,故用水浴加热;
(5) 吸收 尾气,生成物质的量之比为 的两种阴离子,一种为 ,氯元素由 价得电子降低到 价,那么还有一部分氯元素由 价失电子升高到 价,则另一种为 ;
(6)根据题目信息, , 的物质的量为 ,故 的物质的量为 ,质量为: ,水样中 的含量为 。
【分析】装置甲中甲醇、NaClO3、硫酸反应生成ClO2 , 加入氢氧化钠后硫酸被中和反应即停止,稳定剂用于吸收ClO2 , 加入盐酸释放ClO2 , 淀粉碘化钾溶液用于检验ClO2 , 氢氧化钠溶液用于尾气吸收;据此来解答。
16.【答案】 (1)固体粉碎或逆流焙烧等措施来提高焙烧效率;
(2)
(3)
(4)95%
(5)使用一定次数后,母液中杂质的浓度增大,重结晶时会析出杂质,影响产品纯度
(6)
【解析】【解答】(1)提高焙烧速率的措施粉碎矿石或鼓入适当过量的空气等;氧化产物是还原剂被氧化后得到的产物, 的化合价由 价 价,S的化合价由 价 价,该反应中的氧化产物是 和 ,方程式为 。
(2)根据上述分析 元素转化成 ,其离子方程式为 ,即“浸取”时产生的气体A是CO2。
(3)由钼精矿的杂质为 可知,除重金属离子就是出去溶液中的 ,因此废渣为 。
(4)钼元素无损失, ,此时 完全转化成沉淀, 残留最低浓度,应是 最大, ,即残留 最低物质的量浓度为 ; 最大去除率 。
(5)由于使用的次数较多后,母液中杂质的浓度增大,影响产品纯度,所以进行必须净化处理。
(6)根据图像,碳素钢的缓释效果最好时,钼酸钠的浓度为 ,因此缓蚀剂中钼酸钠的物质的量浓度为 。
【分析】 在焙烧中S转化成 和 元素应转化成氧化物,加入碳酸钠溶液浸取,然后加入沉淀剂过滤,除去废渣,废渣应是含 元素,加入沉淀剂时, 元素形式没发生改变,即碳酸钠溶液与 反应, 转化成 ,然后结晶获得产品,据此解答。
17.【答案】 (1)-56
(2)0.005ml/(L·s);0.3Q;
(3)H2+N2O N2+H2O;不利于降低溶液中的含氮量
【解析】【解答】(1)由图可知,2mlNO完全反应被氧化为二氧化氮放出热量180kJ-68kJ=112kJ,1ml NO氧化为NO2的放出热量为56kJ,焓变△H=-56kJ/ml,故答案为:-56;
(2)①0~40s内,v(NO2)= = ml/(L·s)=0.005ml/(L·s),故答案为:0.005ml/(L·s);
②根据表中数据可知,达到平衡时NO2的平衡浓度为0.3 ml/L,则反应生成NO2物质的量为0.3 ml/L×2L=0.6ml,根据热化学方程式可知,生成2ml NO2吸收QkJ的热量,则达平衡时,反应体系吸收的热量为 ×0.6ml =0.3QkJ,故答案为:0.3Q;
③根据题中数据有:
该温度下反应N2O4(g)⇌2NO2(g)的化学平衡常数 ,则反应2NO2(g)⇌N2O4(g)的化学平衡常数 ,故答案为: ;
(3)①由工作示意图可知:Ir表面上H2和N2O反应生成N2和H2O,反应的方程式为H2+N2O N2+H2O,故答案为:H2+N2O N2+H2O;
②由图可知,在Pt颗粒表面, 转化为铵根,若导电基体上的Pt颗粒增多,造成的后果是 更多转化为铵根存在溶液中,不利于降低溶液中含氮量,故答案为:不利于降低溶液中含氮量。
【分析】根据图像结合盖斯定律分析计算1ml NO氧化为NO2的放出的热量;根据v= 结合三段式计算v(NO2)和N2O4(g)⇌2NO2(g)的化学平衡常数,再计算2NO2(g)⇌N2O4(g)的化学平衡常数;Ir表面上H2和N2O反应生成N2和H2O结合图示分析解答。
18.【答案】 (1);分子晶体
(2)12;
(3)正四面体;配位键;N
(4);24NA
【解析】【解答】(1) 原子核外电子排布式为 ,属于过渡元素,过渡元素的价电子层包括最外层和次外层上的d能级,因此铁元素的价电子排布式为 ;FeCl3的熔点为 ,沸点为 ,氯化铁熔沸点较低,则氯化铁属于分子晶体;故答案为3d64s2;分子晶体;
(2)以 顶点研究,与 紧邻且等距离的 处于面心,每个顶点为8个晶胞共用,每个面为2个晶胞共用,与 紧邻且等距离的 数目为 ;晶胞中 数目 ,O2-离子数目 ,晶胞质量 ,Fe2+与 的最短核间距等于晶胞棱长的 ,设二者最短距离为rpm,则晶胞棱2rpm,则: ,解得 ;故答案为12; ;
(3)① 中S原子的孤电子对数 ,价层电子对数 ,离子空间构型为正四面体,故答案为:正四面体;
② 提供空轨道, 中N原子含有孤电子对,二者之间形成配位键,故答案为:配位键;N;
(4)加入 溶液,能将所有氯沉淀,说明 为外界,加入 溶液并加热,无刺激性气体产生,说明 在内界,故该配合物的结构式为 ;该配合物中 与6个 之间的配位键均为 键, 中 键为 键,故 该配合物中含有 键的数目为24NA;故答案为 ;24NA。
【分析】
(1)铁是26号元素,基态铁原子3d能级上6个电子、4s能级上2个电子为其价电子;FeCl3的熔点、沸点不高,为分子晶体;
(2)以顶点Fe2+研究,与之紧邻且等距离的Fe2+处于面心位置,每个顶点为8个晶胞共用,每个面为2个晶胞共用;Fe2+与O2-的最短间距为等于晶胞棱长的, 均摊法计算晶胞中Fe2+与O2-的数目,结合n=和 m=nM计算晶胞质量,根据晶胞质量=晶胞体积×晶体密度计算晶胞棱长;
(3)①根据价层电子对数互斥理论计算;
② Ni2+提供空轨道,NH3中N原子含有孤电子对,二者之间形成配位键;
(4)加入AgNO3溶液,能将所有氯沉淀,说明Cl-为外界,加入NaOH溶液并加热,无刺激性气体产生,说明NH3在内界;配位键属于σ键,结合NH3结构计算配合物内界中σ键的数目。
19.【答案】 (1)取代反应;邻羟基苯甲酸
(2)氯原子、羧基;
(3)+3NaOH +NaCl+2H2O
(4)13
(5)
【解析】【解答】(1)苯环上的氢原子被氯原子取代,反应①是取代反应;E中母体是羧基,命名为邻羟基苯甲酸:
(2)C是 ,官能团的名称是羧基、氯原子,E酯化反应后生成F,结构简式为 :
(3) 与氢氧化钠溶液反应生成 ,反应的方程式是 +3NaOH +NaCl+2H2O;
(4)①遇氯化铁溶液发生显色反应,含有酚羟基:②能发生水解反应、银镜反应说明是甲酸酯;符合条件的 的同分异构体,若苯环上有2个取代基,即-OH和-CH2OOCH,有3种结构:若苯环上有3个取代基:-OH、-OOCH、-CH3 , 有10种结构,共13种;
(5)A的最简式为 ,根据烃的通式,A的分子式为 ,分子中有两种氢原子且数目比为 ,所以推断A为正丁烷,根据题干所给流程信息, 制备乙酸;乙烯和溴发生加成反应生成 二溴乙烷, 二溴乙烷发生水解反应生成乙二醇,乙二醇和 发生酯化反应生成 ,即路线图为 。
【分析】甲苯和氯气发生取代反应,甲苯中的甲基被高锰酸钾氧化为羧基,由 逆推,可知D是 、C是 、B是 ; 和甲醇发生酯化反应生成 ,F是 ;A的最简式为 ,分子中有两种氢原子且数目比为2:3,A是丁烷;A被氧化生成乙酸,乙酸中羧基上羟基被氯原子取代生成CH3COCl,CH3COCl和F发生取代反应生成 , 在一定条件下生成G,据此解答。
A
B
C
D
测量锌粒和3 ml/L硫酸反应生成H2的体积
制备并收集乙酸乙酯
加热熔融的纯碱固体
制取并收集SO2
选项
实验
现象
结论
A
向 溶液中通入足量的
生成两种沉淀
的氧化性强于S
B
向浓度均为 的 和 混合溶液中滴加少量 溶液
先出现浅蓝色沉淀
的溶度积比 的小
C
向 溶液中滴入几滴 的 溶液
有气体产生,一段时间后, 溶液颜色加深
能催化 分解,且该分解反应为放热反应
D
铜粉加入稀硫酸中,加热;再加入少量硝酸钾固体
加热时无明显现象,加入硝酸钾后溶液变蓝
硝酸钾起催化作用
物质
沸点
时间
20
40
60
80
100
c(NO2)/(ml•L-1)
0.12
0.20
0.26
0.30
0.30
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