


四川省遂宁市2021年高考化学二模试卷含答案
展开1.化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是( )
A. 我国成功研制出多款新冠疫苗,采用冷链运输疫苗,以防止蛋白质变性
B. 北斗卫星导航系统由中国自主研发、独立运行,其所用芯片的主要成分为SiO2
C. 5G技术的发展,推动了第三代半导体材料氮化镓等的应用,镓为门捷列夫所预测的“类铝”元素
D. 石墨烯液冷散热技术系我国华为公司首创,所使用材料石墨烯是一种二维碳纳米材料
2.奎宁,俗称金鸡纳霜,又称为金鸡纳碱,其结构如图。下列关于奎宁的说法错误的是( )
A. 金鸡纳霜属于芳香族化合物,既能发生取代反应又能发生消去反应
B. 金鸡纳霜既能使溴水褪色,又能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 金鸡纳霜既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应
D. 金鸡纳霜的同分异构体既有酯类又有羧酸类
3.已知NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A. 12 g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为2NA
B. 100g质量分数为46%的乙醇水溶液中含有的氧原子数为NA
C. 在0.1ml/L的Na2CO3溶液中,阴离子总数一定大于0.1NA
D. 常温下,1L 0.1ml·L-1醋酸钠溶液中加入醋酸至溶液为中性,则溶液含醋酸根离子数0.1NA
4.车发动机在稀燃和富燃条件下交替进行,将尾气中的NOx在催化剂上反应脱除。其工作原理示意图如下:
下列说法错误的是( )
A. 稀燃过程中,Pt作催化剂,NO与氧气反应生成NO2
B. 稀燃过程中,NO2与BaO反应可能生成NO和Ba(NO3)2
C. 富燃过程中,Pt催化下NO2被CO还原的反应为:2NO2+4CO N2+4CO2
D. 富燃过程中,还原产物为N2和CO2
5.根据实验操作及现象推出的结论一定正确的是( )
A. A B. B C. C D. D
6.乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是二元弱碱,H2A是二元弱酸。下图既可表示常温下乙二胺溶液中含氮微粒的百分含量δ (即物质的量百分数)随溶液pH的变化曲线,又可表示常温下H2A溶液中H2A、HA-、A2-微粒的百分含量δ随溶液pH的变化曲线。
已知:H2NCH2CH2NH2+H2O⇌[H2NCH2CH2NH3]++OH-
下列说法正确的是( )
A. 曲线c表示H2NCH2CH2NH2或H2A的百分含量δ随溶液pH的变化情况
B. 乙二胺的Kb2=10-9.93
C. [H3NCH2CH2NH2][HA]溶液中各离子浓度大小关系为:c([H3NCH2CH2NH2] +)=c(HA-)>c(H2NCH2CH2NH2)=c(A2-)>c(H+)=c(OH-)
D. 一定浓度的[H3NCH2CH2NH3]Cl2溶液中存在关系式:2c([H2NCH2CH2NH2])+c([H3NCH2CH2NH2]+)=c(H+)-c(OH-)
7.一种由短周期元素组成的化合物,其结构如图所示。X、Y、Z、Q、R位于同一周期原子序数依次递增,Z、Q的核电荷数之和等于R的最外层电子数的2倍。下列错误的是( )
A. Y和R形成的化合物中各原子最外层均满足8电子稳定结构 B. 原子半径:X>Z>Q>R
C. 元素的非金属性:Z<Q<R D. 化合物存在离子键和共价键
二、综合题
8.2-硝基-1,3-苯二酚是重要的医药中间体。实验室常以间苯二酚为原料,经磺化、硝化、去磺酸基三步合成:
部分物质相关性质如下表:
制备过程如下:
第一步:磺化。称取77.0 g间苯二酚,碾成粉末放入烧瓶中,慢慢加入适量浓硫酸并不断搅拌,控制温度在一定范围内搅拌15 min(如图1)。
第二步:硝化。待磺化反应结束后将烧瓶置于冷水中,充分冷却后加入“混酸”,控制温度继续搅拌15 min。
第三步:蒸馏。将硝化反应混合物的稀释液转移到圆底烧瓶B中,然后用如图2所示装置进行水蒸气蒸馏(水蒸气蒸馏可使待提纯的有机物在低于100℃的情况下随水蒸气一起被蒸馏出来,从而达到分离提纯的目的),收集馏出物,得到2-硝基-1,3-苯二酚粗品。
请回答下列问题:
(1)图1中仪器a的名称是________;磺化步骤中控制温度最合适的范围为________(填字母代号,下同)。
A.30~60℃ B.60~65℃
C.65~70℃ D.70~100℃
(2)已知:酚羟基邻对位的氢原子比较活泼,均易被取代。请分析第一步磺化引入磺酸基基团(—SO3H)的作用是________。
(3)硝化步骤中制取“混酸”的具体操作是________。
(4)水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物的方法之一,被提纯物质必须具备的条件正确的是___________。
A.具有较低的熔点
B.不溶或难溶于水,便于最后分离
C.难挥发性
D.在沸腾下与水不发生化学反应
(5)下列说法正确的是___________。
A.直型冷凝管内壁中可能会有红色晶体析出
B.反应一段时间后,停止蒸馏,先熄灭酒精灯,再打开旋塞,最后停止通冷凝水
C.烧瓶A中长玻璃管起稳压作用,既能防止装置中压强过大引起事故,又能防止压强过小引起倒吸
(6)蒸馏所得2-硝基-1,3-苯二酚中仍含少量杂质,可用少量乙醇水混合剂洗涤。请设计简单实验证明2-硝基-1,3-苯二酚已经洗涤干净________。
(7)本实验最终获得15.5 g桔红色晶体,则2-硝基-1,3-苯二酚的产率约为________(保留3位有效数字)。
9.以含锂的电解铝废渣(主要含AlF3、NaF、LiF、CaO)和浓硫酸为原料,制备电池级碳酸锂,同时得到副产品冰晶石的工艺流程如下:
已知:LiOH易溶于水,Li2CO3微溶于水。回答下列问题:
(1)加快酸浸速率的方法有________,电解铝废渣与浓硫酸反应产生的气体的化学式为________。苛化反应过程中加入氧化钙将碳酸锂转化为氢氧化锂溶液,若氧化钙过量则可能造成________。
(2)碱解反应中,同时得到气体和沉淀,反应的离子方程式为________。
(3)一般地说K>105时,该反应就基本进行完全了。苛化反应中存在如下平衡:Li2CO3(s)+ Ca2+(aq) 2Li+(aq)+CaCO3(s),通过计算说明该反应是否进行完全:________[已知Ksp(Li2CO3)=8.64×10-4、Ksp(CaCO3)=2.5×10-9]。
(4)由碳化反应后的溶液得到Li2CO3 的具体实验操作有:加热浓缩,________,过滤,________,干燥。
(5)上述流程得到的副产品冰晶石的化学方程式________
(6)电池级Li2CO3可由高纯度LiOH转化而来。将电池级Li2CO3和C、FePO4高温下反应,生成LiFePO4和一种可燃性气体,该反应的化学方程式为________。
10.科学家们致力于消除氮氧化物对大气的污染。回答下列问题:
(1)NO在空气中存在如下反应:2NO(g)+O2(g) ⇌2NO2(g) ΔH , 该反应共有两步第一步反应为2NO(g) ⇌N2O2(g) ΔH1<0;请写出第二步反应的热化学方程式(ΔH2用含ΔH、ΔH1的式子来表示):________。
(2)温度为T1时,在两个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应: 2NO2(g) ⇌2NO(g)+O2(g),容器I中5min达到平衡。相关数据如表所示:
①容器Ⅱ在反应的起始阶段向________(“正反应”、“逆反应”、“达平衡”)方向进行。
②达到平衡时,容器I与容器Ⅱ中的总压强之比为________
A.>1 B.=1 C.<1
(3)NO2存在如下平衡:2NO2(g) ⇌N2O4(g) △H<0,在一定条件下NO2与N2O4的消耗速率与各自的分压(分压=总压×物质的量分数)有如下关系:υ(NO2)=k1·P2(NO2),υ(N2O4)=k2·P(N2O4),相应的速率与其分压关系如图所示。一定温度下,k1、k2与平衡常数kp(压力平衡常数,用平衡分压代替平衡浓度计算)间的关系是k1=________。
(4)可用NH3去除 NO,其反应原理4NH3+6NO=5N2+6H2O。不同温度条件下,n(NH3)∶n(NO)的物质的量之比分别为 4∶1、3∶1、1∶3时,得到NO脱除率曲线如图所示:
①曲线a中,NO的起始浓度为6×10-4 mg·m-3 , 从A点到B点经过0.8 s,该时间段内NO的脱除速率为________mg/(m3·s)。
②曲线b对应NH3与NO的物质的量之比是________。
(5)还可用间接电解法除NO。其原理如图所示:
①从A口中出来的物质的是________。
②写出电解池阴极的电极反应式________。
③用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理________。
11.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DF-31A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Fe、C、Ni、C等多种元素。请回答:
(1)基态铁的价电子排布式为________,基态Ni原子的电子空间运动状态有________种。
(2)Ni(CO)4常温下为无色液体,沸点42.1℃,熔点-19.3℃,难溶于水,易溶于有机溶剂。推测Ni(CO)4是________分子(填“极性”或“非极性”)。
(3)实验室常用 KSCN溶液检验 。
①与KSCN中与SCN-互为等电子体的非极性分子的化学式为________
②SCN-中碳原子杂化类型为________。
(4)配位化合物[C(NH3)5Cl]Cl2中心原子C的配位数为________,配位原子为________。1ml[C(NH3)5Cl]Cl2中σ键________ml。
(5)已知Ni可以形成多种氧化物,其中一种NixO晶体的晶胞结构为NaCl型,由于晶体缺陷导致x=0.88,晶胞参数为a nm,则晶体密度为________g·cm-3(NA 表示阿伏加德罗常数的值,只需列出表达式)。
12.福酚美克是一种影响机体免疫力功能的药物,可通过以下方法合成:
回答下列问题:
(1)物质D中含氧官能团的名称为________;C→D的转化属于________反应(填反应类型)。A与足量NaOH溶液反应的方程式:________。
(2)上述流程中设计A→B步骤的目的是________;
(3)D与银氨溶液发生反应的化学方程式为________。
(4)福酚美克具有多种同分异构体。出其中一种符合下列条件的有机物结构简式:________。
①含有-CONH2;②能与FeCl3溶液发生显色反应;③核磁共振氢谱的吸收峰数目有4个。
(5)参照上述合成路线和信息,以乙醇为原料(无机试剂任选),设计制取如图物质( )的合成路线:________。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 B
【解析】【解答】A. 蛋白质容易变性,我国成功研制出多款新冠疫苗,采用冷链运输疫苗,以防止蛋白质变性,故A不符合题意;
B. 芯片的主要成分为Si,故B符合题意;
C. 5G技术的发展,推动了第三代半导体材料氮化镓等的应用,镓位于ⅢA族,与铝同族,镓为门捷列夫所预测的“类铝”元素,故C不符合题意;
D. 石墨烯是一种二维碳纳米材料,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】二氧化硅主要是用来制备光导纤维的材料,而硅是制备芯片和太阳能电池的主要材料,其他均正确
2.【答案】 C
【解析】【解答】A.该物质含有苯环,属于芳香族化合物,含有羟基,可以发生酯化反应(属于取代反应),与羟基相连的碳的邻位碳原子上有氢,可以发生消去反应,A不符合题意;
B.该物质含有碳碳双键,可以和溴水发生加成反应,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,B不符合题意;
C.该物质中不含羧基、酯基、酚羟基等,不能和NaOH溶液反应,C符合题意;
D.该物质含有两个O原子,且不饱和度大于1,所以其同分异构体既有酯类又有羧酸类,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据金鸡纳霜的结构简式即可确定金鸡纳霜含有羟基、醚基、氨基、碳碳双键等官能团,含有苯环又称芳香族化合物,可以发生加成反应可以发生消去反应,可以使溴水和高锰酸钾溶液褪色,具有氨基可以与盐酸作用,不能与氢氧化钠作用,含有双键且含有2个氧原子同分异构体中可能存在酯或者羧基
3.【答案】 D
【解析】【解答】A.12 g石墨烯的物质的量是1ml,石墨烯中平均每个六元环含有2个碳原子,则1ml碳原子含有六元环的个数是0.5NA , 故A不符合题意;
B.100g质量分数为46%的乙醇水溶液中含有乙醇的物质的量是 =1ml,含有氧原子数为NA , 水中也含有氧原子,故B不符合题意;
C.不知道溶液的体积,无法算出碳酸钠的物质的量,故C不符合题意;
D.常温下,1L 0.1ml·L-1醋酸钠溶液中加入醋酸至溶液为中性,溶液中存在电荷守恒:
,则 =0.1ml=0.1NA , 故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.先根据n=计算出物质的量,找找出1个六元环含有碳原子的个数即可计算出六元环的个数
B.氧原子来源水分子和乙醇分子
C.根据n=cv,但是体积未知
D.根据电荷守恒计算
4.【答案】 D
【解析】【解答】A.由反应机理图(稀燃)可知,Pt作催化剂,NO与氧气反应生成NO2 , 故A不符合题意;
B.稀燃过程中,NO2与BaO发生氧化还原反应,反应可能生成NO和Ba(NO3)2 , N的化合价由+4变为+2、+5,故B不符合题意;
C.由富燃过程机理图可知,Pt催化下NO2被CO还原为N2 , 反应为:2NO2+4CO N2+4CO2 , 故C不符合题意;
D.富燃过程中,反应为:2NO2+4CO N2+4CO2 , 还原产物为N2 , CO2为氧化产物,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】根据稀燃过程可以看到一氧化氮和氧气在Pt的催化剂作用下反应产生二氧化氮,而二氧化氮可能和氧化钡发生氧化还原反应得到一氧化氮和硝酸钡,在富燃过程中,根据图示可以得到二氧化氮和一氧化碳反应得到氮气和二氧化碳,氮气是还原产物,而二氧化碳是氧化产物
5.【答案】 C
【解析】【解答】A.无色溶液中通入过量的CO2气体,可以产生氢氧化铝白色沉淀,溶液中也可能含有A1O 等,A不符合题意;
B.用银氨溶液或新制氢氧化铜检验葡萄糖时必须加入氢氧化钠中和硫酸,用碘水检验淀粉时不能加入氢氧化钠溶液至碱性,因为碘水可与NaOH反应,无法检验淀粉是否剩余,B不符合题意;
C.通过两种实验对比,将带火星的木条和加热至液态的钠分别伸入盛有NO2的集气瓶中,木条不复燃,钠燃烧,可知NO2的助燃性具有选择性,C符合题意;
D.当向溶液中滴加的NaOH比较少时,反应生成一水合氨不生成氨气,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.通入二氧化碳产生产生沉淀不一定是硅酸根离子
B.混淆检验淀粉和检验葡萄糖的方法导致不符合题意
C.通过实验对比得出结论
D.一般检验铵根离子需要进行加热
6.【答案】 D
【解析】【解答】A.由分析知曲线c为表示H2NCH2CH2NH2或A2-的百分含量δ随溶液pH的变化情况,故A不符合题意;
B.pH=6.85时c([H3NCH2CH2NH3]2+)=c([H3NCH2CH2NH2]+),则乙二胺(H2NCH2CH2NH2)的Kb2= =c(OH-)= =10-7.15 , 故B不符合题意;
C.pH=9.93时c(HA-)=c(A2-),Ka2= =c(H+)=10-9.93≠Kb2 , 则[H3NCH2CH2NH2][HA]溶液不可能是中性溶液,即溶液中c(H+)≠c(OH-),故C不符合题意;
D.[H3NCH2CH2NH3]Cl2溶液中存在质子守恒:c(OH-)+2c([H2NCH2CH2NH2])+c([H3NCH2CH2NH2]+)=c(H+),即2c([H2NCH2CH2NH2])+c([H3NCH2CH2NH2]+)=c(H+)-c(OH-),故D符合题意;
故答案为D。
【分析】乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种二元弱碱,溶液中存在[H3NCH2CH2NH3]2+、[H3NCH2CH2NH2]+、H2NCH2CH2NH2 , 随着溶液pH增大,[H3NCH2CH2NH3]2+的百分含量δ逐渐减小至变为最小,[H3NCH2CH2NH2]+的百分含量δ先增大后减小,H2NCH2CH2NH2的百分含量δ逐渐增大至达到最大,所以曲线a表示[H3NCH2CH2NH3]2+的变化、曲线b表示[H3NCH2CH2NH2]+的变化、曲线c表示H2NCH2CH2NH2的变化,而H2A为二元弱酸溶液,碱性最强时A2-百分含量δ最大,而H2A的百分含量δ最小,即曲线a表示H2A的变化、b曲线表示HA-的变化、c曲线表示A2-的变化,据此分析解题。
7.【答案】 A
【解析】【解答】A.Y与R形成的化合物为BF3 , B原子没有满足8电子稳定结构,B原子周围为6个电子,故A符合题意;
B.同一周期,从左到右原子半径逐渐减小,Li>C>O>F,故B不符合题意;
C.同一周期,从左到右,非金属性增强,所以B
故答案为:A。
【分析】X、Y、Z、Q、R位于同一周期,Z形成4个共价键,为IVA元素,Q形成2个共价键,为VIA族元素;R形成1个共价键,为VIIA族元素;由Z、Q的核电荷数之和等于R的最外层电子数的2倍,可以推出Z为C,Q为O,R为F,X为Li;Y形成4个共价键,整个阴离子带有1个单位的负电荷,则Y为IIIA族元素B,以此解答。
二、综合题
8.【答案】 (1)三颈烧瓶;B
(2)防止硝基取代两个酚羟基对位上的氢原子
(3)在烧杯中加入适量的浓硝酸,沿杯壁缓慢加入一定量的浓硫酸,边加边搅拌,冷却
(4)B,D
(5)A,C
(6)取最后一次洗涤液少量,滴加氯化钡溶液,若无沉淀产生,证明已经洗涤干净,反之则没有洗涤干净
(7)14.3%
【解析】【解答】(1)根据仪器的外观可知图1中仪器a的名称是三颈烧瓶,由题中信息可知,在磺化步骤中要控制温度低于65°C。若温度过低,磺化反应的速率过慢;间苯二酚具有较强的还原性,而浓硫酸具有强氧化性,若温度过高,苯二酚易被浓硫酸氧化,并且酚羟基的所有邻位均可被磺化,这将影响下一步硝化反应的进行,因此,在磺化步骤中控制温度最合适的范围为60°C~65°C,选B,故答案为:三颈烧瓶;B;
(2)已知:酚羟基邻对位的氢原子比较活泼,均易被取代,故第一步磺化引入磺酸基基团(—SO3H)的作用是防止硝基取代两个酚羟基对位上的氢原子,故答案为:防止硝基取代两个酚羟基对位上的氢原子;
(3)类比浓硫酸的稀释方法,为了防止液体飞溅和硝酸温度过高发生分解和挥发过多,要将浓硫酸慢慢加入浓硝酸中,因此,硝化步骤中制取“混酸”的具体操作是:在烧杯中加入适量的浓硝酸,沿杯壁缓慢加入一-定量的浓硫酸,边加边搅拌,冷却,故答案为:在烧杯中加入适量的浓硝酸,沿杯壁缓慢加入一定量的浓硫酸,边加边搅拌,冷却;
(4)由题中信息可知,水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物的方法之一,在低于100°C的情况下,有机物可以随水蒸气一起被蒸馏出来,从而达到分离提纯的目的。因此,被提纯物质必须具备的条件是:其在一定的温度范围内有一定的挥发性,可以随水蒸气-起被蒸馏出来;不溶或难溶于水,便于最后分离;在沸腾条件下不与水发生化学反应,选BD,故答案为:BD;
(5) A.由于2-硝基-1,3-苯二酚的熔点是87.8°C,且其难溶于水,因此,冷凝管C中有2-硝基-1, 3-苯二酚析出,可能看到的现象是冷凝管内壁有桔红色晶体析出,A正确;
B.反应一段时间后,停止蒸馏,应先打开旋塞,再熄灭酒精灯,B不正确;
C.图2中烧瓶A中长玻璃管起稳压作用,能使装置中的气体压强维持在一定的安全范围, 既能防止装置中压强过大引起事故,又能防止压强过小引起倒吸,C正确;
故答案为:AC;
(6)实验证明2-硝基-1,3-苯二酚已经洗涤干净, 取最后一次洗涤液少量,滴加氯化钡溶液,若无沉淀产生,证明已经洗涤干净,反之则没有洗涤干净,故答案为:取最后一次洗涤液少量,滴加氯化钡溶液,若无沉淀产生,证明已经洗涤干净,反之则没有洗涤干净;
(7) 77.0 g间苯二酚的物质的量为= =0.7ml,理论上可以制备出2-硝基-1,3-苯二酚0.7ml,其质量为0.7ml×155g/ml=7×15.5g。 本实验最终获得15.5桔红色晶体,则2-硝基-1,3-苯二酚的产率= ,约为14.3%,故答案为:14.3%。
【分析】由题中信息可知,间苯二酚与适量浓硫酸共热后可发生磺化反应;待磺化反应结束后将烧瓶置于冷水中,充分冷却后加入“混酸”,控制温度继续搅拌15min;将硝化反应混合物的稀释液进行水蒸气蒸馏可以得到2-硝基- 1,3-苯二酚。
9.【答案】 (1)加热或搅拌其他合理答案均可;HF;碳酸锂产品的钙离子含量相对升高(或使得氢氧化铝溶解进入溶液,导致最终产品的纯度下降)
(2)2Al3++3CO +3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
(3)该反应的K=3.5×105 , 可以认为该反应进行完全
(4)冷却结晶;洗涤
(5)6HF+Na2SO4+NaAlO2=NaAlF6+H2SO4+2H2O
(6)Li2CO3+2C+2Fe PO4 2LiFePO4+3CO↑
【解析】【解答】(1)根据影响化学反应速率的因素,升高温度、搅拌都能加快酸浸速率;电解铝废渣AlF3、NaF、LiF与浓硫酸反应产生的气体的化学式为HF。苛化反应过程中,氢氧化铝、Li2CO3加入氧化钙将碳酸锂转化为氢氧化锂溶液,氢氧化铝能溶于过量强碱,若氧化钙过量则可能造成氢氧化铝溶解进入溶液,导致最终产品Li2CO3的纯度下降;
(2)碱解反应中,硫酸铝与碳酸钠反应生成氢氧化铝沉淀、二氧化碳气体,反应的离子方程式为2Al3++3CO +3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑;
(3)苛化反应中存在如下平衡:Li2CO3(s)+ Ca2+(aq) 2Li+(aq)+CaCO3(s),K= ,该反应能进行完全;
(4)由碳化反应后的溶液,通入二氧化碳生成Li2CO3 , 加热浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥得到Li2CO3。
(5) 偏铝酸钠、HF、硫酸钠反应生成Na3AlF6和H2SO4 , 反应的化学方程式为6HF+Na2SO4+NaAlO2=NaAlF6+H2SO4+2H2O;
(6)将电池级Li2CO3和C、FePO4高温下反应,生成LiFePO4和一种可燃性气体,根据化合价升降规律,可知生成的可燃性气体是CO,该反应的化学方程式为Li2CO3+2C+2Fe PO4 2LiFePO4+3CO↑。
【分析】AlF3、NaF、LiF、CaO和浓硫酸反应生成硫酸铝、硫酸钠、硫酸锂、硫酸钙和HF气体,硫酸钙微溶于水,水浸得到硫酸铝、硫酸钠、硫酸锂溶液,滤渣1是硫酸钙;向溶液中加入碳酸钠溶液,生成氢氧化铝沉淀、Li2CO3沉淀、二氧化碳气体,过滤,得硫酸钠溶液和固体氧化铝、Li2CO3 , 氧化铝、Li2CO3固体加水调浆,加入氧化钙将碳酸锂转化为氢氧化锂溶液,过滤,滤渣2是氢氧化铝,氢氧化锂溶液中通入二氧化碳生成Li2CO3产品;氢氧化铝加入氢氧化钠生成偏铝酸钠,偏铝酸钠、HF、硫酸钠反应生成Na3AlF6和H2SO4。
10.【答案】 (1)N2O2(g)+O2⇌2NO2(g) △H2=△H-△H1
(2)正反应;C
(3)2k2·Kp
(4)1.5×10-4;3∶1
(5)O2和较浓的硫酸;2HSO +2H++2e-=S2O +2H2O;2NO+2S2O +2H2O=N2+4HSO
【解析】【解答】(1)结合盖斯定律,总反应-第一步反应即可得第二步反应:N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g) △H2=△H-△H1 , 故答案为:N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g) △H2=△H-△H1;
(2)①平衡时,容器Ⅰ中:c(O2)=0.2 ml/L,根据2NO2(g) ⇌2NO(g)+O2(g),c(NO2)=0.6 ml/L -0.4 ml/L =0.2 ml/L,c(NO)= 0.4 ml/L,平衡常数K= = =0.8,容器Ⅱ起始时Qc= =0.56<K=0.8,平衡向正反应方向进行,故答案为:正反应;
②同温同体积条件下,气体的压强与物质的量成正比,容器Ⅰ的气体总物质的量为(0.6+0.2)ml=0.8ml,容器Ⅱ平衡正移,则气体总物质的量大于(0.3+0.5+0.2)ml=1.0ml,则PⅡ>PⅠ , 容器I与容器Ⅱ中的总压强之比<1,故答案为:C;
(3)平衡时,正逆反应速率与计量系数成正比,则υ(NO2)=2υ(N2O4),即k1•P2(NO2)=2•k2•P(N2O4),整理得KP= = ,则k1=2k2•KP , 故答案为:2k2•KP;
(4)①曲线a中,NO的起始浓度为6×10-4mg•m-3 , A点的脱除率为55%,B点的脱除率为75%,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率为 =1.5×10-4mg•m-3•s-1 , 故答案为:1.5×10-4;
②NH3与NO的物质的量的比值越大,NO的脱除率越大,则物质的量之比分别为4∶1、3∶1、1∶3时,对应的曲线为a、b、c,即曲线b对应的物质的量之比是3∶1,故答案为:3∶1;
(5)①阳极上H2O放电生成O2与H+ , 从A口中出来的物质的是O2和较浓的硫酸,故答案为:O2和较浓的硫酸;
②阴极得到电子发生还原反应,根据图可知,阴极上HSO 在酸性条件下发生还原反应,生成S2O ,其电极反应式为2HSO +2e-+2H+=S2O +2H2O;故答案为:2HSO +2e-+2H+=S2O +2H2O;
③根据图示,吸收池中S2O 和NO是反应物,N2和HSO 是生成物,则吸收池中除去NO的原理是2NO+2S2O +2H2O=N2+4HSO ,故答案为:2NO+2S2O +2H2O=N2+4HSO 。
【分析】根据盖斯定律,总反应-第一步反应即可得第二步反应;根据Qc与K的关系判断平衡移动,Qc>K , 平衡逆移,Qc<K , 平衡正移,Qc=K , 平衡不移动,结合同温同体积条件下,气体的压强与物质的量成正比分析解答;平衡时,正逆反应速率与计量系数成正比,即υ(NO2)=2υ(N2O4),据此分析解答;阳极发生氧化反应,是H2O放电生成O2与H+ , 阴极发生还原反应,是HSO 在酸性条件下生成S2O ,据此分析解答。
11.【答案】 (1)3d64s2;15
(2)非极性
(3)CO2或CS2;sp
(4)6;N、Cl;21
(5)
【解析】【解答】(1)Fe原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2 , 处于过渡元素,除最外层外价电子还包含3d电子,故价电子排布式为3d64s2;基态Ni原子核外有28个电子,在15个轨道中运动,所以电子的空间运动状态是15种;
(2)分子晶体的熔沸点较低,所以该物质为分子晶体,根据相似相溶原理,其难溶于水,水是极性分子,易溶于有机溶剂,所以是Ni(CO)4是非极性分子;
(3)①SCN-中含有3个原子,且其价电子数是16,与SCN-互为等电子体的一种分子为CO2或CS2;
②等电子体价键结构相似,故SCN-为直线型结构,C原子采取sp杂化;
(4)配位化合物[C(NH3)5Cl]Cl2中心原子C有5个NH3分子、1个Cl原子,配位数为6,配位原子为N、Cl,[C(NH3)5Cl]2+中6个配位键、15个N-H键,共有21个σ键,1ml[C(NH3)5Cl]Cl2中含σ键为 21ml,
(5)NixO晶体的晶胞结构为NaCl型,所以每个晶胞中含有4个O原子,有4个“NixO”,则晶体密度= g·cm-3。
【分析】(1)根据铁原子的核外电子排布即可找出价层电子排布,写出镍原子的核外电子能级排布即可找出电子运动的状态
(2)水是极性分子,根据相似相溶的原理,可判断是非极性分子
(3)① 计算出SCN- 价电子数即可找出等电子体 ② 等电子体构型结构相似即可判断
(4)根据配合物的化学式即可找出配位数,根据配体找出配位原子, σ键包括单键和配位键找出即可
(5)根据氯化钠构型找出单个晶胞含有的氧原子的个数,即可计算出单个晶胞的质量,结合ρ=计算出密度
12.【答案】 (1)醚键、醛基;氧化;+2NaOH → +CH3OH+H2O
(2)保护酚羟基
(3)+ 2Ag(NH3)2OH +2Ag↓+3NH3+H2O
(4)或
(5)C2H5OH CH3CHO
【解析】【解答】(1)根据流程图可知D结构简式是 ,其中含有的含氧官能团是醛基、醚键;根据B→C结构的不同,可知B发生还原反应产生C,故C→D的化学反应类型为氧化反应;A为 , +2NaOH → +CH3OH+H2O;
(2)A与 反应产生 ,酚羟基变为 ,经一系列反应后得到的E与HI在控制pH条件下 又转化为酚羟基,可见上述流程中设计A→B步骤的目的是保护酚羟基;
(3)D中含有醛基,与银氨溶液水浴加热,发生银镜反应,醛基变为-COONH4 , 产生 ,同时产生Ag、NH3、H2O,该反应的化学方程式为: +2Ag(NH3)2OH +2Ag↓+3NH3+H2O;
(4)福酚美克结构简式是 ,分子式是C8H9O3N,其同分异构体满足条件:
①含有-CONH2;
②能与FeCl3溶液发生显色反应,说明分子中含有酚羟基;
③核磁共振氢谱的吸收峰数目有4个,说明分子中含有4种不同位置的H原子,则其可能的结构为: 或 ;
(5)C2H5OH在Cu作催化剂条件下与O2发生氧化产生CH3CHO,CH3CHO与NaCN及NH3条件下发生反应产生 , 与H2SO4在控制pH条件下反应产生 ; 在一定条件下发生反应产生 ,故以乙醇为原料,设计制取物质 的流程图为:C2H5OH CH3CHO 。
【分析】(1)根据D的结构简式即可找出含氧官能团,根据C到D的反应物和生成物即可判断反应类型,A中含有酯基和酚羟基均与与氢氧化钠反应即可写出方程式
(2)根据后续步骤加入氧化性物质因此A到B的步骤起到保护酚羟基作用
(3)根据反应物和生成物即可写出方程式
(4)根据与氯化铁发生显色作用说明含有酚羟基,且有4种 不同的氢原子即可写出同分异构体
(5)根据结构式逆推出需要合成, 通过E到F的反应需要合成通过D到E的反应需要合成, 即可通过乙醇合成产物
选项
操作
现象
解释或结论
A
向某无色溶液中通入过量的CO2气体
有白色沉淀产生
该溶液中一定含SiO
B
向淀粉溶液中加入适量20%H2SO4溶液,加热,冷却后加入NaOH溶液至碱性,加入少量碘水
溶液未变蓝
淀粉已完全水解
C
将带火星的木条和加热至液态的钠分别伸入盛有NO2的集气瓶中
木条不复燃,钠燃烧
NO2的助燃性具有选择性
D
向某溶液里滴加NaOH溶液并将湿润的红色石蕊试纸置于试管口
试纸颜色无明显变化
原溶液中无NH
名称
相对分子质量
性状
熔点/℃
水溶性(常温)
间苯二酚
110
白色针状晶体
110.7
易溶
2-硝基-1,
3-苯二酚
155
桔红色针状晶体
87.8
难溶
容器编号
物质的起始浓度(ml/L)
物质的平衡浓度(ml/L)
c(NO2)
c(NO)
c(O2)
c(O2)
I
0.6
0
0
0.2
Ⅱ
0.3
0.5
0.2
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