2023届福建省七地市高三上学期第一次质量检测(1月)化学试卷(解析版)
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福建七地市2023届高中毕业班第一次质量检测
化学试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Zn-65
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 2022年目前世界上最大常规动力航母“福建舰”正式下水,下列说法错误的是
A. “福建舰”携带用的航空煤油和柴油主要成分为烃
B. 舰体材料中使用的低磁合金钢属于合金材料
C. 降噪减震材料环氧树脂属于有机高分子材料
D. 防腐涂料中使用的石墨烯为乙烯的同系物
2. 某种天然生物活性物质结构如下图所示,下列说法错误的是
A. 分子中有两种含氧官能团 B. 苯环上的一氯代物共有6种
C. 可发生取代反应和加成反应 D. 完全水解可得3种有机产物
3. 制备的反应:。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 溶液中含的数目为
B. (标准状况下)中含电子数目为
C. 中含非极性共价键的数目为
D. 完全参加反应,转移电子数为
4. 检验的反应有如下两种途径。下列说法正确的是
A. 反应①中被还原
B. 乙醚与中的铬元素形成共价键,有利于蓝色现象的观察
C. 反应②为:
D. 反应③中溶液的越小,反应速率越慢
5. 法常用于处理汽车尾气中的。发动机工作时在稀燃(充足、燃油较少)和富燃(不足、燃油较多)条件下交替进行,通过和的相互转化实现的储存和还原,原理如图所示。下列说法错误的是
A. “稀燃”过程中表面反应:
B. 燃油含硫时,“稀燃”过程生成的会使吸收能力下降
C. 吸收的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为
D. “富燃”过程中表面反应:
6. 高效净水剂高铁酸钾的制备流程如图所示,下列离子方程式正确的是
A. 工业制备氯气:
B. 反应Ⅱ:
C. 反应Ⅲ:
D. 净水原理:(胶体)
7. 某实验小组设计如下实验探究的制备,下列有关分析不合理的是
实验
操作
现象
Ⅰ
将一块晶体浸入蒸馏水中
一分钟后,晶块表面仍为浅绿色,溶液呈更浅的绿色。
Ⅱ
将另一块晶体浸入溶液中
一分钟后,晶块表面变白;捞出晶块露置空气中,表面逐渐变为红褐色。
Ⅲ
将溶液与溶液混合
立即出现大量灰绿色浑浊,一分钟后,液面附近出现红褐色浑浊。
A. 实验Ⅰ起对照作用,排除晶体自身在水中的颜色变化
B. 实验Ⅱ晶块表面长时间保持白色,与难溶、未分散于水有关
C. 捞出晶块后发生了反应:
D. 实验Ⅲ溶液中氧气含量明显多于实验Ⅱ中
8. 某离子液体结构如图,Q、R、T、X、Y和Z为原子序数依次增大的主族元素,基态T原子和Y原子最外层均有两个单电子,Q、R、X和Z质子数均为奇数且和为22。下列说法错误的是
A. 第一电离能:T<X<Y B. 键长:T-Q>X-Q
C. 该离子液体难挥发,可用作溶剂 D. 易溶于水
9. 应用电化学方法,对水体消毒并去除余氯,装置如下图所示。下列说法正确的是
A. 闭合后,可对池中的水杀菌消毒
B. 断开,闭合时,由M极流出
C. 断开,闭合后,N极金属不断累积
D. 钠离子交换膜可用质子交换膜代替
10. 已知:
、、的分布分数与关系如下图所示,下列说法正确的是{例如:分布分数}
A 曲线b代表
B. 的平衡常数
C.
D. 当时,银元素主要以形式存在
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11. 某工厂利用如下流程处理废旧电池正极材料(主要成分为、、),制备三元锂电池正极材料。
回答下列问题:
(1)“酸浸”中发生反应的离子方程式为_______;也与部分发生了反应,“酸浸”中的作用是_______。
(2)“酸浸”中双氧水消耗量较大程度地超过理论用量,其可能原因是_______。
(3)“含铁沉淀”的主要成分为_______(填化学式);部分离子浓度及对应氢氧化物的如下表,则“调”过程不应超过_______。
离子
浓度(mol/L)
氢氧化物
1.00
1.00
1.40
(4)若“调”过程中,、、浓度不变,则“调浓度”过程需要向溶液中添加的物质x为_______(填标号)。
A. B.
C. D.
(5)产品的粒径和结晶度直接关系着三元电极的性能。为防止反应中产生的和影响晶体生长,需在“焙烧”前进行_______(填“预烧”“酸洗”或“搅拌”)。
(6)与焙烧生成的总反应方程式为_______。
12. 实验小组探究和溶液的反应原理。
(1)配制溶液
用标准试剂配制溶液,下列仪器中无需使用的有_______(填名称)。
(2)溶液成分探究
甲同学认为溶质离子主要成分为和,乙同学认为还有,于是用_______(填仪器名称)测得溶液为1.10。
(3)提出假设
假设ⅰ:_______,发生:
假设ⅱ:将氧化,发生:
(4)实验探究
实验Ⅰ:向溶液中加入过量铜粉并充分振荡,溶液变成深棕色,无气泡产生。实验小组通过实验证明了反应中有生成,实验方案为_______。
实验Ⅱ:向的_______溶液中加入过量铜粉并充分振荡,无明显现象。综合“实验Ⅰ”和“实验Ⅱ”可知,假设_______成立。
(5)查阅资料知,铜粉与溶液可能涉及的反应有:
反应①:;;速率很慢。
反应②:;;速率较快。
反应③:(深棕色);;速率很快。
反应④:(深棕色)
(ⅰ)对反应①来说,起到的作用为_______;为验证这一作用,设计实验方案为_______。
(ⅱ)“实验Ⅰ”反应中无论过量多少,始终都能检测到的存在,原因是_______。
13. 捕集转化为合成气(和),再转化为烃类及含氧化合物等高附加值化学品(即费-托合成),有利于实现碳循环利用。
(1)捕集涉及下列反应:
①
②
有关物质能量变化如图1所示,设稳定单质的焓(H)为0,则_______。
(2)保持总压恒定,初始和的物质的量之比,发生上述①②反应,不同温度下平衡组分物质的量分数如图2,在600℃以下时,含量高于的原因为_______;某温度下,平衡体系中和的物质的量分数均为10%,则反应①的平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)在恒温恒压条件下,和按一定体积比投料,通过费-托合成反应生成甲烷和气态水,假设副反应忽略不计。
(ⅰ)反应的热化学方程式为_______。
(ⅱ)下列措施可以增大平衡转化率的是_______(填标号)。
A.适当升高温度
B.降低温度
C.增大原料气中的体积分数
D.选择更高效的催化剂
(ⅲ)和反应达平衡时,的转化率为,则反应的平衡常数_______(写出含有的计算式;对于反应,,x为体积分数)。
14. 钒酸盐是工业上提取钒的主要来源。当为10~13时,脱水缩合生成的反应为:
回答下列问题:
(1)的空间构型为_______,V的杂化方式为_______。
(2)中键与键的数目比为_______。
(3)中所含元素电负性由大到小的顺序为_______,晶体中存在的相互作用有_______(填标号)。
A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.氢键 E.范德华力
(4)常温下,各种形态五价钒粒子总浓度的对数与关系如下图所示。随着溶液减小,钒酸根聚合度增大,比增大,从结构角度分析其原因是_______。
(5)无水的偏钒酸钠由共用顶角的四面体(V为价)的无穷链与组成,其中偏钒酸根的结构如图,则无水的偏钒酸钠的化学式为_______。
15. 盐酸黄连素是黄连、三颗针等中草药的有效成分,具有泻火解毒等作用,其人工合成的路线如下图所示:
已知:
回答下列问题:
(1)A→B的化学方程式为_______。
(2)化合物D的结构简式为_______。
(3)E→F中①涉及两步反应,反应类型分别为加成反应、_______。
(4)氨基与羧基连在同一碳原子上的氨基酸称为α−氨基酸,分子式与E相同的芳香族氨基酸有_______种(不考虑立体异构);其中苯环上的氢原子在核磁共振氢谱中有3组吸收峰的化合物的结构简式为_______(任写一种即可)。
(5)已知:,写出以乙烯、为原料(其他无机试剂任选)制备的合成路线。_______
福建七地市2023届高中毕业班第一次质量检测
化学试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Zn-65
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 2022年目前世界上最大常规动力航母“福建舰”正式下水,下列说法错误的是
A. “福建舰”携带用的航空煤油和柴油主要成分为烃
B. 舰体材料中使用的低磁合金钢属于合金材料
C. 降噪减震材料环氧树脂属于有机高分子材料
D. 防腐涂料中使用的石墨烯为乙烯的同系物
【答案】D
【解析】
【详解】A.从结构化学来讲,煤油和柴油主要成分都是烃类化合物,A正确;
B.低磁合金钢属于合金材料,B正确;
C.环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子材料,C正确;
D.同系物是结构相似,在分子组成上相差1个或多个CH2原子团的物质,石墨烯是一种由碳原子组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料,乙烯的分子式为C2H4,石墨烯不是乙烯的同系物,D错误;
故答案为:D。
2. 某种天然生物活性物质结构如下图所示,下列说法错误的是
A. 分子中有两种含氧官能团 B. 苯环上的一氯代物共有6种
C. 可发生取代反应和加成反应 D. 完全水解可得3种有机产物
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子中有酯基和酰胺键两种含氧官能团,A正确;
B.该分子有4个苯环结构,每个苯环都不同,每个苯环的取代位有5个,为对称结构,一氯代物共有3×4=12种,B错误;
C.该分子具有苯环结构,可发生取代反应和加成反应,C正确;
D.酯基和肽键能发生水解反应,完全水解可得、, 3种有机产物,D正确;
故答案为:B。
3. 制备的反应:。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 溶液中含的数目为
B. (标准状况下)中含电子数目为
C. 中含非极性共价键的数目为
D. 完全参加反应,转移电子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.会发生水解,溶液中含的数目小于,A错误;
B.(标准状况下)为0.25mol,含电子数目为,B错误;
C. 中含有硫硫非极性键,为0.1mol,含非极性共价键的数目为,C正确;
D.SO2中S化合价由+4降低到+2,完全参加反应,转移电子数为2,D错误;
故答案选C。
4. 检验的反应有如下两种途径。下列说法正确的是
A. 反应①中被还原
B. 乙醚与中的铬元素形成共价键,有利于蓝色现象的观察
C. 反应②为:
D. 反应③中溶液的越小,反应速率越慢
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应①、CrO5中Cr元素化合价均为+6,此反应不是氧化还原反应,A错误;
B.由题中信息乙醚与中的铬元素形成共价键,蓝色可稳定几分钟,有利于蓝色现象的观察,B正确;
C.由信息反应②为:,C错误;
D.反应③+8H++3H2O2=3O2↑+2Cr3++7H2O,中溶液的越小,H+浓度越大,反应速率越快,D错误;
故答案选B。
5. 法常用于处理汽车尾气中的。发动机工作时在稀燃(充足、燃油较少)和富燃(不足、燃油较多)条件下交替进行,通过和的相互转化实现的储存和还原,原理如图所示。下列说法错误的是
A. “稀燃”过程中表面反应:
B. 燃油含硫时,“稀燃”过程生成的会使吸收能力下降
C. 吸收的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为
D. “富燃”过程中表面反应:
【答案】C
【解析】
【详解】A.由过程I可知‘稀燃’过程中吸附在氧化铝表面的BaO与氧气和二氧化氮反应生成硝酸钡,根据得失电子守恒得反应方程式为:,故A正确;
B.燃油含硫时,燃烧生成的二氧化硫与氧化钡反应生成亚硫酸钡,进一步被氧气氧化成硫酸钡,硫酸钡包裹住氧化钡,使吸收能力下降,故B正确;
C.吸收生成二氧化碳和NO,1molCO反应失去2mol电子,1mol硝酸钡反应得6mol电子,根据得失电子守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为,故C错误;
D.由图示信息可知“富燃”过程中表面CO和NO反应生成,反应方程式为:,故D正确;
故选:C。
6. 高效净水剂高铁酸钾的制备流程如图所示,下列离子方程式正确的是
A. 工业制备氯气:
B. 反应Ⅱ:
C. 反应Ⅲ:
D. 净水原理:(胶体)
【答案】D
【解析】
【详解】A.工业制备氯气的反应为电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氢气和氯气,反应的离子方程式为2Cl—+2H2O2OH—+H2↑+Cl2↑,故A错误;
B.由分析可知,反应Ⅱ为氯化铁溶液与次氯酸钠、氢氧化钠混合溶液反应生成氯化钠、高铁酸钠和水,反应的离子方程式为,故B错误;
C.由分析可知,反应Ⅲ为高铁酸钠溶液与饱和氢氧化钾溶液反应生成高铁酸钾沉淀和氢氧化钠,反应的离子方程式为,故C错误;
D.高铁酸钾净水原理为溶液中的高铁酸根离子与水反应生成氢氧化铁胶体、氧气和氢氧根离子,氢氧化铁胶体吸附水中悬浮杂质达到净水的作用,生成氢氧化铁胶体的离子方程式为(胶体),故D正确;
故选D。
7. 某实验小组设计如下实验探究的制备,下列有关分析不合理的是
实验
操作
现象
Ⅰ
将一块晶体浸入蒸馏水中
一分钟后,晶块表面仍为浅绿色,溶液呈更浅的绿色。
Ⅱ
将另一块晶体浸入溶液中
一分钟后,晶块表面变白;捞出晶块露置空气中,表面逐渐变为红褐色。
Ⅲ
将溶液与溶液混合
立即出现大量灰绿色浑浊,一分钟后,液面附近出现红褐色浑浊。
A. 实验Ⅰ起对照作用,排除晶体自身在水中的颜色变化
B. 实验Ⅱ晶块表面长时间保持白色,与难溶、未分散于水有关
C. 捞出晶块后发生了反应:
D. 实验Ⅲ溶液中氧气含量明显多于实验Ⅱ中
【答案】D
【解析】
【详解】A.实验Ⅰ中,晶块表面为浅绿色,起对照作用,目的是排除实验Ⅱ中晶块表面变白,不是因为晶体自身在水中的颜色变化引起的,A符合题意;
B.具有较强还原性,易被溶液中溶解的氧气氧化,因此实验Ⅱ晶块表面之所以能长时间保持白色,与难溶、未分散于水有关,B符合题意;
C.具有较强的还原性,易被氧气氧化,捞出晶块后发生的反应为,C符合题意;
D.根据控制单一变量的原则,实验Ⅱ和Ⅲ反应条件不一样(实验Ⅱ为晶体,而实验Ⅲ为溶液),单从实验结果,无法得出实验Ⅲ溶液中氧气含量明显多于实验Ⅱ的结论,D不符合题意;
故选D。
8. 某离子液体结构如图,Q、R、T、X、Y和Z为原子序数依次增大的主族元素,基态T原子和Y原子最外层均有两个单电子,Q、R、X和Z质子数均为奇数且和为22。下列说法错误的是
A. 第一电离能:T<X<Y B. 键长:T-Q>X-Q
C. 该离子液体难挥发,可用作溶剂 D. 易溶于水
【答案】A
【解析】
【详解】A.同周期主族元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,其中基态N原子2p轨道为半充满状态较稳定,则第一电离能:T(C)<Y(O)<X(N),A错误;
B.原子半径:T(C)>X(N),两原子半径越大,核间距越大,键长越长,则键长:C-H>N-H,B正确;
C.离子液体是在室温或接近室温时呈液态的盐类物质,离子液体难挥发,可用作溶剂,C正确;
D.含有羟基,能与水形成分子间氢键,因而易溶于水,D正确;
故选A
9. 应用电化学方法,对水体消毒并去除余氯,装置如下图所示。下列说法正确的是
A. 闭合后,可对池中的水杀菌消毒
B. 断开,闭合时,由M极流出
C. 断开,闭合后,N极金属不断累积
D. 钠离子交换膜可用质子交换膜代替
【答案】A
【解析】
【详解】A.闭合后,构成电解池装置,M极为阳极,电极反应式:2Cl--2e-=Cl2↑,氯气进入水池消毒,A正确;
B.断开,闭合时,构成原电池装置,M极为正极,N极为负极,由N极流出,B错误;
C.断开,闭合后,构成原电池装置,N极为负极,电极反应式:Na-e-=Na+,N极金属不断减少,C错误;
D.钠离子交换膜换成质子交换膜后H+会穿过膜与N极的Na反应,故不可换为质子交换膜,D错误;
答案选A。
10. 已知:
、、的分布分数与关系如下图所示,下列说法正确的是{例如:分布分数}
A 曲线b代表
B. 的平衡常数
C.
D. 当时,银元素主要以形式存在
【答案】C
【解析】
【详解】A.由分析可知,曲线b代表二氨合银离子的分布分数δ与lgc(NH3)关系,故A错误;
B.由分析可知,反应[Ag(NH3)]++2NH3[Ag(NH3)2]+的平衡常数K'===107.22,则逆反应[Ag(NH3)2]+ [Ag(NH3)]++2NH3的平衡常数K==10—7.22,故B错误;
C.由分析可知,平衡常数K2=103.90,故C正确;
D.由图可知,当溶液中氨分子浓度小于0.01mol/L时,银元素以二氨合银离子、一氨合银离子或二氨合银离子、一氨合银离子、银离子的形式存在,故D错误;
故选C。
二、非选择题:本题共5小题,共60分。
11. 某工厂利用如下流程处理废旧电池正极材料(主要成分为、、),制备三元锂电池正极材料。
回答下列问题:
(1)“酸浸”中发生反应的离子方程式为_______;也与部分发生了反应,“酸浸”中的作用是_______。
(2)“酸浸”中双氧水消耗量较大程度地超过理论用量,其可能原因是_______。
(3)“含铁沉淀”的主要成分为_______(填化学式);部分离子浓度及对应氢氧化物的如下表,则“调”过程不应超过_______。
离子
浓度(mol/L)
氢氧化物
1.00
1.00
1.40
(4)若“调”过程中,、、浓度不变,则“调浓度”过程需要向溶液中添加的物质x为_______(填标号)。
A. B.
C. D.
(5)产品的粒径和结晶度直接关系着三元电极的性能。为防止反应中产生的和影响晶体生长,需在“焙烧”前进行_______(填“预烧”“酸洗”或“搅拌”)。
(6)与焙烧生成的总反应方程式为_______。
【答案】(1) ①. ②. 还原剂和氧化剂
(2)在的催化作用下,发生分解
(3) ①. ②. 6.4 (4)AC
(5)预烧 (6)
【小问1详解】
中钴元素为正三价,作氧化剂,和双氧水(作还原剂)发生氧化还原反应,即;又双氧水与部分反应,把二价亚铁氧化为三价铁离子,所以双氧水作用是氧化剂和还原剂;
【小问2详解】
由于双氧水易分解,所以在的催化作用下,发生分解;
【小问3详解】
由分析和已知得,含铁沉淀主要成分为氢氧化铁;由信息知镍离子、钴离子和锰离子等浓度时,镍离子生成氢氧化物所需氢氧根浓度最小,即,所以c(H+)=10-6.4mol/L,即pH=6.4,所以不应超过6.4;
【小问4详解】
由分析和题意知需要保持钴离子和镍离子浓度不变,所以选AC;
【小问5详解】
二氧化碳和水受热都易挥发,所以需在焙烧前预烧;
【小问6详解】
结合流程图可知反应为。
12. 实验小组探究和溶液的反应原理。
(1)配制溶液
用标准试剂配制溶液,下列仪器中无需使用的有_______(填名称)。
(2)溶液成分探究
甲同学认为溶质离子主要成分为和,乙同学认为还有,于是用_______(填仪器名称)测得溶液为1.10。
(3)提出假设
假设ⅰ:_______,发生:
假设ⅱ:将氧化,发生:
(4)实验探究
实验Ⅰ:向溶液中加入过量铜粉并充分振荡,溶液变成深棕色,无气泡产生。实验小组通过实验证明了反应中有生成,实验方案为_______。
实验Ⅱ:向的_______溶液中加入过量铜粉并充分振荡,无明显现象。综合“实验Ⅰ”和“实验Ⅱ”可知,假设_______成立。
(5)查阅资料知,铜粉与溶液可能涉及的反应有:
反应①:;;速率很慢。
反应②:;;速率较快。
反应③:(深棕色);;速率很快。
反应④:(深棕色)
(ⅰ)对反应①来说,起到的作用为_______;为验证这一作用,设计实验方案为_______。
(ⅱ)“实验Ⅰ”反应中无论过量多少,始终都能检测到的存在,原因是_______。
【答案】(1)分液漏斗、冷凝管
(2)计(或酸度计)
(3)氧化了
(4) ①. 向上层清液中滴加溶液,出现蓝色沉淀 ②. ③. ⅰ
(5) ①. 催化 ②. 向“实验Ⅱ”体系中加入适量固体,振荡,溶液出现蓝色 ③. 反应③速率大于反应①
【小问1详解】
题中用固体配置100ml溶液用到的仪器有托盘天平、钥匙、量筒、烧杯、玻璃棒、100ml容量瓶、胶头滴管,所以用不到的仪器是分液漏斗、冷凝管,答案:分液漏斗、冷凝管;
【小问2详解】
使用pH计测量测溶液为1.10, 答案:计;
【小问3详解】
Fe3+、酸性条件下的NO均有强氧化性,所以对和反应原理提出假设,可能氧化了或将氧化,答案:氧化了;
【小问4详解】
检验反应中产生Fe2+,向上层清液中滴加溶液,出现蓝色沉淀,则证明含Fe2+,实验Ⅰ探究Fe3+能否氧化Cu,实验Ⅱ探究酸性条件下能否氧化Cu,根据实验现象可知氧化了,没有氧化,所以假设Ⅰ成立,答案:向上层清液中滴加溶液,出现蓝色沉淀;;Ⅰ;
【小问5详解】
由反应历程可知,Fe2+先参与反应,然后又反应生成,Fe2+起催化作用,能加快反应速率,向实验Ⅱ中溶液中加入Fe2+,振荡,溶液出现蓝色,可以证明Fe2+的催化作用。结合题目信息可知“实验Ⅰ”向中加铜,无论过量多少,始终都能检测到是因为反应③速率大于反应①,答案:催化;向“实验Ⅱ”体系中加入适量固体,振荡,溶液出现蓝色;反应③速率大于反应①。
13. 捕集转化为合成气(和),再转化为烃类及含氧化合物等高附加值化学品(即费-托合成),有利于实现碳循环利用。
(1)捕集涉及下列反应:
①
②
有关物质能量变化如图1所示,设稳定单质的焓(H)为0,则_______。
(2)保持总压恒定,初始和的物质的量之比,发生上述①②反应,不同温度下平衡组分物质的量分数如图2,在600℃以下时,含量高于的原因为_______;某温度下,平衡体系中和的物质的量分数均为10%,则反应①的平衡常数_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)在恒温恒压条件下,和按一定体积比投料,通过费-托合成反应生成甲烷和气态水,假设副反应忽略不计。
(ⅰ)反应的热化学方程式为_______。
(ⅱ)下列措施可以增大平衡转化率的是_______(填标号)。
A.适当升高温度
B.降低温度
C.增大原料气中的体积分数
D.选择更高效的催化剂
(ⅲ)和反应达平衡时,的转化率为,则反应的平衡常数_______(写出含有的计算式;对于反应,,x为体积分数)。
【答案】(1)+41 (2) ①. 反应①的,反应②的,温度降低,转化为的平衡转化率减小,使转化为的平衡转化率增大。(或:反应①吸热,反应②放热,低温以反应①为主导。或:正向放热,低温有利于转化为) ②. (或0.75)
(3) ①. ②. BC ③.
【小问1详解】
据分析,=+41kJ•mol-1。
【小问2详解】
在600℃以下时,含量高于的原因为:反应①的,反应②的,温度降低,转化为的平衡转化率减小,使转化为的平衡转化率增大。(或:反应①吸热,反应②放热,低温以反应①为主导。或:正向放热,低温有利于转化为);
某温度下,保持总压恒定,初始和的物质的量之比,发生上述①反应:,发生上述②反应:,设和的物质的量分别为3mol、1mol,则平衡时n(CO2)=(1-2x)mol,n(H2)=(3-5x)mol,n(CO)=xmol,n(H2O)=3xmol,n(CH4)=xmol,已知平衡体系中和的物质的量分数均为10%,,得,则反应①的平衡常数。
【小问3详解】
(ⅰ)在恒温恒压条件下,和按一定体积比投料,通过费-托合成反应生成甲烷和气态水,按盖斯定律,反应②-反应①可得目标热化学方程式:则反应热化学方程式为: 。
(ⅱ)A.正反应放热,适当升高温度,平衡左移,减小平衡转化率,A不符合;
B.降低温度,平衡右移,增大平衡转化率,B符合;
C.增大原料气中的体积分数,有利于消耗CO,增大平衡转化率,C符合;
D.选择更高效的催化剂,不影响平衡移动,不改变平衡转化率,D不符合;
选BC。
(ⅲ)和反应达平衡时,的转化率为,则,则平衡时混合气体共(4-2)mol,反应的平衡常数。
14. 钒酸盐是工业上提取钒的主要来源。当为10~13时,脱水缩合生成的反应为:
回答下列问题:
(1)的空间构型为_______,V的杂化方式为_______。
(2)中键与键的数目比为_______。
(3)中所含元素电负性由大到小的顺序为_______,晶体中存在的相互作用有_______(填标号)。
A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.氢键 E.范德华力
(4)常温下,各种形态五价钒粒子总浓度的对数与关系如下图所示。随着溶液减小,钒酸根聚合度增大,比增大,从结构角度分析其原因是_______。
(5)无水的偏钒酸钠由共用顶角的四面体(V为价)的无穷链与组成,其中偏钒酸根的结构如图,则无水的偏钒酸钠的化学式为_______。
【答案】(1) ①. 四面体 ②.
(2)(或)
(3) ①. ②. AB
(4)的空轨道与O的孤电子对成键,结合了钒酸根中的O原子(或夺取了钒酸根中的O原子)
(5)
【解析】
【小问1详解】
[HVO4]2−的中心原子V价电子排布为3d34s2,价电子对数为4+=4,轨道杂化为sp3杂化,空间构型为正四面体;
故答案为:正四面体;sp3杂化。
【小问2详解】
[V2O7]4−中有8个σ键和2个π键,σ键与π键的数目比为4:1;
故答案为:4:1。
【小问3详解】
Na4V2O7中所含元素为Na、V、O三种,非金属电负性最大,故氧的最大,钠和钒在同一周期,随着核电荷数增加而变大,故钠的电负性小于钒的电负性,故电负性大小为O>V>Na;Na4V2O7中有离子键和共价键,离子间没有范德华力和氢键,金属键主要存在金属中,综上所述,Na4V2O7中只有离子键和共价键,故AB符合;
故答案为:O>V>Na;AB。
【小问4详解】
随着溶液pH减小,H+浓度增大,H+的空轨道与O的孤电子对成键,结合了钒酸根中的O原子(或H+夺取了钒酸根中的O原子),使比增大;
故答案为:H+的空轨道与O的孤电子对成键,结合了钒酸根中的O原子(或H+夺取了钒酸根中的O原子)。
【小问5详解】
由链状结构可知每个V与3个O形成阴离子,且V为+5价,则形成的化合物的化学式为NaVO3;
故答案为:NaVO3。
15. 盐酸黄连素是黄连、三颗针等中草药的有效成分,具有泻火解毒等作用,其人工合成的路线如下图所示:
已知:
回答下列问题:
(1)A→B的化学方程式为_______。
(2)化合物D的结构简式为_______。
(3)E→F中①涉及两步反应,反应类型分别为加成反应、_______。
(4)氨基与羧基连在同一碳原子上的氨基酸称为α−氨基酸,分子式与E相同的芳香族氨基酸有_______种(不考虑立体异构);其中苯环上的氢原子在核磁共振氢谱中有3组吸收峰的化合物的结构简式为_______(任写一种即可)。
(5)已知:,写出以乙烯、为原料(其他无机试剂任选)制备的合成路线。_______
【答案】(1)+CH2Cl2
(2) (3)消去反应
(4) ①. 5 ②. 或
(5)
【解析】
【小问1详解】
由分析可知,A→B的反应为碱作用下与二氯甲烷发生取代反应生成和氯化氢,反应的化学方程式为+CH2Cl2+2HCl,故答案为:+CH2Cl2+2HCl;
【小问2详解】
由分析可知,化合物D的结构简式为,故答案为:;
【小问3详解】
由分析可知,E→F中①涉及两步反应为与先发生加成反应,后发生消去反应生成,故答案为:消去反应;
【小问4详解】
分子式与E相同的芳香族α—氨基酸分子中若苯环上只有一个取代基,取代基可能为或,共有2种;若苯环上有2个取代基,取代基可能—CH3和,—CH3和在苯环上有邻间对3种结构,则符合条件的结构简式共有5种,其中苯环上的氢原子在核磁共振氢谱中有3组吸收峰的化合物的结构简式为、,故答案为:5;或;
【小问5详解】
由题给信息可知,以乙烯、HCN为原料制备的合成步骤为催化剂作用下乙烯与HCN共热发生加成反应生成CH3CH2CN,CH3CH2CN一定条件下转化为CH3CH2CONH2,酸性条件下转化为CH3CH2COOH,催化剂作用下CH3CH2CONH2与CH3CH2COOH发生取代反应生成,则合成路线为,故答案为:。
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