重庆市2023届高三下学期高考模拟(普通高中学业水平选择性考试模拟调研三)化学试题
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一、单选题
1.(2023·重庆·重庆八中校联考模拟预测)化学与生产、生活密切相关。下列说法正确的是
A.科技公司研发的“芯片”需要以高纯度的二氧化硅为原料
B.新冠病毒可用医用酒精或双氧水消毒,其消毒原理相同
C.三星堆“祭祀坑”提取到丝绸制品残留物,其中丝绸主要成分为纤维素
D.嫦娥五号采样返回器带回的月壤含有,该物质属于硅酸盐
2.(2023·重庆·重庆八中校联考模拟预测)下列化学用语表示正确的是
A.三氯化氮的电子式: B.镁原子最外层电子的电子云图:
C.溴乙烷的空间填充模型: D.乙酸甲酯的结构简式:
3.(2023·重庆·重庆八中校联考模拟预测)为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.1L的溶液中离子数为
B.11.2L乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为
C.0.1L的溶液中,含有的数目可能为
D.常温下,5.6g铁与的硝酸反应,铁失去的电子数为
4.(2023·重庆·重庆八中校联考模拟预测)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.澄清透明的溶液中:、、、
B.能使酚酞变红的溶液中:、、、
C.麦芽糖溶液中:、、、
D.含的溶液中:、、、
5.(2023·重庆·重庆八中校联考模拟预测)硫化氢可与氧气发生反应:;生成的硫单质有多种组成形式,如:、:(冠状)等。下列有关说法中正确的是
A.熔点 B.键角
C.、中S原子均为杂化 D.生成的硫单质为共价晶体
6.(2023·重庆·重庆八中校联考模拟预测)下列实验操作或装置正确的是
A.用甲装置分离苯和溴苯的混合液
B.用乙装置进行氢氧化钠滴定盐酸的实验,测定盐酸的浓度
C.用丙装置制备无水氯化镁
D.用丁装置进行中和热的测定
7.(2023·重庆·重庆八中校联考模拟预测)为实现“碳达峰、碳中和”的目标,科学家提出以为催化剂,用光热化学循环分解法,达到减少大气中量的目的,反应的机理如图所示:
物质的量
物质
完全断键所需吸收的总能量
下列说法不正确的是A.过程①中光能转化为化学能
B.过程④为吸热过程
C.降低该反应的焓变,提高该反应速率
D.全过程热化学方程式为
8.(2023·重庆·重庆八中校联考模拟预测)短周期主族元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大,X基态原子的p轨道处于半充满状态;常温下,Y的氢化物呈液态,Z的单质能溶于W的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液,却不溶于其浓溶液。下列说法错误的是
A.第一电离能: B.氢化物的热稳定性:
C.电负性: D.原子半径:
9.(2023·重庆·重庆八中校联考模拟预测)钒系催化剂催化脱硝部分机理如图所示。有关该过程的叙述不正确的是
A.反应过程中有氢氧键的断裂和形成
B.反应过程中被氧化
C.脱硝反应为
D.是反应中间体
10.(2023·重庆·重庆八中校联考模拟预测)下列实验操作及现象、实验目的或结论均正确的是
选项
实验操作及现象
目的或结论
A
向盛有蔗糖的烧杯中滴加适量浓硫酸并用玻璃棒迅速搅拌,蔗糖变黑,体积膨胀,产生有刺激性气味的气体
浓硫酸具有吸水性、脱水性和强氧化性
B
向少量酸性溶液中滴加溶液,无明显现象,再向溶液中滴加溶液,溶液变为红色。
该溶液已经完全变质
C
用托盘天平称取1.0g固体,在烧杯中加少量蒸馏水溶解转移至250mL容量瓶中定容
配制250mL的溶液
D
用pH试纸测定和溶液的pH,
F元素非金属性强于Cl元素
A.A B.B C.C D.D
11.(2023·重庆·重庆八中校联考模拟预测)合成某种药物路线中的某步骤如图所示,下列说法正确的是
A.X分子最多有15个原子共平面
B.用酸性高锰酸钾能检验Z中是否含有Y
C.反应只发生了加成反应和取代反应
D.Z有3种官能团且Z能与溴水、溶液反应
12.(2023·重庆·重庆八中校联考模拟预测)向一系列恒容但体积各不相同的恒温密闭容器中分别加入足量活性炭和,容器中发生反应:,在相同时间内测得各容器中的转化率与容器体积()的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.ab曲线上的点均已经达到平衡状态,c点未达到平衡状态
B.容器内的压强:
C.b、c两点时气体的颜色不同
D.相同温度下,a、b、c三点反应的平衡常数相等
13.(2023·重庆·重庆八中校联考模拟预测)新能源的开发和利用是解决气候问题的重要途径,科研人员开发一种新型可充电钾离子电池的正极材料(),可使电池效能更佳,已知放电时正极会生成。下列有关说法正确的是
A.总反应为
B.放电时,正极反应为
C.该电池可用溶液作为电解质溶液
D.用该电池电解溶液,阴极增重24克时,通过交换膜的为
14.(2023·重庆·重庆八中校联考模拟预测)常温下,体积和浓度一定的溶液中各微粒浓度的负对数()随溶液pH的变化关系如图所示。下列叙述正确的是
A.曲线②表示随溶液pH的变化情况
B.等物质的量浓度和混合溶液:
C.的的数量级为
D.常温下,将M点对应溶液加水稀释,不变
二、实验题
15.(2023·重庆·重庆八中校联考模拟预测)实验室用粗锌(含少量铜、硫化亚铁)和稀硫酸反应制备氢气,用氢气还原硫酸锂可以制备硫化锂,实验装置如下。已知:硫化锂易潮解,在加热条件下易被空气中的氧气氧化。
请回答下列问题:
(1)检查装置B气密性的方法是________,利用该装置还可制备的常见气体有________(举两个例子)。
(2)按气流从左至右,装置的连接顺序是c→________(按气流方向,填小写字母,部分装置可重复利用)。
(3)装置D的作用是________。
(4)若装置A中只有两种产物生成,请写出反应的化学方程式________________。
(5)采用E装置对装置B中混合物进行分离,再将滤液进行蒸发浓缩、降温结晶可得到副产物皓矾()晶体。采用E装置对装置B中混合物进行分离的目的是________。
(6)实验小组欲探究产品的成分,现进行如下实验操作:①取少量样品,滴加足量的稀盐酸,将气体通入品红溶液中,溶液褪色;②在实验①的溶液中滴加溶液,产生白色沉淀。
a.由上述实验①可知,样品中含有________杂质(填化学式),②中存在杂质的原因可能是________。
b.若产品含上述实验所检测出的杂质,为检测产品纯度,取100克样品加入足量溶液,充分反应后,过滤、洗涤、干燥得到固体24.03克,将固体在空气中加热,固体质量变为25.63克,则测得的样品的纯度为________(已知易溶于水)。
三、工业流程题
16.(2023·重庆·重庆八中校联考模拟预测)开发新型材料是现在科学研究的一项重要工作,科学家开发一种形状记忆陶瓷,它的主要原材料是纳米级。用锆石(含少量、、和)制备纳米级的流程设计如图:
回答下列问题:
(1)锆石杂质中含铁元素,则基态Fe的价电子排布式为________,易被氧化为的原因是________。(从原子结构角度解释)
(2)为提高碱熔率,可采取的措施是________(至少写出两种)。
(3)“酸浸”过程中发生氧化还原反应的离子方程式为________,滤渣2的主要成分是________。
(4)“除铜”过程中,若要完全除掉,溶液中的浓度至少为________mol/L。(已知常温下)
(5)“酸浸”时,得到的溶质主要是,而不是,是因为很容易水解,则水解的化学方程式是________。
(6)若锆石中含有的质量分数是73.2%,在制备的过程中损失10%的锆元素,则1kg锆石理论上能够制得的质量是________g。
四、原理综合题
17.(2023·重庆·重庆八中校联考模拟预测)减少的排放量以及利用与的反应合成新能源是实现世界气候峰会目标的有效途径。
I.催化加氢合成二甲醚技术能有效利用资源
已知:①
②
(1)催化加氢直接合成二甲醚反应的热化学方程式为________。
(2)催化加氢直接合成二甲醚时会发生副反应: 。其他条件相同时,反应温度对平衡总转化率及反应2小时的实际总转化率影响如图。图中,温度高于280℃,平衡总转化率随温度升高而上升的原因可能是________。
II.与烷烃耦合反应有利于减少空气中含量,已知与发生的耦合反应包含如下三个反应:
①
②
③
(3)在恒温恒容密闭容器中充入一定量的,发生反应①,达到平衡时压强增大20%,则平衡时的转化率为________。
(4)在一定温度,某恒压密闭容器中充入和,达平衡后,容器中为,为,为,反应③的分压平衡常数,则平衡时容器中的物质的量为________。
(5)为提高丙烷与耦合过程中的产率,可采取的措施有________。
a.改善催化剂的选择性能
b.增大的浓度
c.恒容时充入惰性气体
(6)如图所示是一种二甲醚和直接制备碳酸二甲酯()的电化学方法,a极连接直流电源的________(填“正极”或“负极”),b极的电极反应式为________。
五、有机推断题
18.(2023·重庆·重庆八中校联考模拟预测)一种防晒剂的有效成分M的合成路线如图所示:
已知:
请回答下列问题;
(1)A的化学名称是________;B→C的反应条件所需的试剂是________。
(2)C→D的反应类型是________;F中官能团名称是________。
(3)C的结构简式为________。
(4)写出D与F反应生成M的化学方程式________________。
(5)有机化合物G是F的同分异构体,G中只含有一个环,核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为1:1:2:6,则G可能的结构有________种(不含立体异构)
(6)写出用2-丁烯和乙二酸二乙酯为原料制取有机化合物的合成路线________(其它无机试剂任选)。
参考答案:
1.D
【详解】A. 科技公司研发的“芯片”需要以高纯度的硅为原料,故A错误;
B. 新冠病毒可用医用酒精或双氧水消毒,其消毒原理不相同,双氧水消毒利用了强氧化性,酒精消毒是利用其具有渗透能力,可以进入细菌的细胞核内,使蛋白质发生变性,故B错误;
C. 三星堆“祭祀坑”提取到丝绸制品残留物,其中丝绸主要成分为蛋白质,故C错误;
D. 嫦娥五号采样返回器带回的月壤含有,即:MgFeSiO4,该物质属于硅酸盐,故D正确;
故选D。
2.C
【详解】A.NCl3中氮原子最外层有5个电子,和三个氯原子共用三对电子后,还有一孤电子对,故A错误;
B.镁原子最外层电子是3s电子,s电子云图是球形,故B错误;
C.溴乙烷的结构简式为CH3CH2Br,空间填充模型为 ,故C正确;
D.乙酸甲酯的结构简式为CH3COOCH3,故D错误;
故选C。
3.C
【详解】A.重铬酸钾溶液中存在如下平衡,则1L pH=4的0.1mol/L的重铬酸钾溶液中重铬酸根离子的数目小于0.1mol/L×1L×NAmol—1=0.1NA,故A错误;
B.缺标准状况下条件,无法计算11.2L乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数,B错误;
C.溶液中存在物料守恒关系为,因此可知,因此含有的数目可能为,C正确;
D.当铁过量时反应为,当硝酸过量时反应为,根据题干知5.6g铁为0.1mol,可知若要使Fe完全转化为硝酸铁则需要0.4mol的硝酸,但是若要使Fe完全转化为硝酸亚铁则需要约0.27mol的硝酸,而硝酸有,故产物既有硝酸铁又有硝酸亚铁,因此铁失去的电子数不为,D错误。
故答案选C。
4.A
【详解】A. 澄清透明的溶液中:、、、互不反应可以共存,A正确;
B. 能使酚酞变红的溶液呈碱性,能产生氢氧化镁沉淀、与氢氧根反应生成碳酸根,、不能共存,B错误;
C. 麦芽糖溶液具有还原性:在中具有强氧化性,能发生氧化还原反应,不能共存,C错误;
D. 与能发生双水解产生硅酸沉淀,不能共存,D错误;
答案选A。
5.C
【详解】A.O2常温下为气态,说明温度已经超过其沸点了,而此时S为固态说明还没有达到其熔点,因此熔点关系应为,A错误;
B.H2S、H2O均为sp3杂化,且都有两对孤电子对,但中心原子O的电负性大于中心原子S的电负性,因此电负性越大的O原子对共用电子对的吸引力更大,越靠近中心原子则电子对之间的排斥力越大,因而键角是,B错误;
C.、的每个S原子最外层有6个电子,同时与其他S原子共用2个电子,相当于每个S原子最外层有8个电子,即4对电子,所以是sp3杂化,C正确;
D.生成的、是由分子构成的分子晶体,D错误。
故答案选C。
6.C
【详解】A.图中温度计的水银球未在支管口处,A错误;
B.用氢氧化钠滴定盐酸,氢氧化钠标准溶液应该放在碱式滴定管中,图中为酸式滴定管,B错误;
C.HCl可抑制氯化镁的水解,故可在HCl气流中加热氯化镁晶体制备无水氯化镁,C正确;
D.测定中和热时,大小两个烧杯口应该平齐并用盖板盖严以减少热量的损失,D错误;
故答案选C。
7.C
【详解】A.以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径,能量的变化形式是由光能转化为化学能,A正确;
B.过程④需要从外界吸收热量,因此为吸热过程,B正确;
C.作为催化剂可以降低该反应的活化能,无法降低焓变,提高该反应速率,C错误;
D.CO2分解为CO和O2化学式为,根据分子化学键完全断裂时的能量变化图可知,1molCO2完全断裂应该吸收1598kJ,1molCO完全断裂应该吸收1072 kJ,1mol O2完全断裂应该吸收496kJ;所以1molCO2分解产生1molCO和0.5molO2,所以需吸收kJ 能量,则全过程热化学方程式为 ,D正确;
故答案选C。
8.B
【分析】X基态原子的p轨道处于半充满状态,可能为2p3或者3p3,则X可能为N或P,又因为X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素,则X只能为N;常温下,Y的氢化物呈液态,则Y为O;Z的单质能溶于W的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液,却不溶于其浓溶液,则为Al在浓硫酸中钝化,即Z为Al、W为S,则Q只能为Cl。据此解答该题。
【详解】A.X为N,N的2p轨道半充满,较稳定,第一电离能大于相邻的C、O元素,A正确;
B.W为S,Q为Cl,Cl的电负性更强,非金属性更强,与H形成的共价键键能更高,更稳定,则氢化物的稳定性:W<Q,B错误;
C.Y为O,W为S,同主族元素,电负性由上往下依次递减,电负性Y>W,C正确;
D.Z为Al,X为N,铝的电子层数更多,半径更大,D正确;
故选B。
9.C
【分析】根据图中物质的转化关系知反应物有、、,生成物有和。根据过程中含V元素微粒的结构式判断化学键的变化,据此解答。
【详解】A.由转化示意图可知,整个过程中有氢氧键的断裂和形成,故A正确;
B.反应过程中中的V由+4价升高到+5价,化合价升高,被氧化,故B正确;
C.由转化示意图可知,整个过程中反应物为、、,生成物为、,在钒系催化剂作用下脱硝反应为,故C错误;
D.由转化示意图可知,在反应过程中生成后又被消耗,则是反应中间体,故D正确;
答案选C。
10.AB
【详解】A.向盛有蔗糖的烧杯中滴加适量浓硫酸并用玻璃棒迅速搅拌,蔗糖变黑,同时生成水,说明浓硫酸具有脱水性和吸水性,体积膨胀,产生有刺激性气味的气体,有二氧化硫产生,说明浓硫酸具有强氧化性,故A正确;
B.向少量酸性溶液中滴加溶液,高锰酸钾溶液会褪色,现无明显现象,再向溶液中滴加溶液,溶液变为红色,说明该溶液已经完全变质,故B正确;
C.用托盘天平称取1.0g固体,在烧杯中加少量蒸馏水溶解,应冷却到室温,再转移至250mL容量瓶中,洗涤烧杯玻璃棒,最后定容摇匀,故C错误;
D.用pH试纸测定和溶液的pH,,只说明HF是弱酸,不能比较F和Cl元素非金属性强弱,故D错误;
故选AB。
11.D
【详解】A.苯环上或与苯环直接相连的原子共平面,与酮羰基直接相连的甲基最多有2个原子参与共平面,单键可以旋转,则X分子最多有16个原子共平面,A错误;
B.Z中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而Y不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,因此无法用酸性高锰酸钾检验Z中是否含有Y,B错误;
C.Z中含有碳碳双键,因此反应 X+Y→Z 还发生了消去反应,C错误;
D.Z中含有碳碳双键、醚键和酯基共3种官能团,Z含有碳碳双键能使溴水褪色,含有酯基能和 NaOH 溶液反应,D正确;
故选D。
12.B
【详解】A.图中b点NO2的转化率最高,则温度为T时,b点恰好达到平衡状态,由于ab曲线上对应容器的体积逐渐增大,NO2的起始浓度逐渐减小,但浓度均大于b点,NO2的浓度越大,反应速率越大,达到平衡的时间越短,所以ab曲线上反应均达到平衡状态,反应正向是气体体积增大的反应,随着容器体积的增大,NO2的转化率逐渐增大,b点达到最大;b点以后,随着容器体积的增大,压强越小,反应往正方向移动,NO2的起始浓度减小,反应速率减慢,达到平衡的时间延长,所以bc曲线上反应均未达到平衡状态, c点未达到平衡状态,A正确;
B.a点时反应达到平衡,NO2转化率为40%,则:
b点时NO2转化率为80%,反应三段式为:
根据A选项中a点反应三段式、b点三段式和pV=nRT可知,PaV1=2.4RT,PbV2=2.8RT,由于V2>V1,所以容器内的压强:Pa:Pb>6:7,故B错误;
C.从NO2的转化率看,b点NO2的转化率与c点不相同,则消耗NO2的物质的量也不相同,且由于V2<V3,所以b点、c点NO2的浓度:b不等于c,因此b、c两点时气体的颜色不同,C正确;
D.相同温度下对于同一个反应而言,化学平衡常数不变,因此a、b、c三点反应的平衡常数相等,D正确。
故答案选B。
13.D
【详解】A.由图可知,放电时,正极得到电子发生还原生成、负极失去电子发生氧化反应生成钾离子,总反应为,A错误;
B.放电时,正极得到电子发生还原生成,反应为,B错误;
C.负极会和溶液中水反应,故该电池不可用溶液作为电解质溶液,C错误;
D.用该电池电解溶液,阴极反应为,增重24克时生成铜0.375mol,更加电子守恒可知,转移电子0.75mol,则通过交换膜的为,D正确;
故选D。
14.C
【分析】pH越大,A-浓度越大,越小,相应纵坐标越小;pH越大,HA浓度越小,越大,相应纵坐标越大,故M点代表,即,则,。
【详解】A. 曲线②上的点纵坐标和横坐标数值相等,随着pH的增大而增大,表示随溶液pH的变化情况,A错误;
B. 据分析,等物质的量浓度和混合溶液中,的水解程度小于的电离程度,呈酸性,结合电荷守恒可知:,B错误;
C. 据分析,的的数量级为,C正确;
D. 常温下,将M点对应溶液加水稀释,,稀释使氢离子浓度变小、Ka不变,则比值变大,D错误;
选C。
15.(1) 关闭活塞K,从球形漏斗口处加水至液面高于容器中的液面,一段时间后,若两处液面无变化,说明气密性良好 CO2、H2S
(2)c→e→d→f→g→a→b→f→g
(3)干燥氢气,防止外界水蒸气进入装置A中
(4)Li2SO4+4H2Li2S+4H2O
(5)趁热过滤,避免析出硫酸锌晶体
(6) Li2SO3 硫酸锂未完全反应或通入氢气量不足或温度不高等 82.46%
【分析】利用氢气还原硫酸锂制备硫化锂,B中锌和稀硫酸反应制取氢气,C除去氢气中的H2S杂质,D对氢气进行干燥,装置A发生反应Li2SO4+4H2Li2S+4H2O,最后一个装置D用于吸收空气中的水蒸气,防止产物潮解,据此解答。
【详解】(1)装置B是启普发生器,检查装置B气密性的方法是关闭活塞K,从球形漏斗口处加水至液面高于容器中的液面,一段时间后,若两处液面无变化,说明气密性良好;启普发生器是用固体与液体试剂在常温条件(不用加热)下起反应制取难溶性气体的典型装置,因此利用该装置还可制备的常见气体有CO2、H2S等。
(2)根据以上分析可知按气流从左至右,装置的连接顺序是c→e→d→f→g→a→b→f→g。
(3)生成的氢气中含有水蒸气,且还需要防止外界水蒸气进入,所以装置D的作用是干燥氢气,防止外界水蒸气进入装置A中。
(4)若装置A中只有两种产物生成,根据原子守恒可知另一种生成物是水,则反应的化学方程式为Li2SO4+4H2Li2S+4H2O。
(5)过滤需要除去难溶杂质如铜等,为避免析出硫酸锌晶体,需要趁热过滤,即采用E装置对装置B中混合物进行分离的目的是趁热过滤,避免析出硫酸锌晶体。
(6)a.将气体通入品红溶液中,溶液褪色,说明产生了二氧化硫气体,因此由上述实验①可知,样品中含有Li2SO3,在实验①的溶液中滴加溶液,产生白色沉淀,说明存在,产生硫酸锂可能的原因是硫酸锂未完全反应或通入氢气量不足或温度不高等。
b.干燥得到固体24.03g是硫酸钡和亚硫酸钡的混合物,将固体在空气中加热,固体质量变为25.63g,是因为亚硫酸钡被氧化为硫酸钡,增加的质量即是参加反应的氧气质量,为25.63g-24.03g=1.6g,物质的量是0.05mol,根据2BaSO3+O2=2BaSO4可知亚硫酸钡的物质的量是0.1mol,质量是21.7g,所以硫酸钡的质量是24.03g-21.7g=2.33g,物质的量是0.01mol,所以原混合物中亚硫酸钾和硫酸钾的物质的量分别是0.1mol、0.01mol,质量分别是15.8g、1.74g,因此硫化锂的质量是100g-15.8g-1.74g=82.46g,所以样品的纯度为82.46%。
16.(1) 价电子排布为,失去一个电子形成更稳定的半满结构
(2)升高温度、搅拌、增大NaOH用量等
(3) 、
(4)
(5)
(6)442.8
【分析】锆石粉碎后加NaOH进行碱熔,过程中氧化铝和二氧化硅与NaOH反应生成盐,碱熔后固体加足量盐酸溶解,此时硅酸钠与盐酸反应生成硅酸沉淀即滤渣1,加过氧化氢将亚铁离子氧化为三价铁,再加氨水调节pH值使三价铁转化为氢氧化铁,铝离子转化为氢氧化铝沉淀即滤渣2,滤液中甲KCN使铜离子沉淀,过滤后滤液中加氨水调节使锆沉淀,过滤后灼烧得到氧化锆,据此解答。
【详解】(1)Fe为26号元素,其价电子排布式为:,价电子排布为,失去一个电子后形成,价电子排布为,半满结构更稳定,因此易被氧化成,故答案为:;价电子排布为,失去一个电子形成更稳定的半满结构;
(2)为提高碱熔率,可以适当升高温度,碱熔时进行搅拌或者适当增大NaOH的用量等,故答案为:升高温度、搅拌、增大NaOH用量等;
(3)“酸浸”过程中与发生氧化还原反应,1molFeO失1mol电子,1mol得2mol电子,根据得失电子守恒可得反应方程式:,酸浸后的溶液中加氨水调节溶液的pH值,使三价铁离子完成沉淀为氢氧化铁,铝离子转化为氢氧化铝沉淀,可知滤渣2为、,故答案为:;、;
(4)若要完全除掉,则铜离子的浓度应小于mol/L,溶液中的浓度至少为 mol/L,故答案为:;
(5)水解生成,根据元素守恒都反应方程式为:,故答案为:;
(6)根据元素守恒可知n()=n()=,m()==442.8g,故答案为:442.8。
17.(1)2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-123kJ/mol
(2)CO2催化加氢直接合成二甲醚的正反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,二氧化碳的转化率降低,副反应是吸热反应,温度升高,平衡正向移动,二氧化碳的转化率增大,温度高于280℃, CO2平衡总转化率随温度升高而上升,原因可能是温度对副反应的影响大于对主反应的影响
(3)20%
(4)0.9mol
(5)a
(6) 负极 CH3OCH3-e-+=CH3OCOOCH3
【详解】(1)根据盖斯定律,将反应①×2+②即得:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g),ΔH=2×(-49.0kJ/mol)-25.0kJ/mol=-123kJ/mol,则CO2催化加氢直接合成二甲醚反应的热化学方程式为:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-123kJ/mol。
(2)CO2催化加氢直接合成二甲醚的正反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,二氧化碳的转化率降低,副反应是吸热反应,温度升高,平衡正向移动,二氧化碳的转化率增大,温度高于280℃, CO2平衡总转化率随温度升高而上升,原因可能是温度对副反应的影响大于对主反应的影响。
(3)恒温恒容的容器中,压强之比等于物质的量之比。设起始时C3H8为1mol,压强增大了20%,则气体物质的量增大了20%,则平衡时气体物质的量增加了0.2mol,根据反应方程式,增加的物质的量和反应消耗的C3H8的物质的量相等,所以平衡时C3H8的转化率为=20%。
(4)在一定温度,某恒压密闭容器中充入 1mol ,各物质的分压之比等于物质的量之比,所以反应的Kp=,n(H2)=0.2mol。根据碳守恒,C3H6和C3H8的总物质的量为,设C3H6的物质的量为x,则C3H8的物质的量为1.05mol-x,根据氢守恒,1mol×8=0.5mol×2+0.2mol×2+6x+8×(1.05-x),x=0.9mol。
(5)改善催化剂的选择性,可以极大地促进反应①②的进行,从而提高C3H6的产率;增大水蒸气的浓度,反应②平衡逆向移动,降低C3H6的产率;恒容时通入惰性气体,各物质的浓度不变,平衡不移动,不能提高C3H6的产率,故选a。
(6)电解池中,通入的CO2转化为,碳的化合价降低,则CO2在阴极得到电子,所以a极连接直流电源的负极;b为阳极,CH3OCH3在阳极失去电子,结合阴极生成的,生成碳酸二甲酯,电极反应式为:CH3OCH3-e-+=CH3OCOOCH3。
18.(1) 2-甲基-2-丙醇 酸性高锰酸钾溶液
(2) 酯化反应(或是取代反应) 羰基(或酮基)、醚键
(3)
(4)
(5)6
(6)
【分析】与A反应生成B,B→C,是将-CH3氧化为-COOH,C为,在与甲醇发生酯化反应生成D,由F结构式可知E为,D与F发生已知反应生成G,据此解题。
【详解】(1)A的结构简式为,因此其化学名称为2-甲基-2-丙醇;D是酯类物质,因此B→C是将-CH3氧化为-COOH,苯环上的甲基氧化可以使用酸性高锰酸钾反等强氧化剂,甲基被氧化为羧基,故答案为:2-甲基-2-丙醇;酸性高锰酸钾溶液;
(2)C为,在与甲醇发生酯化反应生成是属于酯化反应(或是取代反应);F中所含官能团的名称为:羰基(或酮基)、醚键;故答案为:酯化反应(或是取代反应);羰基(或酮基)、醚键;
(3)由上述分析可知C的结构简式为,故答案为:;
(4)根据已知中的信息不难得出,D与F反应生成M符合该信息的合成方式,故反应为,故答案为:;
(5)芳香化合物G是F的同分异构体,G的结构只含一个环,核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为1:1:2:6。X可能的结构有6种,、、、、;故答案为:6种;
(6)2-丁烯和乙二酸二乙酯为原料制备化合物的合成路线为:;故答案为:。
【点睛】本题是有机推断的综合考查题目,涉及到信息的运用,主要采取的是逆推法。
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