贵州省贵阳市2023届高三下学期三模理综化学试题(含解析)
展开贵州省贵阳市2023届高三下学期三模理综化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.化学与生活密切相关,下列叙述正确的是
A.太阳电池翼采用碳纤维框架和玻璃纤维网,二者均为有机高分子材料
B.NOx和碳氢化合物是造成光化学烟雾污染的主要原因
C.用于光学望远镜的高致密碳化硅特种陶瓷材料是一种传统无机非金属材料
D.氢燃料汽车是利用电解池的原理提供电能
2.聚脲具有防腐、防水、耐磨等特性,合成方法如图I 所示。下列说法错误的是
A.M和N通过加聚反应形成聚脲
B.N苯环上的一氯代物有2种
C.N与 互为同系物
D.一定条件下聚脲能发生水解生成 、和CO2 (或 )
3.能正确表示下列反应的离子方程式的是
A.向NaClO溶液中通入少 量CO2:2ClO-+CO2 +H2O=2HClO+
B.向酸性KMnO4溶液中通入SO2:2+5SO2+4H+=5 +2Mn2+ +2H2O
C.向AlCl3溶液中滴加Na2S溶液:2Al3++3S2-+6H2O =2Al(OH)3↓ +3H2S↑
D.向H2O2溶液中滴加少量FeCl3:H2O2+2Fe3+=2Fe2++O2 ↑+2H+
4.如图2所示是一种低电压下获得氢气和氧气的电化学装置。下列有关说法错误的是
A.a电极为阳极,发生氧化反应
B.M、N电极产生的气体物质的量之比为2∶1
C.标况下生成2.24L的气体N,则有0.2NA的OH-经隔膜从b移向a
D.反应器I中反应为4[Fe(CN)6]3-+4OH- =4[Fe(CN)6]4-+O2↑+2H2O
5.已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.4.0g由H218O与D216O组成的混合物中所含中子数为2NA
B.标准状况下,11.2L的H2与11.2L的F2混合后,气体分子数为NA
C.1L浓度均为0.01mol/LNa2HPO4和NaH2PO4的混合溶液中,和的数目之和为0.02NA
D.56gSi在足量的O2中燃烧,产物中含Si-O键的数目是4NA
6.2022年我国科学家首次在月球上发现一种磷酸盐矿物,该物质含有R、W、X、Y、Z五种主族元素,原子序数依次增大且均不超过20。R、Y为非金属元素,W、X、Z为金属元素,W的最高正化合价为+1,X和Z同族。下列说法正确的是
A.简单离子半径: R
C.W、X、Z的最高价氧化物对应的水化物均为强碱
D.简单氢化物沸点: R>Y
7.根据实验及其现象,能推出相应结论的是
选项
实验
现象
结论
A
将分液漏斗中的稀硝酸滴入装有CaCO3固体的烧瓶,烧瓶右端连接装有Na2SiO3溶液的试管
观察到烧瓶中CaCO3溶解且产生气泡,试管中Na2SiO3 溶液变浑浊
非金属性: N>C>Si
B
向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液
均有固体析出
蛋白质均发生变性
C
向5mL 0. 1mol ·L-1FeCl3溶液中加入1mL 0.1mol ·L-1KI溶液,充分振荡,完全反应后,滴加KSCN溶液
出现血红色
2Fe3++2I- 2Fe2+
I2是可逆反应
D
常温下,向两支装有等物质的量的AgCl、AgI 的试管中分别滴加足量等体积等浓度的氨水
AgCl溶解,AgI不溶解
Ksp(AgCl)>Ksp (AgI)
A.A B.B C.C D.D
二、工业流程题
8.钒铬还原渣是钠化提钒过程的固体废弃物,其主要成分为VO2 ·xH2O、Cr(OH)3及少量的SiO2, 一种初步分离钒铬还原渣中钒铬并获得Na2Cr2O7的工艺流程如图所示:
已知:①“酸浸”后VO2 ·xH2O转化为VO2+;
②当pH>4. 1时,Cr3+开始沉淀:
③Na2Cr2O7和Na2SO4的溶解度随温度变化的曲线如图所示:
回答下列问题:
(1)Na2S2O8名称为过二硫酸钠、该物质中存在−O−O−, 则该化合物中硫元素的化合价是_______价;写出滤渣的一种用途: ___________。
(2)已知“氧化”生成,“水解沉钒”过程中,生成V2O5·xH2O的离子方程式为___________;若“水解沉钒”后溶液(常温)中(Cr3+)=0. 1mol·L-1,则此温度下Ksp[Cr(OH)3]=___________。
(3)“溶液1”过程中,铬元素由Cr3+转化为, 当有3mol 生成时,理论上消耗___________mol H2O2。
(4)“多步操作”包括蒸发浓缩、___________、冷却结晶、过滤、洗涤等步骤。
(5)研究温度对Na2S2O8 与 H2O2的氧化一水解沉钒率的影响,得到如图所示结果。钒铬还原渣酸浸液初始温度在90°C左右,降低温度能耗增加。由图可知,分别采用 H2O2、Na2S2O8进行“氧化”时,应选择的适宜温度分别是___________、___________。
(6)获得Na2Cr2O7后,残留的含铬废水不能直接排放,处理时需要经过“酸化→还原→沉降”三个步骤,用Na2S2O3溶液还原时,还原产物为Cr3+, 则反应的离子方程式为___________。
三、实验题
9.氯化亚砜(SOCl2) 具有较强的巯基和羟基取代能力,广泛应用于有机合成中。 工业上可以利用SO3与SCl2反应制得,装置如图所示(夹持及加热装置已略):
物质相关性质如下表:
物质
SO3
SCl2
SOCl2
熔点/°C
16.8
-78
- 105
沸点/°C
44.8
60
78. 8
与水反应
均能与水剧烈反应
已知: H2SO4(浓) SO3↑+H2O↑; SCl2与SOCl2互溶。
实验步骤如下:
①通入干燥的氮气,观察集气瓶A中气泡控制N2流速;
②将P2O5固体置于烧瓶B中,向饶瓶B中分批缓慢加入5.44mL浓硫酸(约为0.100mol),再向锥形瓶C中加入足量SCl2;
③将烧瓶B升温至225°C,三氧化硫液体缓慢流入锥形瓶C中;
④待反应完成后取下锥形瓶C,“一系列操作” 后,得到高纯度的SOCl2。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为___________,锥形瓶C中生成氯化亚砜的方程式为___________。
(2)该制备SOCl2装置存在的缺陷为___________。
(3)实验步骤①通入N2的作用为___________,步骤④中的“一系列操作”为___________(写出具体操作步骤)。
(4)将得到的SOCl2溶于水生成两种酸,取所得溶液体积的十分之一用0. 50mol·L-1标准碘溶液滴定,选用淀粉作指示剂,滴定终点消耗标准碘溶液的平均体积为13. 00mL,则SOCl2的产率为___________(保留三位有效数字),若滴定后,滴定管尖嘴处有气泡,则测定结果___________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(5)某种锂电池的总反应为4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2 ↑,该电池工作时正极的电极反应式为__________。
四、原理综合题
10.“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题,二氧化碳甲烷化是其中重要反应之一,根据所学知识回答下列问题:
I.主反应1:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) ΔH1
副反应2:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2>0
已知:①常温常压下,H2和CH4的燃烧热(ΔH)分别为-285.5kJ·mol-1和-890. 0kJ·mol-1:
②H2O(l)=H2O(g) ΔH3=+44. 0kJ·mol-1。
(1)ΔH1=___________kJ ·mol-1。
(2)在某一恒容密闭容器中加入CO2、H2,其分压分别为15kPa、 30kPa,加入催化剂并加热使其发生主反应1,研究表明CH4的反应速率(CH4)=2 ×10-6p(CO2) ·p4(H2)kPa·s-1,某时刻测得H2O(g))的分压为10kPa,则该时刻(H2O)=___________。
(3)研究发现主反应1前三步历程如图甲所示,其中吸附在Pt/SiO2催化剂表面的粒子用“·”标注,Ts表示过渡态。从粒子吸附在催化剂表面到形成过渡态过程会 ___________(填“放出”或“吸收“)热量;反应历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为___________。
(4)不同条件下,按照c(CO2) :c(H2O)=1:4投料同时发生主反应1和副反应2,CO2的平衡转化率如图乙所示。
①压强p1、p2、p3由大到小的顺序是___________。
②压强为p1时,随着温度升高,CO2平衡转化率先减小后增大的原因是___________________。
Ⅱ.某研究团队经实验证明,CO2在一定条件下与 H2O发生氧再生反应: CO2(g)+2H2O(g) CH4(g)+2O2(g) ΔH= +802.3kJ ·mol-1。
(5)恒压条件下,按c(CO2):c(H2O)= 1:2投料,进行氧再生反应,测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度关系如图。350°C时,A点的平衡常数K=___________(填计算结果)。为提高CO2的转化率,除改变温度外,还可采取的措施为___________。
五、结构与性质
11.Fe3+可以与SCN-、CN-、有机分子等形成配合物,中国研究团队研发的一种智能比色微针贴片,用于按需治疗和实时报告伤口感染,可由聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 、没食子酸和铁离子之间的配位反应制备。回答下列问题:
(1)基态Fe3+的价电子排布图(轨道表示式)为___________。
(2)写出一种与SCN-互为等电子体的分子:___________(填化学式)。1mol [Fe(CN)6]3-中含有σ键的数目为___________。
(3)PVP 中N原子的杂化轨道类型为___________; 没食子酸沸点高于2, 3, 4-三羟基苯甲酸(如图所示) 的原因是___________。
(4)下表数据是部分氯化物的熔点:
编号
①
②
③
物质
NaCl
AlCl3
FeCl3
熔点°C
801
160
306
判断FeCl3的晶体类型为___________; 400°C时FeCl3蒸气中有以配位键结合的双聚分子,画出该双聚分子结构: ___________。
(5)普鲁士蓝晶体属于立方晶系,晶体密度为ρg·cm-3,铁—氰骨架组成晶胞中的8个小立方体,Fe粒子在小立方体顶点,CN- 在小立方体的棱上,两端均与Fe粒子相连,小立方体中心空隙可容纳K+,如图所示(CN- 在图中已省略)。
该晶胞棱长为___________pm(阿伏加德罗常数为NA)。
六、有机推断题
12.2023年1月18日,国家医保局会同人力资源社会保障部等部门公布《国家基本医疗保险、工伤保险和生育保险药品目录(2022年)》,有10款新药首次在中国获批通过谈判进入了医保目录,,再次体现了国家对民生的关注与重视。其中替戈拉生片是治疗消化性溃疡病和胃食道反流病的药物,其有效成分X结构如图所示。
化合物Y是合成替戈拉生的重要中间产物,如图所示路线可以合成Y。
回答下列问题:
(1)化合物B中含氧官能团的名称是___________; A→B的反应类型为___________。
(2)X分子中含有___________个手性碳原子 (手性碳原子指与四个各不相同的原子或基团相连的碳原子)。
(3)D的结构简式为___________。
(4)化合物M()是D的一种同分异构体, 俗称香豆素。写出M与足量氢氧化钠反应的化学方程式:___________。
(5)符合下到条件Y的同分异构体共有___________种,其中能与酸性高锰酸钾溶液反应生成均苯三甲酸的结构构简式为___________。
①属于芳香族化合物 ②能与碳酸氢钠溶液反应 ③苯环上的一氯代物有两种
(6)威廉姆森制醚法的原理为R1-ONa+R2-Br →R1-O-R2+NaBr;假设合成物质X的最后一步利用了该原理,则最后参加反应的两种物质的结构简式为___________。
参考答案:
1.B
【详解】A.太阳电池翼采用碳纤维框架和玻璃纤维网,都是无机非金属材料,A错误;
B.光化学烟雾是一次污染物(如氮氧化物NOx、碳氢化合物等)在光照条件下发生化学反应后生成的二次污染物,主要含有臭氧、过氧硝酸酯等,B正确;
C.高致密碳化硅特种陶瓷材料是一种新型无机非金属材料,C错误;
D.氢燃料汽车是利用氢氧燃料电池即原电池的原理提供电能,D错误;
故答案为:B。
2.C
【详解】A.N中的两个氨基上的N-H断裂,与M中的C=N双键发生加成,所以M和N通过加成反应形成聚脲,选项A正确;
B.N是一个对称结构,两个苯环上氨基的邻位碳上的氢原子是等效的,两个苯环相连的氧原子的两个苯环上的邻位碳.上的氢原子是等效的,则在M分子中只有两种不同的氢原子,M苯环上的一氯代物有2种,选项B正确;
C.N是含氧衍生物,而苯胺不是含氧衍生物,二者不是同一类物质,所以不是同系物,选项C错误;
D.由结构简式可知,聚脲分子中含有酰胺键,一定条件下能发生水解反应生成、和CO2 (或 ),选项D正确;
答案选C。
3.C
【详解】A.已知酸性H2CO3>HClO>,故向NaClO溶液中通入少量CO2应该生成而不是,故正确的离子方程式为: ClO-+CO2 +H2O=HClO+,A错误;
B.原离子方程式电荷不守恒,质量也不守恒,故向酸性KMnO4溶液中通入SO2的离子方程式为:2+5SO2+2H2O =5+2Mn2+ +4H+,B错误;
C.AlCl3和Na2S在水溶液中能够发生双水解反应生成Al(OH)3沉淀和H2S,故向AlCl3溶液中滴加Na2S溶液的离子方程式为:2Al3++3S2-+6H2O =2Al(OH)3↓ +3H2S↑,C正确;
D.由于Fe3+的氧化性比H2O2弱,故向H2O2溶液中滴加少量FeCl3,FeCl3作催化剂,故该反应方程式为:2H2O22H2O+O2 ↑,D错误;
故答案为:C。
4.B
【分析】由图可知,a电极上[Fe(CN)6]4-发生失电子的氧化反应转化成[Fe(CN)6]3-,电极反应为[Fe(CN)6]4- -e-=[Fe(CN)6]3-,a电极为阳极;b电极为阴极,b电极上DHPS发生得电子的还原反应转化成DHPS—2H;反应器I中[Fe(CN)6]3-发生还原反应转化成[Fe(CN)6]4-,根据氧化还原反应的规律,反应器I中放出的气体M为O2;反应器II中DHPS—2H发生氧化反应转化成DHPS,放出的气体N为H2;据此分析作答。
【详解】A.根据分析,a电极上[Fe(CN)6]4-发生失电子的氧化反应,a电极为阳极,A项正确;
B.根据分析,气体M为O2,气体N为H2,结合得失电子守恒,M、N产生气体物质的量之比为1∶2,B项错误;
C.气体N为H2,每生成1molH2电路中通过2mol电子,标况下生成2.24LH2(即0.1molH2)电路中通过0.2mol电子,根据a电极的电极反应[Fe(CN)6]4- -e-=[Fe(CN)6]3-,a电极消耗0.2mol[Fe(CN)6]4-生成0.2mol[Fe(CN)6]3-,结合电荷守恒,有0.2molOH-经隔膜从b移向a,即有0.2NA的OH-经隔膜从b移向a,C项正确;
D.反应器I中[Fe(CN)6]3-发生还原反应转化成[Fe(CN)6]4-,根据氧化还原反应的规律,反应器I中放出的气体M为O2,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应器I中的反应为4[Fe(CN)6]3-+4OH-=4[Fe(CN)6]4-+O2↑+2H2O,D项正确;
答案选B。
5.A
【详解】A.H218O与D2O的摩尔质量均为20g/mol,故4g混合物的物质的量为=0.2mol,而H218O与D2O中均含有10个质子和10个中子,故0.2mol混合物中含有的中子和质子的物质的量均为2mol,个数均为2NA个,A正确;
B.根据反应H2+F2=2HF可知,标准状况下,11.2L即=0.5mol的H2与11.2L的F2混合后生成1molHF,但HF在标准状况下为液态,故气体分子数0,B错误;
C.1L浓度均为0.01mol/LNa2HPO4和NaH2PO4的混合溶液中根据物料守恒可知,和、、H3PO4的数目之和为0.02NA,C错误;
D.已知1molSiO2中含有4molSi-O键,故56g即=2.0molSi在足量的O2中燃烧生成2molSiO2,则产物中含Si-O键的数目是8NA,D错误;
故答案为:A。
6.D
【分析】磷酸盐矿物含有R、W、X、Y、Z五种主族元素,原子序数依次增大且均不大于20。R、Y为非金属元素,W、X、Z为金属元素,结合原子序数可知,R为O元素、Y为P元素,W的最高正化合价为+1,W为Na元素;X和Z同族,Z不可能是K,因为K与Na同主族,故Z为Ca元素、则X为Mg元素,以此来解答。
【详解】A.由分析可知,R、X、Z分别O、Mg、Ca,根据一般电子层数越多半径越大,电子层数相同核电荷数越大半径越小可知,简单离子半径为Ca2+>O2->Mg2+即 X < R
C.由分析可知,W为Na、X为Mg、Z为Ca,则W、X、Z的最高价氧化物对应的水化物中NaOH、Ca(OH)2为强碱,Mg(OH)2为中强碱,C错误;
D.由分析可知,R为O、Y为P,由于H2O中存在分子间氢键,导致沸点依次升高,故简单氢化物沸点H2O>PH3,即R>Y,D正确;
故答案为:D。
7.D
【详解】A.将分液漏斗中的稀硝酸滴入装有CaCO3固体的烧瓶,观察到烧瓶中CaCO3溶解且产生气泡,说明HNO3酸性强于H2CO3,但由于HNO3具有挥发性,故烧瓶右端连接装有Na2SiO3溶液的试管,试管中Na2SiO3 溶液变浑浊,不能说明H2CO3的酸性强于H2SiO3,A错误;
B.NaCl为轻金属盐,能使蛋白质发生盐析而不是变性,CuSO4为重金属盐,能使蛋白质发生变性,B错误;
C.根据反应方程式:2FeCl3+2KI=2KCl+2FeCl2+I2可知,向5mL 0. 1mol ·L-1FeCl3溶液中加入1mL 0.1mol ·L-1KI溶液,充分振荡,完全反应后,由于FeCl3溶液过量,故滴加KSCN溶液,溶液变红,但不能说明2Fe3++2I-2Fe2++I2是可逆反应,C错误;
D.AgCl溶于氨水生成银氨溶液,AgI与氨水不反应,由实验操作和现象,可知Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),D正确;
故答案为:D。
8.(1) +6 制作光导纤维、光学玻璃
(2) +(x−1)H2O+2OH−=V2O5·xH2O或=↓+2H+ 1×10−30.7
(3)4.5
(4)趁热过滤
(5) 60℃ 90℃
(6)=
【分析】钒铬还原渣主要成分为VO2▪xH2O、Cr(OH)3及少量的SiO2,加硫酸酸浸,VO2▪xH2O转化为VO2+,转化Cr(OH)3为Cr3+,滤渣为SiO2,加入Na2S2O8将VO2+氧化为,反应的离子方程式为+2VO2++2H2O=2+2+4H+,调pH使转化为V2O5▪xH2O沉淀,净化液中加入过量NaOH后Cr3+变为,加入H2O2发生反应3H2O2+2+2OH-=2+4H2O,溶液2先调pH后经蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶,过滤洗涤得到Na2Cr2O7。
【详解】(1)Na2S2O8中存在−O−O−,则有2个O显-1价,剩余6个O显-2价,由+1×2+2x+(-1)×2+(-2)×6=0,x=+6,则该化合物中硫元素的化合价是+6;根据分析可知“滤渣”为SiO2,可以用来制作光导纤维、光学玻璃;
(2)“水解沉钒”过程中,发生水解反应生成V2O5·xH2O,反应的离子方程式为:+(x−1)H2O+2OH−=V2O5·xH2O或=↓+2H+;当pH>4. 1时,Cr3+开始沉淀,此时(Cr3+)=0. 1mol·L-1,常温下,Ksp[Cr(OH)3]= (Cr3+)∙(OH-)3=0. 1×(10-9.9)3=1×10−30.7;
(3)“溶液1”过程中铬元素由Cr3+转化为,化合价从+3升高至+6价,当有3mol 生成时转移9mol电子,H2O2转化为H2O,O元素化合价从-1降低至-2价,1mol过氧化氢反应转移2mol电子,则当有3mol 生成时,理论上消耗4.5mol H2O2;
(4)硫酸钠的溶解度随温度变化不大,蒸发浓缩时硫酸钠析出,再趁热过滤除去;
(5)由图可知,分别采用H2O2、Na2S2O8进行“氧化”时,H2O2沉钒率最大的温度为60℃,Na2S2O8沉钒率最大的温度90℃;
(6)用Na2S2O3溶液还原Na2Cr2O7时,还原产物为Cr3+,氧化产物是,则反应的离子方程式为:=。
9.(1) 蛇形冷凝管或冷凝管 SO3+SCl2=SOCl2+SO2
(2)尾气处理装置D前无干燥装置
(3) 抑制三氧化硫气体逸出,起到封闭的作用(或防止外界的水和氧气进入蒸馏装置) 取下锥形瓶C,将液体转移至蒸馏烧瓶中,加入几粒沸石,温度计下端水银球置于蒸馏烧瓶支管口处,向冷凝管中通冷凝水,加热蒸馏烧瓶,收集78.8℃的馏分
(4) 65.0% 偏低
(5)2SOCl2+4e−=S↓+SO2↑+4Cl−
【详解】(1)根据冷凝管内管形状观察,仪器a的名称为蛇形冷凝管或冷凝管;由已知条件H2SO4(浓) SO3↑+H2O↑可知,浓硫酸先生成SO3,然后再进入C中与加入的SCl2反应生成SOCl2和SO2;
(2)由相关性质可知,锥形瓶C中的物质SO3、SCl2、SOCl2都能与水剧烈反应,所以锥形瓶中不能有水进入,而D装置是装入碱液,进行尾气处理,考虑水的挥发,所以在CD装置之间应有干燥装置;
(3)装置a只能冷凝回流,不能完全杜绝气体逸出,并且C装置中不能有水进入,所以通入N2,封闭体系,防止SO3逸出,同时也起到隔绝空气进入的作用;
反应完毕后装置C中应为SCl2和SOCl2的混合溶液,根据两物质的物理性质可知,沸点差异较大,所以可以通过蒸馏的方式分离,收集78.8℃时的馏分即可;
(4)根据化合价升降守恒可得关系式,根据实验数据可计算,;由实验步骤中数据可计算理论上可制备,所以可得SOCl2的产率为;
若滴定后,滴定管尖嘴处有气泡,气泡占据了一部分体积,使得体积读数偏小,所以最终测定结果偏低;
(5)电池工作时,正极得电子,化合价降低,根据总反应可推知正极的电极反应式为2SOCl2+4e−=S↓+SO2↑+4Cl−。
10.(1)−164.0
(2)0.4kPa·s−1
(3) 吸收 ·CO+·OH+·H+3H2(g)=·CO+H2O(g)+3H2(g)或·OH+·H=H2O(g)
(4) p3>p2>p1 温度低于600℃时主反应进行程度较大,CO2的转化率下降;温度超过600℃时,副反应进行程度较大,CO2的转化率上升
(5) 1 适当减小c(CO2):c(H2O)的投料比(或及时移出产物)
【详解】(1)常温常压下,H2和CH4的燃烧热(ΔH)分别为-285.5kJ•mol-1和-890.0 kJ•mol-1,则有③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=-571kJ•mol-1,④CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH4=-890.0kJ•mol-1,⑤H2O(l)=H2O(g) ΔH5=+44. 0kJ·mol-1,根据盖斯定律可知,2×③-④+2⑤可得反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g),则ΔH1=2×ΔH3-ΔH4+2ΔH5=2×(-571kJ•mol-1)-(-890.0kJ•mol-1)+2×(44.0kJ/mol)=-164.0kJ•mol-1;
(2)同温同体积下,气体的压强和气体的物质的量成正比,CO2、H2的起始分压分别为15kPa、30kPa,某时刻测得H2O(g)的分压为10kPa,Δp(H2O)=10kPa,则Δp(CO2)=5kPa,Δp(H2)=20kPa,此时,p(CO2)=10kPa,p(H2)=10kPa,(CH4)=2 ×10-6p(CO2) ·p4(H2)kPa·s-1=2×10-6×10×104kPa•s-1=0.2kPa•s-1,(H2O)=2(CH4)=0.4kPa•s-1,故答案为:0.4;
(3)由图可知,从物质吸附在催化剂表面到形成过渡态,能量增加,则从物质吸附在催化剂表面到形成过渡态的过程会吸收热量;由图可知,形成Ts3的活化能最小,则反应历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为·CO+·OH+·H+3H2(g)=·CO+H2O(g)+3H2(g)或·OH+·H=H2O(g);
(4)①CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)是放热反应,低温时,主要发生该反应,该反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡正向移动,CO2的平衡转化率增大,故p3>p2>p1;
②压强为p1时,温度低于600℃时,主反应进行程度大,该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO2的转化率下降,温度超过600℃时,副反应进行程度较大,该反应是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,CO2的转化率上升,故答案为:温度低于600℃时主反应进行程度较大,CO2的转化率下降;温度超过600℃时,副反应进行程度较大,CO2的转化率上升;
(5)恒压条件下,按c(CO2):c(H2O)=1:2投料,并结合方程式可知,曲线a表示H2O的浓度变化,曲线b表示CO2的浓度变化,曲线c表示O2的浓度变化,曲线d表示CH4的浓度变化;350℃时,c(CO2)=c(CH4),c(H2O)=c(O2),CO2和H2O按1:2投料,同时按照1:2反应,则平衡时H2O的浓度是CO2的2倍,O2的浓度是CH4的2倍,设压强为p0,则化学平衡常数Kp===1,或结合定义可计算得到KC=1,适当增大原料气中H2O(g)的含量即适当降低c(CO2):c(H2O)的比例或者及时移出产物,均可促进化学平衡正向移动,CO2的转化率提高,故答案为:1;适当减小c(CO2):c(H2O)的投料比(或及时移出产物)。
11.(1)
(2) CO2(或CS2) 12NA
(3) sp2 2,3,4−三羟基苯甲酸能形成分子内氢键,导致沸点低于分子量相同的没食子酸
(4) 分子晶体
(5)或
【详解】(1)Fe位于周期表中第4周期第ⅤⅢ族,价电子排布式为3d64s2,失去3个电子后形成Fe3+,价电子排布为3d5,轨道表示式为;
(2)等电子体是指原子总数相同,价电子总数也相同的微粒,则与SCN-互为等电子体的分子为CO2(或CS2);1mol [Fe(CN)6]3-中CN含有碳氮三键,其中1个是σ键,N原子有孤对电子,铁原子有空轨道,所以每个CN-与铁离子形成6个配位键,所以共用12个σ键,1mol [Fe(CN)6]3-中含有σ键数为12NA;
(3)PVP 中N原子的杂化轨道类型为sp2;含有氢键的物质其沸点较高,没食子酸沸点高于2, 3, 4-三羟基苯甲酸的原因是2,3,4−三羟基苯甲酸能形成分子内氢键,导致沸点低于分子量相同的没食子酸;
(4)分子晶体的熔沸点较低,FeCl3晶体熔沸点较低,属于分子晶体;根据其结构式及氯原子满足八电子稳定结构,可画出配位键的位置为,该双聚分子结构为:;
(5)Fe2+位于体心和棱心,则一共有4个;Fe3+位于顶点和面心,一共有4个,故其比值为1:1;晶胞中有4个K+,根据电荷守恒可知,CN-有4+4×2+4×3=24,其化学式为:KFe2(CN)6,晶胞质量为,晶体密度为ρg·cm-3,根据,则棱长为a=。
12.(1) 羰基、酯基 取代反应
(2)1
(3)
(4)
(5) 4
(6)、
【分析】本题考查了酯基的水解,分子内脱水以及给定条件下同分异构体体的书写。
【详解】(1)化合物B中的含氧官能团的名称是羰基、酯基, A→B的反应类型为取代反应;
(2)中只有一个手性碳原子(星形标记的为手性碳原子);
(3)C在多聚磷酸的作用下先生成,后分子内脱水生成D,因此D的结构简式为;
(4)中含有酯基,在氢氧化钠溶液中发生水解,因此化学方程式为:;
(5)根据题目条件①属于芳香族化合物说明Y同分异构体的结构应该含有苯环,②能与碳酸氢钠溶液反应说明含有羧基,③苯环上的一氯代物有两种说明苯环上的等效H原子有两种,那么符合以上条件Y的同分异构体有4中,结构如图所示:
;其中能与酸性高锰酸钾溶液反应生成均苯三甲酸说明苯环上有2个甲基且三个取代基均处于间位,因此结构为:;
(6)根据分析威廉姆森制醚法的原理为R1-ONa+R2-Br →R1-O-R2+NaBr即可知发生的是取代反应R2取代Na形成R1-O-R2,因此可以推知这两种反应物的结构分别为:、 。
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