C.343K时,上述反应的化学平衡常数约为0.02
D.2SiHCl3(g)
SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)的正反应为吸热反应
三、非选择题(本题共6小题,共80分)
16.(12分)亚铁氰化钾{K4[Fe(CN)6]·3H2O}俗称黄血盐,常用于检验Fe3+,也是食盐防结剂。
以生产电石的副产物氰熔体[Ca(CN)2和NaCN的混合物]为原料,制备亚铁氰化钾的流程如下:
回答下列问题:
(1)“浸取”需控制在80℃以下进行,原因是_________________________________
________________________________________________________________________。
(2)用硫酸亚铁晶体配制FeSO4溶液时还需加入________________________________。
(3)对“滤液”处理可获得一种实验室常用干燥剂,它的化学式是________。
(4)“加热”使HCN气体逸出发生“反应Ⅲ”,生成K4[Fe(CN)6]、二氧化碳和氢气,该反应的化学方程式为___________________________________________________________。
(5)“反应Ⅲ”后的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、________、________、干燥即得产品。
(6)工业上,以石墨为电极,电解亚铁氰化钾溶液可以制备铁氰化钾{K3[Fe(CN)6],可用于检验Fe2+},阳极的电极反应式为________________________________________________。
(7)设计如图实验探究牺牲阳极的阴极保护法原理。
操作
现象
(i)取铁极附近的溶液于试管中,滴加铁氰化钾溶液
无明显现象
(ii)在U形管铁极附近滴加铁氰化钾溶液
产生蓝色沉淀
得出结论:
①锌能保护铁;②________________________________________________。
17.(15分)利用蒈烯(A)为原料可制得杀虫剂菊酯(H),其合成路线可表示如下:
已知:
R1CHO+R2CH2CHO
(1)化合物B中的含氧官能团名称为________。
(2)A→B的反应类型为________。
(3)A的分子式为________。
(4)写出一分子F通过酯化反应生成环酯的结构简式:
____________________。
(5)写出G→H反应的化学方程式:
__________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)写出满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式:
________________。
①能与FeCl3溶液发生显色反应;②分子中有4种不同化学环境的氢。
(7)写出以
和CH3CH2OH为原料制备
的合成路线流程图(无机试剂任用):
________________________________________________________________。
18.(12分)某学习小组欲在实验室探究制备碱式碳酸铜的最佳实验条件,并测定所制得产品的化学式。
已知:
xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O为绿色或暗绿色固体,Cu4SO4(OH)6·2H2O为蓝色固体。
Ⅰ.探究制备碱式碳酸铜的最佳实验条件
(1)实验需要0.50mol·L-1Na2CO3溶液和0.50mol·L-1CuSO4溶液各500mL,配制上述溶液所使用的玻璃仪器除烧杯和胶头滴管外,还有_________________________________。
(2)实验中测得反应物配比及温度对产物的影响分别如表1、表2所示:
表1 反应物配比对产物的影响
n(CuSO4)∶
n(Na2CO3)
1∶1.0
1∶1.1
1∶1.2
1∶1.3
产物生成速率
较慢
慢
快
较快
沉淀量/g
0.4281
0.5332
0.5490
0.5371
沉淀颜色
蓝色
浅蓝绿
绿色
绿色
表2 温度对产物的影响
温度/℃
室温
65
75
85
95
产物生成速率
-
较慢
快
较快
快
沉淀量/g
无
1.3033
1.4512
1.2799
0.9159
沉淀颜色
-
绿色
绿色
绿色稍显黑色
黑色
①由此得出制备碱式碳酸铜的最佳实验条件为________________________________
________________________________________________________________________。
②95℃时,观察到先有绿色沉淀生成,随后变为黑色。
沉淀由绿色变为黑色的原因为___________________________________________________________(用化学方程式表示)。
③根据最佳实验条件,甲同学采用先混合溶液再加热的方法,成功制得绿色产品;乙同学采用先分别加热溶液再混合的方法,得到的产品却是蓝色的。
试分析乙同学实验结果的原因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.测定产品碱式碳酸铜[xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O]的化学式
按照Ⅰ的方案,小组同学制得了碱式碳酸铜,并采用如下装置测定其化学式(可重复使用)。
(3)按气流方向,装置的连接顺序为a→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→尾气处理。
(4)根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:
先检查装置的气密性,再装入药品,________(请按正确的顺序填入步骤的标号)。
①停止加热,充分冷却 ②加热C装置一段时间
③打开A装置中的活塞通氢气 ④收集气体并检验纯度 ⑤关闭A装置中的活塞
(5)称取9.55gxCuCO3·yCu(OH)2·zH2O产品,充分反应后,硬质玻璃管中得到4.8g残留物,同时生成2.2g二氧化碳和2.7g水。
则该产品的化学式为
________________________。
19.(15分)KI可用于分析试剂、感光材料、制药和食品添加剂等。
制备原理如下:
反应① 3I2+6KOH===KIO3+5KI+3H2O;
反应② 3H2S+KIO3===3S↓+KI+3H2O。
按照下列实验过程,请回答有关问题。
(1)启普发生器中发生反应的化学方程式为______________________________________,用该装置还可以制备________(填一种气体化学式)。
(2)关闭启普发生器活塞,打开滴液漏斗的活塞,滴入30%的KOH溶液,待观察到_________________(填现象)时,停止滴入KOH溶液;然后_______________________(填操作),待KIO3混合液和NaOH溶液中气泡速率接近相同时停止通气。
(3)打开滴液漏斗的活塞,滴入硫酸溶液,并对KI混合液水浴加热,其目的是________________________________________________________________________。
(4)把KI混合液倒入烧杯,加入碳酸钡,在过滤器中过滤,过滤得到的沉淀中除含有过量碳酸钡外,还有硫酸钡和________,其中加入碳酸钡的作用是__________________。
合并滤液和洗液,蒸发至析出结晶,滤出经干燥得成品。
(5)如果得到3.2g硫单质,则理论上制得的KI为________g。
20.(14分)甲烷催化裂解是工业上制备乙炔的方法之一。
回答下列问题:
(1)已知:
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890kJ·mol-1
C2H2(g)+
O2(g)===2CO2(g)+H2O(l) ΔH2=-1300kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH3=-572kJ·mol-1
则2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) ΔH=________kJ·mol-1。
(2)某科研小组尝试利用固体表面催化工艺进行CH4的裂解。
①若用
和
分别表示CH4、C2H2、H2和固体催化剂,在固体催化剂表面CH4的裂解过程如图1所示。
从吸附到解吸的过程中,能量状态最低的是________(填字母),其理由是____________________________________________________。
②在恒容密闭容器中充入amol甲烷,测得单位时间内在固体催化剂表面CH4的转化率[α(CH4)]与温度(t)的关系如图2所示,t0℃后CH4的转化率突减的原因可能是________________________________________________________________________。
(3)甲烷分解体系中几种气体的平衡分压(p,单位为Pa)与温度(t,单位为℃)的关系如图3所示。
①t1℃时,向VL恒容密闭容器中充入0.12molCH4,只发生反应2CH4(g)
C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得p(C2H4)=p(CH4),CH4的平衡转化率为________,在上述平衡状态某一时刻,改变温度至t2℃,CH4以0.01mol·L-1·s-1的平均速率增多,则t1________t2(填“>”“=”或“<”)。
②在图3中,t3℃时,化学反应2CH4(g)
C2H2(g)+3H2(g)的压强平衡常数Kp=________。
21.(12分)[选做题]本题包括A、B两小题,请选定其中的一小题作答,若多做,则按A小题评分。
A.[物质结构与性质]
石墨是一种混合型晶体,具有多种晶体结构,其一种晶胞的结构如图所示。
回答下列问题:
(1)基态碳原子的核外电子排布图为__________________________________________。
(2)碳、氮、氧三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示)。
(3)CH
是有机反应中重要的中间体,其立体构型为__________________。
(4)石墨晶体中碳原子的杂化形式为________,晶体中微粒间的作用力有________(填字母),石墨熔点高于金刚石是因为石墨中存在________(填字母)。
A.离子键B.σ键 C.π键 D.氢键 E.范德华力F.金属键
B.[实验化学]
邻硝基苯酚(
)、对硝基苯酚(
)是两种用途广泛的有机合成中间体,实验室可用苯酚进行硝化制得。
实验步骤如下:
步骤1:
向圆底烧瓶中加入20mL水、7mL浓硫酸、7.7gNaNO3。
将4.7g苯酚用适量的温水溶解后,逐滴加入烧瓶中,控制温度15~20℃,搅拌30min。
步骤2:
将所得到黑色焦油状物用冰水冷却成固体,倾去酸液,并洗涤数次。
步骤3:
用水蒸气蒸馏上述黑色焦油状物(如图),将馏出液冷却得黄色固体
。
步骤4:
向蒸馏后的残液中加入30mL水、3.3mL浓盐酸、适量活性炭,加热煮沸,趁热过滤。
将滤液冷却,使
粗品析出,抽滤收集。
(1)步骤1中需“搅拌30min”的目的是_______________________________________。
(2)控制温度15~20℃的目的是_____________________________________________。
(3)用水蒸气蒸馏时,邻硝基苯酚蒸馏分离完全的标志为______________,如果发生邻硝基苯酚堵塞冷凝器,需采取的措施是_____________________________________________。
(4)步骤4中趁热过滤的目的是___________________________________________,抽滤装置中的主要仪器包括布氏漏斗、抽滤瓶、_______________________________________。
参考答案与解析
1.解析:
选D。
D项,焚烧秸秆会产生颗粒物,促使雾霾的形成,符合题意。
2.解析:
选B。
B项,MgO为离子化合物,电子式为Mg2+[
]2-,B错误。
3.解析:
选C。
A项,FeSO4可以吸收O2,自身表现还原性,故可用作食品抗氧化剂,错误;B项,SiO2具有光传导能力,因而可用于制光学仪器,错误;C项,Al(OH)3可以中和胃酸,表现为弱碱性,正确;D项,液氨汽化时需要吸热,故可用作制冷剂,并不是因为其具有还原性,错误。
4.解析:
选A。
铝土矿用硫酸浸出后的溶液中含有Al3+、Fe2+、Fe3+、SO
和H+。
A项,溶液中加入过量的NaOH溶液后发生反应:
Al3++4OH-===AlO
+2H2O、Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓、Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓、H++OH-===H2O,反应后的溶液中主要存在Na+、AlO
、OH-、SO
,正确;B项,加入过量的氨水发生反应:
Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
、Fe2++2NH3·H2O===Fe(OH)2↓+2NH
、Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH
、H++NH3·H2O===NH
+H2O,反应后的溶液中不存在Al3+,错误;C项,通入过量的SO2发生反应:
SO2+2Fe3++2H2O===2Fe2++SO
+4H+,不存在SO
,错误;D项,NaClO具有强氧化性,会将Fe2+氧化成Fe3+,ClO-会与Al3+、Fe3+发生相互促进的水解反应,将Al3+、Fe3+转化成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀,反应后的溶液中不含Fe2+,错误。
5.解析:
选D。
当盐酸与NaHCO3溶液恰好反应时所得溶液因溶有CO2而显酸性,故滴定时可用甲基橙做指示剂,A正确;能使湿润红色石蕊试纸变蓝色的气体只有NH3,C正确;即使亚硫酸钠没有变质,在酸性条件下硝酸根离子也能将亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子,从而形成难溶于酸的硫酸钡沉淀,D错误。
6.解析:
选B。
A项,泡沫灭火器使用过程中会产生CO2,CO2与Na燃烧产生的Na2O2反应生成O2,O2助燃,使火势更旺,错误;C项,蔗糖不能发生银镜反应,错误;D项,阳极不仅仅是Cu溶解,Fe、Zn和Ni等也会溶解,错误。
7.解析:
选B。
A项,Cu(OH)2难溶于水,所以化学式保留,正确的离子方程式为Cu(OH)2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O,错误;B项,稀硝酸被还原成NO,Ag被氧化成Ag+,正确;C项,SO2具有还原性,NaClO具有氧化性,应发生氧化还原反应,正确的离子方程式为ClO-+SO2+H2O===Cl-+SO
+2H+,错误;D项,加入少量的Ba(OH)2溶液,OH-完全参加反应,正确的离子方程式为2HCO
+Ba2++2OH-===BaCO3↓+CO
+2H2O,错误。
8.解析:
选B。
丁为淡黄色固体,且为二元化合物,故丁是Na2O2;己是红棕色气体,故己是NO2;丙与单质乙反应得到NO2,故乙是O2,丙是NO,甲是NH3,戊是H2O。
由以上分析及X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素可知,X、Y、Z、W依次为H、N、O、Na。
Na+半径比O2-、N3-的半径小,A错误;Na2O2中Na+与O
是通过离子键结合在一起的,O
内氧原子间是靠共价键结合在一起的,B正确;非金属性:
O>N,则热稳定性:
H2O(g)>NH3,C错误;NaOH抑制水的电离,D错误。
9.解析:
选C。
A项,CaCl2与CO2不能反应,错误;B项,电解熔融MgCl2生成Mg,电解MgCl2溶液生成Mg(OH)2沉淀,错误;D项,CH3CH2Br与NaOH水溶液发生取代反应生成CH3CH2OH,CH3CH2Br在NaOH醇溶液中发生消去反应生成CH2===CH2,错误。
10.解析:
选B。
A项,该反应的ΔS>0,若反应放热,任何条件下都能自发进行;若反应吸热,则高温下能自发进行,A错误;B项,为了延缓钢铁水闸的腐蚀,可将钢铁做原电池的正极或做电解池的阴极,B正确;C项,2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂,每产生1molO2,理论上转移2×6.02×1023个电子,C错误;D项,
=
,向氨水中通入CO2,CO2与O