得MgBr2(s)+Cl2(g)
MgCl2(s)+Br2(g)ΔH=-117kJ·mol-1,D错误;正确选项A。
3.某有机合成中间体的结构简式如图所示。
下列关于该有机物的叙述不正确的是
A.分子式为C9H9O4Br
B.在一定条件下可与HCHO发生缩聚反应
C.1mol该物质与足量NaOH溶液混合加热,最多能消耗4molNaOH
D.1mol该物质与浓溴水反应,最多能消耗3molBr2
【答案】D
【解析】根据有机物的结构简式可知,该有机物的分子式为C9H9O4Br,A正确;苯酚和甲醛可以发生缩聚反应生成高分子,B正确;1mol酚羟基消耗1molNaOH,1mol酚酯消耗2molNaOH,1mol溴原子水解产生1mol氢溴酸,消耗1molNaOH,共计消耗4molNaOH,C正确;苯酚和溴水发生苯环上的邻对位上的取代反应,1mol该物质与浓溴水反应,最多能消耗2molBr2,D错误;正确选项D。
点睛:
能够与NaOH溶液发生反应的有机物有卤代烃、酚类、羧酸类、酯类;其中1mol醇酯最多消耗1molNaOH,1mol酚酯最多消耗2molNaOH。
4.下列实验操作、现象及得出的结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向盛有FeSO4溶液的试管中滴入氯水,然后滴入KSCN溶液
滴入KSCN后溶液变为红色
原FeSO4溶液已被空气中O2氧化变质
B
将饱和食盐水与电石反应产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液
溶液紫色褪去
使溶液褪色的气体不一定是乙炔
C
Cu与浓硫酸反应,将反应混合物冷却后,再向反应器中加入冷水
溶液变蓝
验证生成Cu2+
D
用两支试管各取5ml0.1mo/L的KMnO4溶液,分别加入2mL0.1mol/L和0.2mol/L的H2C2O4(草酸)溶液
加入0.2mol/LH2C2O4的溶液褪色快
其他条件不变,反应物浓度越大,化学反应速率越快
A.AB.BC.CD.D
【答案】B
【解析】向盛有FeSO4溶液的试管中滴入氯水,原溶液中亚铁离子被氧化为铁离子,也可能为原溶液中含有铁离子,因此不能判断原FeSO4溶液已被空气中O2氧化变质,A错误;水与碳化钙反应生成氢氧化钙和乙炔,同时产生杂质气体硫化氢等,硫化氢具有较强的还原性,也能够使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能证明一定生成了乙炔气体,B正确;Cu与浓硫酸加热反应后生成硫酸铜,会有浓硫酸剩余,因此再加水稀释时,一定要遵循浓硫酸加入水中,玻璃棒不断搅拌,不能相反操作,易发生危险,C错误;KMnO4与H2C2O4反应关系式为2KMnO4~5H2C2O4,选项中KMnO4过量,溶液不能褪色,D错误;正确选项B。
点睛:
在含有Fe3+和Fe2+的混合液中,要检验Fe2+的存在,可以用铁氰化钾溶液,若出现蓝色沉淀,证明有Fe2+;也可加入酸性高锰酸钾溶液,若溶液褪色,证明含有Fe2+。
5.铝-石墨双离子电池是一种高效电池。
原理为:
AlLi+Cx(PF6)
Al+xC+Li++PF6-,电池结构如图所示。
下列说法正确的是
A.放电时外电路中电子向铝锂电极移动
B.放电时正极反应为Cx(PF6)+e-=xC+PF6-
C.充电时,铝石墨电极上发生还原反应
D.以此电池为电源,电解NaCl饱和溶液,当生成11.2LH2时,电池负极质量减少7g
【答案】B
【解析】放电时铝锂电极中锂失电子作为负极,外电路中电子由负极铝锂电极向正极铝石墨移动,A错误;放电时正极铝石墨电极Cx(PF6)得电子产生PF6-,正极反应为Cx(PF6)+e-=xC+PF6-,B正确;放电时,铝石墨电极上发生还原反应,充电时,铝石墨电极上发生氧化反应,C错误;电解NaCl饱和溶液,产生氯气和氢气,由于没有给出生成氢气的外界条件,无法计算出氢气的量,也就不能进行相关的计算,D错误;正确选项B。
6.已知:
25℃时H2C2O4的pKa1=1.22,pKa2=4.19,CH3COOH的pKa=4.76,K代表电离平衡常数,pK=-1gK。
下列说法正确的是
A.浓度均为0.1mol·L-1NH4HC2O4和CH3COONH4溶液中:
c(NH4+)前者小于后者
B.将0.1mol·L-1的K2C2O4溶液从25℃升温至35℃,
减小
C.0.1mol·L-1K2C2O4溶液滴加盐酸至pH=1.22:
c(H+)-c(OH-)=c(Cl-)-3c(HC2O4-)
D.向0.1mol·L-1CH3COONa溶液中滴加少量0.1mol·L-1H2C2O4溶液:
CH3COO-+H2C2O4=CH3COOH+HC2O4-
【答案】C
【解析】由已知数据分析可得,HC2O4-的水解程度小于CH3COO-的水解程度,HC2O4-对NH4+水解的促进作用小于CH3COO-,故c(NH4+)前者大于后者,A错误;水解过程吸热,因此将0.1mol·L-1的K2C2O4溶液从25℃升温至35℃,促进了K2C2O4水解,c(C2O42_)减小,c(K+)不变,所以
增大,B错误;0.1mol·L-1的K2C2O4溶液滴加盐酸至pH=1.22,则生成KCl和H2C2O4,且c(H+)=10-1.22mol/L,已知
,
,所以
,由质子守恒可得c(H+)+c(HC2O4-)+2c(H2C2O4)=c(Cl-)+3c(OH-),所以
,C正确;根据电离平衡常数可知:
酸性:
H2C2O4>HC2O4->CH3COOH,因此向0.1mol·L-1CH3COONa溶液中滴加少量0.1mol·L-1H2C2O4溶液:
2CH3COO-+H2C2O4=2CH3COOH+C2O42-;D错误;正确选项C。
7.Ⅰ.镓(Ga)位于周期表的第四周期,与Al同主族,主要存在Ga3+、GaO2-两种离子形式,被广泛应用于电子工业。
(1)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有__________________。
a.KClO3b.KClc.MnO2d.Mg
(2)半导体材料氮化镓由Ga与NH3在一定条件下发生置换反应生成。
该过程每生成1molGaN(s)放出热量15.4kJ。
镓在周期表中的序号_____________,写出该反应的热化学方程式_________________。
(3)工业上用电解法精炼镓。
具体原理如图所示,已知:
金属的活动性Zn>Ga>Fe>Cu
①电解精炼镓一段时间后形成的阳极泥主要有______________
②已知精炼时阴极反应:
GaO2-+3e-+2H2O=Ga+4OH-。
阳极的电极反应方程式:
___________________________________;
Ⅱ.用废铁皮制取铁红(Fe2O3)的部分流程示意图如下:
(4)步骤I温度不能过高。
因为:
_______________________________。
(5)步骤II中发生反应4Fe(NO3)2+O2+(2n+4)H2O=2Fe2O3·nH2O+8HNO3,生成的硝酸又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO3)2。
写出后者反应的离子方程式______________________________________。
(6)上述生产流程中,能体现“绿色化学”思想的是______________________。
【答案】
(1).ad
(2).31(3).2Ga(s)+2NH3(g)=2GaN(s)+3H2(g)△H=-30.8kJ/mol(4).Fe和Cu(5).Ga-3e-+4OH-=GaO2-+2H2O(6).温度过高硝酸会分解(7).4Fe+10H++NO3-=4Fe2++NH4++3H2O(8).氮氧化物排放少
【解析】
(1)做铝热反应实验时需使用Mg和KClO3作引燃剂,ad正确;正确选项ad。
(2)镓位于元素周期表中第四周期,与铝同主族,原子序数为13+18=31;Ga与NH3在一定条件下发生置换反应生成氮化镓和氢气,生成1molGaN(s)放出热量15.4kJ,所以反应的热化学方程式:
2Ga(s)+2NH3(g)=2GaN(s)+3H2(g)△H=-30.8kJ/mol;正确答案:
31;2Ga(s)+2NH3(g)=2GaN(s)+3H2(g)△H=-30.8kJ/mol。
(3)①根据金属的活动性Zn>Ga>Fe>Cu,锌先失电子变为离子,然后Ga失电子,变为离子;等Ga反应完全后,剩余的铁和铜就落在阳极底部,形成阳极泥;正确答案:
Fe和Cu。
②粗镓做阳极,在阳极失电子,在碱性环境下生成GaO2-,电极反应方程式:
Ga-3e-+4OH-=GaO2-+2H2O;正确答案:
Ga-3e-+4OH-=GaO2-+2H2O。
Ⅱ.(4)硝酸具有不稳定性,受热后易发生分解,因此步骤I温度不能过高;正确答案:
温度过高硝酸会分解。
(5)根据流程可知,铁与稀硝酸反应生成硝酸亚铁和硝酸铵,反应的离子方程式为:
4Fe+10H++NO3-=4Fe2++NH4++3H2O;正确答案:
4Fe+10H++NO3-=4Fe2++NH4++3H2O。
(6)硝酸中氮元素的还原产物为硝酸铵,氮氧化物排放少,对环境污染较小;正确答案:
氮氧化物排放少。
8.有机物N(
)是一种常见的有机合成中间体,在生产中用途广泛。
以有机物A为原料合成M和N的路线如下所示:
已知:
I.
II.
请回答下列问题:
(1)A分子中共面的原子数最多为________个,-CN的电子式为_______________。
(2)②的反应类型为________________,E分子中所含官能团的名称为____________,G的结构简式为_____________________。
(3)写出反应⑤的化学方程式__________________________________________,写出M在酸性条件下水解的化学方程式_________________________________。
(4)D的同分异构体中,能发生银镜反应,且能与钠反应放出H2的共有______种,写出核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为1:
1:
2:
6的一种同分异构体的结构简式:
____________________。
(5)结合信息,写出用E和乙醇为原料制备化合物N的合成路线:
(其他试剂任选)_____________
【答案】
(1).8
(2).
(3).取代反应(4).羧基和氯原子(5).
(6).
(7).
(8).12(9).
(10).
............
(1)根据以上分析可知,有机物A的结构简式为CH3C(CH3)=CH2;分子中能够共面的原子分别是C=C两端各有3个,两个甲基上各有一个氢原子,共四个C原子和四个H原子共面,A分子中共面的原子数最多为8个;碳氮间形成3对共用电子对,因此-CN的电子式为
;正确答案:
8;
。
(2)根据以上分析可知:
有机物B的结构简式为CH3CH(CH3)CH2Br;该有机物与HCN反应生成有机物C,结构简式为CH3CH(CH3)-CH2-CN,所以该反应为取代反应;有机物E结构简式为
,含有的官能团为羧基和氯原子;有机物G,结构简式为
;正确答案:
取代反应;羧基和氯原子;
。
(3)有机物E结构简式为
,在氢氧化钠乙醇溶液中加热发生消去反应,化学方程式:
;有机物M为
,在酸性条件下发生水解反应,化学方程式:
;正确答案:
;
。
(4)有机物D分子式为C5H10O2,能够发生银镜反应,则含有醛基,能与钠反应放出氢气,含有羟基,则剩余4个碳原子有4种结构,分别为:
C-C-C-C-CHO、
、
和
;那么羟基的位置分别为有4种、3种、4种和1种,所以符合要求的同分异构体有12种;核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积比为1:
1:
2:
6的一种同分异构体的结构简为
;正确答案:
12;
。
(5)通过以上分析,有机物E的结构简式为
,该有机物先和HCN发生取代反应,生成
,然后再水解为二元羧酸
;最后与乙醇发生酯化得到生成物
;合成流程如下:
;正确答案:
。
点睛:
要确定分子式为C5H10O2,能够发生银镜反应,能与钠反应放出氢气的有机物的种类,正确的方法是,先确定有机物为醛,则剩余4个碳原子有4种结构,分别为:
C-C-C-C-CHO、
、
和
;然后再确定羟基在烃基上的位置,分别为有4种、3种、4种和1种,所以符合要求的同分异构体有12种,这样就很容易确定有机物的种类,否则易混乱,找不全、重复等。
9.碘化钠用作甲状腺肿瘤防治剂、祛痰剂和利尿剂等。
实验室用NaOH、单质碘和水合肼(N2H4·H2O)为原料可制备碘化钠。
资料显示:
水合肼有还原性,能消除水中溶解的氧气;NaIO3是一种氧化剂。
回答下列问题:
(1)水合肼的制备
有关反应原理为:
NaClO+2NH3=N2H4·H2O+NaCl。
①用下图装置制取水合肼,其连接顺序为_________(按气流方向,用小写字母表示)。
②装置A的作用是_______。
③开始实验时,先向氧化钙中滴加浓氨水,一段时间后再向B的三口烧瓶中滴加NaClO溶液。
滴加NaClO溶液时不能过快的理由___________
(2)碘化钠的制备
i.向三口烧瓶中加入8.4gNaOH及30mL水,搅拌、冷却,加入25.4g碘单质,开动磁力搅拌器,保持60~70℃至反应充分;
ii.继续加入稍过量的N2H4·H2O(水合肼),还原NaIO和NaIO3,得NaI溶液粗品,同时释放一种空气中的气体;
iii.向上述反应液中加入1.0g活性炭,煮沸半小时,然后将溶液与活性炭分离;
iv.将步骤iii分离出的溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得产品24.0g。
④步骤i适宜采用的加热方法是_________,该步骤反应完全的现象是_________。
步骤ii中IO3-参与反应的离子方程式为________________________________。
⑤步骤iii“将溶液与活性炭分离”的方法是_____________________________。
⑥本次实验产率为__________。
实验发现,水合肼实际用量比理论值偏高,可能的原因是________________________________________________。
⑦某同学检验产品NaI中是否混有NaIO3杂质。
取少量固体样品于试管中,加水溶解,滴加少量淀粉液后再滴加适量稀硫酸,片刻后溶液变蓝。
得出NaI中含有NaIO3杂质。
请评价该实验结论的合理性___________________________(若认为合理写出离子方程式,若认为不合理说明理由)
【答案】
(1).fabcde
(2).防止倒吸或安全瓶(3).过快滴加NaClO溶液,过量的NaClO溶液氧化水合肼,降低产率(4).水浴加热(5).无固体残留且溶液呈无色(6).2IO3-+3N2H4·H2O=3N2↑+2I-+9H2O(7).趁热过滤(8).80%(9).水合肼能与水中的溶解氧反应(10).可能是I-在酸性环境中被O2氧化成I2而使淀粉变蓝
【解析】
(1)①由反应原理NaClO+2NH3=N2H4·H2O+NaCl可知,先用D装置产生氨气,为防止产生倒吸,气体进入装置A中,然后氨气通过c导管进入装置B中,然后次氯酸钠与氨气反应,多余的氨气最后被C装置吸收;其连接顺序为fabcde;正确答案:
fabcde。
②装置A的作用是防止倒吸或安全瓶;正确答案:
防止倒吸或安全瓶。
③过快滴加NaClO溶液,导致NaClO不能完全反应,过量的NaClO溶液能够氧化反应产生的水合肼,导致降低产率;正确答案:
过快滴加NaClO溶液,过量的NaClO溶液氧化水合肼,降低产率。
(2)④保持60~70℃情况下发生反应,因此可以采用水浴加热的方法;碘固体与氢氧化钠溶液充分反应生成无色的NaIO和NaIO3,最后固体全部消失;所以该步骤反应完全的现象是无固体残留且溶液呈无色;N2H4·H2O具有还原性,能够把IO3-还原为碘离子,而-2价的氮元素被氧化为氮气,离子方程式为:
2IO3-+3N2H4·H2O=3N2↑+2I-+9H2O;正确答案:
水浴加热;固体残留且溶液呈无色;2IO3-+3N2H4·H2O=3N2↑+2I-+9H2O。
⑤加入活性炭的目的是对溶液进行脱色,“将溶液与活性炭分离”的方法是趁热过滤;正确答案:
趁热过滤。
⑦该方案不合理,碘离子具有强还原性,在酸性条件下被氧气氧化生成碘单质,可以使淀粉溶液变蓝;正确答案:
可能是I-在酸性环境中被O2氧化成I2而使淀粉变蓝。
10.十九大报告提出要“打赢蓝天保卫战”,意味对环境污染防治比过去要求更高。
(1)烟气中的氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
2NO2(g)+NaCl(s)
NaNO3(s)+ClNO(g)∆H<0平衡常数K1
2NO(g)+Cl2(g)
2ClNO(g)∆H<0平衡常数K2
4NO2(g)+2NaCl(s)
2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=__________(用K1、K2表示)。
(2)利用CO可将NO转化为无害的N2,其反应:
2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)。
在容积均为1L的甲、乙、丙三个恒温(反应温度分别为300℃、T℃、300℃)容器中分别加入物质的量之比为1:
1的NO和CO,测得各容器中n(CO)随反应时间t的变化情况如下表所示:
t/min
n(CO)/mol
0
40
80
120
160
甲
2.00
1.50
1.10
0.80
0.80
乙
2.00
1.45
1.00
1.00
1.00
丙
1.00
0.80
0.65
0.53
0.45
①甲容器中,0~40min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=_______。
②T___300℃,该反应的△H______0(填“>”或“<”)。
③甲容器达平衡时α(NO)=_______。
丙容器达平衡时c(NO)可能为________0.4mol/L(填“>”、“=”或“<”)。
④已知甲容器CO的体积分数
(CO)随时间t的变化如图,画出其他条件不变,绝热条件下,
(CO)随时间t的变化示意图。
_____________________
(3)处理含镉废水常用化学沉淀法。
以下是几种镉的难溶化合物25℃时的溶度积常数:
Ksp(CdCO3)=5.2×10-12Ksp(CdS)=3.6×10-29Ksp(Cd(OH)2)=2.0×10-16,
回答下列问题:
若采用生石灰处理含镉废水最佳pH为11,此时溶液中c(Cd2+)=_________。
沉淀Cd2+效果最佳的试剂是____________
a.Na2CO3b.Na2Sc.CaO
【答案】
(1).K=K12/K2
(2).0.0125mol/(L•min)(3).﹥(4).<(5).60%(6).﹥(7).
(8).2.0×10-10mol/L(9).b
【解析】
(1)两个反应2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g)K1△H1<0为①,2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g)K2 △H2<0为②,则平衡常数K1=
,平衡常数K2=
,4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)可由2×①-②得到,则K=
=
;正确答案:
K=K12/K2。
(2)①甲容器中,根据表中数据,0~40min内,NO的物质的量改变量为△n=2.00﹣1.50=0.50mol,反应经历的时间为△t=40min,容器体积V=1L,根据化学反应平均速率计算公式v(NO)=
=
=0.0125mol/(L·min);正确答案:
0.0125mol/(L·min)。
②甲和乙,起始物料相同,温度不同,从0~40min看,乙容器的化学反应速率比甲的快,温度升高能加快化学反应速率,因此乙容器的温度大于甲容器的温度(300℃),但乙容器中NO的转化率低于甲容器,因此升高温度,化学平衡向逆反应方向移动,则该反应的正反应是放热反应,焓变△H<0;正确答案:
﹥;<。
③在容积为1L的甲容器中分别加入物质的量之比为1:
1的NO和CO进行反应,根据反应方程式可知,CO的变化量就是NO变化量,因此甲容器中NO的起始物质的量为2.00mol,达到平衡后剩余0.8mol,NO消耗了1.2mol,α(NO)=1.2/2×100%=60%;丙容器与甲容器的温度相同,则两容器反应的平衡常数也相同,该反应为2NO(g)+C(s)
N2(g)+CO2(g),反应的平衡常数为K=
,根据表中数据,平衡时,c(NO)=
=0.80mol/L,C(N2)=
=0.60mol/L,c(CO2)=c(N2)=0.60mol/