C.若温度从T1到T2,则B点可能变到D点
D.锅炉除垢时,要将CaSO4转化为易溶于酸的CaCO3
8、典型的炼锌工艺流程中可回收铟、锗、镓等稀散金属。
从某冶锌工业废渣(含Fe、Ga、Ge、SiO2等)中回收镓、锗的工艺流程如图所示,已知实验温度下Ksp[Ga(OH)3]=7.28×10-36。
回答下列问题:
注:
滤渣2中锗的主要存在形式为单宁-锗沉淀;滤液2中镓的主要存在形式为单宁-镓络合物。
(1)第一步“酸浸”操作中得到的废渣的主要成分为。
(2)滤液2中加入H2O2的目的是。
(3)栲胶是榜树中含单宁丰富的部分,含有大量的植物纤维等有机质,其在“络合吸附”步骤中的两个作用分别是、。
(4)“氧化焙烧”步骤已得到GeO2,后续“氯化蒸馏”和“水解精馏”操作的目的是,“水解精馏”中发生反应的化学方程式为。
(5)含镓灰分的主要成分是Ga2O3,碱溶后得到
,其离子方程式为.
(6)“碱溶”后调节pH即得到Ga(OH)3。
已知
lg8.99=0.95。
若使镓元素完全沉淀,所调pH应不低于。
9、氮氧化物包括一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5),它们之间可以相互转化,常作为制备其他含氮产品的中间产物。
(1)已知O3氧化氮氧化物的主要反应的热化学方程式如下:
3NO(g)+O3(g)=3NO2(g)ΔH1=a kJ•mol-1
NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)ΔH2=bkJ•mol-1
6NO2(g)+O3(g)=3N2O5(g)ΔH3=ckJ•mol-1
则反应4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g)的ΔH=____________kJ•mol-1。
(2)某温度下,向1 L刚性容器中投入m molN2O5气体,发生反应:
N2O5(g)
N2O3(g)+O2(g)①,N2O3(g)
N2O(g)+O2(g)②,达到平衡时N2O3为n mol,O2为y mol,写出反应①的平衡常数表达式:
__________________(用含m、n、y的代数式表示)。
(3)某恒压密闭容器中,NO和O2的起始浓度之比为2︰1,测得不同温度下相同时间NO转化为NO2的转化率如图所示。
①由图可知,220 ℃前,NO的转化率随温度升高而增大,原因可能是________________;220 ℃后,NO的转化率随温度升高而减小,原因可能是_______________。
②某平衡状态下,改变条件使该反应的平衡常数K增大,该反应___________(填序号)。
A.一定向逆反应方向移动
B.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
C.一定向正反应方向移动
D.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
③Y点所在外界条件下NO的平衡转化率为40%,计算NO2的体积分数:
_________________(保留3位有效数字)。
若外界条件不变,撤走一部分NO2,重新达到平衡时NO的体积分数将__________________(填“增大”“减小”或“不变”)。
10、在催化剂Al2O3和加热的条件下,丁烷可发生裂解反应。
、
。
(1)仪器a的名称是,E装置的作用是。
(2)参考上述装置图,连接好各仪器,,加入各试剂,排出装置中的空气,加热C、F装置。
A装置所起的作用是,反应前排出装置内空气的原因是。
(3)写出D中可能发生的任一反应的化学方程式,
(4)结合实验目的和操作,分析F中氧化铜的作用是,能发生的反应的化学方程式(任写一个即可)。
(5)反应后D和E装置的总质量比反应前增加了0.6g,F装置的质量减少了1.36g,则丁烷的裂解产物中,甲烷的物质的量分数
(CH4)=%。
(保留小数点后一位,假定流经C、F装置中的气体能完全反应)
11、第ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)、钋(Po)等元素的化合物在自然界中种类繁多,在科学研究和工业生产中有许多重要用途。
请回答下列问题:
(1)基态Te原子的价电子排布式是,Se与同周期相邻的元素As、Br的第一电离能由小到大排列的顺序为。
(2)H2Te的分子构型是,从原子半径和电负性的角度解释H2Se的键角大于H2Te的原因:
。
(3)
中Se原子的杂化方式为,SeO2的熔点为340~350℃,315℃时升华,预测其晶体类型为.
(4)与SeCN-互为等电子体的常见分子为(任写一种),
分子中
键和
键的个数之比为。
(5)Ag2Se的晶胞结构如图所示,晶胞棱长为apm,晶胞中Se原子的配位数为,Ag2Se晶体的密度为(只要求列算式,不必计算出结果,阿伏伽德罗常数为6.02×1023mol-1)。
12、酚醛树脂是一种最经典的人工合成树脂,有一百多年的使用史。
由于酚醛树脂原料易得,价格低廉,生产工艺和设备简单,而且制品具有优异的机械性能,成为工业部门不可缺少的材料。
线型酚醛树脂合成路线如下:
请回答下列问题:
(1)A的结构简式为______________,B的名称为______________。
(2)反应①的反应类型为________________。
(3)条件①为_____________,条件②为_______________。
(4)反应②的化学方程式为_________________,反应③的化学方程式为______________。
(5)羟甲基苯酚有多种同分异构体,其中符合以下条件的结构有__________________种,并写出所有可能的结构简式:
__________________。
a.遇FeCl3溶液显紫色b.苯环上的一氯代物有2 种
答案以及解析
1答案及解析:
答案:
C
解析:
海水呈中性,钢管在海水中主要发生吸氧腐蚀,选项A错误;与河水相比,海水中的电解质(如NaCl)浓度较大,金属腐蚀速率更快,选项B错误;铝比铁活泼,安装在海水区能和钢管构成原电池,铝块为负极,钢管为正极,则钢管受到保护,选项C正确;环氧树脂涂料属于有机物,不是新型无机非金属材料,选项D错误。
2答案及解析:
答案:
D
解析:
A.烃基取代苯环的氢原子,为取代反应,故A正确;
B.R为CH3时,与苯环直接相连的原子共平面,则所有的碳原子可能共平面,故B正确;
C.﹣C4H9有4种,分别为:
①CH3﹣CH2﹣CH2﹣CH2﹣、②CH3﹣CH2﹣CH(CH3)﹣、③(CH3)2CH﹣CH2﹣、(④CH3)3C﹣,苯环的H被取代,各有邻、间、对3种,共12种,故C正确;
D.R为C4H5O时,不饱合度为
=2,且1mol苯环消耗3mol氢气,则lmolb最多可以与5molH2加成,故D错误。
故选:
D。
3答案及解析:
答案:
D
解析:
A.NO与氧气反应,应选排水法收集,故A错误;
B.图中缺少环形玻璃搅拌棒,不能测定最高温度,故B错误;
C.浓盐酸与二氧化锰反应需要加热,缺少酒精灯,故C错误;
D.铁闸门与电源负极相连,为阴极,则装置④保护铁闸门不被腐蚀,故D正确;
故选:
D。
4答案及解析:
答案:
D
【解答】解:
A、92235U+01n
3890Sr+54136U+1001n净产生的中子为10﹣1=9个,则235g核素92235U发生裂变反应净产生的中子(01n)数为9NA,故A错误;
B、常温下,pH=14的氢氧化钡溶液中,氢氧根浓度为1mol/L,故0.5L此溶液中含氢氧根为0.5NA个,故B错误;
C、氧气和二氧化硫的反应为可逆反应,不能进行彻底,故此反应转移的电子数小于NA个,故C错误;
D、5.6L乙烷的物质的量为0.25mol,而乙烷中含6条极性共价键,故0.25mol乙烷中含1.5NA条极性共价键,故D正确。
故选:
D。
5答案及解析:
答案:
D
解析:
由题可知,放电时,Li2S8逐步转化为Li2S2,故锂电极做负极,碳毡电极做正极;充电时,锂电极接直流电源的负极,做阴极,碳毡电极做阳极,选项A说法正确。
充电时,阳离子向阴极移动,即Li+向锂电极迁移,选项B说法正确;放电时,碳毡电极上发生还原反应,得到电子,电极反应式为3Li2S8+2Li++2e-==4Li2S6,选项C说法正确;Li2S4转化为Li2S2时,发生的电极反应为Li2S4+2Li++2e-==2Li2S2,可知当1molLi2S4转化为Li2S2时得到2mol电子,又Li-e-==Li+,故当1molLi2S4转化为Li2S2时理论上锂电极质量减少14g,选项D说法错误。
6答案及解析:
答案:
B
解:
依据题意可知:
W为C,X为Na,Y为Al,Z为Si,Q为Cl。
A.氧化钠与二氧化硅可反应生成硅酸钠,硅酸钠为防火剂,故A正确;
B.电解饱和食盐水生成的是氢氧化钠、氢气和氯气,不会得到金属Na,故B错误;
C.C、Na、Cl元素都能够形成多种氧化物,如二氧化碳、CO、氧化钠、过氧化钠,ClO2、Cl2O5、Cl2O7等,故C正确;
D.氯化铝在水溶液中完全电离,为强电解质,故D正确;
故选:
B。
7答案及解析:
答案:
B
解析:
Ksp只受温度变化的影响,选项A正确;加入饱和Na2SO4溶液,产生沉淀,可能是因为Qc>Ksp,不能说明两者的Ksp大小关系,选项B错误;温度升高,c(Ca2+)和c(
)均增大,选项C正确;CaCO3易溶于酸,在锅炉除垢时,要将CaSO4转化为CaCO3,选项D正确。
8答案及解析:
答案:
(1)SiO2
(2)将Fe2+氧化为Fe3+,便于后续操作分离
(3)单宁的供给体对单宁-镓络合物有一定的吸附作用,利于后续过滤
(4)提纯GeO2;GeCl4+4H2O==GeO2↑+4HCl
(5)Ga2O3+3H2O+2OH-==2
(6)3.95
解析:
(1)SiO2不与H2SO4反应,滤渣1的主要成分为SiO2。
(2)H2O2为绿色氧化剂,它可以将Fe2+氧化为Fe3+,便于加入NaOH调节pH时沉淀Fe3+,从而达到分离Fe3+和络合物的目的。
(3)由题目信息可知,栲胶既是单宁的来源又用于络合吸附。
(4)“氧化熔烧”得到的GeO2中含有较多杂质,可仿照教材粗硅提纯步骤进行粗锗提纯,故两个步骤的目的是提纯GeO2。
水解反应是非氧化还原反应,基于题目中反应物和生成物信息可知,“水解精馏”中发生反应的化学方程式为GeCl4+4H2O==GeO2↑+4HCl。
(5)Al和Ga同主族,性质相似,联想Al的相关性质,可知Ga2O3“碱溶”后得到
的离子方程式为Ga2O3+3H2O+2OH-==2
(6)金属离子恰好完全沉淀的浓度值为1.0×105mol·L-1,调节pH可使
沉淀,若pH太低,Ga(OH)3会溶解,所以调节pH的最低点应满足c(Ga3+)·c3(OH-)=Ksp[Ga(OH)3]即
,
,故
9答案及解析:
答案:
(1)
(2)
(3)①反应未达平衡,温度越高,反应速率越快,NO的转化率随温度升高而增大;反应已达平衡,升温使平衡左移,NO的转化率降低;②CD;③30.8%(或0.308);不变
解析:
(1)将已知反应依次编号为①②③,由(①-②×3+③×2)/3可得反应4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g),则依据盖斯定律,ΔH=(ΔH1-ΔH2×3+ΔH3×2)/3=(a-3b+2c)/3。
(2)设分解的N2O3的物质的量为x mol,则反应过程中共生成N2O3(x+n)mol,在反应①中N2O5分解了(x+n)mol,同时生成O2(x+n)mol,在反应②中生成O2x mol,由题意有x+n+
x=y,则x=(y-n)/2,平衡时N2O5的物质的量为[m-(x+n)]mol=(m-(y+n)/2)mol,则N2O5的浓度为(m-(y+n)/2)mol•L-1,N2O3的浓度为n mol•L-1,O2的浓度为y mol•L-1,反应①的平衡常数表达式为K=
。
(3)①该反应为放热反应,220 ℃之前,反应没有达到平衡,温度越高,反应速率越快,相同时间段内NO的转化率高;220 ℃之后,反应已达平衡,升温使平衡左移,NO的转化率降低。
②由①可知该反应为放热反应,如果改变条件使该反应的平衡常数K增大,则一定是降低温度,温度降低,平衡正向移动,在平衡移动时逆反应速率先减小后增大,所以答案为CD。
③设NO和O2的起始浓度分别为2amol•L-1和a mol•L-1,根据“三段式”:
2NO+O2
2NO2
起始量/(mol•L-1)2aa0
转化量/(mol•L-1)2a×40%a×40%2a×40%
平衡量/(mol•L-1)1.2a0.6a0.8a
平衡时,NO2的体积分数=
×100%≈30.8%。
Y点所在外界条件为恒温恒压,反应物投料比等于系数比,因此撤走一部分NO2,新平衡与原平衡是等效平衡的关系,NO的体积分数不变。
10答案及解析:
答案:
(1)球形干燥管;吸收水蒸气和溴蒸气
(2)检査装置气密性;观察丁烷气体流速以便于调节流速大小;防止丁烷和O2在加热条件下发生反应,排出CO2以减小实验误差
(3)CH2=CH2+Br2→BrCH2—CH2Br或CH3—CH=CH2+Br2→CH3CHBr—CH2Br
(4)在加热条件下将甲烷和乙烷氧化成CO2和H2O;CH4+4CuO
CO2+2H2O+4Cu或C2H6+7CuO
2CO2+3H2O+7Cu
(5)30.5
解析:
(1)仪器a的名称是球形干燥管。
E装置的作用是吸收水蒸气和溴蒸气。
(2)涉及有气体参与的实验中,都要对装置的气密性进行检验,检验之后若装置气密性良好,在装入相应的试剂;本实验中可通过观察A装置液面下导管口单位时间内背出气泡的数量来控制丁烷气体流速;因O2和丁烷在加热条件下会发生反应,进而影响整个实验,故实验前宙要排出O2,又因该实验是定量实验,CO2存在也会影响整个实验的精确度,故也要除去。
(3)根据题给信息可知,丁烷在C中发生裂解反应,产物中含有乙烯和丙烯,因溴水足量,乙烯和丙烯被充分吸收。
(4)丁烷裂解产物中的乙烯和丙烯可被溴水吸收,但剩下的甲烷和乙烷不能被溴水吸收,G中氧化铜的作用是在加热条件下
将二者氧化成CO2和H2O,反应的化学方程式为CH4+4CuO
CO2+2H2O+4Cu,C2H6+7CuO
2CO2+3H2O+7Cu。
(5)根据质量守恒定律,可知反应后D和E装置的总质量比反应前增加的0.6g是乙烯和丙烯的质量,F装置中减少的1.36g是参加反应的CuO中氧元素的质量。
可令裂解产物中n(CH4)=n(C3H6)=xmol,n(C2H4)=n(C2H6)=ymol,则28y+42x=0.6,16×(4x+7y)=1.36,解得x=0.01y=0.0064,则丁烷的裂解产物屮甲烷的物质的量分数
(CH4)=
11答案及解析:
答案:
(1)5s25p4;Se、As、Br
(2)V形(或折线形);Se的原子半径比Te小,电负性比Te大,H,Se中成键电子对更靠近中心原子,相互排斥作用大,键角大
(3)sp3;分子晶体
(4)CO2、N2O、CS2等(任写一种)4:
5
(5)8;
解析:
(1)Te为第五周期ⅥA族元素,其价电子排布式为5s25p4。
同周期元素第一电离能随着原子序数增大呈增大趋势,但第ⅡA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,所以第一电离能由小到大的顺序为Se、As、Br。
(2)H,Te中的中心原子Te的价层电子对数是4,含有2对孤电子对,故该分子的空间构型为V形(或折线型)。
Se、Te属于同主族元素,Se的原子半径比Te小,电负性比Te大,H2Se中成键电子对更靠近中心原子,相互排斥作用大,键角大。
(3)
中Se原子的价层电子对数为4,没有孤电子对,杂化方式为sp3。
SeO2的熔点为340~350℃,易升华,符合分子晶体的特征。
(4)SeCN-的价电子数为16,故与其互为等电子体的分子有CO2、N2O、CS2等。
根据结构简式,硫原子周围形成4个
键,2个
键,C
N键中含有1个
键和2个
键,故有5个
键,4个
键,
键和
键的个数之比为4:
5。
(5)晶胞中白色球数目为
、黑色球数目为8,Ag原子与Se原子数目之比为2:
1,则白色球为Se原子、黑色球为Ag原子,则白色球配位数为8。
晶胞密度为
12答案及解析:
答案:
(1)CH2=CH-CH3;丙酮
(2)加成反应
(3)浓硫酸,△;Cu/Ag,△
(4)
(5)4;
解析:
(1)由上述分析可知,A为丙烯,结构简式为CH2=CH-CH3,B的名称为丙酮。
(2)异丙苯的结构简式为
,根据苯及丙烯的结构,可推知反应①的反应类型为加成反应。
(3)C→A的反应为醇发生消去反应变成烯烃,所以反应条件①为浓硫酸,△;CH3OH→HCHO为醇氧化变成醛的反应,所以反应条件②应为Cu/Ag,△。
(4)反应②为丙酮和氢气加成生成2-丙醇;反应③为酸性条件下,羟甲基苯酚脱水缩合生成线型酚醛树脂。
(5)根据条件a,结构中应该含有酚羟基;根据羟甲基苯酚的结构以及信息b可知,符合条件的结构简式有
,
共4种。