C.c点对应的混合溶液中:
c(CH3COOH)>c(Na+)>c(OH-)
D.该温度下,a、b、c三点CH3COOH的电离平衡常数均为
第
卷(共58分)
二、必考题(本题共3小题,共43分)
15.(15分)三氯氧磷(POCl3)是重要的基础化工原料,广泛用于制药、染化、塑胶助剂等行业。
某兴趣小组模拟PCl3直接氧化法制备POCl3,实验装置设计如下:
有关物质的部分性质如下表:
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是__________________。
装置A中发生反应的化学方程式为__________________________________。
(2)装置C中制备POCl3的化学方程式为________________________________。
(3)C装置控制反应在60~65℃进行,其主要目的是_______________________。
(4)通过佛尔哈德法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量,实验步骤如下:
I.取xg产品于锥形瓶中,加入足量NaOH溶液,待完全反应后加稀硝酸至溶液显酸性;
II.向锥形瓶中加入0.1000mol·L-1的AgNO3溶液40.00mL,使Cl-完全沉淀;
III.向其中加入2mL硝基苯,用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖;
IV.加入指示剂,用cmol·L-1NH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点,记下所用体积为VmL。
已知:
Ksp(AgCl)=3.2×10-10,Ksp(AgSCN)=2×10-12
①滴定选用的指示剂是(填序号)________,滴定终点的现象为_____________。
a.酚酞b.NH4Fe(SO4)2c.淀粉d.甲基橙
②Cl元素的质量分数为(列出算式)________________。
③若取消步骤III,会使步骤IV中增加一个化学反应,该反应的离子方程式为___________________________________________________;该反应使测定结果________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
16.(14分)二氟磷酸锂(LiPO2F2)作为电解液添加剂能够有效提升锂电池的循环性能。
在氮气气氛下,在PFA(全氟烷氧基树脂)烧瓶中加入高纯LiPF6和Li2CO3固体,以碳酸二甲酯作溶剂制备LiPO2F2,其流程如下:
已知:
LiPF6是一种白色结晶或粉末,潮解性强,遇水发生反应如下:
LiPF6+H2O
LiF+POF3↑+2HF↑
(1)反应Ⅰ需要控制在60℃的条件下进行,适宜的加热方式为_____________。
(2)反应Ⅰ中有一种无色无味的气体生成,该气体的电子式为_______________。
反应Ⅰ的化学方程式为______________________________________。
(3)高纯LiPF6需要控制适当过量的原因可能是_____________________________。
LiPO2F2制备过程中不采用玻璃仪器的原因是____________________________。
(4)保持其他实验条件都不变,在精制过程中加入提纯溶剂(杂质和LiPO2F2均可溶解在提纯溶剂中),LiPO2F2在提纯溶剂中的浓度对产品纯度和收率(收率=
×100%)的影响如图所示。
由图可知,随着LiPO2F2浓度的减小,产品纯度逐渐增大,收率逐渐降低。
其原因可能是_________________________________
_________________________________________________________________________。
(5)已知:
常温下,碳酸锂微溶于水,碳酸氢锂可溶于水。
工业级碳酸锂中含有少量难溶于水且与CO2不反应的杂质。
请设计从工业级碳酸锂制备高纯碳酸锂的实验方案。
(实验中须使用的试剂有:
去离子水,CO2气体;除常用仪器外须使用的仪器:
恒温水浴锅、真空干燥箱)
___________________________________________________________________________________________________________________________________。
(6)已知碳酸锂Ksp=8.6×10-4,向浓度为0.2mol·L-1的硫酸锂溶液中加入等体积的碳酸钠溶液产生沉淀,则所加碳酸钠溶液的最低浓度为______________________。
17.(14分)全球碳计划组织(GCP,TheGlobalCarbonProject)报告称,2018年全球碳排放量约371亿吨,达到历史新高。
(1)中科院设计了一种新型的多功能复合催化剂,实现了CO2直接加氢制取高辛烷值汽油,其过程如图1所示。
80
①已知:
CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H=+41kJ·mol-1
2CO2(g)+6H2(g)=4H2O(g)+CH2=CH2(g)△H=-128kJ·mol-1
则上述过程中CO和H2转化为CH2=CH2的热化学方程式是。
②下列有关CO2转化为汽油的说法,正确的是(填标号)。
A.该过程中,CO2转化为汽油的转化率高达78%
B.中间产物Fe5C2的生成是实现CO2转化为汽油的关键
C.在Na-Fe3O4上发生的反应为CO2+H2=CO+H2O
D.催化剂HZSM-5可以提高汽油中芳香烃的平衡产率
③若在一容器中充入一定量的CO2和H2,加入催化剂恰好完全反应,且产物只生成C5以上的烷烃类物质和水。
则起始时CO2和H2的物质的量之比不低于。
(2)研究表明,CO2和H2在一定条件下可以合成甲醇。
反应方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H<0。
一定条件下,往2L恒容密闭容器中充入1.0molCO2和3.0molH2,在不同催化剂作用下合成甲醇,相同时间内CO2的转化率随温度变化关系如图2所示。
①该反应自发进行的条件是(填“高温”“低温”或“任意温度”)
②催化效果最佳的催化剂是(填“A”“B”或“C”);
b点时,
(填“>”“<”或“=”)。
③若容器容积保持不变,则不能说明该反应达到化学平衡状态的是________。
a.c(CO2)与c(H2)的比值保持不变
b.v(CO2)正=v(H2O)逆
c.体系的压强不再发生变化
d.混合气体的密度不变
e.有lmolCO2生成的同时有断开3mol的H-H键
f.气体的平均相对分子质量不变
④已知容器内的起始压强为100kPa,若图2中c点已达到平衡状态,则该温度下反应的平衡常数Kp=(只列出计算式,不要求化简,Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
三、选考题(15分。
请从第18、19两道题中任选一题作答,并将所选题号用2B铅笔涂黑,如果不涂或多做,均按第一题计分)
18.【化学——选修3:
物质结构与性质】
深井岩盐的主要配料为:
精制盐、碘酸钾(KIO3)、亚铁氰化钾[K4Fe(CN)6·3H2O]。
其中亚铁氰化钾的无水盐在高温下会发生分解:
3K4[Fe(CN)6]
2(CN)2↑+12KCN+N2↑+Fe3C+C。
请回答下列问题:
(1)①基态Fe原子价电子排布图(轨道表示式)为_________________________
②C、N和O三种元素的第一电离能的大小顺序为_______________,原因是__________________________________________________。
③IO3-的中心原子的杂化方式为______。
一种与CN-互为等电子体的分子的电子式为_______。
④1molFe(CN)63−中含有σ键的数目为____mol。
(2)配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x=___。
Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于__________(填晶体类型)。
(3)如图是从铁氧体离子晶体Fe3O4中取出的能体现其晶体结构的一个立方体,该立方体中三价铁离子处于氧离子围成的________(填空间结构)空隙。
(4)Fe能形成多种氧化物,其中FeO晶胞结构为NaCl型。
晶体中实际上存在空位、错位、杂质原子等缺陷,晶体缺陷对晶体的性质会产生重大影响。
由于晶体缺陷,在晶体中Fe和O的个数比发生了变化,变为FexO(x<1),若测得某FexO晶体密度为5.71g•cm﹣3,晶胞边长为4.28×10﹣10m,则FexO中x=____。
(用代数式表示,不要求算出具体结果)。
19.【化学——选修5:
有机化学基础】
化合物F是一种食品保鲜剂,可按如下途径合成:
已知:
RCHO+CH3CHO
RCH(OH)CH2CHO。
试回答:
(1)A的结构简式是_________,E→F的反应类型是_________。
(2)B→C反应的化学方程式为__________________________________________。
(3)C→D所用试剂和反应条件分别是__________________________。
E中官能团的名称是________________。
(4)检验F中碳碳双键的方法是_______________________________________。
(5)连在双键碳上的羟基不稳定,会转化为羰基,则D的同分异构体中,只有一个环的芳香族化合物有______种(除D外)。
其中苯环上只有一个取代基,核磁共振氢谱有4个峰,峰面积比为3∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为____________。