若此溶液中存在大量的H+和SO32-,加入Ba(NO3)2溶液后,H+和NO3-可将SO32-氧化为SO42-,与Ba2+生成BaSO4沉淀,因此不能证明原溶液中存在大量的SO42-,D错误。
本题答案:
B
5.室温下,向圆底烧瓶中加入1molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸,溶液中发生反应;C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。
已知常压下,C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4℃和78.5℃。
下列有关叙述错误的是
A.加入NaOH,可增大乙醇的物质的量
B.增大HBr浓度,有利于生成C2H5Br
C.若反应物增大至2mol,则两种反应物平衡转化率之比不变
D.若起始温度提高至60℃,可缩短反应达到平衡的时间
解析:
A:
加入NaOH,可消耗HBr使反应物浓度降低,平衡逆向移动,增大乙醇的物质的量,A正确;B:
增大HBr的浓度,可使平衡正向移动,C2H5Br浓度增大,B正确;C:
由于参加反应的n(C2H5OH):
n(HBr)=1:
1,两次加入的反应物的物质的量相同,因此两次反应为等效平衡,转化率之比均为1:
1,C正确;D:
将起始温度提高至60℃,产物C2H5Br变为气态不断逸出,平衡不断正向移动,一直无法达到新的平衡,D错误。
本题答案:
D
6.LiH2PO4是制备电池的重要原料。
室温下,LiH2PO4溶液的pH随c初始(H2PO4–)的变化如图1所示,H3PO4溶液中H2PO4–的分布分数
随pH的变化如图2所示,[
]下列有关LiH2PO4溶液的叙述正确的是
A.溶液中存在3个平衡
B.含P元素的粒子有H2PO4–、HPO42–、PO43–
C.随c初始(H2PO4–)增大,溶液的pH明显变小
D.用浓度大于1mol·L-1的H3PO4溶液溶解Li2CO3,
当pH达到4.66时,H3PO4几乎全部转化为LiH2PO4
解析:
A:
溶液中存在H2PO4–+H2OH3PO4+OH-,H2PO4–H++HPO42-,
HPO42-H++PO43-,2H2OH3O++OH-,4个平衡,A错误;B:
含P元素的粒子有H2PO4–、HPO42–、PO43–、H3PO4,B错误;C:
从c初始(H2PO4–)=10-4mol/L到
c初始(H2PO4–)=10-2mol/L,溶液pH明显减小,但从c初始(H2PO4–)=10-1mol/L到
c初始(H2PO4–)=10mol/L,溶液pH变化不明显,因此溶液pH随c初始(H2PO4–)的变化情况不能一概而论,C错误;D:
溶液pH=4.66时,
=0.994,即99.4%的P元素以H2PO4–的形式存在,D正确。
本题答案:
D
2018年普通高等学校招生全国统一考试(天津卷)
理科综合化学部分
第Ⅱ卷
注意事项:
1.用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。
2.本卷共4题,共64分。
7.(14分)下图中反应①是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。
回答下列问题:
(1)MgCl2·6NH3是所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H-除外):
_________________________,Mg在元素周期表中的位置:
_____________________,Mg(OH)2的电子式:
____________________。
(2)A2B的化学式为_______________。
反应②的必备条件是_______________。
上图中可以循环使用的物质有_______________。
(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料_______________(写化学式)。
(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式:
________________________________________。
(5)用Mg制成的格氏试剂(RMgBr)常用于有机合成,例如制备醇类化合物的合成路线如下:
依据上述信息,写出制备所需醛的可能结构简式:
__________________。
解析:
(1)MgCl2·6NH3是所含元素的简单离子有Mg2+、Cl-、N3-、H+,因此由小到大的排序为H+<Mg2+<N3-<Cl-,Mg在元素周期表中的位置为:
第三周期ⅡA族,Mg(OH)2的电子式:
(2)根据反应①的元素守恒可知,生成物中有Si、Mg元素,反应物A2B中也应有Si、Mg元素,因此A2B为Mg2Si,反应②为工业上冶炼Mg,条件为熔融、电解,可循环使用的物质为反应①消耗,后面又重新生成的NH3、NH4Cl。
(3)根据元素守恒,该物质含C、Si两元素,又是耐磨材料,因此该物质为SiC。
(4)该反应能生成的含Mg化合物有MgSO3和MgSO4,其中稳定的Mg化合物为MgSO4,因此该方程式为:
2Mg(OH)2+2SO2+O2=2MgSO4+2H2O。
(5)若R为-CH3,则R’为-CH2CH3,所需醛的结构简式为CH3CH2CHO;若R为-CH2CH3,则R’为-CH3,所需醛的结构简式为CH3CHO。
8.(18分)化合物N具有镇痛、消炎等药理作用,其合成路线如下:
(1)A的系统命名为___________________,E中官能团的名称为___________________。
(2)A→B的反应类型为____________,从反应所得液态有机混合物中提纯B的常用方法为___________________。
(3)C→D的化学方程式为_______________________________________________。
(4)C的同分异构体W(不考虑手性异构)可发生银镜反应:
且1molW最多与2molNaOH发生反应,产物之一可被氧化成二元醛。
满足上述条件的W有____________种,若W的核磁共振氢谱具有四组峰,则其结构简式为____________________。
(5)F与G的关系为(填序号)____________。
a.碳链异构b.官能团异构c.顺反异构d.位置异构
(6)M的结构简式为____________。
(7)参照上述合成路线,以为原料,采用如下方法制备医药中间体
。
该路线中试剂与条件1为____________,X的结构简式为____________;
试剂与条件2为____________,Y的结构简式为____________。
解析:
(1)可将A物质由键线式变为结构简式CH2OHCH2CH2CH2CH2CH2OH,则A的名称为1,6-己二醇,E中官能团的名称为:
碳碳双键、酯基。
(2)该反应中,HBr中的Br原子取代A中的-OH,因此属于取代反应;从反应所得液态有机混合物中提纯B的常用方法为蒸馏或减压蒸馏。
(3)C→D的反应为和C2H5OH的酯化反应,方程式为:
(4)W可发生银镜反应,则含有-CHO,1molW可与2molNaOH反应,而1molW中有1mol-Br可与1molNaOH反应,因此W中还含有酯基,能发生银镜反应的酯基只能是甲酸酯,又因为与NaOH反应的产物之一可被氧化为二元醛,因此1mol该产物中含有2mol-CH2OH,因此W有:
HCOOCH2CH2CH2CH2CH2Br、HCOOCH2CH(CH3)CH2CH2Br、
HCOOCH2CH2CH(CH3)CH2Br、HCOOCH2C(C2H5)CH2Br、HCOOCH2C(CH3)2CH2Br这5种结构,若核磁共振氢谱中有四组峰,即四种氢原子,则W为HCOOCH2C(CH3)2CH2Br。
(5)物质F为顺式结构,物质G为反式结构,因此二者的关系为c.顺反异构。
(6)
N是M与G发生脱水缩合反应生成的物质,因此M的结构简式为。
(7)
根据D→E反应可知X中含有-Br,因此试剂与条件1为:
HBr,△,X应为
Y应为,由在试剂与条件2:
Cu/Ag,Δ条件下制得。
9.(18分)烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下采样和检测方法。
回答下列问题:
Ⅰ.采样
采样步骤:
①检验系统气密性;②加热器将烟道气加热至140℃;③打开抽气泵置换系统内空气;④采集无尘、干燥的气样;⑤关闭系统,停止采样。
(1)A中装有无碱玻璃棉,其作用是___________。
(2)C中填充的干燥剂是(填序号)___________。
a.碱石灰b.无水CuSO4c.P2O5
(3)用实验室常用仪器组装一套装置,其作用是与D(装有碱液)相同,在虚线框中画出该装置的示意图,标明气体的流向及试剂。
(4)采样步骤②加热烟道气的目的是___________。
Ⅱ.NOx含量的测定
将vL气样通入适量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化为NO3−,加水稀释至100.00mL。
量取20.00mL该溶液,加入v1mLc1mol·L−1FeSO4标准溶液(过量),充分反应后,用c2mol·L−1K2CrO7标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗v2mL。
(5)NO被H2O2氧化为NO3−的离子方程式是_________________________________。
(6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有______________________。
(7)滴定过程中发生下列反应:
3Fe2++NO3−+4H+
NO↑+3Fe3++2H2O
Cr2O72−+6Fe2++14H+
2Cr3++6Fe3++7H2O
则气样中NOx折合成NO2的含量为_________mg·m−3。
(8)判断下列情况对NOx含量测定结果的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
若缺少采样步骤③,会使测试结果___________。
若FeSO4标准溶液部分变质,会使测定结果___________。
解析:
(1)A装置为过滤器,其作用是除去烟道气中的粉尘,因此应填除尘。
(2)由于烟道气中NOx能与碱反应,因此排除a.碱石灰,而无水CuSO4吸水能力较弱,不能用来干燥大量气体,因此选择c。
(3)吸收器中应盛放碱性溶液,目的是吸收NOx,
因此可用盛有NaOH溶液的洗气瓶将NOx除去(见右图)。
(4)防止NOx溶于冷凝水。
由于烟道气中存在H2O可冷凝成液态,NOx可溶于液态H2O中,使测量结果产生误差,因此应加热防止此现象发生。
(5)2NO+3H2O2=2NO3-+2H++2H2O
(6)
酸式滴定管,锥形瓶。
由于K2Cr2O7溶液有强氧化性,不能用碱式滴定管,应用酸式滴定管,待测液应盛放在锥形瓶中。
(7)。
根据题意可知:
n(Fe2+)=3n(NO3-)+6n(Cr2O72-),代入数值可得n(NOx)=5(c1v1-6c2v2)×103/3mol,将NOx折合成NO2后,
m(NO2)=230(c1v1-6c2v2)/3mg,又有VL=V×10-3m3,则气样中NOx折合成NO2的含量为。
(8)偏低,偏高。
抽气泵的作用是使系统内烟道气流速加快,使采样处充分吸收气体样品,若无此步,则气体样品吸收量偏低,n(NOx)偏低,最终结果偏低;若FeSO4标准溶液部分变质,则消耗n(Fe2+)偏高,使最终结果偏高。
10.(14分)CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。
回答下列问题:
(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。
若所得溶液pH=13,CO2主要转化为______(写离子符号);若所得溶液c(HCO3−)∶c(CO32−)=2∶1,溶液pH=___________。
(室温下,H2CO3的K1=4×10−7;K2=5×10−11)
(2)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:
CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)
①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键
C—H
C=O
H—H
C
O(CO)
键能/kJ·mol−1
413
745
436
1075
则该反应的ΔH=_________。
分别在vL恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入CH4和CO2各1mol的混合气体。
两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是_______(填“A”或“B”)。
②按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H2产率的影响如图3所示。
此反应优选温度为900℃的原因是________。
(3)O2辅助的Al—CO2电池工作原理如图4所示。
该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式:
________。
电池的正极反应式:
6O2+6e−
6O2−
6CO2+6O2−
3C2O42−+6O2
反应过程中O2的作用是_____________________。
该电池的总反应式:
________________________。
解析:
(1)CO32-;10。
由溶液pH=13可知c(H+)=1×10-13mol/L,代入
K2=c(H+)·c(CO32-)/c(HCO3-)=5×10−11可得c(CO32-)/c(HCO3-)=500,则CO2主要转化为CO32-;
将c(HCO3-)/c(CO32-)=2/1代入K2=c(H+)·c(CO32-)/c(HCO3-)=5×10−11可得
c(H+)=1×10-10mol/L,则pH=10。
(2)①分别断开1molC—H、1molC=O需吸收能量为413kJ、745kJ,生成1molC
O(CO)、1molH—H需放出能量436kJ、1075kJ,而1molCH4、1molCO2、2molCO、2molH2中分别含有4molC—H、2molC=O、2molC
O(CO)和2molH—H,则ΔH=4×413+2×745-2×436-2×1075=+120kJ/mol。
由于该反应气体体积反应后大于反应前,因此B条件下反应更完全,又有
ΔH>0,则B条件下吸热更多。
②900℃时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效益降低。
(3)该电池负极是Al,正极是CO2、O2,则负极反应式为Al–3e–=Al3+(或2Al–6e–=2Al3+);该反应中O2在反应前后质量没有改变,因此O2的作用为催化剂;将正负极反应式相加即可得到总反应式:
2Al+6CO2=Al2(C2O4)3
理科综合化学部分参考答案
Ⅰ卷共6题,每题6分,共36分。
1.A2.C3.B4.B5.D6.D
Ⅱ卷共4题,共64分。
7.(14分)
(1)r(H+)(2)Mg2Si熔融,电解NH3,NH4Cl
(3)SiC
(4)2Mg(OH)2+2SO2+O2=2MgSO4+2H2O
(5)CH3CH2CHO,CH3CHO
8.(18分)
(1)1,6-己二醇碳碳双键,酯基
(2)取代反应减压蒸馏(或蒸馏)
(3)
(4)5
(5)c
(6)
(7)试剂与条件1:
HBr,△X:
试剂与条件2:
O2/Cu或Ag,△Y:
9.(18分)
(1)除尘
(2)c
(3)
(4)防止NOx溶于冷凝水
(5)2NO+3H2O=2H++2NO3–+2H2O
(6)锥形瓶、酸式滴定管
(7)
(8)偏低偏高
10.(14分)
(1)CO32-10
(2)①+120kJ·mol-1B
②900℃时,合成气产率已经较高,再升高温度产率增幅不大,但能耗升高,经济效益降低。
(3)Al–3e–=Al3+(或2Al–6e–=2Al3+)
催化剂
2Al+6CO2=Al2(C2O4)3