D.除去Cu粉中混有的CuO,可将混合物加入稀硝酸中,充分反应后过滤、洗涤
13.J、M、R、T是原子序数依次增大的短周期主族元素,J、R在周期表中的相对位置如右下表。
已知:
J元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等,M是地壳中含量最多的金属元素。
下列说法错误的是()
A.J和氢组成的化合物分子中只含有极性共价键
B.工业上用电解M和T组成的化合物来制备M
C.R、T两元素的气态氢化物中,T的气态氢化物更稳定
D.J、M、R、T元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是HTO4
14.相同温度下,容积相同的甲、乙、丙3个恒容密闭容器中发生可逆反应:
2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);
。
实验测得起始、平衡时的有关数据如下表:
容器
起始各物质的物质的量/mol
达到平衡时体系能量的变化
SO2
O2
SO3
Ar
甲
2
1
0
0
放出热量:
Q1
乙
1.8
0.9
0.2
0
放出热量:
Q2
丙
1.8
0.9
0.2
0.1
放出热量:
Q3
下列叙述正确的是()
A.Q1=Q2=Q3=197kJ
B.达到平衡时,丙容器中SO2的体积分数最大
C.甲、乙、丙3个容器中反应的平衡常数相等
D.若在上述条件下反应生成2molSO3(s)的反应热为△H1,则△H1<-197kJ·mol-1
非选择题
15.(12分)纯净的过氧化钙(CaO2)难溶于水、乙醇,常温下较为稳定。
CaO2·8H2O在0℃时稳定,加热至130℃时逐渐变为无水CaO2。
在实验室可用钙盐制取CaO2·8H2O,再经脱水制得CaO2。
其制备过程如下:
根据以上信息,同答下列问题:
(1)用上述方法制取CaO2·8H2O的化学方程式是;
(2)操作A的步骤为;
(3)检验“水洗”已经洗净的方法是;
(4)测定产品中CaO2的含量的实验步骤是(己知:
I2+2S2O32-=2I-+S4O62-):
第一步:
准确称取ag产品于锥形瓶中,加入适量蒸馏水和过量的bgKI品体,再滴入适量2mol·L-1的H2SO4溶液,充分反应:
第二步:
向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液:
第三步:
逐滴加入浓度为cmol·L-1的Na2S2O3溶液至反应完全,消耗Na2S2O3溶液VmL。
①第三步反应完全时的现象为;
②产品中CaO2的质量分数为(用字母表示);
③某同学经实验测得产品中CaO2的质量分数偏高,造成偏高的原因是(测定过程中由操作产生的误差忽略不计,用离子方程式表示)。
16.(10分)氯化亚铜(CuCl)是白色粉末,不溶于水、乙醇及稀硫酸,熔点422℃,沸点1366,在空气中迅速被氧化成绿色,常用作有机合成工业中的催化剂。
以粗盐水(含Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质、Cu、稀硫酸、SO2等为原料合成CuCl的工艺如下:
(1)A的化学式为。
(2)写出反应V的化学方程式。
(3)写出反应VI的离子方程式为。
(4)本工艺中可以循环利用的物质是(刚化学式表示)。
(5)反应VI后,过滤得到CuCl沉淀,用无水乙醇洗涤沉淀,在真空干燥机内于70℃干燥2小时,冷却,密封包装即得产品。
于70℃真空干燥的目的是。
17.(8分)
(1)已知:
N2(g)+O2(g)=2NO(g);△H=+180.5kJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g);△H=-905kJ·mol-1
2H2(g)十O2(g)=2H2O(g):
△H=--483.6kJ·mol-1
则N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的△H=。
(2)在一定条件下,将2molN2与5molH2混合于一个10L的密闭容器中,反应情况如图1所示:
①求5min内的平均反应速率v(NH3);
②达到平衡时NH3的体积分数为。
图1图2电解法合成氨装置
(3)近年来科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多品薄膜做电极,实现了高转化率的电解法合成氨(装置如图2)。
钯电极A上发生的电极反应式是。
18.(12分)硫酸铜是一种重要的化工原料,工业上常用硫酸为原料来制备硫酸铜。
(1)工业上生产硫酸过程中,焙烧硫铁矿时产生的废渣是一种二次资源。
①为了从废渣中磁选获得品位合格的铁精矿,高温下利用CO使弱磁性Fe2O3转化为强磁性Fe3O4。
写出该反应的化学方程式;实验发现:
CO太多或太少都会导致磁铁矿产率降低,原因是。
②氯化焙烧工艺是将废渣用氯化钙水溶液调和、成球、高温焙烧,废渣中SiO2与CaCl2等在高温下反应放出HCl,HCl与金属氧化物等反应生成氯化物。
反应生成的各金属氯化物以气态形式逸出,进而回收有色金属和回返氯化钙溶液。
写出氯化焙烧工艺中生成HCl的化学方程式。
(2)测定硫酸铜品体中结品水含量的实验步骤为:
步骤1:
准确称量一个洁净、干燥的坩埚;
步骤2:
将一定量的硫酸铜晶体试样研细后,放入坩埚中称重
步骤3:
将盛有试样的坩埚加热,待晶体变成白色粉末时,停止加热;
步骤4:
将步骤3中的坩埚放入干燥器,冷却至室温后,称重:
步骤5:
;
步骤6:
根据实验数据计算硫酸铜晶体试样中结晶水的质量分数。
请完成实验步骤5。
(3)已知硫酸铜品体受热可以逐步失去结品水,温度升高还町以分解生成铜的氧化物。
观取25.0gCuSO4·5H2O品体均匀受热,缓慢升温至1200℃并恒温1小时,实验测得固体残留率(剩余固体的质量/原始固体质量)与温度的关系如下图所示:
在110℃时所得固体的成分为;在1200℃并恒温1小时,反应所得气态产物除去水后,物质的量为。
(填字母)
A.0molB.0.1molC.0.125molD.大于0.125mol
19.(14分)巨豆三烯酮(F)是一种重要的香料,其合成路线如下:
(1)化合物C含有的官能团的名称为。
(2)化合物F的结构简式是。
(3)在上述转化过程中,步骤②的目的是,写出步骤②的化学方程式。
(4)写出符合下列条件的D的一种同分异构体的结构简式。
a.属于芳香族化合物;
b.核磁共振氢谱显示,分子中有4种化学环境不同的氢原子;
c.1mol该物质最多可消耗2molNaOH
d.能发生银镜反应。
(5)兔耳草醛(
)也是一种重要的香料,主要用于食品、化妆品等工业中。
请设计合理方案,以对异丙基苯甲醛(
)和丙醛为原料合成兔耳草醛(用合成路线流程图表示,并注明反应条件)。
提示:
①2CH3CHO
CH3CH(OH)CH2CHO
CH3CH=CHCHO
②合成过程中无机试剂任选;
③合成路线流程图示例如下:
。
20.(10分)硝酸是一种重要的化工原料,工业上生产硝酸的主要过程如下:
(1)以N2和H2为原料合成氨气。
一定温度下,在密闭容器中充入ImolN2和3molH2发生反应。
若容器容积恒定,达到平衡状态时,气体的总物质的量是原来的
,则N2的转化率
;若容器压强恒定,达到平衡状态时,N=的转化率为
,则
(‘填“>”、“<”或“=”)。
(2)用氨催化氧化法可生产硝酸,其生产过程可表示为:
催化剂
△
4NH3+5O24NO+6H2O4NO+3O2+2H2O=4HNO3
现以3.4吨液氨为原料来生产质量分数为50%的硝酸,理论上需要加水的质量为
吨。
(假设生产过程中反应物和生成物均无损耗)
(3)硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收,有关的化学反应为:
2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2,NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2。
若在标准状况下有NO、NO2的混合气体(不考虑N2O4)恰好与50mL1.0mol·L-1的Na2CO3溶液反应完全,且生成NaNO2和NaNO3的物质的量的比为4:
1,则在混合气体中NO气体的体积分数为多少?
(请写出计算过程)
21.(12分)本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。
请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答。
若两题都做,则按A题评分。
A.(12分)2019年上海世博会场馆,大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管(LED)。
目前市售LED品片,材质基本以GaAs(砷化镓)、AlGaInP(磷化铝镓铟)、lnGaN(氮化铟镓)为主。
砷化镓的品胞结构如右图。
试回答:
(1)镓的基态原子的电子排布式是。
(2)砷化镓品胞中所包含的砷原子(白色球)个数为
,与同一个镓原子相连的砷原子构
成的空间构型为。
(3)下列说法正确的是(填字母)。
A.砷化镓品胞结构与NaCl相同
B.第一电离能:
As>Ga
C.电负性:
As>Ga
D.砷化镓晶体中含有配位键
E.GaP与GaAs互为等电子体
(4)N、P、As处于同一主族,其氢化物沸点由高到低的顺序是。
(5)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃时制得。
(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为。
B.(12分)乙酸乙酯的实验室和工业制法常采用如下反应:
浓硫酸
△
CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
已知:
①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl2·6C2H5OH;
②部分有机物的沸点:
试剂
乙醚
乙醇
乙酸
乙酸乙酯
沸点(℃)
34.5
78.5
117.9
77
请回答下列问题:
(1)浓硫酸的作用是,球形干燥管的作用是。
(2)用如图所示装置来制备少量的乙酸乙酯,产率往往偏低,其原因可能为、
等。
(3)实验所得到的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水,应先加入无水氯化钙,除去;再进行蒸馏,收集77℃左右的馏分,以得到较纯净的乙酸乙酯。
(4)目前对该反应的催化剂进行了新的探索,初步表明质子酸离子液体可用作此反应的催化剂,且能重复使用。
实验数据如下表所示(乙酸和乙醇以等物质的量混合)。
同一反应时间
同一反应应温度
反应温度/℃
转化率(%)
选择性(%)*
反应时间/h
转化率(%)
选择性(%)*
40
77.8
100
2
80.2
100
60
92.3
100
3
87.8
100
80
92.6
100
4
92.3
100
120
94.5
98.7
6
93.0
100
*选择性100%表示反应生成的产物全部是乙酸乙酯和水
①根据表中数据,下列(填字母)为该反应的最佳条件。
a.120℃,4hb.80℃,2hc.60℃,4hd.40℃,3h
②当反应温度达到120℃时,反应选抒性降低的原因可能为。
参考答案
选择题
1—5ACADD6—7BD
8.AC9.B10.BC
11.D12.C13.AB14.CD
非选择题
(1)CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl
(2)向滤液中加入适量HCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥
(3)取少许洗涤液,向其中加入稀硝酸酸化的俏酸银溶液,若不产生白色沉淀,则说明已经洗净
(4)①溶液监色褪去②
:
③4H++4I-+O2=2I2+2H2O。
16.(10分,每空2分)]
(1)Na2CO3
(2)2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O
(3)2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+4H++SO42-
(4)NaOH、H2SO4
(5)加快乙醇和水的蒸发,防止CuCl被空气氧化
17.(8分,每空2分)
(1)-92.4kJ.mol-1
(2)①0.04mol·L-1·min-1②40%
(3)N2+6e-+6H+=2NH3
高温
18.(12分,每空2分)
(1)①3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2
高温
CO太多导致Fe3O4还原为铁,CO太少Fe2O3没有全部转化成Fe3O4
②CaCl2+SiO2+H2OCaSiO3+2HCl
(2)将步骤4中的坩埚再加热一定时间,放入干燥器中冷却至室温后称越。
重复本操作,直至两次称量结果不变;
(3)CuSO4·3H2O,D
19.(14分)
(1)碳碳双键酯基(2分)
(2)(2分)
(3)保护羟基,使之不被氧化(2分)
(4)(2分)
(5)(4分)
(2分)
20.(10分)
催化剂
△
(1)12.5%或1/8、>(4分,每空2分)
(2)9(3分)
(2)解析:
由反应4NH3+5O24NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O=4HNO3得:
NH3+2O2=HNO3+H2O,3.4吨液氨产生的硝酸为12.6吨,水为3.6吨,则理论上需加水的质量为为:
126.t/50%-(12.6+3.6)t=9t
(3)(3分)由反应转化关系知,反应过程中钠元素守恒,设NaNO2和NaNO3的物质的量分别为4amol和amol,则4a+a=50mL×10-3mL·L-1×1.0mol·L-1×2,解得:
a=0.02mol,于是,推出NO、NO2的物质的量分虽为:
0.03mol、0.07mol,即:
NO所占的体积分数为30%。
21.(12分)
A.(12分)
(1)ls22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)(2分)
(2)4(2分)正四面体(2分)
(3)BCDE(2分,写对1个得0分,写对2~3个得1分,有错得0分)
(4)NH3>AsH3>PH3(2分)
(5)sp2(2分)
B.(12分)
(1)催化剂和吸水剂:
冷凝蒸气、防止倒吸:
(每空2分,1个要点1分)
(2)原料来不及反应就被蒸出:
温度过高,发生了副反应;冷凝效果不蚶,部分产物挥发了(任填2种,1个要点1分,共2分)
(3)乙醇和水(1个要点1分,共2分)
(4)①c②乙醇分子间脱水生成了乙醚(4分,每空2分)