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文档简介
2023年邵阳市高二联考试题卷
化学试题
可能用到的相对原子质量:H-lC-120-16Na-23Mg-24Cl-35.5Zn-65Pd-106
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一
项是符合题目要求的。
1.化学与生活密切相关,下列说法正确的是
A.基本营养物质中的油脂属于高分子化合物
B.工业酿酒过程中,葡萄糖可发生水解反应生成乙醇
C.SO2可用于丝织品漂白是由于其能氧化丝织品中有色成分
D.“世界铜像之王"三星堆青铜大立人属于合金,其生锈主要是发生了吸氧腐蚀
【答案】D
【解析】
【详解】A.基本营养物质中的油脂属于小分子,故A错误;
B.酿酒过程中,葡萄糖发生还原反应生成酒精,故B错误;
C.SO?漂白原理是SO?与有色物质化合生成不稳定无色物质,不是利用其氧化性,故C错误;
D.青铜中的Cu和其他较不活泼金属、电解质水溶液构成原电池,所以能发生吸氧腐蚀,故D正确;
故选D。
2.下列化学用语表述错误的是
A.CW的电子式为[:C、N:「
B.Fe33+的离子结构一示意图为r62V6)2、813
C.Cl—Cl的p—Pb键电子云图形为
D.PCI3的空间填充模型为
【答案】D
【解析】
【详解】A.CN-中C和N之间有3对共用电子对,其电子式为[:C/N:「,A正确;
B.Fe3+有3个电子层,由内到外电子数分别为2、8、13,其离子结构示意图为
C.p-po键的原子轨道以头碰头方式重叠,则C1-C1的p-p◎键电子云图形为C正确;
D.PCb中P原子的半径大于C1原子半径,图示空间填充模型错误,D错误;
故答案选D。
3.物质的结构决定性质,下列有关分子的结构与性质说法正确的是
A.CO2和XeC)2的键角相等
B.BF3和H2。的VSEPR模型均为四面体形
C.CF,和SR组成相似,CF4是非极性分子、SR是极性分子
D.CFsCOOH的酸性强于CHsCOOH,这与F原子的推电子效应、-CH3的吸电子效应有关
【答案】C
【解析】
【详解】A.二氧化碳的空间构型是直线形,键角为180℃,Xe。?的空间结构是V形,键角小于
180℃,A错误;
B.B写的VSEPR模型为平面三角形,I!?。的VSEPR模型为四面体形,B错误;
C.CR是正四面体结构,正负电荷中心重合,是非极性分子,S耳价层电子对数是5,孤电子对数为
1,正负电荷中心不重合,是极性分子,C正确;
D.F原子的吸电子效应使CFsCOOH的酸性强于CH'COOH,-CH3有推电子效应,D错误;
故选Co
4.下列实验装置不能达到实验目的的是
饱
和
碳
酸
氢
钠
A.用装置甲制备NH?
B.用装置乙分离NaCl溶液和CaCC)3沉淀
C用装置丙将FeCl3溶液蒸干制备FeCl3-6H2O
D.用装置丁除去C。?中的HC1气体
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯化钱和氢氧化钙加热生成氨气和氯化钙、水,能达到实验目的,A不符合题意;
B.装置乙为过滤操作,能分离固体和液体,故能分离NaCl溶液和CaCOs沉淀,能达到实验目,B不
符合题意;
C.制备FeCL/H2。需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干,铁离子水解生成氢氧化铁,故不能
蒸干制备FeCL/H2。,C符合题意;
D.氯化氢和饱和碳酸氢钠生成二氧化碳,能达到实验目的,D不符合题意;
故选Co
5.下列离子方程式正确的是
+3+
A.Fe2O3溶于HI溶液中:Fe2O3+6H=2Fe+3H2O
B.向硫酸铜溶液中加入NaHS溶液生成黑色沉淀:Cu2++S2-=CuSJ
++
C.向硝酸银溶液中加入少量氨水:Ag+2NH3-H20=[Ag(NH3)2]+2H2O
D.向澄清的苯酚钠溶液中通入少量CO2:C6H5O+C02+H20tC6H5OH+HCO;
【答案】D
【解析】
【详解】A.FezOs溶于HI溶液中:Fe2O3+6H++21=2Fe2++l2+3H2。,故A错误;
B.向硫酸铜溶液中加入NaHS溶液生成黑色沉淀:Cu2++HS=CuSJ+H+,故B错误;
C.向硝酸银溶液中加入少量氨水:Ag++NH3•H2O=AgOHJ+NH;,故C错误;
D.向澄清的苯酚钠溶液中通入少量CO2:C6H5O+C02+H20->C6H5OH+HCO-
答案为:D。
6.某种离子液体的阴离子结构如图所示,X、Y、Z、Q、W五种短周期元素的原子半径依次增大,基态X
原子的电子填充了3个能级,有4对成对电子,W与其他元素不在同一周期,下列说法正确的是
YXY
UIn
-Q-Q
WU-I
YX
A.电负性为Z<X
B.z、Q元素形成的含氧酸酸性强弱为Z<Q
C.所有原子最外层都满足8电子稳定结构
D.Y的常见单质和Na在加热条件下形成的化合物中阴阳离子个数比为1:1
【答案】A
【解析】
【分析】X、Y、Z、Q、W五种短周期元素的原子半径依次增大,基态X原子的电子填充了3个能级,
有4对成对电子,则基态X原子的核外电子排布式为Is22s22P5,X是氟元素。W与其他元素不在同一周
期且W所连的共价键个数为6,W是硫元素。其他元素利用半径大小与共价键个数可以依次得出,Y是
氧元素、Z是氮元素、Q是碳元素。
【详解】A.X是氟元素,Z是氮元素,非金属性F>N,电负性:Z<X,A正确;
B.Z是N,Q为C,Z、Q元素形成的含氧酸有HNCh、HNCh、H2c2O4、H2cO3等,酸性无法比较,B
错误;
C.由结构中各原子连接的共价键个数可知,S原子不满足8电子稳定结构,C错误;
D.Y为O,Ch和Na在加热条件下形成化合物为过氧化钠,阴阳离子个数比为1:2,D错误;
故选A„
7.下列实验中,操作、现象及结论均正确的是
选
操作现象结论
项
将CH3cH?Br与NaOH溶液共热,冷却后,取上层水产生淡黄色
ACH3CH2Br含有澳原子
溶液先加入足量稀硝酸再加入AgNOs溶液沉淀
产生白色沉A10;和HCO;,发生了相
B向NaA102溶液中滴加NaHCO3溶液
淀互促进的水解反应
将乙醇与浓硫酸共热至140℃所得气体直接通入酸性KMnC)4溶乙醇发生消去反应,气体
C
溶液中
KMnO4液褪色一定是乙烯
取适量Na2s溶液于试管中,测定pH值,然后加热加热后pH值证明soj的水解为吸热
D
一段时间,冷却至原温度,再次测定该溶液的pH值变小过程
A.AB.BC.CD.D
【答案】A
【解析】
【详解】A.澳乙烷与NaOH溶液共热,两者反应生成CH3cH20H和NaBr,冷却后取上层水溶液先加入
足量稀硝酸,再加入硝酸银溶液,NaBr和AgNCh反应生成AgBr淡黄色沉淀,可以证明澳乙烷中含有澳
原子,A正确;
B.NaAKh溶液中滴加NaHCCh溶液,生成了氢氧化铝白色沉淀,原因为偏铝酸根离子与碳酸氢根离子电
离出的氢离子反应生成了氢氧化铝,偏铝酸根离子与碳酸氢根离子并未发生双水解反应,B错误;
C.乙醇与浓硫酸共热至140℃所得气体直接通入酸性高锌酸钾溶液中,高锌酸钾溶液褪色,乙醇易挥发同
时乙醇也能与酸性高镒酸钾反应使酸性高镒酸钾溶液褪色,且乙醇和浓硫酸共热达到170℃才能生成乙烯,
C错误;
D.亚硫酸钠水解生成亚硫酸氢根离子和氢氧根离子,溶液呈碱性,加热促进亚硫酸钠水解,溶液的pH应
该增大而不是减小,D错误;
故答案选Ao
8.某实验小组设计如图所示装置,下列说法错误的是
甲池乙池丙池
A.乙池中电流由石、墨电极经过硫酸铜溶液流向Ag电极
B.甲池通入CH30H的电极反应式为CH3OH+6e-+8OIT=C+6凡0
C.反应一段时间后,向乙池中加入一定量CuCOs固体能使CuS。,溶液恢复到原来的状态
D.甲池中消耗0.56L(标准状况下)。2,此时丙池中理论上最多产生2.90g固体
【答案】B
【解析】
【分析】甲池为燃料电池,通入甲醇的是负极,通入。2的是正极,电流由正极流出经过乙、丙池最终流向
负极。乙、丙池是电解池,乙池中石墨连接甲池的正极,为电解池的阳极,电解硫酸铜溶液,Ag电极为阴
极,丙池中,阳极发生的是氯离子失去电子的氧化反应,阴极是氢离子放电产生氢气。
【详解】A.甲池是燃料电池,通入甲醇的是负极,通入的是正极,电流从正极流向负极,即电流由
。2侧流出,由石墨电极经过硫酸铜溶液流向Ag电极,故A正确;
B.在燃料电池中,负极是甲醇发生失电子的氧化反应,电极反应为:CH3OH-6e+8OH=CO^+6H2O,
故B错误;
C.乙池发生的是电解池反应,两极析出的分别是Cu和02,因此加入Cue。?或CuO后溶液能够复原,
故C正确;
D.甲池中根据电极反应:O2+2H2O+4e=4OH-,所以消耗O.56LO2,标准状况下为0.025mol,则转移电
子0.1mol,根据丙池中,在阴极上是氢离子放电,转移0.1mol电子,减少的氢离子是0」mol,生成的
氢氧根离子是0.1mol,镁离子和氢氧根离子之间反应生成氢氧化镁,理论上最多产生氢氧化镁质量应该
是0.1moix]x58g/mol=2.90g,故D正确;
故选B。
9.废旧CPU中的金(Au)、Ag和Cu回收的部分流程如下:
HNO3HNO3-NaClZn粉
NOX滤液(含Cd+、Ag+)NOt
+
已知:HAUC14=H+AuCl;o下列说法错误的是
A.“酸溶”时用浓硝酸产生NO,的量比用稀硝酸的多
B.“过滤”所得滤液可用足量的NaCl溶液分离Ci?+和Ag+
C.用王水溶金时,浓盐酸的主要作用是增强溶液的酸性
D.用过量Zn粉将ImolHAuCl完全还原,理论上需消耗130gZn
【答案】C
【解析】
【分析】酸溶:Ag、Cu能与硝酸反应生成硝酸银、硝酸铜和氮的氧化物,Au不与硝酸反应,也不溶于
硝酸,过滤,滤渣为Au,滤液为硝酸银、硝酸铜;溶金、分离:Au溶解转化成HAuCk和氮的氧化物,
还原、分离:加入锌将Au元素还原成金单质,据此分析;
【详解】A.浓硝酸被还原成NCh,存在HNO33^NO2,稀硝酸被还原成NO,HNO3得35>
NO,金属失去电子一定时,即硝酸得到相同电子时,浓硝酸产生NOx的量多,故A说法正确;
B.Cu2+与C1-不发生反应,Ag+与CT反应生成沉淀AgCl,因此加入足量NaCl溶液,然后过滤分离出
Cu2\Ag+,故B说法正确;
C.根据流程图可知,C1-与Au元素形成四氯合金离子,利于金与硝酸反应,因此盐酸的作用是增强硝酸
的氧化性,故C说法错误;
D.由图HAuCk,H++AuCl],用过量锌粉将ImolHAuCL完全还原,HAuCk中Au显+3价,被锌还原
为0价,同时锌还能与H+反应生成氢气,根据得失电子数目守恒,由2n(Zn)=n(H+)+3n(AuCl;),
+
n(H)=n(AuCl4)=lmoL代入表达式为,n(Zn)=2mol,理论上消耗锌的质量为2moix65g/mol=130g,故D
说法正确;
答案为C。
10.碑化线晶体属于立方晶系,其晶胞结构如图甲所示,将Mn原子掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料
的结构如图乙所示,碑化线的晶胞参数为邛m。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法正确的是
A.图乙晶体最简化学式为Ga27Mn5As32
B.图甲中Ga原子和As原子的最近距离是岑xpm
C.Imol碑化线中配位键的数目是2NA
D.Mn原子掺杂到碑化钱晶体中,和Mn原子最近且距离相等的As原子有2个
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图乙可知,掺杂Mn之后,晶胞中Mn的数目为1义工+1义』=*,As的数目为4,Ga的
288
1127
数目为5x—+7x—=——,故稀磁性半导体材料中,Ga、Mn、As的原子个数比为27:5:32,故图乙晶体
288
最简化学式为Ga27Mli5As32,A正确;
B.图甲中Ga原子和As原子的最近距离为晶胞体对角线长度的四分之一,故为^xpm,B错误;
C.GaAs中,碑提供孤对电子,钱提供空轨道,两者形成配位键,平均1个GaAs中配位键数目为1,
Imol碎化线中配位键的数目是C错误;
D.由图知,Mn原子掺杂到碑化钱晶体中,和Mn原子最近且距离相等的As原子有4个,D错误;
答案选A。
11.采用硼氢化钾液相还原法制备纳米零价铁的反应的离子方程式:
2+
Fe+2BH;+6H2O=Fe+2H3BO3+7H2T,其中反应前后B元素化合价不变。下列说法正确的是
A.H3BO3是三元弱酸
B.纳米铁颗粒直径约为60nm,因此纳米铁是胶体
C.该反应的还原剂是BH:,氢气既是氧化产物又是还原产物
D.若有3molH?。参加反应,则反应中转移电子的物质的量为7moi
【答案】C
【解析】
【详解】A.H3BO3分子中B原子上有空轨道,可以与水电离产生的0H-的。之间形成配位键,导致溶液
中c(OH-)<c(H+),因此溶液显酸性,H3BO3的电离方程式为:H3BO3+H2O'H++B(OH);,H3BO3是一
元弱酸,A项错误;
B.胶体是指直径为l~100nm的分散质均匀分布在分散剂中组成的混合物,纳米铁颗粒为纯净物,所以
纳米铁不是胶体,B项错误;
C.该反应中BH1是还原剂,亚铁离子和水是氧化剂,所以根据化学方程式
2+
Fe+2BH4+6H2O=Fe+2H3BO3+7H2T,氢气既是氧化产物又是还原产物,C项正确;
D.该反应中BH;是唯一的还原剂,ImolBH;参与反应则失去了4个电子,所以根据化学方程式
2+
Fe+2BH;+6H2O=Fe+2H3BO3+7H2T,若有3moiH?。参加反应,则反应中转移电子的物质
的量为4mol,D项错误。
答案选c。
12.常温时,往20mL一定浓度的HA溶液中滴加O.lOmol/LKOH溶液,所得混合溶液中水电离的H+浓
度和所加的KOH溶液体积变化趋势如图所示,下列说法错误的是
c水(H>mo卜L"
c
“AA-
i(r74K......./"F'\
---------•-------•---------------►
01020V[KOU溶液pmL
A.常温下,HA的电离平衡常数约为ICT
B.b点:溶液存在c(HA)>c(K+)>c(A1>c(H+)>c(OH-)
C.c点:溶液存在c(HA)+c(H+)=c(0lT)
D.往d点溶液中滴加2~3滴酚麟试液,溶液呈红色
【答案】B
【解析】
【分析】a点水电离出的c(H+)=10-Umol/L,b点力口入lOmLKOH,酸物质的量是碱的2倍,则b点溶质为
等物质的量浓度的HA、KA,c点酸碱恰好完全反应生成KA,d点溶质为KOH、KA,d点溶液呈碱性;
][)-3*]0-3
【详解】A.a点水电离出的c(H+)=10"imol/L,溶液中的c(H+)=10-3mol/L,Ka=---------------=1^10-5,该
0.1
酸在常温下的电离平衡常数(Ka)约为1x10-5,选项A正确;
B.b点加入lOmLKOH,酸物质的量是碱的2倍,则b点溶质为等物质的量浓度的HA、KA,水电离出
的c(H+)<10-7mol/L,水的电离被抑制,说明HA电离程度大于KA水解程度,则c(A-)>c(HA),溶液呈
酸性,c(H+)>c(OH)但其电离和水解程度都较小,所以溶液中存在c(A-)>c(K+)>c(HA)>c(H+)>
c(OH),选项B错误;
C.c点酸碱恰好完全反应生成KA,溶液中存在电荷守恒c(A-)+c(OH-)=c(K+)+c(H+)、存在物料守恒
c(A-)+c(HA)=c(K+),所以存在c(HA)+c(H+)=c(OH),选项C正确;
D.c点溶质为KA,KA为强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,继续加入KOH溶液,溶液碱性更强,d点溶
质为KOH、KA,所以d点溶液呈碱性,滴加2~3滴酚献试液,溶液呈红色,选项D正确;
答案选B。
13.在一定条件下,向某2L恒容密闭容器中充入2moice)2、4molH2,发生反应
CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g),测得反应lOmin时,不同温度下氢气的转化率如图所示。
[己知:该反应的速率方程唯=左正•p4(H2)-MCC>2)、V逆=左逆・。232。)-。(©14),左止、k逆只与
温度有关]
下列说法错误的是
A.图中a、b、C三点对应的v(CHj逆由大到小的顺序为c>b>a
B.该反应在低温下可自发进行
C.。温度下,起始时容器内的压强为3MPa,左逆=2(Mpa『2.minT,则该温度下左正=
33.3(Mpa)-4-min-1
D.升高温度或增大压强,都可以提高反应物的平衡转化率
【答案】D
【解析】
【分析】曲线表达的是反应lOmin时,不同温度下氢气的转化率,可以看出,T2之前随温度升高,转化率
增大,T2之后,温度升高,转化率减小,由于温度越高,速率越快,平衡所需时间越短,可判断T2之前反
应未平衡,T2之后反应为平衡态,反应AH<0。
【详解】A.a、b、c三点温度升高,产物浓度增大,逆反应速率增大,故"(CHj逆由大到小的顺序为
c>b>a,A正确;
B.由分析可知,该反应AH<0,且是气体物质的量减小的反应,即AS<0,根据AG=AH-TAS判断,反应低
温自发,B正确;
C.T2时,反应达到平衡,氢气转化率为80%,起始充入2moic。2、4molH2,压强为3MPa,可以推出
起始CO2分压为1MPa,H2分压为2MPa,恒容条件下可得:
CO2(g)+4H2(g)一CH4(g)+2H2O(g)
起始量(MPa)1200v2
0.8X0.4_50T7,S+EI
,K—,又根据k
变化量(MPa)0.41.60.40.8p0.6x0.443
平衡量(MPa)0.60.40.40.8
乙+、一、k正50/
正、k逆的表达式,推出Kp=:;—,贝ljk正二卜逆xKp=2x-^-=33.3(Mpa),min-1,C正确;
k逆
D.反应AH<0,升高温度,平衡逆移,转化率下降,D错误;
故选D。
14.为应对全球气候问题,中国政府承诺“2030年碳达峰”“2060年碳中和“。我国学者研究了CO2(g)与
耳他)在TiOz/Cu催化剂表面生成CH30H(g)和H2O(g)的部分反应历程,如图甲所示。另外,科学
家使用络合物作催化剂,用多聚物来捕获C。?,反应可能的过程如图乙所示。下列叙述正确的是
5
0
5
0
5
过H
过
IXK过oo
+dx
渡+反应历程
渡
+.+渡+
OOO+
态
态
b态o
3HHo
oIOu++moo
HOC
OO
(注:吸附在催化剂表面的物种用*表示)
CH30H⑴H
催化剂H
2HJg)
HO
y
,coo-
Z-H(g)
H2O(1)2
/化剂
H2
HCOO-H
图甲图乙
A.该反应的热化学反应方程式为CC)2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)AH=+1.79eV/mol
B.将生成的水从体系中分离,达到新平衡后正反应速率小于原平衡的正反应速率
C.图甲反应历程中最大的活化能为1.21eV
D.图甲、图乙反应过程中都只有极性键的断裂和形成
【答案】B
【解析】
【详解】A.图甲只提供了吸附在催化剂表面的二氧化碳和氢原子转变为CO和水的反应历程,无法发现
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)的反应的焰变,故A错误;
B.CCh(g)与H2(g)在TiCh/Cu催化剂表面生成CH3OH(g)和H2O(g),将产物中的水分离出去后,平
衡向正反应方向移动,但是没有增大浓度,再次达到平衡时的正反应速率比原来的正反应速率小,故B
正确;
C.图甲中最大的活化能是0.89eV—0eV=0.89eV,故C错误;
D.图乙中有H—H非极性共价键的断裂,故D错误;
故本题选B.
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.钿(Pd)是航空、航天等高科技领域以及汽车制造业不可缺少的关键材料。某化学兴趣小组利用CO和
PdCl2溶液反应制取Pd,并测定PdCL固体样品中钿元素的含量,实验装置如图所示。已知甲酸为无色
易挥发的液体。
回答下列问题:
(1)A装置中仪器X的名称为;
(2)当加热到80〜90c时,撤去酒精灯,然后滴加甲酸,此时X中发生反应的化学方程式为
在反应中浓硫酸主要起作用;
(3)B装置中NaOH溶液的作用为,C装置中产生黑色粉末状沉淀,且溶液的pH减小,则C中
发生反应的离子方程式为o
(4)某同学指出该实验存在的明显缺陷是,改进的措施是。
(5)丁二酮月亏钿重量法因其特效性一直沿用作钿的标准测定方法。在酸性溶液中钿离子能与丁二酮月亏形
成鳌合物沉淀,利用丁二酮后钿与钮之间的换算因数(钿元素在丁二酮月亏钿中所占质量比)可计算钿的含
量。测定PdCL固体样品中钿元素的含量的实验步骤如下:
①准确称取L3OgPdCL固体样品,加入10mL盐酸,加热溶解,加入一定量的水稀释;
②加入足量的丁二酮月亏乙醇溶液,搅拌,静置陈化;
③过滤、洗涤、烘干至恒重,称量所得丁二酮后钿的质量为L56g。
已知丁二酮月亏钿与钿之间换算因数为x,贝|该PdCU固体样品中钿元素的质量分数为(用含x的代
数式表示)。
【答案】(1)三颈烧瓶或三口烧瓶
浓硫酸小
(2)①.HCOOH^^=COT+H,O②.催化和脱水
A
2++
(3)①.除去挥发出的甲酸气体②.CO+Pd+H2O=CO2+Pd+2H
(4)①.缺少尾气处理装置②.在C的导气管末端连接气囊或放置点燃的酒精灯
(5)120x%^1.2xxl00%
【解析】
【分析】甲酸在浓硫酸脱水作用下生成CO,CO中混有挥发的HCOOH,用NaOH溶液除去HCOOH蒸气,
再将CO通入PdCb溶液中生成Pd单质,通过测定Pd单质的质量可测定PdCh中铝的含量;
【小问1详解】
仪器X的名称为三颈烧瓶或三口烧瓶。
【小问2详解】
实验中利用CO和PdCl2反应制取Pd,所以A为制取CO气体的装置,三颈烧瓶中发生反应的化学方程
浓硫酸小
式为HCOOH^—COT+H,0,浓硫酸起催化剂和脱水剂的作用。
A
【小问3详解】
甲酸易挥发,生成的CO中含有挥发出的甲酸气体,所以B中NaOH溶液的作用为除去挥发出的甲酸气
体。根据实验现象分析,C中产生的黑色粉末状沉淀为金属Pd,Pd发生还原反应,则co发生氧化反应
生成二氧化碳,溶液pH减小酸性增强,可知反应生成氢离子,离子方程式为
2+
CO+Pd+H2O=CO2+PdJ+2H+。
【小问4详解】
CO为污染性气体,该实验的缺陷为无尾气处理装置,而CO为可燃性气体,可用气球收集,也可以用点
燃法除去,但C中反应生成CO?,不能直接用酒精灯点燃,需要将CO?除去后再点燃,所以可选用b或
c装置。
【小问5详解】
由题意可知丁二酮后钿的质量乘以换算因数即为钿元素的质量,则该PdCL样品中铝的含量为
156gxJC
--7—xl00%=120%%或1.2xxl00%。
1.30g
16.环己烯是工业常用的化工品。工业上通过热柏基催化剂重整将环己烷脱氢制备环己烯,其热化学方程
式为C6H12(g).C6Hio(g)+H2(g)AH=+123kJ-mol1o
(1)几种共价键的键能数据如下:
共价键H-HC-HC-Cc=c
键能436413348a
则2=kJ-moF1;
(2)在恒温恒容密闭容器中充入环己烷气体,仅发生上述反应。下列叙述错误的是(填字母);
a.混合气体的密度不随时间变化时说明该反应达到平衡状态
b.平衡后再充入环己烷气体,平衡向右移动
c.加入高效催化剂,单位时间内环己烯的产率可能会增大
d.增大固体催化剂的质量,一定能提高正、逆反应速率
环己烯的物质的量
(3)环己烷的平衡转化率和环己烯的选择性(选择性=)随温度的变化如图所
环己烷转化的物质的量
不
___________________60(rC>
温度逐渐升高
①随着温度升高,环己烷平衡转化率增大的原因是;
②当温度高于600C时,可能的副产物有(任写一种结构简式);
(4)在873K、lOOkPa条件下,向反应器中充入氨气和环己烷的混合气体,仅发生反应:
C6H12(g)^C6H10(g)+H2(g)o
n(C6HJ
①环己烷的平衡转化率随的增大而______(填“升高”或“降低”或“不变”),其原因是______;
n(Ar)
n(CH)?
②当6][2=3:1时,达到平衡所需时间为20min,环己烷的平衡转化率为彳,则平衡时环己烷的分压
nAr)3
为kPa,该环己烷脱氢反应的压强平衡常数Kp=kPa(均保留2位小数)[注:用分压计算
的平衡常数为压强平衡常数(/),分压=总压x物质的量分数]
【答案】(1)615(2)ad
②・O或。或。
(3)①.正反应吸热反应,升高温度,平衡正向移动
①.降低②.恒压条件下,随、^的增大,相当于增大反应物的分压,该反应是气体
(4)
分子数增加的反应,所以平衡逆向移动,环己烷的平衡转化率降低③.16.67®.66.67
【解析】
【小问1详解】
焰变=反应物的总键能-生成物的总键能,C6H12(g)-C6H10(g)+H2(g)
AH=348kJ/molx6+413kJ/molx12-(348kJ/molx5+a+413kJ/molx10+436kJ/mol)=+123kJ/mol,
解得a=615kJ/mol;
【小问2详解】
a.反应过程中气体总质量不变,恒容密闭容器进行,故气体的体积不变,密度不是变量,所以气体密度不
随时间变化时反应不一定达到平衡状态,选项a错误;
b.平衡后再充入环己烷气体,增大反应物浓度平衡正向移动,选项b正确;
C.加入高效催化剂,反应速率加快,单位时间.内C6H10的产率可能会增大,选项c正确;
d.催化剂通过参与化学反应改变反应历程,力口.快反应速率,增大固体催化剂的质量,如果不能增大接触
面积,不一定能提高正、逆反应速率,选项d错误;
故答案为:ad;
【小问3详解】
①C6H已信)C6Hio(g)+H2(g)正反应吸热,升高温度平衡正向移动,所以随着温度升高环己烷平
衡转化率增大;
②当温度高于600C时,环己烷脱氢,可能的副产物有等;答案为
【小问4详解】
恒压条件下,增大Ar的物质的量,相当于减小压强,平衡正向移动,环己烷的平衡转化率n(随C6丁H才19)
n(C6Hl2)
的增大而降低,故答案为降低;恒压条件下,随',了的增大,相当于增大反应物的分压,该反应
n(Ar)
是气体分子数增加的反应,所以平衡逆向移动,环己烷的平衡转化率降低;
n(CfiHn)3
②当]=3:1时,初始时,环己烷的分压为lOOkPax—=75kPa,达到平衡所需时间为20min,环
n(Ar)4
己烷的平衡转化率为:2,根据三段式知:
C6H12(g)--C6H10(g)+H2(g)
起始(mol)a00
222
变化(mol)一a——a-a
333
122
平衡(mol)-CL-CL-CL
333
1
a1八八。八八
达到平衡时环己烷的分压为100x^————=—kPa,环己烯的分压为——kPa、氢气的分
122156
—aH—ci—ciH—a
3333
压为出kPa,则环己烷分压的平均转化率速率为(75—/)狂力.该环己烷脱氢反
6------------------=2.92kPa-min
20min
200100
p(C6H]0)x/?(H2)A*A
应的压强平衡常数Kp="”口、=七肝-公66.67,答案为2.92;66.67。
P(c6H12)100
6
17.以铁镁合金(含少量铜)为原料,生产电极材料LiNiC)2的部分工艺流程如下:
NaOH
H:SO4HJO;NajCOi
HNOI溶液溶液溶液H;S溶液Li;CO,
LiNiO
缸也化物Fc(OHh注清注液
152017
已知:常温下,Ksp[Ni(OH)2]=2x10-,Ksp[Cu(OH)2]=2.2xlO-,Ksp[Fe(OH)2]=4.9XlO-;
3
7Csp[Fe(OH)3]=2.8xlO-\
回答下列问题:
(1)基态Ni原子价层电子轨道表示式是;
(2)“酸溶”时Ni转化为NiSO”该过程中温度控制在70〜80c的原因是;
(3)“氧化”时H2。?的作用是(用离子方程式表示);
(4)“除铜”时若选用NaOH溶液,会导致部分Ni?+也产生沉淀,当常温时溶液中CU(OH)2、
2+2+
Ni(OH)2沉淀同时存在时,溶液中c(Cu):c(Ni)=;
(5)“沉保”时得到碳酸保(NiCC>3)沉淀。在空气中碳酸馍与碳酸锂共同“煨烧”可制得LiNi。?,该反应
的化学方程式是;
(6)金属银的配合物Ni(CO)n的中心原子的价电子数与配体提供的成键电子数之和为18,则“=
;CO与N2结构相似,CO分子内行键与万键个数之比为
11t|[u]
【答案】(1)(2)温度低于70C,反应速率太小,温度高于80C,
HN03分解(或挥发)速率加快(
2++3+
(3)2Fe+2H+H2O2=2Fe+2H2O
(4)l.lxlO-5
燧烧
(5)2Li2cO3+4NiCO3+O24LiNiO2+6CO2
(6)①.4②.1:2
【解析】
【分析】铁银合金(含少量铜)用稀硫酸和稀硝酸进行酸溶,Ni转化为NiSO广铁和铜转化为亚铁离子、铁
离子和铜离子,加入双氧水将溶液中的亚铁离子转化为三价铁离子,加入氢氧化钠溶液调节溶液的pH除
去铁元素,加入硫化氢将铜离子转化为CuS除去,在滤液中加入碳酸钠将保离子转化为碳酸银,碳酸保与
碳酸锂在空气中共同“煨烧”可制得LiNiOz;
【小问1详解】
Ni原子的原子序数是28,价电子数为10,其基态Ni原子价层电子轨道表示式是
Itnnmifhilffl;
3d4s
【小问2详解】
温度控制在70~80C的原因是温度低于70C,反应速率太小,温度高于80C,HNO3分解(或挥发)速
率加快,酸溶速率减慢,原料利用率降低;
【小问3详解】
氧化时溶液中的二价铁被双氧水氧化成三价铁,其离子方程式为:
2++3+
2Fe+2H+H2O2=2Fe+2H2O;
【小问4详解】
CU(OH)2、Ni(OH)2沉淀同时存在时,溶液中
C(C『):C(N,+)」(墨)?;_-=u?
、7v72K[Ni(Oq]2?245
【小问5详解】
碳酸镇与碳酸锂共同“燃烧”可制得LiNiOz,保元素的化合价从+2加变为+3价,故需要空
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