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文档简介
主题四化学反应原理
(考试时间:60分钟试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H-1C-12N-14O-16S-32Cl-35.5Na-23K-39Cr-52Mn-55
一、硒及其化合物的结构和性质(17分)
1.(2026·上海·一模)硒(Se)是人体内不可缺少的微量元素,硒及其化合物在医药、催化、材料等领域有广
泛应用,回答下列问题。
(1)Se在元素周期表中的位置。
(2)O、S、Se气态氢化物的键角由大到小的顺序为(填化学式)。
(3)已知SeO2与SO2的部分性质如下表:
物质状态(常温)熔点
SeO2固体340-350℃
SO2气体-75.5℃
根据X射线衍射分析,SeO2晶体具有如图所示的长链状结构,请解释SeO2与SO2熔点差.异.较.大.的可能原
因。
(4)“依布硒”是一种有机硒化物,具有良好的抗炎活性,其结构简式如图所示:。“依布硒”
中Se原子的杂化类型为,元素Se、O、N的第一电离能由大到小的顺序为。常温下,亚硒
酸和碳酸的电离常数如表。
二元酸Ka1Ka2
37
H2SeO32.7102.510
711
H2CO34.2104.810
(5)常温下,比较等物质的量浓度的Na2SeO3和Na2CO3溶液的pH_______。
A.前者大B.后者大C.无法比较D.一样大
(6)亚硒酸氢钠(NaHSeO3)可用于制药工业、用作防腐剂、抗氧化剂等。NaHSeO3溶液中有关微粒浓度关系正
确的是_______。(不定项)
2
A.[SeO3][HSeO3][OH][H][Na]
2
B.[SeO3][H2SeO3]
2
C.SeO3][HSeO3][H2SeO3][Na][
D.OH][H][HSeO3]2[H2SeO3][
Li、Fe、Se可形成一种新型超导材料,其晶胞结构如图所示。
(7)该超导材料的化学式为;距离Se原子最近的Fe原子的个数为。
-3
(8)晶胞的部分参数如图所示,且晶胞棱边夹角均为90°,晶体密度为gcm(阿伏加德罗常数用NA表
示)。
二、碳酸镁的性质原理和应用(17分)
2.(25-26高三上·上海·期中)碳酸镁广泛应用于医药、保健品、食品添加剂等领域,尤其是对镁缺乏者有
益。
(1)最近我国化学家成功研发了陶瓷部件的焊接技术。通过反应MgOCO2MgCO3,然后在电子束照射下,
MgCO3又完全分解为MgO纳米晶,可实现陶瓷材料的连接,并放出CO2。下列说法不正确的是___________。
A.反应MgOsCO2gMgCO3sΔS0
B.MgO可作为耐火材料
C.材料连接前后MgO的质量没变化
D.MgO纳米晶材料属于金属材料
(2)镁的矿物有MgCO3CaCO3、MgSO47H2O等。下列说法正确的是___________。
A.半径:rMg2rO2B.电负性:O>S
.热稳定性:.碱性:循环在捕获及转化等方面具
CH2SH2ODMgOH2CaOH2MgCO3/MgOCO2
试卷第2页,共11页
有重要应用。
科研人员设计了利用MgCO3与H2反应生成CH4的路线,主要反应如下:
1
Ⅰ.MgCO3sMgOsCO2gΔH1101kJmol
1
Ⅱ.CO2g4H2gCH4g+2H2OgΔH2166kJmol
1
Ⅲ.CO2gH2gCOgH2OgΔH341kJmol
回答下列问题:
(3)提高CH4平衡产率的条件是___________。
A.高温高压B.低温高压C.高温低压D.低温低压
1
(4)计算MgCO3s4H2gMgOsCH4g2H2OgHkJmol。
(5)反应Ⅰ的ΔHTΔS随温度T的变化趋势是___________。
A.B.
C.D.
(6)高温下MgCO3分解产生的MgO催化CO2与H2反应生成CH4,部分历程如下图,其中吸附在催化剂表面
的物种用*标注,所示步骤中反应速率最慢的基元反应是(填序号)。
A.①B.②C.③D.④
生成水的基元反应方程式为。
(7)100kPa下,在密闭容器中H2g和MgCO3s各1mol发生反应。反应物(MgCO3、H2)的平衡转化率和
生成物(CH4、CO2)的选择性随温度变化关系如下图(反应Ⅲ在360℃以下不考虑)。
含碳生成物的物质的量
注:含碳生成物选择性100%
转化的物质的量
MgCO3
①表示CH4选择性的曲线是(填字母)。
②550℃下达到平衡时,nCOmol。500~600℃,随温度升高H2平衡转化率下降的原因可能
是。
三、过二硫酸钠的性质原理和制备(17分)
3.(25-26高三上·上海松江·期末)过二硫酸钠(Na2S2O8)是一种重要的化学试剂,广泛应用于化工合成、水
试卷第4页,共11页
质处理等领域。
2
(1)Na2S2O8的负离子为S2O8,其结构如下图所示。
2
①用“”在下图标示出S2O8中体现强氧化性的基团。
2
②结合S2O8的结构,分析S的化合价为。
A.+4B.+5C.+6D.+7
22+2
(2)酸性条件下,S2O8与Mn反应生成MnO4与SO4,写出该过程的离子反应方程式。
Na2S2O8可通过电解NaHSO4溶液的方法制得。电解液中含硫微粒的主要存在形式与pH的关系如下图所示。
(3)已知阳极放电的离子主要是HSO4,则Na2S2O8制备过程中阳极区溶液的pH范围应为______。
A.-2~0B.0~2C.2~4D.4~6
(4)阳极的电极反应式为。
-
Na2S2O8可用于降解有机污染物,原因是Na2S2O8溶液在一定条件下产生强氧化性自由基(•SO4)。处理含有
机污染物的废水时,一般先投放Na2S2O8,再投放FeSO4
2+2-
Fe可活化S2O8,其过程中存在下列反应:
(k是衡量反应快慢的物理量,k越大,反应越快)
2---9
I、S2O8→2•SO4k=2.5×10
-2+3
II、•SO4+H2O→SO4+•OH+Hk=2×10
2-2+3+-2-
III、S2O8+Fe→Fe+•SO4+SO4k=20
2+-3+2-9
IV、Fe+•SO4→Fe+SO4k=4.6×10
……
2-
(5)某小组探究“S2O8对有机污染物降解速率的影响因素”。
①结果表明温度升高,反应速率加快,从微观角度解释其原因。
2-
②除温度之外,等因素也会影响S2O8降解有机污染物的反应速率。(任写一种)
(6)相同条件下,初始pH对有机物降解率的影响如下图所示。下列分析错误的是______。(不定项)
A.pH约为3时,有机物的降解率较高
2+
B.初始pH越大,Fe水解程度越大,不利于•SO4生成
C.初始pH过小,反应过程中的•OH会与H+发生中和反应,生成水
D.初始pH越大,有利于生成较多的•OH,降低有机物的降解率
(7)为提高污染物的降解率,需分批投放FeSO4,根据过程中涉及的反应,分析分批投放可能的原因。
四、铼粉和金属钼工艺制备(15分)
4.(2026·上海·一模)铼(Re)、钼(Mo)是具有重要军事战略意义的金属。从辉钼矿氧化焙烧后的烟道灰(主要
成分有Re2O7、MoO3、CuO、Fe3O4)中提取铼粉和金属钼的流程如下图所示:
已知:I.Re2O7、MoO3是酸性氧化物,过铼酸(HReO4)是易溶于水的一元强酸,但不具有强氧化性;
II.过铼酸铵(NH4ReO4)是白色片状晶体,微溶于冷水,溶于热水。
回答下列问题:
2-2-
(1)“碱浸”时MoO3转化为MoO4,MoO4中Mo的化合价是。“滤渣I”的主要成分是(填化学式)。
2-
(2)“还原”时,Zn被氧化成ZnO2,铼的化合物被还原生成难溶的2ReO22H2O,该反应的离子方程式
为。
(3)“氧化”过程,发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比是。
试卷第6页,共11页
(4)“沉铼”时,加入热NH4Cl溶液至产生白色沉淀,为使沉淀充分析出并分离得到纯净的NH4ReO4晶体,“操
作I”具体步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、、低温干燥。
(5)“酸化沉钼”过程溶液pH和反应时间对钼酸的析出有很大影响,根据图中数据判断“酸化沉钼”的最佳条件
是。
(实线、虚线分别表示其他条件相同时反应时间、pH对实验结果的影响)
(6)用硫酸处理从辉钼矿氧化焙烧后的烟道灰可以制备无公害型冷却水系统金属缓蚀剂钼酸钠晶体
2-2-1
(Na2MoO4·2H2O)。制备过程中需加入Ba(OH)2固体除去SO4,若溶液中cMoO4=0.4molL,
2-12
cSO4=0.044molL,当BaMoO4开始沉淀时,SO4的去除率为(保留一位小数)。
810
[忽略溶液体积变化。常温下,KspBaMoO44.010,KspBaSO41.110]
(7)电氧化法是一种极具发展前景的钼精矿冶金工艺,其工作原理如图所示。电解时,若维持电流强度为
-6
0.5A(相当于每秒通过5×10mol电子),电解90min,理论上消耗MoS2的质量为g。
五、二氧化碳加氢制甲醇(16分)
5.(2026·上海·一模)利用H2将CO2催化还原为甲醇可以有效实现“碳减排”,其转化反应为:
1
CO2g+3H2gCH3OHg+H2OgΔH49.6kJmol。
已知该转化反应在某固体催化剂表面分两步进行:
1
反应I:CO2gH2gCOgH2OgΔH141.2kJmol
反应Ⅱ:COg2H2gCH3OHgΔH2
(1)根据以上数据计算ΔH2,反应Ⅱ能自发进行的条件是。
(2)以物质的量之比1:20向刚性容器中投入CO2和H2合成甲醇。CO2的平衡转化率随温度的变化如下图所
示。
①T℃时,nCOnCH3OH,则反应I的平衡常数为(保留1位有效数字)。
②随温度升高,CO2的平衡转化率先减小后增大的原因是。
(3)研究表明,CO2电催化还原也可制得甲醇,部分反应机理如下图所示(其中吸附在催化剂表面的物种用“”
标注)。下列描述不正确的是_______。
A.合成甲醇的决速步反应为OHHgH2O
B.制备甲醇过程中会产生大量副产物HCHO
C.以上反应过程中只断裂键和形成键
D.加入合适的催化剂可以提高甲醇的选择性
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(4)某CO2电化学还原法制备甲醇的电解原理如图所示。
-
写出催化电极的电极反应式,电池工作过程中阴极室电解液中的HCO3浓度(填“增大”“减小”
或“基本不变”)。
(5)CO2在催化剂-O-Ga-O-Zn-作用下加氢制甲醇,再通过催化剂SAPO-34制乙烯,反应历程如图所示(□表示
氧原子空位,*表示微粒吸附在催化剂表面),下列说法正确的是。
A.-催化剂-O-Ga-O-Zn-降低CO2加氢制甲醇的H,加快反应速率
催化剂
B.CO2催化加氢制甲醇的总反应方程式:CO2H2CH3OHH2O
C.理论上,每产生1mol乙烯,需消耗3mol氢气
D.反应历程中涉及极性键和非极性键的断裂与形成
六、水溶液中的微粒关系(18分)
6.(2026·上海·一模)柠檬酸(俗称枸橼酸,用H3A表示)是一种有机弱酸,易溶于水,熔点为153℃,可作
酸度调节剂、防腐剂等。其结构简式如图所示:
(1)关于柠檬酸分子说法正确的是_______。
A.分子中碳原子为sp3杂化B.分子中含有3个键
C.分子中含有13个键D.不能形成分子内氢键
(2)证明柠檬酸为共价化合物而非离子化合物的实验方法为。
(3)现需80.00mL0.100molL1柠檬酸溶液作酸度调节剂,配溶液时所需仪器有容量瓶、烧杯、玻璃棒、电子
天平、。需称量柠檬酸质量为g。
(4)配制上述溶液时,导致实验结果偏大的情况是_______。
A.柠檬酸已潮解(吸收水蒸气)
B.转移时未进行洗涤操作
C.定容时俯视容量瓶刻度线
D.容量瓶未干燥直接使用
3
25℃时,用NaOH调节H3A溶液的pH,溶液中各种微粒的分布系数与pH的关系如图所示[比如A的分
3
3A
布系A]。
23
H3AH2AHAA
(5)下列叙述错误的是_______。
3
A.曲线Ⅰ代表A,曲线Ⅳ代表H3A
-3-
B.当c(H2A)c(A)时,溶液的pH5.6
2
C.25℃时,反应H3AHA2H2A的K50.1
c(HA-)
D.25℃时,Na
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