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文档简介
1、2021年高考全国甲卷化学试题一、选择题1 .化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是A,食品加工时不可添加任何防腐剂B.掩埋废旧电池不会造成环境污染C.天然气不完全燃烧会产生有毒气体D.使用含磷洗涤剂不会造成水体污染2 . Na为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是A. 18g重水(D9)中含有的质子数为IONaB. 3moi的NO?与H10完全反应时转移的电子数为4NaC. 32g环状工(分子中含有的S-S键数为INaD. IL pH=4 的 0. Imol L"Kq?O. 溶液中 Cr2O 离子数为 0.1NA3 .实验室制备下列气体的方法可行的是气体方法A氨气加热氧
2、化核固体B二氧化算将铝片加到冷浓硝酸中C硫化氢向硫化钠固体滴加浓硫酸D加热氯酸钾和二氧化粒的沏合物A. AB. BC. CD. D4 .下列叙述正确的是A.甲尊既可发生取代反应也可发生加成反应B.用饱和碳酸氢纳溶液可以鉴别乙敢和乙阵C.烧烧的沸点高低仅取决于碳原子数的多少D.戊二烯与环戊烷互为同分异构体5. W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和, 也是Y的最外层电子数的2倍。W和X的单质常温下均为气体。下列叙述正确的是A.原子半径:Z>Y>X>WB. W与X只能形成一种化合物C. Y氧化物为碱性氧化物,不与强硬反应D.
3、W、X和Z可形成既含有离子键又含有共价键的化合物6 .巳知相同温度下,(BaSOjvKKBaCOs)某温度下,饱和溶液中gc(SO:)、 与-lgc(BaA)的关系如图所示。(gounmt【GOSSM,下列说法正确是A.曲线代表BaCOs的沉淀溶解曲线B.该温度下BaSO的(BaSOj值为1.0x10。C.加适量BaCh固体可使溶液由a点交到b点c(SO')D. c(B/)=l(T力时两溶液中,二卜W 。卜5)7 .乙醛酸是一种重要 化工中间体,可果用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H9解离为H和OH,并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的是电源(乙一酸)铅
4、 电 极H2OIH+OH,(乙醛酸)石墨电极饱和乙二酸溶液双极膜乙二醛+KBr酸溶液A. KB在上述电化学合成过程中只起电解质的作用B.阳极上的反应式为:ho . AAoho o +21T+2e= II II +W0 -HO-C-C-HC.制得2moi乙醛酸,理论上外电路中迁移了 Imol电子D.双极膜中间层中的H一在外电场作用下向铅电极方向迁移二、非选择题8 .碘(紫黑色固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面。回答下列问题:(1) I:的一种制备方法如下图所示:AgNO3Fe 粉 Cl2 1 J J 净化除氯后含I海水> 富集|>悬浊液>|转化|>|氧化|
5、> L沉淀加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为,生成的沉淀与硝酸反应,生成后可循环使用。通入C1?的过程中,着氧化产物只有一种,反应的化学方程式为;若反应物用量比 n(ClJ/n(F2)=1.5时,氧化产物为;当n(ClJ/n(FJ)>1.5 ,单质碘的收率会降低,原因是(2)以NalO,为原料制备I?的方法是:先向NalOj溶液中加入计量的NaHSO一生成碘化物;再向混合溶液中加入NaK)3溶液,反应得到卜,上述制备I?的总反应的离子方程式为。(3)KI溶液和CuSO,溶液混合可生成Cui沉淀和I.若生成Imoll.消耗的KI至少为 mol. L在KI溶液中可发生反应"
6、十r=I;。实验室中使用过量的KI与CuSOj溶液反应后,过滤,滤液经水蒸,黛信可制得高纯碘。反应中加入过量KI的原因是9 .胆矶(CuSO5H。)易溶于水,难溶于乙傅。某小组用工业废铜焙烧得到CuO (杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矶,并测定其结晶水的含量。回答下列问题:(1)制备照矶时,用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外,还必须使用的仪器有(境标号).A,烧杯 B.容量瓶 C.蒸发皿D.移液管(2)将CuO加入到适量的稀硫酸中,加热,其主要反应的化学方程式为,与直接用废铜和浓硫酸反 应相比,该方法的优点是(3)待CuO完全反应后停止加热,边搅拌边加入适量H?O0冷却
7、后用NH/H?。调pH为154,再煮沸10mm,冷却后过滤。滤液经如下实验操作:加热蒸发、冷却结晶、乙那洗涤、,得到胆矶。其中,控制溶液pH为3.54目的是,煮沸10mm的作用是.(4)结晶水测定:称量干燥增堀的质量为1%,加入愚矶后总质量为1%,将用烟加热至胆矶全部变为白色,置于干燥器中冷至室温后称量,重复上述操作,最终总质量恒定为根据实验数据,胆矶分子中结晶水 的个数为(写表达式)。(5)下列操作中,会导致结晶水数目测定值偏高的是(填标号)。胆矶未充分干燥培娟未置于干燥器中冷却加热时有少朋矶迸激出来10 .二氧化碳催化加氢制甲除,有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题:(1)二氧化碳加氢
8、制甲尊的总反应可表示为:CO 式 g)+3H 式 g) = CH30H(g) + H2O(g)该反应一般认为通过如下步聚来实现: CO1(g)十 H<g 户 CO(g)+HO(g) AH1=+41 kJ mol1 C0(g)+2H: (g)=CH3OH(g) AH > =-90kJ*mol* ,总反应的!=kJ mol1;若反应为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是(境标号),判断的理由是O(2)合成总反应在起始物n(Hj/n(COj=3时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲莓的物质的量分数为x(CHQH),在t=250P下的x(CHQH)p、在p=5xgPa 下的x(CH
9、QH)t如图所示.p/IOTa200 210 220 230 240 250 260 270C2M0 0_ 0.08o二* 0.05用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数,表达式Kp=;图中对应等压过程的曲线是,判断的理由是;当x(CHQH)=0.10时,CO?的平衡转化率a=反应条件可能为一或_【化学一选修3:物质结构与性质】11.我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳光”计划。该项目通过 太阳能发电电解水制氢,再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲薛。回答下列问题:含s、p、d轨道的杂化(1)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅.Si的价电子层的电子排式为;
10、单晶硅的晶体类 型为。SiCL是生产高纯硅的前驱体,其中Si采取的杂化类型为. SiCl,可发生水解反应, 机理如下:含s、p、d轨道的杂化类型有:dsp2、sp%、sp%中间体SiCLCHaO)中Si采取的杂化类型为 (填标号)。(2) CO2分子中存在 个。键和 个兀键。(3)甲障的沸点(64.71)介于水(100P)和甲硫醉(CHaSH, 7. 6*0 之间,其原因是.(4)我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲博的催化剂,其组成为200式)2固溶体。四方ZrOz 晶胞如图所示.Z1离子在晶胞中的配位数是,晶胞参数为a pm、a pm、c pm,该晶体密度为 g cm_3 (写出表
11、达式)。在Zr。中掺杂少量ZrO后形成的催化剂,化学式可表示为ZnlnS,则 y=(用x表达)。90 O ®Zr【化学一选修6:有机化学基础】12.近年来,以大豆素(化合物C)为主要成分的大豆异黄明及其衍生物,因其具有优良的生理活性而备受关注.大豆素的合成及其衍生化的一种工艺路线如下:HOHO OH(CH3co%OCOOH DBFsEtQ2)TCTDMFPyOHA D(C1 汨乂。6)|h3ccoom-CPBA<ch2ci2OOCCH ,1)H2so4 THF/H2O I 2)KOH/MeOH/H2O.TsOHPhMe oocch3Pd/C, H2CH3OHE(C9HsO|回答
12、下列问题:(DA的化学名称为,ImolD反应生成E至少需要 mol氧气。(3)写出E中任怠两种含氧官能团的名称.(4)由E生成F的化学方程式为(5)由G生成H分两步进行:反应1)是在酸催化下水与环氧化合物的加成反应,则反应2)的反应类型为(6)化合物B的同分异构体中能同时满足下列条件的有(境标号).a.含苯环的盛、丽b.不含过氧键(Od)c.核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积比为3:2:2:1A.2个 B.3个 C.4个D.5个(7)根据上述路线中的相关知识,以丙烯为主要原料用不超过三步的反应设计合成下图有机物,写出合成路一、选择题1.化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是A.食品加
13、工时不可添加任何防腐剂B.掩埋废旧电池不会造成环境污染C.天然气不完全燃烧会产生有毒气体D.使用含磷洗涤剂不会造成水体污染【答案】C【解析】分析】【详解】A.食品加工时,可适当添加食品添加剂和防腐剂等,如笨甲酸钠,故A错误;B.废旧电池中含有重金属等金属离子,会造成土壤污染,水体污染等,故B错误;C.天然气主要成分为甲烷,不完全燃烧会产生一氧化碳等有毒气体,故C正确;D.含磷洗涤剂的排放,使水中磷过多,造成水中藻类疯长,消耗水中溶解的氧,水体变浑浊,故D错误; 故选C。2. Na为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是A. 18g重水(D9)中含有的质子数为IONa B. 3moi的NO?与H【
14、O完全反应时转移的电子数为4NaC. 32g环状分子中含有的S-S键数为INaD. IL pH=4 的 0. Imol 1?工5。溶液中 Cr2O 离子数为 0.1NA【答案】C【解析】【分析】18g【详解】ADQ的质子数为10, 18g40的物质的量为 =0.9moL 则18g重水(D1。)中所含 20g/mol质子数为9Na, A错误;B. NO?与H?O反应的化学方程式为:SNO+HHNOs+NO,该反应消耗3个NO2分子转移的电子数为2个,则有3mol的曲参与反应时,转移的电子数为2Na,B循误;C. 一个分子中含有的S-S键数为8个,32gs8的物质的量为Q / 1 =咖1,则含有8
15、 x 32g/mol 8的S-S键数为:x8xNa=Na,C正确;8D.酸性Kg。溶液中存在:JO;十H9U2C1O:十2HJ含Cr元素微粒有.0歹和CrO孑,则IL pH=4的O.lmoL LKJO-溶液中C与O,-离子数应小于0$ , D错误;故选C.3.实验室制备下列气体的方法可行的是气体方法A氯气加热氯化铁固体B二氧化算将铝片加到冷浓硝酸中C硫化氢向硫化钠固体滴加浓硫酸D氧气加热氯酸钾和二氧化桂的混合物A. AB. BC. CD. D【答案】D【解析】【分析】【详解】A.氯化铁不稳定,加热易分解生成氨气和氯化氢,但两者遇冷又会化合生成氯化铁固体,所以不 能用于制备氨气,A不可行;B.将
16、铝片加到冷浓硝酸中会发生钝化现象,不能用于制备二氧化氯,B不可行;C.硫化氢为迁原性气体,浓硫唳具有强氯化性,不能用浓硫酸与硫化钠固体反应制备该硫化氢气体,因为 该气体会与浓硫酸发生氧化还原反应,C不可行;D.实睑室加热氨酸钾和二氧化镒的混合物,生成氯化钾和氯气,二氧化镒作催化剂,可用此方法制备氧气, D可行;故选D.4.下列叙述正确的是A.甲博既可发生取代反应也可发生加成反应B.用饱和碳酸氢纳溶液可以鉴别乙酸和乙尊C.烷浸的沸点高低仅取决于碳原子数的多少D.戊二序与环戊烷互为同分异构体【答案】B【解析】【分析】【详解】A.甲醇为一元饱和脖,不能发生加成反应,A错误;B.乙酸可与饱和碳酸氢钠反
17、应,产生气泡,乙蹲不能发生反应,与饱和碳唆钠互溶,两者现象不同,可用 饱和碳酸氢纳溶液可以饕别两者,B正确;C.含相同碳原子数的烧烧,其支链越多,沸点越低,所以烧烧的沸点高低不仅仅取决于碳原子数的多少, C错误;D.戍二烯分子结构中含2个不饱和度,其分子式为CN,环戊烷分子结构中含1个不饱和度,其分子式为 C此。,两者分子式不同,不能互为同分异构体,D错误。故选B。5. W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和, 也是Y的最外层电子数的2倍。W和X的单质常温下均为气体。下列叙述正确的是A.原子半径:Z>Y>X>WB. W与X
18、只能形成一种化合物C. Y氧化物为碱性氧化物,不与强碱反应 D. W、X和Z可形成既含有离子键又含有共价键的化合物 【答案】D【解析】【分析】甲.X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主淡元素,Z的最外层电子数是卬和X的最外层电子数 之和,也是Y的最外层电子数的2倍,则分析知,Z的量外层电子数为偶数,W和X的单质常温下均为气体, 则推知W和X为非金属元素,所以可判断W为H元素,X为N元素,Z的最外层电子数为1+5=6, Y的最外 层电子数为二=3,则Y为A1元素,Z为S元素,据此结合元素及其化合物的结构与性质分析解答。2【详解】根据上述分析可知,W H元素,X为N元素,Y为A1元素,Z为S元素,
19、则A.电子层数越多的元素原子半径越大,同周期元素原子半径依次减弱,则原子半径:Y(A1)>Z(S)>X(N)>W(H), A 错误;B. W为H元素,X为N元素,两者可形成附和N2Ho B错误;C. Y为Al元亲,其氧化物为两性氧化物,可与强酸、强碱反应,C错误;D. V、X和Z可形成(阳)£、NOS,两者既含有离子键又含有共价键,D正确. 故选D。6.巳知相同温度下,J(BaSOjvJ(BaCO3)。某温度下,饱和溶液中-lgc(SO:)、-lgc(CO;)、 与的关系如图所示.I9.OOOOOOOOO109&785.4.3.ZL KO9OWT【GOSV耳
20、O4.OO6 O 5.O 8 O 7下列说法正确的是A.曲线代表BaCOj的沉淀溶解曲线B.该温度下 BaSO4 的 J(BaSO4)值为 1.0xlO40C.加适量BaCh固体可使溶液由a点变到b点D.。伊")=10一力时两溶液中1=1。"/【答案】B【解析】分析)BaC03、BaS04 均为难溶物,饱和溶液中一 lgc(Ba2+) + -igc(SO:)=-lgc(Ba2+)Xc(SO:) = -lgXP(BaS04),同理可知溶液中一lgc(Ba2+) + -lgc(CO;)=-lg/(BaC03),因及“BaSO。< XpCBaCQO,则一lgAUBaC03)
21、V-lg/(BaS0。,由此可知曲线为一lgc(Ba")与一lgc(SO:)的关系,曲线为一lgc(Ba2+)与一igc(CO;)的关系.【讲解】A.由题可知,曲线上的点均为饱和溶液中微粒浓度关系,由上述分析可知,曲线为BaSO,的沉 淀溶解曲线,选项A错误;B.曲线为BaSO,溶液中一lgc(Ba2+)与一lgc(SO:)的关系,由图可知,当溶液中一lgc(Ba“)=3 时,Tgc(SO:)=7, lO-lgXCBaSOj =7+3=10,因此心(BaSOj =L OXIO2,选项B 正确;C.向饱和BaSO,溶液中加入适量BaCb固体后,溶液中。(Ba?+)增大,根据温度不变则A
22、BaSO。不变可知,溶液中c(SO;)将减小,因此a点将沿曲线向左上方移动,选项C密误;D.由图可知,当溶液中c(Ba计)=10-时,两溶液中c(CO) 10»=10yi-y:选项D错误;I答案选B。7 .乙盛酸是一种重要的化工中间体,可果用如下图所示的电化学装置合成。图中的双极膜中间层中的H【O解离为H-和OH,并在直流电场作用下分别问两极迁移。下列说法正确的是电源o oII IIHOCCH(乙醛酸)、 O OII IIHOCCOH(乙二酸)o oII IIH-C-C-H Be(乙二醛)Xo ox ?,/, II | 2BrHOCCH(乙醛酸)饱和乙二酸溶液双极膜乙二醛+KBr酸溶
23、液A. KBi在上述电化学合成过程中只起电解质的作用B.阳极上的反应式为:O OII IIIIO-C-C-OIIO O+2ir+2e= II I +玲0HO-C-C-HC.制得2moi乙醛酸,理论上外电路中迁移了 Imol电子D.双极膜中间层中的H*在外电场作用下向铅电极方向迁移【答案】D【解析】【分析】该装置通电时,乙二联被还原为乙醛唳,因此铅电瓶为电解池阴极,石墨电极为电解池阳极,阳 极上BE被化为Bo, B。将乙二醛氧化为乙醛酸,双极膜中间层的T在直流电场作用下移向阴极,0出移向 阳极。【详解】A. KBr在上述电化学合成过程中除作电解质外,同时还是电解过程中阳极的反应物,生成的Bn 为
24、乙二醛制备乙醛酸的中间产物,故A错误;8 .阳极上为BE失去电子生成Bn, B。将乙二醛氧化为乙醛战,故B错误;C.电解过程中阴阳极均生成乙醛皎,Imol乙二酸生成Imol乙醛限转移电子为2mol, Imol乙二醛生成Imol 乙醛酸转移电子为2moh根据转移电子守恒可知每生成Imol乙醛酸转移电子为Imol,因此制得2mol乙醛 酸时,理论上外电路中迁移了 2moi电子,故C错误;D.由上述分析可知,双极膜中间层的f在外电场作用下移向阴极,即H移向铅电极,故D正确; 综上所述,说法正确的是D项,故答案为D。二、非选择题8.碘(紫黑包固体,微溶于水)及其化合物广泛用于医药、染料等方面.回答下列
25、问题:(1) L的一种制备方法如下图所示:AgNOjFe 粉 Cl2净化除氯后含I海水一疑一 悬浊液一 陵田一氟仅|L 沉淀加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为,生成的沉淀与硝酸反应,生成 后可循环使用。通入C17的过程中,若氧化产物只有一种,反应的化学方程式为;若反应物用量比 n(ClJ/n(FeIJ=L5时,氧化产物为;当n(ClJ/n(FJ)1.5 ,单质碘的收率会降低,原因是(2)以NalOj为原料制备I1的方法是:先向NalO溶液中加入计量的NaHSO生成碘化物;再向混合溶液中加入NalOj溶液,反应得到I?,上述制备I?的总反应的离子方程式为。(3)KI溶液和CuSO溶液混合可生成
26、Cui沉淀和L,若生成Imoll消耗的KI至少为 mol. L在KI溶液中可发生反应L+r UI;。实睑室中使用过量的KI与CuSO,溶液反应后,过滤,滤液经水蒸气蒸储可制得商纯碘。反应中加入过量KI的原因是【答案】.2AgI+Fe=2Ag+ Fe"+21(2). AgNd (3). Fel2+Cl2= I2+FeCl2 (4). L、FeCL(5). L 被过量的Cl?进一步氧化(6). 210; +5HSO; =L +5SO;- +3H* +H2O(7). 4(8).防止单质模析出【解析】【分析】【详解】(1)由流程图可知悬浊液中含Agl , Agl可与Fe反应生成FeL和Ag,
27、 FeL易溶于水,在离子 方程式中能拆,故加入Fe粉进行转化反应的离子方程式为2AgI+Fe=2Ag+Fe"+21,生成的银能与硝酸反应 生成硝酸根参与循环中,故答案为:2AgI+Fe=2Ag+ Fe"+2; AgNOa;通入Cl?的过程中,因还原性强于Fe,C1?先氧化还原性强的,若氧化产物只有一种,则该氧化产 物只能是In故反应的化学方程式为FeL+ClF b+FeCh,若反应物用量比n(ClJ/n(FQ)=L5时即Cl,过 量,先氧化完全部r得氧化Fe。恰好将全部和Fe”氧化,故氧化产物为LFeCh,当口(口)/n(FeI J1.5 I即ci2过量特别多,多余的氯气会
28、与生成的单质碘以及水继续发生氧化还原反应,单质碘的收率会降低,故答案为:Feb+Cl尸L+FeCL; L、Fed,; b被过量的进一步氧化;(2)先向NaIO3溶液中加入计量的NaHSO,生成碘化物即含r的物质;再向混合溶液中(含加入NalC 溶液,反应得到上述制各L的两个反应中T为中间产物,总反应为10;与HSO;发生氧化还原反应, 生成SO:和I-根据得失电子守恒、电荷守恒及元素守恒配平离子方程式即可得:210;十5Hs0;=L+5SO:+3HXH9,故答案为:2IO;+5HSO;=I2+5SO; +3H*+H2O ;(3) KI溶液和CuSO,溶液混合可生成Cui沉淀和“,化学方程式为4
29、KI+2CuS0f2CuI( +L+2K2s0,,若生 成Imoll.则消耗的KI至少为4m。1;反应中加入过量KI,浓度增大,可逆反应"十U I;平衡右移, 增大L溶解度,防止I二升华,有利于蒸偏时防止单质模析出,故答案为:4;防止单质磷析出。9 .胆矶(CuSOj5H?O)易溶于水,难溶于乙薛。某小组用工业废铜焙烧得到的QQ (杂质为氧化铁及泥 沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矶,并测定其结晶水的含量.回答下列问题:(1)制备胆根时,用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外,还必须使用的仪器有(填标号)。人烧杯 B.容量瓶 C.蒸发皿D.移液管(2)将Cu。加入到适量的稀硫酸中,
30、加热,其主要反应的化学方程式为,与直接用废铜和浓硫酸反 应相比,该方法的优点是.(3)待CuO完全反应后停止加热,边搅拌边加入适量H二O.冷却后用NH3H二O调pH为3.54,再煮沸 10mm,冷却后过滤。滤液经如下实验操作:加热蒸发、冷却结晶、乙醇洗涤、,得到 胆矶。其中,控制溶液pH为3. 54的目的是,煮沸10mm的作用是。(4)结晶水测定:称量干燥增埔的质量为1%,加入堰矶后总质量为1%,将培娟加热至胆矶全部变为白色, 置于干燥器中冷至室温后称量,重复上述操作,最终总质量恒定为m-根据实验数据,胆矶分子中结晶水 的个数为(写表达式)。(5)下列操作中,会导致结晶水数目测定值偏高的是(填
31、标号)。胆矶未充分干燥母埔未置于干燥器中冷却加热时有少胆矶迸游出来【答案】 (1). A、C (2). CuO+H2SO4 = CuSO4+H2O(3).不会产生二氧化硫且产生等量胆矶消耗硫酸少(硫酸利用率高) (4).过滤 (5).干燥 (6).除尽铁,抑制硫酸铜水解(7).破坏¥氢氧化铁胶体,易于过渡80。%一3)9(网-网)【解析】【分析】【详解】(1)制备堰矶时,根据题干信息可知,需进行溶解、过滤、结晶操作,用到的实验仪器除量筒、酒 精灯、玻璃棒、漏斗外,还必须使用的仪器有烧杯和蒸发皿,A、C符合题意,故答案为:A、C;(2)将CuO加入到适量的稀硫酸中,加热,其主要反应的化
32、学方程式为CuO+H2sO/nCuSOMM);直接用废钢 和浓硫酸反应生成硫酸铜与二氧化硫和水,与这种方法相比,将CuO加入到适量的稀硫酸中,加热制备胆 矶的实睑方案具有的优点是:不会产生二氧化硫且产生等量JE矶消耗硫酸少(硫酸利用率商);(3)琉嗽铜溶液制硫唆铜晶体,操作步骤有加热蒸发、冷却结晶、过滤、乙醇洗涤、干燥;CuO中含氧化 铁杂质,溶于硫酸后会形成铁离子,为使铁元亲以氢氧化铁形成沉淀完全,需控制溶液pH为3.54,酸 性环境同时还可抑制铜离子发生水解;操作过程中可能会生成氢氧化铁胶体,所以煮沸10mln,目 是破 坏氢氧化铁胶体,使其沉淀,易于过滤,故答案为:过滤;干燥;除尽铁,抑
33、制硫限铜水解;破坏氢氧化 铁胶体,易于过滤;(4)称量干燥增堪的质量为?,加入胆矶后总质量为将增烟加热至胆砒全部变为白包,置于干燥骞中冷至室温后称量,重复上述操作,最终总质量恒定为,3。则水的质量是0%-,3)g,所以胆矶(CuS04祖。)中n值的表达式为%也:有著=n:L loloO解得n=80( 吗)9(?3 一4)(5)胆矶未充分干燥,搦饬所测叱偏大,根据卡80(4 一63)9(g - 网)可知,最终会导致结晶水数目定值偏高,1符合题意;培娟未置于干燥器中冷却,部分白色硫酸铜会与空气中水蒸气结合重新生成胆矶,导致所测叱偏大,根80(),一 叫)据?可知,最终会导致结晶水数目定值偏低,不符
34、合题意;9。%一叫)加热胆矶晶体时有晶体从培烟中游出,会使叱数值偏小,根据作80(叫一 )9(叫一网)可知,最终会导致结晶水数目定值偏高,符合题意:综上所述,符合题意,故答案为,.10 .二箪化碳催化加氢制甲尊,有利于减少温室气体二氧化碳 回答下列问题:(1)二氧化碳加氢制甲尊的总反应可表示为:CO 式 g) + 3H 式 g) = CH3OH(g) + H2O(g) 该反应一般认为通过如下步豪来实现: CO<g)十H式g尸CO(g)+H:O(g) AH1 =+41kJ«mor1CO(g)+2H,(g)=CH3OH(g) AH. =90kJmol"总反应的!=kJ m
35、ol1;若反应为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是(康标号),判断的理由是°体系症/B.体条僮M反应讲日CH,OH+H.O(2)合成总反应在起始物n(Hj/n(COj=3时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲障的物质的量分数为x(CHQH),在t=250P下的x(CHQH)p、在p=5xl()5pa 下的x(CHQH)t 如图所示.1p/lO'PaI用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数,表达式Kp= 图中对应等压过程的曲线是,判断的理由是 当x(CHQH)=0.10时,CO?的平衡转化率a=反应条件可能为一或_【答案】(1). -49(2). A (3). A为正
36、值,A4为和A"为负值,反应的活化能大于反应的.(HOWCHQH)/(H2)p(CO2)(5). b (6).总反应A欣0,升高温度时平衡向逆反应方向移动,甲醇的物质的量分数变小(7). 33.3%(8). 5X10%, 210P(9). 9X108, 2501【解析】【分析】【讲解】(1)二氧化碳加氢制甲薛的总反应可表示为:CO式g) + 3H<g)=CHQH(g) + H?O(g),该反应 一般认为通过如下步聚来实现:CO2(g)+H:(g)=CO(g)+H:O(g) AH =+41kJ.mof1 ,CO(g)十2H式g尸CH30H(g) H2=-90kJ.mol1t根据莱
37、斯定律可知,论可得二氧化碳加氢制甲醇的总 反 应 为:CO:(g) + 3H2(g)= CH3OH(g) + H2O(g)AH=(+41kJ.mol1)+(OkJ-mol1 )=-49kJ.mol1 ;该反应总反应为放热反应,因此生成物总能量低于 反应物总能量,反应为慢反应,因此反应的活化能高于反应,同时反应的反应物总能量低于生成 物总能量,反应的反应物总能量高于生成物总能量,因此示意图中能体现反应能量变化的是A项,故答 案为:-49; A; A4为正值,A篇为和A为负值,反应的活化能大于反应的。(2)二氧化碳加氢制甲薛的总反应为CO式g) + 3H式g)=CH3OH(g) + H?O(g),
38、因此利用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数,发达式4二p(H2O)p(CH3OH)p3(Hjp(COj,故答案为:p(H9)p(CHQH)p,(H)p(COj 1该反应正向为放热反应,升高温度时平衡逆向移动,体系中x(CHQH)将减小,因此图中对应等压过程的曲线是b,故答案为:b;总反应AK0,升高温度时平衡向逆反应方向移动,甲薄的物质的量分数变小.3H?(g)+C0?(g)UCHQH(g)+HQ(g)设起始 HCOahlmol,刀(H0=3mol,!/ J/ J/ momow 起转平3100,当平衡3xxxx3-3x1-xxxzxx1时x(CHQH)=O。时,(3-3x)4-(l-x)+x
39、-bx=0, b解得尸3m°】,平衡时笺的转化率a1 1=3U1° vine。/ =33.3%;由图可知,满足平衡时x(CHQH)=0.10 的条件有:SXlOa, 210159X1028,X 1W / 0Imol250G 故答案为:33. 3%; SXlOa, 210。9X10%, 2501。【化学一选修3:物质结构与性质】11.我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液杰阳光”计划。该项目通过 太阳能发电电解水制氢,再果用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲脖。回答下列问题:(1)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si的价电子层的电子排式为;单晶
40、硅的晶体类 型为。SiCL是生产高纯硅的前驱体,其中Si果取的杂化类型为 SiCL可发生水解反应, 机理如下:含p、d轨道的杂化含s、p、d轨道的杂化类型有:dsp2、sp3d、sp'd2,中间体SiCLCHiO)中Si采取的杂化类型为(填标号).(2) CO2分子中存在 个。键和 个兀键。(3)甲薛的沸点(64. 7P)介于水(100D 和甲琉尊(CHSH, 7.6P)之间,其原因是.(4)我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲脖的催化剂,其组成为ZnO/ZrO,固溶体.四方ZrO2晶则如图所示。Zr4*离子在晶胞中的配位数是,晶髓参数为a pm、a pm. c pm,该晶体密
41、度为 gcr (写出表达式)。在Zrd中掺杂少量ZrO后形成的催化剂,化学式可表示为ZruZivA,则 y=(用x表达)。O o Zr【答案】(1). 3s23P2(2).原子晶体(共价晶体) (3). sp3 (4).(5). 2(6). 2(7).甲硫障不能形成分子同氢健,而水和甲蹲均能,且水比甲谆的氢键多 (8), 8(9).4x91 + 8x16- To (10). 2-xa ex V xlO【解析】【分析】【详解】(1)基态Si原子的核外电子排布式为Is22s22P63s23P2,因此Si的价电子层的电子排式为3s23P2;晶体硅中Si原子与Si原子之间通过共价键相互结合,整块晶体是
42、一个三维的共价键网状结构,因此晶体4 - 4x1硅为原子晶体;SiCL中Si原子价层电子对数为4+-=4,因此Si原子采取sp3杂化;由图可知,SiCL(乩0)中Si原子的6键数为5,说明Si原子的杂化轨道数为5,由此可知Si原子的杂化类型为sp2故将案为:3s23P2:原子晶体(共价晶体);sp:(2)82的结构式为0=C=0, 1个双键中含有1个6键和1个。键,因此1个COj分子中含有2个8键和2个 IIn键,故答案为:2; 2;(3)甲醇分子之间和水分子之间都存在氢键,因此沸点高于不含分子间氢键的甲硫醉,甲醇分子之间氢键的 总强度低于水分子之间氢键的总强度,因此甲尊的沸点介于水和甲硫薛之
43、间,故答案为:甲硫尊不能形成 分子间氢键,而水和甲尊均能,且水比甲藤的氢键多;(4)以晶胞中右侧面心的ZG为例,同一晶胞中与Zr"连接最近且等距的0公数为4,同理可知右侧晶胞中有4个。2与Zr*4相连,因此Zr"离子在晶腮中的配位数是4+4=8; 1个晶胞中含有4个ZiQ微粒,1个晶胞的4mol x 9 lg/mol + 8mol x 16g/mol质量加77, 1 个晶胞的体积为(aX 10-10cm) X(aXX(cXN a4x91 + 8x16, ni o ir- c _ / g 4x91 + 8x16.10 l°cm)=acX10' cm3,因此该晶体密度=7=NA = 2 v vin-30 g e cm ;在 ZrO2 中掺杂少a2
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