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南京市外国语名校2022-2023学年高三上学期期末检测化学卷一.选择题(共13小题)1.硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是()A.硫元素在自然界中均以化合态形式存在 B.空气中排放过量SO2会形成酸雨,且酸雨的pH会随时间增长而降低 C.常温下浓H2SO4能使铁片钝化是因为浓硫酸具有脱水性 D.质量分数为49%、密度为14g•cm﹣3的硫酸,其物质的量浓度为•L﹣12.乙醛发生银镜反应的化学方程式为CH3CHO+2Ag(NH3)2OH2Ag↓+CH3COONH4+3NH3↑+H2O。下列说法正确的是()A.CH3CHO分子中σ键与π键的比例为6:1 B.配离子[Ag(NH3)2]+中提供孤电子对形成配位键的是Ag+ C.NH3的电子式为 D.CH3COONH4中碳原子的轨道杂化方式均为sp3杂化3.下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是()A.NaOH的碱性比Mg(OH)2的强 B.Cl2得到电子的能力比Br2的弱 C.原子半径r:r(Br)>r(Cl)>r(Mg)>r(Na) D.原子的最外层电子数n:n(Na)<n(Mg)<n(Cl)<n(Br)4.实验室用下列装置制取、提纯、收集Cl2、尾气处理,不能达到实验目的的是()A.用装置甲制取Cl2 B.用装置乙除去Cl2中的少量HCl C.用装置丙收集Cl2 D.用装置丁吸收尾气中的Cl25.下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是()A.HNO3具有强氧化性,可用于制备硝酸铵 B.SO2具有还原性,可用于纸浆漂白 C.Al2O3具有两性,可用于电解冶炼铝 D.NaHCO3溶液显碱性,可用于制胃酸中和剂6.工业上制备下列物质的生产流程不合理的是()A.由黄铁矿制硫酸:黄铁矿SO2SO3H2SO4 B.由重晶石制可溶性钡盐:重晶石(BaSO4)BaCO3BaCl2(aq) C.由石英砂制高纯硅:石英砂﹣粗硅SiCl4Si D.由铝土矿冶炼铝:铝土矿Al2O3AlCl3(aq)Al7.对于反应4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)ΔH=﹣⋅mol﹣1,下列说法正确的是()A.适当降温加压可提高NH3的平衡转化率 B.该反应的平衡常数可表达为K= C.分离出NO(g),v(正)增大,平衡向正反应方向移动 D.1molN﹣H断裂的同时有1molO﹣H断裂,说明反应到达该条件下的平衡状态8.大气中氮氧化物和碳氢化合物受太阳紫外线作用可产生二次污染物﹣﹣光化学烟雾,其中的反应之一为:CH3CH═CHCH3(2﹣丁烯)+2O3→2CH3CHO+2O2,下列说法正确的是()A.分子式为C4H8的物质性质均与2﹣丁烯相同 B.氧化性:O3>O2 C.常温常压下,的2﹣丁烯中含C﹣H键数目为8××1023个 D.1molO3参与该反应,转移的电子数为6××1023个9.酮洛芬(Y)是一种非甾体抗炎药,可由下列反应制得:下列有关化合物X、Y说法正确的是()A.X分子中不含手性碳原子 B.1molX中含有1mol碳氧π键 C.1molY最多能与6molH2发生加成反应 D.Y在水中的溶解度比X在水中的溶解度大10.一种利用有机胺(TBA)联合生产碳酸氢钠和二氯乙烷的工艺流程如图所示。下列说法错误的是()A.“制碱过程”后通过加热蒸发结晶得到NaHCO3 B.该工艺原子利用率100% C.“氯化过程”每生成lmolC2H4Cl2,总反应中消耗2 D.“胺再生过程”反应为4CuCl+O2+4TBA•HCl═4CuCl2+4TBA+2H2O11.已知Pb3O4与HNO3溶液发生反应I:Pb3O4+4H+=PbO2+2Pb2++2H2O;PbO2与酸化的MnSO4溶液发生反应II:5PbO2+2Mn2++4H++5SO42﹣=2MnO4﹣+5PbSO4+2H2O。下列推断不正确的是()A.氧化性:PbO2>MnO4﹣ B.Pb3O4中Pb(II)和Pb(IV)含量之比为2:1 C.Pb可与稀硝酸发生反应:3Pb+16HNO3=3Pb(NO3)4+4NO↑+8H2O D.Pb3O4可与盐酸发生反应:Pb3O4+8HCl=3PbCl2+4H2O+Cl2↑12.已知:25℃时H2C2O4的pKa1=,PKa2=,CH3COOH的pKa=(电离常数K的负对数﹣lgK=pK)。下列说法正确的是()A.浓度为4HC2O4和CH3COONH4溶液中:c(NH4+)前者小于后者 B.2O4溶液滴加氨水至中性:c(NH4+)>c(C2O42﹣) C.2C2O4溶液滴加盐酸至pH=;c(H+)﹣c(OH﹣)=c(Cl﹣)﹣3c(HC2O4﹣) D.3COONa溶液中滴加KHC2O4溶液至pH=:c(K+)>c(Na+)>c(HC2O4﹣)>c(C2O42﹣)>c(CH3COO﹣)13.将金红石(TiO2)转化为TiCl4是生产金属钛的关键步骤。在×105Pa,将TiO2、C、Cl2以物质的量比1:2:2进行反应,平衡体系中主要物质的物质的量分数(x)随温度变化理论计算结果如图所示。下列说法不正确的是()A.200~1600℃反应达到平衡时,TiO2的转化率均已接近100% B.将400℃时的平衡体系加热至800℃,平衡C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)向正反应方向移动 C.1000℃时,测得某时刻x(TiCl4)=.其他条件不变,延长反应时间能使x(TiCl4)超过该温度下平衡时的x(TiCl4) D.实际生产时反应温度选择900℃而不选择200℃,其主要原因是:900℃比200℃时化学反应速率更快,生产效益更高二.填空题(共1小题)14.甲烷是一种重要的化工原料,常用于制H2和CO。(1)甲烷裂解制氢的反应为CH4(g)=C(s)+2H2(g)ΔH=75kJ/mol,Ni和活性炭均可作该反应催化剂。CH4在催化剂孔道表面反应,若孔道堵塞会导致催化剂失活。①Ni催化剂可用NiC2O4•2H2O晶体在氩气环境中受热分解制备,该反应方程式为。②向反应系统中通入水蒸气可有效减少催化剂失活,其原因是。③在相同气体流量条件下,不同催化剂和进料比[]对甲烷转化率的影响如图所示。使用活性炭催化剂,且其他条件相同时,随着进料比的增大,甲烷的转化率逐渐增大的原因是。④使用Ni催化剂,且其他条件相同时,随时间增加,温度对Ni催化剂催化效果的影响如图所示。使用催化剂的最佳温度为,650℃条件下,1000s后,氢气的体积分数快速下降的原因为。(2)甲烷、二氧化碳重整制CO经历过程I、II。过程I如图所示,可描述为;过程II保持温度不变,再通入惰性气体,CaCO3分解产生CO2,Fe将CO2还原得到CO和Fe3O4。三.实验题(共1小题)15.氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵为紫色晶体,是制备热敏材料VO2的原料,其化学式为(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]•10H2O。实验室以V2O5为原料制备氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体,过程如图,并对所制备的晶体中钒元素的质量分数进行测定。已知:①VO2+具有还原性,易被O2氧化②Fe2+与K3Fe(CN)6溶液产生蓝色沉淀Ⅰ.制备氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体(1)步骤1中生成VOCl2的同时生成一种无色无污染的气体,该反应的化学方程式为。(2)步骤2可在如图装置中进行。滴加VOCl2溶液之前,需由a口向锥形瓶中通入一段时间CO2,作用是,所得紫色晶体残留的杂质阴离子主要为。Ⅱ.欲测定上述流程中所得氧钒(IV)碱式碳酸铵晶体钒元素的质量分数,现进行如下操作:①称量wg晶体(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]⋅10H2O溶于水,配成500mL溶液;②取100mL上述溶液于锥形瓶中,滴加酸性KMnO4溶液氧化,再除去多余的KMnO4(方法略);③用xmol/L(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点(滴定过程只发生反应VO2++Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O),消耗标准溶液的体积为ymL。(3)操作②时,酸性KMnO4溶液氧化VO2+的离子方程式为。(4)操作③滴定时,选用K3Fe(CN)6溶液作指示剂,滴定终点的现象为。(5)该晶体中钒元素的质量分数为%(用含有w、x、y的式子表示)。(6)若实验测得钒的质量分数偏大,则可能的原因是。A.(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液部分被氧化B.滴定前平视读数,滴定终点时俯视读数C.滴定管水洗后未用标准溶液润洗四.解答题(共1小题)16.化合物E是合成抗癌药帕比司他的中间体,其合成路线如图:(1)A分子中采取sp2杂化的碳原子数目是。(2)A→B中有一种分子式为C8H10O2的副产物生成,该副产物的结构简式为。(3)已知B→C的反应有中间体X生成,中间体X的分子式为C11H12O6。B→X的反应类型为。(4)D的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:。①分子中含有苯环,且不同化学环境的氢原子个数比为1:1。②1mol该物质最多能与4molNaOH反应。(5)肉桂酸苄酯()是一种天然香料。写出以和CH2(COOH)2为原料制备肉桂酸苄酯的合成路线(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。五.工艺流程题(共1小题)17.三氯化六氨合钴[Co(NH3)6]Cl3是一种重要的化工原料。利用含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取[Co(NH3)6]Cl3的工艺流程如图所示:已知:①“酸浸”过滤后的滤液中含有Co2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等。②Ksp[Co(OH)2]=1×10﹣Ksp[Co(OH)3]=1×10﹣Ksp[Fe(OH)3]=1×10﹣Ksp[Al(OH)3]=1×10﹣已知:溶液中金属离子物质的量浓度低于×l0﹣5mol/L时,可认为沉淀完全。③[Co(NH3)6]2+具有较强还原性。回答下列问题:(1)制备CoCl2。①Co2+的价电子排布式为。②“除杂”过程中加Na2CO3调节pH后会生成两种沉淀,同时得到含c(Co2+)=•L﹣1的滤液,调节pH的范围为。(2)制备[Co(NH3)6]3+。①“混合”过程中需先将NH4Cl,CoCl2溶液混合,然后再加入活性炭,NH4Cl的作用是。②“氧化”过程应先加入(选填“氨水”或“双氧水”),原因是。③生成[Co(NH3)6]3+的离子方程式为。(3)分离提纯。将反应后的混合物趁热过滤,待滤液冷却后加入适量浓盐酸,过滤、洗涤、干燥,得到[Co(NH3)6]Cl3晶体。该过程中加入浓盐酸的目的是。(4)含量测定。通过碘量法可测定产品中的钴元素的含量。称取产品加入稍过量的NaOH溶液并加热,将Co完全转化为难溶的Co(OH)3,过滤洗涤后将滤渣完全溶于盐酸中,向所得的溶液中加入过量的KI和2~3滴淀粉溶液,再用•﹣1L的Na2S2O3溶液滴定(反应原理:Co3++I﹣→Co2++I2、I2+S2O32﹣→I﹣+S4O62﹣),达到滴定终点时消耗Na2S2O3溶液,则产品中钴元素的含量(写出解题过程)。
南京市名校2022-2023学年高三上学期期末检测化学卷参考答案与试题解析一.选择题(共13小题)1.硫及其化合物的转化具有重要应用。下列说法正确的是()A.硫元素在自然界中均以化合态形式存在 B.空气中排放过量SO2会形成酸雨,且酸雨的pH会随时间增长而降低 C.常温下浓H2SO4能使铁片钝化是因为浓硫酸具有脱水性 D.质量分数为49%、密度为14g•cm﹣3的硫酸,其物质的量浓度为•L﹣1【解答】解:A.自然界中有游离态的硫也有化合态的硫,故A错误;B.空气中排放二氧化硫会形成硫酸型酸雨,且随着时间增长亚硫酸被氧化为硫酸,酸性增强,故B正确;C.浓硫酸使铁片钝化是因为浓硫酸的强氧化性,故C错误;D.根据c=1000ρω/M可知,质量分数为49%(密度为14g⋅cm﹣3)的硫酸溶液物质的量浓度为1000×14×49%/98mol/L=70mol/L,故D错误;故选:B。2.乙醛发生银镜反应的化学方程式为CH3CHO+2Ag(NH3)2OH2Ag↓+CH3COONH4+3NH3↑+H2O。下列说法正确的是()A.CH3CHO分子中σ键与π键的比例为6:1 B.配离子[Ag(NH3)2]+中提供孤电子对形成配位键的是Ag+ C.NH3的电子式为 D.CH3COONH4中碳原子的轨道杂化方式均为sp3杂化【解答】解:A.该分子中含有4个C﹣Hσ键、1个C﹣Hσ键,1个C=O中含有1个σ键、1个π键,所以σ键与π键的比例为6:1,故A正确;B.配离子中,中心原子或离子提供空轨道、配体提供孤电子对,则Ag+提供空轨道、N原子提供孤电子对,故B错误;C.漏写N原子的孤电子对,氨气分子的电子式为,故C错误;D.甲基中碳原子价层电子对数是4、酯基中碳原子价层电子对数是3,则碳原子杂化类型:前者为sp3、后者为sp2,故D错误;故选:A。3.下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是()A.NaOH的碱性比Mg(OH)2的强 B.Cl2得到电子的能力比Br2的弱 C.原子半径r:r(Br)>r(Cl)>r(Mg)>r(Na) D.原子的最外层电子数n:n(Na)<n(Mg)<n(Cl)<n(Br)【解答】解:A.钠和镁都是第三周期元素,同周期元素从左向右金属性减弱,最高价氧化物对应水化物的碱性减弱,NaOH的碱性比Mg(OH)2的强,故A正确;B.同主族元素自上而下非金属性减弱,Cl2得到电子的能力比Br2的强,故B错误;C.中学阶段原子半径比较:“不同层看层数,层数大半径大,层相同看序数,序数大半径小”原子半径r:r(Br)>r(Na)>r(Mg)>r(Cl),故C错误;D.主族元素原子的最外层电子数等于族序数,最外层电子数n:n(Na)<n(Mg)<n(Cl)═n(Br),故D错误;故选:A。4.实验室用下列装置制取、提纯、收集Cl2、尾气处理,不能达到实验目的的是()A.用装置甲制取Cl2 B.用装置乙除去Cl2中的少量HCl C.用装置丙收集Cl2 D.用装置丁吸收尾气中的Cl2【解答】解:A.浓盐酸与二氧化锰反应需要加热,缺少酒精灯,不能制备氯气,故A错误;B.HCl极易溶于水,食盐水可抑制氯气的溶解,图中装置可除去杂质,故B正确;C.氯气的密度比空气密度大,图中向上排空气法可收集,故C正确;D.氯气与NaOH反应,图中装置可处理尾气,故D正确;故选:A。5.下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是()A.HNO3具有强氧化性,可用于制备硝酸铵 B.SO2具有还原性,可用于纸浆漂白 C.Al2O3具有两性,可用于电解冶炼铝 D.NaHCO3溶液显碱性,可用于制胃酸中和剂【解答】解:A.硝酸具有酸性,能够与氨水反应生成硝酸铵,可用于制备硝酸铵,与其氧化性无关,故A不选;B.二氧化硫具有漂白性,可用于纸浆漂白,与其还原性无关,故B不选;C.氧化铝为离子化合物,电解熔融的氧化铝可以得到铝,与氧化铝的两性无关,故C不选;D.碳酸氢那具有弱碱性,能够与盐酸反应消耗盐酸,可用于治疗胃酸过多,故D选;故选:D。6.工业上制备下列物质的生产流程不合理的是()A.由黄铁矿制硫酸:黄铁矿SO2SO3H2SO4 B.由重晶石制可溶性钡盐:重晶石(BaSO4)BaCO3BaCl2(aq) C.由石英砂制高纯硅:石英砂﹣粗硅SiCl4Si D.由铝土矿冶炼铝:铝土矿Al2O3AlCl3(aq)Al【解答】解:A.黄铁矿的主要成分是FeS2,煅烧生成二氧化硫,再将二氧化硫转化为三氧化硫,然后与水反应生成硫酸,通过该生产流程可制备硫酸,故A正确;B.BaSO4在水中存在沉淀溶解平衡,加饱和碳酸钠溶液会生成碳酸钡沉淀,碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡溶液,所以能由重晶石制可溶性钡盐,故B正确;C.石英砂的主要成分是二氧化硅,高温下二氧化硅与C反应生成粗硅和CO,高温下粗硅与氯气生成四氯化硅,在高温下用氢气还原四氯化硅可以得到Si,故C正确;D.铝土矿主要成分是三氧化二铝,应提纯后再电解,电解氧化铝制备Al,反应为2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑,不能电解氯化铝溶液,故D错误;故选:D。7.对于反应4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)ΔH=﹣⋅mol﹣1,下列说法正确的是()A.适当降温加压可提高NH3的平衡转化率 B.该反应的平衡常数可表达为K= C.分离出NO(g),v(正)增大,平衡向正反应方向移动 D.1molN﹣H断裂的同时有1molO﹣H断裂,说明反应到达该条件下的平衡状态【解答】解:A.该反应的正反应为放热反应且气体系数和增大的反应,加压,平衡逆移,NH3的平衡转化率减小,降温,平衡正移,NH3的平衡转化率增大,故A错误;B.该反应的生成是NO(g)和H2O(g),则其平衡常数可表达为K=,故B错误;C.分离出NO(g),v(正)减小,平衡向正反应方向移动,故C错误;D.1molN﹣H断裂为正反应,同时有1molO﹣H断裂为逆反应,且正、逆反应速率相等,说明反应到达该条件下的平衡状态,故D正确;故选:D。8.大气中氮氧化物和碳氢化合物受太阳紫外线作用可产生二次污染物﹣﹣光化学烟雾,其中的反应之一为:CH3CH═CHCH3(2﹣丁烯)+2O3→2CH3CHO+2O2,下列说法正确的是()A.分子式为C4H8的物质性质均与2﹣丁烯相同 B.氧化性:O3>O2 C.常温常压下,的2﹣丁烯中含C﹣H键数目为8××1023个 D.1molO3参与该反应,转移的电子数为6××1023个【解答】解:A、分子式为C4H8的物质可能是烯烃,也可能是环烷烃,如果是烯烃性质与2﹣丁烯相同,烷烃不同,故A错误;B、氧化剂的氧化性强于还原产物的氧化性,所以氧化性:O3>O2,故B正确;C、常温常压下气体摩尔体积不知,所以无法由体积求物质的量,故C错误;D、1molO3参与该反应,转移2mol的电子,所以1molO3参与该反应,转移的电子数为2××1023个,故D错误;故选:B。9.酮洛芬(Y)是一种非甾体抗炎药,可由下列反应制得:下列有关化合物X、Y说法正确的是()A.X分子中不含手性碳原子 B.1molX中含有1mol碳氧π键 C.1molY最多能与6molH2发生加成反应 D.Y在水中的溶解度比X在水中的溶解度大【解答】解:A.X中连接甲基的碳原子为手性碳原子,X含有1个手性碳原子,故A错误;B.X分子中含有2个C=O键,每个C=O键中含有1个π键,所以1molX中含有2mol碳氧π键,故B错误;C.Y中苯环和氢气以1:3发生加成反应、羰基和氢气以1:1发生加成反应,羧基中碳氧双键和氢气不反应,Y中含有2个苯环、1个羰基,所以1molY最多消耗7mol氢气,故C错误;D.X中不含亲水基、Y含有亲水基羧基,所以Y在水中的溶解度比X在水中的溶解度大,故D正确;故选:D。10.一种利用有机胺(TBA)联合生产碳酸氢钠和二氯乙烷的工艺流程如图所示。下列说法错误的是()A.“制碱过程”后通过加热蒸发结晶得到NaHCO3 B.该工艺原子利用率100% C.“氯化过程”每生成lmolC2H4Cl2,总反应中消耗2 D.“胺再生过程”反应为4CuCl+O2+4TBA•HCl═4CuCl2+4TBA+2H2O【解答】解:A.图示制碱法是先把TBA、NaCl溶液、二氧化碳混合,生产溶解度较小的碳酸氢钠,NaHCO3的溶解度较小,从而析出晶体,不是通过加热蒸发结晶得到NaHCO3,故A错误;B.流程分析可知,反应物全部转化为生成物,该工艺原子利用率100%,故B正确;C.TBA的再生过程和“氯化过程”发生的反应为:O2+4CuCl+4TBA•HCl=4CuCl2+4TBA+2H2O,即为O2+2CuCl+2TBA•HCl=2CuCl2+2TBA+H2O,C2H4+2CuCl2C2H4Cl2+2CuCl,每生成lmolC2H4Cl2,总反应中消耗2,故C正确;D.TBA的再生过程为:O2+4CuCl+4TBA•HCl=4CuCl2+4TBA+2H2O,故D正确;故选:A。11.已知Pb3O4与HNO3溶液发生反应I:Pb3O4+4H+=PbO2+2Pb2++2H2O;PbO2与酸化的MnSO4溶液发生反应II:5PbO2+2Mn2++4H++5SO42﹣=2MnO4﹣+5PbSO4+2H2O。下列推断不正确的是()A.氧化性:PbO2>MnO4﹣ B.Pb3O4中Pb(II)和Pb(IV)含量之比为2:1 C.Pb可与稀硝酸发生反应:3Pb+16HNO3=3Pb(NO3)4+4NO↑+8H2O D.Pb3O4可与盐酸发生反应:Pb3O4+8HCl=3PbCl2+4H2O+Cl2↑【解答】解:A.依据反应II:5PbO2+2Mn2++4H++5SO42﹣=2MnO4﹣+5PbSO4+2H2O可知,PbO2为氧化剂,MnO4﹣为氧化产物,所以氧化性:PbO2>MnO4﹣,故A正确;B.反应I未发生氧化还原反应,且产物Pb2+与PbO2物质的量之比为2:1,说明Pb3O4中Pb(II)和Pb(IV)含量之比为2:1,故B正确;C.根据反应I可得硝酸不能将Pb氧化成+4价,不能生成Pb(NO3)4,故C错误;D.据反应II可知氧化性PbO2>MnO4﹣,而酸性条件下MnO4﹣能将HCl氧化成Cl2,则Pb(IV)也能将HCl氧化成Cl2,所以此反应Pb3O4+8HCl=3PbCl2+4H2O+Cl2↑能发生,故D正确;故选:C。12.已知:25℃时H2C2O4的pKa1=,PKa2=,CH3COOH的pKa=(电离常数K的负对数﹣lgK=pK)。下列说法正确的是()A.浓度为4HC2O4和CH3COONH4溶液中:c(NH4+)前者小于后者 B.2O4溶液滴加氨水至中性:c(NH4+)>c(C2O42﹣) C.2C2O4溶液滴加盐酸至pH=;c(H+)﹣c(OH﹣)=c(Cl﹣)﹣3c(HC2O4﹣) D.3COONa溶液中滴加KHC2O4溶液至pH=:c(K+)>c(Na+)>c(HC2O4﹣)>c(C2O42﹣)>c(CH3COO﹣)【解答】解:A.NH4+水解使溶液呈酸性,HC2O4﹣电离程度大于水解程度,CH3COO﹣水解使溶液呈碱性,促进NH4+的水解,对于NH4HC2O4,HC2O4﹣电离对NH4+水解存在一定程度的抑制,CH3COO﹣的水解促进NH4+的水解,所以浓度均为•L﹣1NH4HC2O4和CH3COONH4溶液中:c(NH4+)前者大于后者,故A错误;B.溶液中存在电荷守恒:c(K+)+c(H+)+c(NH4+)=c(OH﹣)+c(HC2O4﹣)+2c(C2O42﹣),根据物料守恒:c(K+)=c(HC2O4﹣)+c(C2O42﹣)+c(H2C2O4),溶液呈中性,则c(H+)=c(OH﹣),所以有c(H2C2O4)+c(NH4+)=c(C2O42﹣),因此(NH4+)<c(C2O42﹣),故B错误;2C2O4溶液滴加盐酸至pH=,电离平衡常数得到,则溶液中c(HC2O4﹣)=c(H2C2O4),溶液中存在电荷守恒:c(K+)+c(H+)=c(OH﹣)+c(HC2O4﹣)+2c(C2O42﹣)+c(Cl﹣),根据物料守恒:c(K+)=2c(HC2O4﹣)+2c(C2O42﹣)+2c(H2C2O4),所以有c(H+)+3c(HC2O4﹣)=c(OH﹣)+c(Cl﹣)+c(C2O42﹣),即c(H+)﹣c(OH﹣)=c(Cl﹣)﹣3c(HC2O4﹣),故C错误;D.0.1mol/LCH3COONa溶液中滴加KHC2O4溶液至pH=,电离平衡常数得到,溶液中c(CH3COOH)=c(CH3COO﹣),根据电荷守恒,c(Na+)+c(K+)+c(H+)=c(OH﹣)+c(CH3COO﹣)+c(HC2O4﹣)+2c(C2O42﹣),溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH﹣),所以c(Na+)+c(K+)<c(CH3COO﹣)+c(HC2O4﹣)+2c(C2O42﹣),D项不符合电荷守恒,故D错误,故选:C。13.将金红石(TiO2)转化为TiCl4是生产金属钛的关键步骤。在×105Pa,将TiO2、C、Cl2以物质的量比1:2:2进行反应,平衡体系中主要物质的物质的量分数(x)随温度变化理论计算结果如图所示。下列说法不正确的是()A.200~1600℃反应达到平衡时,TiO2的转化率均已接近100% B.将400℃时的平衡体系加热至800℃,平衡C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)向正反应方向移动 C.1000℃时,测得某时刻x(TiCl4)=.其他条件不变,延长反应时间能使x(TiCl4)超过该温度下平衡时的x(TiCl4) D.实际生产时反应温度选择900℃而不选择200℃,其主要原因是:900℃比200℃时化学反应速率更快,生产效益更高【解答】解:A.由反应可知,TiO2、C、Cl2三者完全反应时,TiCl4和CO的生成量之比为1:2,此时TiCl4的物质的量分数约为33.3%,由图象可知,200~1600℃反应达到平衡,TiCl4的物质的量分数约为33.3%,此时TiO2的转化率均已接近100%,故A正确;B.由图可知,将400℃时的平衡体系加热至800℃,二氧化碳含量减小,一氧化碳含量增加,平衡C(s)+CO2(g)⇌2CO(g)向正反应方向移动,故B正确;C.延长时间,不能改变物质的转化率和产率,故C错误;D.温度越高,反应速率越快,单位时间内生成物的产率越高,实际生产时反应温度选择900℃而不选择200℃,其主要原因是:900℃比200℃时化学反应速率更快,生产效益更高,故D正确;故选:C。二.填空题(共1小题)14.甲烷是一种重要的化工原料,常用于制H2和CO。(1)甲烷裂解制氢的反应为CH4(g)=C(s)+2H2(g)ΔH=75kJ/mol,Ni和活性炭均可作该反应催化剂。CH4在催化剂孔道表面反应,若孔道堵塞会导致催化剂失活。①Ni催化剂可用NiC2O4•2H2O晶体在氩气环境中受热分解制备,该反应方程式为NiC2O4•2H2ONi+2CO2↑+2H2O。②向反应系统中通入水蒸气可有效减少催化剂失活,其原因是水蒸气与碳反应生成CO(或CO2)与氢气,减少固体碳对孔道的堵塞。③在相同气体流量条件下,不同催化剂和进料比[]对甲烷转化率的影响如图所示。使用活性炭催化剂,且其他条件相同时,随着进料比的增大,甲烷的转化率逐渐增大的原因是进入反应的甲烷含量越低,甲烷分子与催化剂接触的几率越大,转化率越高。④使用Ni催化剂,且其他条件相同时,随时间增加,温度对Ni催化剂催化效果的影响如图所示。使用催化剂的最佳温度为600℃,650℃条件下,1000s后,氢气的体积分数快速下降的原因为650℃条件下,氢气的体积分数快速下降,是因为温度升高反应速率加快,催化剂内积碳量增加,催化剂快速失活。(2)甲烷、二氧化碳重整制CO经历过程I、II。过程I如图所示,可描述为CH4和CO2在催化剂Ni表面反应,产生CO和H2,H2和CO还原Fe3O4生成Fe、CO2和H2O,未反应完和生成的CO2与CaO反应生成CaCO3;过程II保持温度不变,再通入惰性气体,CaCO3分解产生CO2,Fe将CO2还原得到CO和Fe3O4。【解答】解:(1)①根据题意可知,在氩气环境中受热分解可得到Ni:NiC2O4•2H2ONi+2CO2↑+2H2O,故答案为:NiC2O4•2H2ONi+2CO2↑+2H2O;②向反应系统中通入水蒸气可有效减少催化剂失活,是因为水蒸气与碳反应生成CO(或CO2)与氢气,减少固体碳对孔道的堵塞,故答案为:水蒸气与碳反应生成CO(或CO2)与氢气,减少固体碳对孔道的堵塞;③进料比的增大,进入反应的甲烷含量越低,甲烷分子与催化剂接触的几率越大,转化率越高,故答案为:进入反应的甲烷含量越低,甲烷分子与催化剂接触的几率越大,转化率越高;④由图可知,550摄氏度,600摄氏度,650摄氏度催化效率最高的是600摄氏度,650℃条件下,氢气的体积分数快速下降,是因为温度升高反应速率加快,催化剂内积碳量增加,催化剂快速失活,故答案为:600℃;650℃条件下,氢气的体积分数快速下降,是因为温度升高反应速率加快,催化剂内积碳量增加,催化剂快速失活;(2)由图可知,CH4和CO2在催化剂Ni表面反应,生成CO和H2,H2和CO还原Fe3O4生成Fe、CO2和H2O,未反应完和生成的CO2与CaO反应生成CaCO3,故答案为:CH4和CO2在催化剂Ni表面反应,产生CO和H2,H2和CO还原Fe3O4生成Fe、CO2和H2O,未反应完和生成的CO2与CaO反应生成CaCO3。三.实验题(共1小题)15.氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵为紫色晶体,是制备热敏材料VO2的原料,其化学式为(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]•10H2O。实验室以V2O5为原料制备氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体,过程如图,并对所制备的晶体中钒元素的质量分数进行测定。已知:①VO2+具有还原性,易被O2氧化②Fe2+与K3Fe(CN)6溶液产生蓝色沉淀Ⅰ.制备氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体(1)步骤1中生成VOCl2的同时生成一种无色无污染的气体,该反应的化学方程式为2V2O5+N2H4•2HCl+6HCl4VOCl2+N2↑+6H2O。(2)步骤2可在如图装置中进行。滴加VOCl2溶液之前,需由a口向锥形瓶中通入一段时间CO2,作用是排除装置中的空气,避免产物被氧化,所得紫色晶体残留的杂质阴离子主要为Cl﹣。Ⅱ.欲测定上述流程中所得氧钒(IV)碱式碳酸铵晶体钒元素的质量分数,现进行如下操作:①称量wg晶体(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]⋅10H2O溶于水,配成500mL溶液;②取100mL上述溶液于锥形瓶中,滴加酸性KMnO4溶液氧化,再除去多余的KMnO4(方法略);③用xmol/L(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点(滴定过程只发生反应VO2++Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O),消耗标准溶液的体积为ymL。(3)操作②时,酸性KMnO4溶液氧化VO2+的离子方程式为MnO4﹣+5VO2++H2O=5VO2++Mn2++2H+。(4)操作③滴定时,选用K3Fe(CN)6溶液作指示剂,滴定终点的现象为滴入最后一滴标准液,溶液由蓝色变为无色,半分钟不褪色。(5)该晶体中钒元素的质量分数为%(用含有w、x、y的式子表示)。(6)若实验测得钒的质量分数偏大,则可能的原因是AC。A.(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液部分被氧化B.滴定前平视读数,滴定终点时俯视读数C.滴定管水洗后未用标准溶液润洗【解答】解:(1)步骤1中V2O5与盐酸、N2H4•2HCl混合得到VOCl2的同时生成一种无色无污染的气体,反应物为:V2O5、N2H4•2HCl,生成物为:VOCl2,V元素(+5→+4)被N2H4还原,则N2H4中氮元素(﹣2→0)被氧化得到氮气,所以该气体为氮气,反应为:2V2O5+N2H4•2HCl+6HCl4VOCl2+N2↑+6H2O,故答案为:2V2O5+N2H4•2HCl+6HCl4VOCl2+N2↑+6H2O;(2)+4价的钒化合物在弱酸性条件下易被氧化,故装置中不能有空气,反应前应通入CO2数分钟排除装置中的空气,避免产物被氧化,VOCl2与NH4HCO3反应生成(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]•10H2O残留的杂质离子主要为Cl﹣,故答案为:排除装置中的空气,避免产物被氧化;Cl﹣;(3)酸性KMnO4溶液氧化VO2+的离子方程式为MnO4﹣+5VO2++H2O=5VO2++Mn2++2H+,故答案为:MnO4﹣+5VO2++H2O=5VO2++Mn2++2H+;(4)用K3Fe(CN)6溶液作指示剂,滴定终点的现象为滴入最后一滴标准液,溶液由蓝色变为无色,半分钟不褪色,故答案为:滴入最后一滴标准液,溶液由蓝色变为无色,半分钟不褪色;(5)由流程可知消耗的硫酸亚铁铵的物质的量为y×10﹣3mol,结合反应可知n(VO2+)=n(Fe2+)=y×10﹣3mol,则样品中的V的质量分数=×100%=%,故答案为:;(6)A.(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液部分被氧化,会导致标准液体积消耗偏多,导致结果偏大,故A正确;B.滴定前平视读数,滴定终点时俯视读数,导致消耗标准液体积偏小,结果偏小,故B错误;C.滴定管水洗后未用标准溶液润洗,导致消耗标准液体积偏大,结果偏大,故C正确;故答案为:AC。四.解答题(共1小题)16.化合物E是合成抗癌药帕比司他的中间体,其合成路线如图:(1)A分子中采取sp2杂化的碳原子数目是8。(2)A→B中有一种分子式为C8H10O2的副产物生成,该副产物的结构简式为。(3)已知B→C的反应有中间体X生成,中间体X的分子式为C11H12O6。B→X的反应类型为加成反应。(4)D的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:。①分子中含有苯环,且不同化学环境的氢原子个数比为1:1。②1mol该物质最多能与4molNaOH反应。(5)肉桂酸苄酯()是一种天然香料。写出以和CH2(COOH)2为原料制备肉桂酸苄酯的合成路线(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。【解答】解:(1)A分子中所有碳原子价层电子对数都是3,所以所有碳原子都采取sp2杂化,采用sp2杂化的碳原子数目是8,故答案为:8;(2)A→B中有一种分子式为C8H10O2的副产物生成,则A中两个醛基都发生还原反应生成该负产物,该副产物的结构简式为,故答案为:;(3)已知B→C的反应有中间体X生成,中间体X的分子式为C11H12O6,则B中醛基先发生加成反应生成X,B→X的反应类型为加成反应,X发生消去反应生成C,故答案为:加成反应;(4)D的一种同分异构体同时满足下列条件:①分子中含有苯环,且不同化学环境的氢原子个数比为1:1,说明含有两种氢原子,结构对称;②1mol该物质最多能与4molNaOH反应,说明该物质水解生成两个酚羟基和碳酸,符合条件的结构简式为,故答案为:;(5)以和CH2(COOH)2为原料制备,可由和发生酯化反应得到,发生水解反应生成苯甲醇,苯甲醇发生氧化反应生成苯甲醛,苯甲醛和CH2(COOH)2发生取代反应生成苯丙烯酸,合成路线为,故答案为:。五.工艺流程题(共1小题)17.三氯化六氨合钴[Co(NH3)6]Cl3是一种重要的化工原料。利用含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取[Co(NH3)6]Cl3的工艺流程如图所示:已知:①“酸浸”过滤后的滤液中含有Co2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等。②Ksp[Co(OH)2]=1×10﹣Ksp[Co(OH)3]=1×10﹣Ksp[Fe(OH)3]=1×10﹣Ksp[Al(OH)3]=1×10﹣已知:溶液中金属离子物质的量浓度低于×l0﹣5mol/L时,可认为沉淀完全。③[Co(NH3)6]2+具有较强还原性。回答下列问题:(1)制备CoCl2。①Co2+的价电子排布式为3d7。②“除杂”过程中加Na2CO3调节pH后会生成两种沉淀,同时得到含c(Co2+)=•L﹣1的滤液,调节pH的范围为~。(2)制备[Co(NH3)6]3+。①“混合”过程中需先将NH4Cl,CoCl2溶液混合,然后再加入活性炭,NH4Cl的作用是NH4Cl会抑制NH3•H2O的电离,防止生成Co(OH)2沉淀;参与反应提供NH4+。②“氧化”过程应先加入氨水(选填“氨水”或“双
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