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文档简介
安徽省合肥市2023届高三下学期第一次教学质量检测
(一模)
相对原子质量:H-IC-I20-16
第I卷选择题
(第I卷包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意。)
1.下列有关化学知识的叙述错误的是()
A.青铜属于合金B.纤维素属于有机高分子
C.白醋可用于去除水壶中的水垢D.Fe?(SO41可用作缺铁性贫血的补铁剂
K答案力D
K解析HA.常见青铜是由铜和锡两种物质熔合制成的具有金属特性的物质,属于合金,
A正确;
B.纤维素属于天然有机高分子化合物,B正确;
C.白醋可以和水垢中的碳酸钙反应,可用于去除水壶中的水垢,C正确;
D.三价铁不易被人体吸收,亚铁离子才易被人体吸收,故FeSO4可用作缺铁性贫血的补
铁剂而不是硫酸铁,D错误;
故选D。
2.下列化学概念或化学用语叙述正确的是()
A.BaSe)4属于弱电解质B.四氯化碳充填模型可表示为
C.S?和Sg互为同素异形体D.HCK)的结构式为H-Cl-O
K答案HC
K解析FA.强电解质是指在水溶液中能够完全电离的化合物,即溶于水的部分可以完全变
成阴阳离子的化合物,一般是强酸、强碱和大部分盐类;硫酸铁为强电解质,A错误;
B.CCl4的充填模型中,氯原子半径大于碳原子,B错误;
C.同素异形体是同种元素组成的单质;S?和Sg互为同素异形体,C正确;
D.HCIc)的结构式为H-O-C1,D错误;
故选C。
3.利用3-苯基丙酸催化脱氢制备异肉桂酸的反应如下所示,下列叙述错误的是()
3-苯基丙酸异肉桂酸
A.上述制备过程属于氧化反应
B.3-苯基丙酸的分子式为C9H∣0O2
C.异肉桂酸分子中最多有9个碳原子共面
D.Imol异肉桂酸最多与5molH2发生加成反应
K答案》D
K解析》A.加氢为还原反应,去氢为氧化反应,上述制备为去氢过程,属于氧化反应,
A正确:
B.3-苯基丙酸的分子式为CgHg。?,B正确;
C.苯环所连接的原子和碳碳双键所连接的原子均为平面结构,且单键可以旋转,则异肉
桂酸分子中最多有9个碳原子共面,C正确;
D.Imol苯环可以3mol氢气发生加成反应,Imol碳碳双键可以和ImOl氢气发生加成反
应,竣基不能发生加成反应,Imol异肉桂酸最多与4molH2发生加成反应,D错误;
故选D0
4.下表中各组物质不能按照如图所示的转化关系一步实现的是()
选项XYZ
ACl2HClONaClO
BFeFe(OH)
Fe2θ33
CSO2SO3H2SO4
DNONO2HNO3
K答案HB
K解析DA∙02和H2O反应生成HClO,HeIe)和NaoH反应生成NaCl0,NaCK)和HCI
反应生成Cb,可以实现,A不选;
B.Fe和。2反应生成Fe3O4,Fe2O3不能和水反应生成Fe(OH)3,Fe(OH)3不能直接
生成Fe,故不能实现,B选;
C.S02和02反应生成Sθ3,SCh和H2O反应生成H2SO4,CU和浓H2SO4反应生成S02,
可以实现,C不选;
D.NO和Ch反应生成Nθ2,No2和H2O反应生成HNo3,CU和稀HNO3反应生成NO,
可以实现,D不选;
故选Bo
5.下列无色透明的溶液中,离子能大量共存的是()
A.K*、Na+、NO^、CojB.媪、NH:、MnO;、SO:
C.NH:、HC0;、Ap+、SOjD.K?、Mg2∖OH;CΓ
K答案』A
K解析力A.K+、Na+、NO>COj没有颜色,且相互不反应,可以大量共存,A正
确;
B.含MnO;溶液为紫色,且MnO;、SO;发生氧化还原反应不能大量共存,B错误;
C.HeO;、Af+相互反应不能大量共存,C错误;
D.Mg2∖OH-相互反应生成氢氧化镁沉淀,不能大量共存,D错误;
故选Ao
6.下列有关离子方程式的书写正确的是()
2+
A.CUSe)&溶液中滴加稀氨水:Cu+2OH^=Cu(OH)2
B.FeCI3溶液刻蚀电路铜板:2Fe3++3Cu=2Fe+3Cu2+
+
C.SiO2溶于NaoH溶液:SiO2+2Na+2OH^=Na2SiO3+H2O
+
D.稀硫酸滴入Na2S2O3溶液中:2H+S2O^=SO2↑+SI+H2O
K答案』D
K解析HA.CUSo4溶液中滴加稀氨水离子方程式为:
2+
Cu+2NH3∙H2O=Cu(OH),J+2NH:,A错误;
B.FeCl3溶液刻蚀电路铜板离子方程式为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cι?+,B错误;
C.Sio2溶于NaOH溶液离子方程式为:SiO2+20H-=SiOj+H2。,C错误;
D.稀硫酸滴入Na2S2O3溶液中离子方程式为:2H*+S2O;-=SO2↑+S+H2O,D正
确;
故选D。
7.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是()
A.32g甲醇中含有C—H键的数目为4NA
B.常温常压下,2.0gD2。中含有的质子数和中子数均为NA
C.1molN2和3molH?充分反应后的混合气体中原子数小于8NA
D.25℃时,1LPH=I2的Ba(OH)2溶液中含有OH-的数目为0∙02NA
K答案HB
K解析》A.甲醇结构简式为CH3OH,32g甲醇物质的量为Imo1,含有C—H键的数目
为3NA,A错误;
B.常温常压下,2.0gD?。的物质的量为0.1mol,每个D2O含有10个质子和10个中
子,故含有的质子数和中子数均为NA,B正确;
C.结合原子守恒,ImoIN2和3molH?充分反应后的混合气体中原子数等于8NA,C错
误;
D.25℃时,1LPH=I2的Ba(OH)2溶液中含有OH的数目为0∙01NA,D错误;
故选Bo
8.W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,焰色试验中X呈黄色,Y是地壳
中含量最多的金属元素,w、Z原子最外层电子数相同,Z的核电荷数是W的2倍。下列
叙述正确的是()
A.简单离子半径大小:X>Y>Z>W
B.化合物X2W2中阴阳离子的个数比为1:1
C.X、Y、Z最高价氧化物的水化物两两间能发生反应
D.简单氢化物的沸点:Z>W
K答案》C
K祥解》w、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,焰色试验中X呈黄色,则
X为Na,Y是地壳中含量最多的金属元素,则Y为Al,W、Z原子最外层电子数相同,Z
的核电荷数是W的2倍,则W为O,Z为S。
R详析》A.根据电子层数越多半径越大,具有相同电子层的阴离子半径大于阳离子半
径,具有相同电子层的阳离子所带电荷越多,半径越小,简单离子半径大小:
Z>W>X>Y,A错误;
B.化合物X2W2为Na2O2,阴阳离子的个数比为1:2,B错误;
C.X、Y、Z最高价氧化物的水化物分别为NaoH、Al(OH)3、H2SO4,两两间能发生反
应,C正确;
D.Z、W的氢化物分别为H2S、H2O,水中含有氢键,简单氢化物的沸点:W>Z,D错
误;
故选C。
9.下图是一种综合处理含SO?尾气的工艺流程,下列叙述正确的是()
含so2?尾气空.
Fe?(SOJ溶液一H⅜∣一
A.“吸收”过程中SO2被还原
B.“吸收”后溶液的酸性减弱
C.“氧化”后的溶液可以循环使用
D.“氧化”中,每ImOIO2参加反应转移2mol电子
K答案HC
K祥解》根据流程图分析,利用Fe2(SO4)3的氧化性氧化吸收SCh气体,反应为
2H2O+SO2+Fe2(SO4)3=2FeSO4+2H2Sθ4,得到FeSo4溶液,再用空气中的氧气氧化得到Fe2
(SO4)3溶液,反应为4F溶O4+O2+2H2SO4=2Fe2(SO4)3+2H2O,Fe2(SO4)3溶液循环到
“吸收”步骤使用,根据氧化还原反应原理分析解答。
K详析HA.“吸收”过程中SO?的化合价升高,被氧化,A错误;
B.“吸收”过程中反应为2H2O+SO2+Fe2(SO4)3=2FeSO4+2H2SO4,酸性增强,B错误;
C.用空气中的氧气氧化得到Fe2(SO4)3溶液,Fe2(SO4)3溶液循环到“吸收”步骤循环
使用,C正确;
D.“氧化”中,02化合价由0价降低为-2价,每ImoIo2参加反应转移4mol电子,D错
误;
故选C。
10.下图是实验室制备氯气并进行一系列实验的装置(夹持装置已经省略),有关叙述错误的
是()
NaBr溶液
饱和食盐水无水CaCI2Kl溶液+苯
Δ
+2+
A.装置a中发生的反应为MnO2+4H+2CΓ=Mn+2H2O+Cl2↑
B.装置b中漏斗的作用是平衡压强
C.I、II处依次放湿润和干燥的有色布条可验证干燥的CU不具有漂白性
D.可利用该实验装置证明氧化性:Cl2>Br2>I2
K答案HA
K祥解》a装置用于制备氯气,b中饱和食盐水用于除去氯气中的HCl气体,同时有长颈漏
斗,可以检验装置是否堵塞,若装置发生堵塞,会导致b瓶内压强增大,最终大于外界大气
压使长颈漏斗中的液面上升,锥形瓶内液面下降;I的实验目的是验证湿润的氯气具有漂白
性,原理是CL溶于水产生HCI0,HCIo具有漂白性,氯化钙干燥氯气,经过干燥剂后,干
燥的Ch不能使Il中干燥的有色布条褪色,说明氯气不具有漂白性;NaBr.Kl溶液的目的
是比较氯、漠、碘的非金属性,当向NaBr中缓缓通入足量氯气时,可以看到无色溶液逐渐
变为红棕色,说明氯的非金属性大于澳,打开活塞,将少量溶液加入Kl溶液中,CL会氧化
NaBr溶液中Br■产生Bn,进入装有KI溶液和苯的锥形瓶中,苯在水层上面,Bn进入Kl
中,置换出「产生L,L被苯萃取,苯层显紫红色,注意Cb也可以氧化r产生L,所以氯气
要适量。
K详析WA.装置a中没有加热装置,可用KMnO4和浓盐酸制取氯气,离子反应为
+2+
2Mn0;+16H+ɪ0Cl=Mn+C12↑+8H2O,A错误;
B.b中饱和食盐水的作用是减少Cb的溶解度,吸收反应挥发的HCl气体,同时有长颈
漏斗,可以检验装置是否堵塞,起到平衡压强的作用,B正确;
C.根据分析,I、∏处依次放湿润和干燥的有色布条,可验证干燥的Ck不具有漂白性,C
正确;
D.CL会氧化NaBr溶液中Br-产生Br2,可证明氧化性:CI2>Br2,由于Bn可以氧化产
生L,可证明Br?>4,可利用该实验装置证明氧化性:Cl2>Br2>I2,D正确;
故选Ao
H.下图是我国科研工作者研究MgO(S)与CHit(g)作用最终生成Mg(S)与CHQH(g)的物
质相对能量-反应进程曲线。下列叙述错误的是()
-
∙O
U
I
∙200MrH甫过渡态1
3MgnOnCH(S)-------------
:4
MgQ(s)÷CH4(g)(.4.3)/(295)\
WO过渡态2
(0∙0)OCMkgICJH(/S、)(-146.1)
4/TW(-149.4)
-K
*(65)Mg(s>+CH3OH(g)
-200MgCH3OH(S)
器
HOMgCH3(S)/
玄
(-321.1)
雯-400
反应进程
A.中间体OMgCHa(s)比MgoCH4(S)更稳定
B.该反应进程中的最大能垒(活化能)为350.6kJ∙moΓ1
C.生成HoMgCH[S)的过程中有极性键的断裂和形成
D.总反应的热化学方程式为Mgo(S)+CH&(g)=Mg(s)+CHaOH(g)
ΔH=-146.1kJ∙mol
K答案HB
K解析』A.由图可知,中间体OMgCH4(s)比MgOeH4(s)能量更低,故更稳定,A正
确;
B.过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能,即图中峰值越大则活化能越
大,峰值越小则活化能越小;该反应进程中的最大能垒(活化能)为
-21.3kJ∙moΓ'-(-321.1)kJmoΓ1=299.8kJ∙moΓl,B错误;
C.生成HoMgCH3(s)的过程中有碳氢键的断裂和氢氧键的生成,故有极性键的断裂和形
成,C正确;
D.由图可知,总反应氧化镁和甲烷反应生成镁和甲醇,反应放热,其热化学方程式为
MgO(s)+CH4(g)=Mg(s)+CH3OH(g)ʌ//=-146.1kJ∙moΓ',D正确;
故选B,
12.下列由实验操作和现象可得出正确结论的是()
选项实验操作和现象结论
向鸡蛋清中加入饱和(NH41SO4溶液,有白色沉
A(NH)SO,使蛋白质变性
淀产生
向某溶液中滴加稀硫酸,将产生的气体通入品红
B该溶液中可能含有SOj
溶液,品红褪色
1
向2mL0.1molLAgNO3溶液中滴入10滴
C0.1mol∙L~KCl溶液,生成白色沉淀,再滴加KKAgCI)>K£AgI)
0.1mol∙L/KI溶液,出现黄色沉淀
向OomOILTh02溶液中滴加
DH2O2具有氧化性
0.1mol∙L√KMnO4溶液,溶液褪色
K答案HB
K解析HA∙硫酸镀溶液能使蛋白质发生盐析而不是变性,A错误;
B.亚硫酸根离子和酸反应会生成使品红褪色的气体二氧化硫气体,故该溶液中可能含有
SO;,B正确;
C.反应中银离子过量,加入碘离子会生成碘化银沉淀,不能说明
KSP(AgCl)>Ksp(AgI),C错误;
D.高锦酸钾发生还原反应为氧化剂,过氧化氢发生氧化反应体现还原性,D错误;
故选B。
13.某科研机构研发的NO—空气燃料电池的工作原理如图所示,下列叙述正确的是
()
B.电池工作时H+透过质子交换膜从右向左移动
+
Cb电极的电极反应:NO-3e^+2H2O=4H+Nθ;
D.当外电路中通过0.2mol电子时,a电极处消耗O?L12L
K答案1C
R祥解IINO—空气燃料电池的工作原理如图所示,氧气发生还原反应,故a为正极、b为
负极;
K详析》A.由分析可知,a电极为电池正极,A错误;
B.原电池中氢离子向正极移动,故电池工作时H,透过质子交换膜从左向右移动,B错
误;
C.b电极上NO失去电子发生氧化反应生成硝酸,电极反应:
+
NO-3e+2H2O=4H+NO-,C正确;
D.没有标况,不能计算氧气的体积,D错误;
故选Co
14.某化学兴趣小组测定了01mol∙L-'Na2CO3溶液的PH随温度的变化,结果如下图所
图1升温过程中溶液PH的变化曲线
A.Na2CO3溶液呈碱性的原因是CO:+2H2。H2CO3+2OH-
B.0.1mol17'叫8;溶液中:C(Na+)<2C(CO,)+C(HCOJ
C.图1表明升温过程中Na2CO3溶液水解程度减小,pH减小
D.由图2可推知降低温度时,水的电离平衡逆向移动
K答案HC
K解析HA.Na2CO3溶液呈碱性的原因是碳酸根离子水解,水解离子反应为
C01+凡0HC0;+OH-,A错误;
B.结合元素守恒,0.1mol∙LNaQOj溶液中:
C(Na-)=2c(Cθj)+2C(HCO3)+2C(H2CO3),则
c(Na+)>2c(C0;-)+c(HCO;),B错误;
C.图1中随着温度升高,pH减小,表明升温过程中Na2CO3溶液水解程度减小,pH减
小,C正确;
D.由图2可知,温度降低,pH增大,水解程度增大,可推知降低温度时,水的电离平衡
正向移动,D错误;
故选C。
第∏卷非选择题(共58分)
15.苯甲醇可用作局部止痛注射剂,在有机药物合成中应用广泛,其用于合成某药物中间
体D并得到F的流程如下:
HYCoOHCH=LCOoH
CHH/CU2
20°2I—I'C00H-C00H
-S->凹-«^-
AC
催化剂rEfHUH士÷CH-CH⅛
一定条年3HQH,浓硫皎
-DΔCCOOH
∆Δ[^ɔCOOC2H
EF
Z5CHCH
已知:=‹C∞H⅛=∞
请回答下列问题:
(I)A中碳原子的杂化方式为,下列处于激发态氧原子的价电子轨道表达式为
(填标号)。
2s2p2s2p
Ab
[S≡rm∙向fκιT]τ∣
2s2p2s2p
c[∑lIKlTmD∙由[K⅛∣
(2)写出由A生成B反应的化学方程式_____________________________________。
(3)C中含氧官能团的名称为,D的结构简式是由E生成F
的反应类型为o
(4)G是A的同系物,且比A多一个碳原子,则G的结构有种(不含立体异构)。
(5)碳不仅是组成有机物的重要元素,在超分子领域也发挥着重要作用。由M。将2个
C60分子、2个P-甲酸丁酯哦咤及2个CO分子利用配位键自组装的超分子结构如图所示:
①Cr与M。同族,Cr基态原子的外围电子排布式是,核外未成对电子
数有个。
②该超分子中除配位键外还存在的化学键类型有(填标号)。
A.氢键B。键C.π键D.离子键
③C60与金刚石均为碳的单质,从结构与性质之间的关系解释C60的熔点远低于金刚石的
原因是____________________________________________
K答案》(1)SP2、sp3D
ʌ/CH2OHCHO
⑵2U+5*2U+2乩。
CH=CH-COOH
酯化反应或者取代反应(4)5
(5)①3d54s∣σ6②AD③C属于分子晶体,金刚石为共价晶体,分子晶体间的
M)
作用力是范德华力,共价晶体间的作用力为共价键,共价键的键能远远强于分子间作用力,
故C60的熔点远低于金刚石
CHo
,根据信息可
知C在一定条件下生成D,D加聚反应生成E,根据Eσ回推可知D的结构式为
CH=CH-COOH
由E生成F发生酯化反应;
σK详析』(1)A中苯环中的碳原子的杂化方式为sp2,侧链中C原子为sp3杂化:。原子
的价电子为2s22p4,A.属于0原子的基态价电子轨道表达式,故A不符合题意;
B.为O原子的基态价电子轨道表达式,故B不符合题意;
C.为O-离子的基态价电子轨道表达式,,故C不符合题意;
D.2s上1个电子吸收能量跃迁到2p上,属于O原子的激发态价电子轨道表达式,故D
符合题意;
故K答案H为D。
(2)由A生成B是醇的催化氧化生成醛的反应,反应的化学方程式为
(3)根据结构简式可知C中含氧官能团的名称为殷基;D加聚反应生成E,根据E回推
CH=CH-COOH
;根据流程可知由E生成F发生酯化反应,
故反应类型为酯化反σ应或者取代反应;
(4)G是A的同系物,且比A多一个碳原子,都属于醇类,故G的分子式为CsHioO,则
IfVCH2°HHoH
G的结构有[|I甲基在邻间对,3种,P7I,
k
^CH3MH3C
CH2CH2OH
共5种;
σ(5)①Cr与M。同族,Cr基态原子的外围电子排布式是3d54s∣,核外未成对电子数有6
个;
②该超分子中除配位键外还存在共价键σ键,有双键,即存在π键,该超分子不离子化
合物,不存在离子键,故K答案』为AD;
③Cf.与金刚石均为碳的单质,CM)属于分子晶体,金刚石为共价晶体,分子晶体间的作
用力是范德华力,共价晶体间的作用力为共价键,共价键的键能远远强于分子间作用力,
故C60的熔点远低于金刚石;
16.一种由铜阳极泥(主要成分有Se、Ag2Se,C%Se等,还含有少量的Au、Pt等贵金
属)提取Se,同时回收Ag和Cu的工艺流程如下图所示。
NaSOjNaOII
MH1SOi
MnchI产液I沉二I•沉铜∙(U()HZ♦Cu
IMOOC1II
铜阳.浸出包迷
•工银一《1硒谑液2
极能
浸出泄溶液
I
法孙•海浸•还京Ag
已知:①硒的沸点685℃,在空气中加热时会被氧化。
②在该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和恰好沉淀完全的PH如下表:
金属离子Cu2+Mn2+
开始沉淀的PH4.08.1
恰好沉淀完全的PH6.710.1
回答下列问题:
(I)为了提高“浸出”效果,可采取的措施有(写出
一种合理措施);浸出渣的主要成分是O
(2)工业上铜阳极泥还可以用浓硫酸浸出,从产物角度分析其缺点是。
(3)铜阳极泥中的硒元素主要以SeOj形式留在浸出液中,写出Se单质在“浸出”时反应
的离子方程式。
(4)“沉硒”所得粗硒可采用真空蒸偶的方法提纯,采用真空蒸馈的目的是。
(5)加入NaOH进行“沉铜”处理,调节溶液PH的范围是。
(6)已知:常温下,[Ag(S2O3),]"(aq).Ag+(aq)+2S2θj(aq)
14+
AT=2.7×IO-,AgCl(S)-Ag(aq)+CΓ(aq)KSP=I.8xl(Γ∣°。“溶浸”时发生反
应的离子方程式为AgCl+2S2O:f∙[Ag(S2O3)2]"+Cr,常温下,该反应的平衡常数
K=O
⑺“还原”时,工业上常用HCHO在碱性下还原[Ag(S2O3)2丁得到Ag,反应后所得滤
液3可进入操作中循环利用(填流程中操作名称)。
K答案》(1)适当增大硫酸浓度、将铜阳极泥进一步粉碎、加速搅拌等(写出一种合理措
施)
Au、Pt等贵金属
(2)产生二氧化硫,污染空气
+2+
(3)Se+2MnO2+2H~SeOj+2Mn+H2O
(4)使硒在较低的温度下蒸出,并防止在空气中被氧化
⑸6.7≤pH<8.1(6)6.7XIO3⑺'洛浸
K祥解H铜阳极泥加入稀硫酸、二氧化镭后,根据流程后面的信息可知,Au、PI不溶
解,故浸出渣为Au、Pt等不活泼金属,滤液中有银离子、铜离子和SeO滤液中加入氯
化钠使银离子生成氯化银的沉淀,除去银离子,过滤后滤液1中加入亚硫酸钠溶液,还原
SeO)为单质Se,过滤后滤液中加入氢氧化钠得到氢氧化铜沉淀,氢氧化铜逐渐转变为铜
单质,含有氯化银的滤渣中加入硫代硫酸钠溶液,还原得到银单质,据此分析。
K详析Il(I)为了提高“浸出”效果,需要加快反应速率,故可采取的措施有:适当增大硫
酸浓度、将铜阳极泥进一步粉碎、加速搅拌等;根据上述分析可知,浸出渣的主要成分是
Au、Pt等贵金属;
(2)铜与浓硫酸反应会产生二氧化硫,污染空气;K答案》为:产生二氧化硫,污染空
气;
(3)Se单质被二氧化镒氧化为SeOj,二氧化镒中锌元素化合价有+4变为+2,生成
Mn2+.根据电子转移守恒、电荷守恒、原子守恒可得离子方程式为:
+2+
Se+2MnO,+2H-SeO^+2Mn+H2O;
(4)根据已知硒的沸点685℃,在空气中加热时会被氧化,故采用真空蒸储的目的是使硒
在较低的温度下蒸出,并防止在空气中被氧化;
(5)根据表格数据,为了使铜离子完全沉淀而不让Mr?+沉淀,故调节溶液PH的范围是
6.7≤pH<8.1;
+2
c(Ag)c(S1O?-)I’
(6)根据已知得表达式:M=:T--------⅛=2∙7×10,
KSP=C(Ag+)Xe(CD=L8xl()T°,“溶浸”时发生反应的离子方程式为:
3
AgCl+2S2O^^.[Ag(S2O3)2]>CΓ,常温下,该反应的平衡常数:
C(CT)C3([Ag(S2O3)21")-1
K1QvI∩°
——=—..........-=6.7×103?K答案可为:6.7×IO3;
2-4
C(S2O^-)Ki2.7×IO'
(7)HCHo在碱性下还原[Ag(S2O3)2]”得到Ag,同时会生成硫代硫酸钠,故所得滤液
3可进入溶浸操作中循环利用;1答案》为:溶浸。
17.PtRu(S)Pd纳米核壳材料是氢能源燃料电池的重要催化剂。某研究团队提出一种可重复
制备该催化剂的方案,步骤如下:
步骤一、在95℃下,将0.51讪5><10-3]1101.厂1‹^g14溶液加入一定量十六烷基三甲基
漠化钱(CwTAB)水溶液中。
步骤二、向混合溶液中逐渐加入一定量N2H4的碱性水溶液,持续搅拌30分钟,离心分
离,多次洗涤,得到Pd纳米颗粒。
步骤三、将所得Pd纳米颗粒分散在超纯水中,添加CWTAB后搅拌。加入特定组成的
PtRU前体,再加入N2H4的碱性水溶液,80℃下搅拌3小时,离心洗涤后得到PtRU@Pd
纳米核壳材料(如图a)。
已知:十六烷基三甲基溪化铉(ChJAB)是一种表面活性剂,其工作原理如图b所示:
Hflb
回答下列问题:
(1)配制IoOmL5X10"mol∙L-K^PdCl’溶液所需的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃
棒、O
(2)N2H4的电子式为;配平并完成N2H4与KzPdCL反应制备纳米Pd的离
子方程式:
N2H4+PdCl,+=Pd+N2↑++
其中N2H4可用以下代替(填标号)。
A.亚硫酸钾B.氯水C.硝酸D.维生素C
(3)步骤二中多次洗涤的目的是为了得到纯净的Pd纳米颗粒,检验其洗净的方法是
(4)步骤三中保持温度为80℃的方法是。
(5)在整个过程中,十六烷基三甲基淡化核(ChiTAB)的作用是。
K答案Il(I)IOOmL容量瓶、胶头滴管
(2)lj.r.V.l,N7H4+2PdCH^+4OH^=2Pd+N,↑+8CΓ+4H7OAC
HSNXNtH'44N’
••••
(3)取适量洗涤液,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,没有白色沉淀生成,说明洗涤干净
(4)水浴加热(5)催化剂
K解析H(1)配制IoOmL5x10-3mol∙L-jςPdCl,溶液所需的玻璃仪器有量筒、烧杯、
玻璃棒、IOOmL容量瓶、胶头滴管;
(2)N2H4中氮原子和氢原子形成四个共价键,氮原子和氮原子之间形成一个共价键,电
子式:反应中N元素由-2价变为0价,Pd由+2价变为0价,结合得失电
••••
子守恒,配平为N2H4+2PdCl;+4OH-=2Pd+N2T+8Cr+4H2。,其中N2也化合
价升高为还原剂,则可用亚硫酸钾、维生素C代替;
(3)Pd纳米颗粒制备过程生成氯离子,检验其洗净的方法是取适量洗涤液,加入硝酸酸
化的硝酸银溶液,没有白色沉淀生成,说明洗涤干净;
(4)步骤三中保持温度为80C的方法是水浴加热;
(5)在整个过程中,十六烷基三甲基浪化镂(C%TAB)的作用是反应的催化剂。
18.空间站C。2还原转化系统能把呼出的CC½捕集、分离并与空间站电解水系统产生的
H2进行加氢处理,从而实现空间站内物料的循环利用。
(1)一种借助光将CC12转化为CHq的催化机理如图所示。该转化过程总反应的化学方程
式是;图中所示的各物
质中,含有极性共价键的非极性分子是(填化学式)。
(2)一定条件下,。。2和H2还可发生如下两个平行反应:
i∙CO2(g)+H2(g).CO(g)+H2O(g)ΔH,
l
ii.CO2(g)+3H,(g)=CH3OH(g)+H2O(g)AH2=-49.5kJ.moΓ
①已知相关键能数据如下表:
化学键H-HH-OC=OC=O
键能/kJ-mol-14364648031072
则反应i的ΔW1=kJ∙moΓlo
②为了提高CH,OH的产率,理论上应采用的措施是_______(填标号)。
A.低温低压B.局温低压C.[角温同J压D.低温「曷压
n(CO)1
③保持温度533K,压强3MPa,按投料比—2向密闭容器中充入CO,和H,,
n(H2)3
反应相同时间测得不同催化剂下CO2转化率和C
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