《2019-2020学年北京海淀区北方交通大学附属中学新高考化学模拟试卷含解析.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2019-2020学年北京海淀区北方交通大学附属中学新高考化学模拟试卷含解析.pdf(19页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2019-2020学年北京海淀区北方交通大学附属中学新高考化学模拟试卷一、单选题(本题包括15 个小题,每小题4 分,共 60 分每小题只有一个选项符合题意)1化学与材料、生活和环境密切相关。下列有关说法中错误的是()A聚酯纤维、光电陶瓷都属于有机高分子B从石油和煤焦油中可以获得苯等基本化工原料C生活污水进行脱氮、脱磷处理可以减少水体富营养化D为汽车安装尾气催化转化装置,可将尾气中的部分CO和 NO 转化为无毒气体【答案】A【解析】【详解】A聚酯纤维属于有机合成材料,陶瓷属于无机非金属材料,故A 错误;B从石油中可以获得乙烯、从石油或煤焦油中可以获得苯等重要化工基本原料,故B正确;C水中含有氮
2、、磷过多,能够使水体富营养化,水中植物疯长,导致水质恶化,生活污水进行脱氮、脱磷处理可以减少水体富营养化,有利于环境保护,故C正确;D、为汽车安装尾气催化转化装置,可将尾气中的部分CO和 NO 转化为无毒气体氮气和二氧化碳,故D正确;答案选 A。2设 NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是()A 1mol 氨基(-NH2)含有电子数目为10NAB2gH218O 中所含中子、电子数目均为NACpH=1 的 H2SO4溶液 10L,含 H+的数目为 2NAD电解精炼铜时,若阳极质量减少64g,则阳极失去的电子数为2NA【答案】B【解析】【分析】【详解】A氨基是取代基,属于中性原子团,结合微粒计
3、算电子数1mol 9NA9NA,故 A 错误;BH218O 的摩尔质量均为20g/mol,2gH218O 的物质的量为0.1mol,分子中含有的中子数、电子数均为10个,则 0.1mol 混合物中含有的中子数、电子数均为NA个,故 B 正确;CpH=1 的 H2SO4溶液中,由pH-lgc(H)1,H2SO4溶液 c(H)0.1mol/L,10L 溶液 n(H)1mol,所含 H数目为 NA,故 C错误;D电解法精炼铜,粗铜含有杂质金属,阳极先是锌、铁、镍失电子,然后才是铜失电子,当阳极质量减少 64g 时,阳极失去的电子数不是2NA,故 D 错误;故答案选B。3已知:BrH2 HBr H,其
4、反应的历程与能量变化如图所示,以下叙述正确的是A该反应是放热反应B加入催化剂,E1E2的差值减小CHH 的键能大于HBr 的键能D因为 E1E2,所以反应物的总能量高于生成物的总能量【答案】C【解析】【分析】根据反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小来判断反应的热效应。反应的能量变化与反应途径无关,催化剂只改变反应速率,与该反应的能量变化无关。【详解】A.若反应物的总能量生成物的总能量,则反应为放热反应;若反应物的总能量生成物的总能量,则反应为吸热反应,此图中生成物总能量高于反应物,故该反应为吸热反应,A错误;B.E1-E2的差值即为此反应的焓变,催化剂只改变活化能,与焓值无关,B错误;C.
5、此反应为吸热反应,故断开H-H 键所需要的能量高于生成H-Br 键放出的能量,C 正确;D.因为 E1E2,所以反应物的总能量低于生成物的总能量,此反应吸收热量,D 错误,故合理选项是C。【点睛】本题考查吸热反应和放热反应,在化学反应中,由于反应中存在能量的变化,所以反应物的总能量和生成物的总能量不可能相等,根据二者能量差异判断反应的热效应。4室温下,用0.100mol?L-1NaOH 溶液分别滴定20.00mL0.100mol?L-1的 HA 和 HB 两种酸溶液,滴定曲线如图所示 已知 AG=lg+-c(H)c(OH),下列说法不正确的是()A P点时,加入NaOH 溶液的体积为20.00
6、mL BKa(HB)的数量级为10-4C水的电离程度:NM=P D M、P两点对应溶液中存在:c(A-)=c(B-)【答案】D【解析】【分析】未加 NaOH 溶液时,HA 的 AG=12,则 c(H+)?c(OH-)=10-14,c Hc OH=10-12,则 c(H+)=0.1mol/L=c(HA),HA 是强酸;未加 NaOH 溶液时,HB 的 AG=9,则 c(H+)?c(OH-)=10-14,c Hc OH=10-9,则 c(H+)=10-2.5mol/L 0.1mol/L,则 HB是弱酸;【详解】A P点 AG=0 时,c(H+)=c(OH-),混合溶液呈中性,HA 是强酸,酸碱的物
7、质的量相等,酸碱的物质的量浓度相等,则酸碱体积相等,所以加入NaOH 溶液的体积为20.00mL,故 A 正确;BHB 的电离程度较小,则溶液中c(B-)c(H+)=10-2.5mol/L,c(HB)0.1mol/L,Ka(HB)=+-c(H)c(B)c(HB)=-2.5-2.510100.100=10-4,故 B 正确;C酸或碱抑制水电离,弱离子促进水电离,且酸中c(H+)越大其抑制水电离程度越大,M、P点溶液都呈中性,则M、P点不影响水的电离,N 点 NaB 浓度较大,促进水电离,所以水的电离程度:NM=P,故 C 正确;DM、P点的 AG 都为 0,都存在 c(H+)=c(OH-),混合
8、溶液呈中性,加入的NaOH 越多,c(Na+)越大,溶液中存在电荷守恒,则存在P点 c(A-)=c(Na+)、M 点 c(Na+)=c(B-),但是 c(Na+):MP 点,则c(A-)c(B-),故 D 错误;答案选 D。【点睛】本题考查酸碱混合溶液定性判断,明确混合溶液中溶质及其性质、酸的酸性强弱是解本题关键,注意 B中微粒浓度的近似处理方法。5锂 铜空气燃料电池(如图)容量高、成本低,该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力,其中放电过程为:2LiCu2O H2O 2Cu 2Li+2OH-,下列说法错误的是A整个反应过程中,氧化剂为O2B放电时,正极的电极反应式为:Cu2OH2O2e-
9、2Cu 2OH-C放电时,当电路中通过0.1 mol 电子的电量时,有0.1 mol Li+透过固体电解质向Cu 极移动,有标准状况下 1.12 L 氧气参与反应D通空气时,铜被腐蚀,表面产生Cu2O【答案】C【解析】A,根据题意,该电池通过一种复杂的铜腐蚀“现象”产生电力,放电过程中消耗Cu2O,由此可见通入空气Cu腐蚀生成Cu2O,由放电反应推知Cu极电极反应式为Cu2O+2e-+H2O=2Cu+2OH-,Cu2O 又被还原成 Cu,整个过程中Cu相当于催化剂,氧化剂为O2,A 项正确;B,放电时正极的电极反应式为Cu2O+2e-+H2O=2Cu+2OH-,B 项正确;C,放电时负极电极反
10、应式为Li-e-=Li+,电路中通过0.1mol 电子生成0.1molLi+,Li+透过固体电解质向Cu极移动,反应中消耗O2物质的量为0.1mol4=0.025mol,在标准状况下O2的体积为0.025mol22.4L/mol=0.56L,C项错误;D,放电过程中消耗Cu2O,由此可见通入空气Cu腐蚀生成 Cu2O,D 项正确;答案选C。6 化学在环境保护中起着十分重要的作用,电化学降解NO3-的原理如图所示。下列说法不正确的是()A A为电源的正极B溶液中H+从阳极向阴极迁移C电解过程中,每转移2 mol 电子,则左侧电极就产生32gO2D Ag-Pt 电极的电极反应式为2NO3-+12H
11、+10e-=N2+6H2O【答案】C【解析】A项,该装置中,硝酸根离子得电子发生还原反应,则Ag-Pt 电极为阴极,pt 电极为阳极,连接阴极的 B电极为负极,A为正极,故A项正确;B项,电解时阳离子向阴极移动,所以H+从阳极向阴极迁移,故 B项正确;C 项,左侧电极为阳极发生2H2O-4e-=4H+O2,所以每转移2 mol 电子时,左侧电极就产生 0.5 mol O2即 16g 氧气,故 C 项错误;D 项,阴极上硝酸根离子得电子发生还原反应,电极反应式为,故 D 项正确。综上所述,本题正确答案为C。点睛:考查电解池的反应原理。抓住氧化还原反应进行判定电池的阴阳极。根据氧化剂和还原剂进行电
12、极反应式的书写。7图所示与对应叙述相符的是A表示一定温度下FeS和 CuS的沉淀溶解平衡曲线,则Ksp(FeS)Ksp(CuS)BpH=2 的甲酸与乙酸溶液稀释时的pH 变化曲线,则酸性:甲酸乙酸C表示用 0.1000 molL-lNaOH 溶液滴定25.00 mL 盐酸的滴定曲线,则 c(HCl)=0.0800 mol L-1D反应 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)平衡时 NH3体积分数随起始n(N2)/n(H2)变化的曲线,则转化率:A(H2)=B(H2)【答案】C【解析】【详解】A当相同c(S2-)时,由图像可知,平衡时c(Cu2+)c(Fe2+),则 c(Fe2+)c(S2-)c
13、(Cu2+)c(S2-),根据 Ksp(FeS)c(Fe2+)c(S2-),Ksp(CuS)c(Cu2+)c(S2-),则 Ksp(FeS)Ksp(CuS),故 A 错误;B溶液中pH 值与 c(H+)间的关系为pH=-lgc(H+),溶液中c(H+)大,对应的pH 值就小,当稀释弱酸时,随着水的加入,稀释可以促进弱酸的电离,但是总体来讲,溶液体积的增量超过溶液中H+的物质的量的增量,表现为溶液中c(H+)n HV溶液减小,pH 值增大;由于稀释促进弱酸的电离,因而在稀释相同倍数的弱酸时,对于酸性较弱的酸,能够促进其电离,增加了溶液中H+的量,也就表现为c(H+)会较酸性较强的弱酸大些,pH
14、就较酸性较强的弱酸小些,因此总的来讲,酸性较强的弱酸稀释后对应的溶液pH 值越大,从图像看出,甲酸的酸性是较乙酸强,即酸性甲酸乙酸,故B 错误;C用 0.1000mol/L 的 NaOH 溶液滴定25.00mL 的盐酸溶液,由图像可知,当消耗NaOH 体积为 20.00mL时,溶液为中性,此时酸和碱恰好完全反应,溶液中c(H+)=c(OH-),即 n(H+)=n(OH-),则有c(HCl)V(HCl)=c(NaOH)V(NaOH),因此 c(HCl)c NaOH VNaOHVHCl=0.1000mol/L0.02000L0.02500L0.0800mol/L,故 C 正确;D由图像可知,A 与
15、 B状态时 NH3的百分含量相等,对于有两种反应物参加的可逆反应,增加其中一种反应物的物料可使另一种反应物的转化率增加;A 状态时,22n Nn H值较小,可认为是增加了H2的量使得H2自身的转化率变小,B 状态时,22n Nn H值较大,可认为是增加了N2的量,从而提高了H2的转化率,转化率 A(H2)不一定等于 B(H2),故 D 错误;答案选 C。8下列能源不属于直接或间接利用太阳能的是()A风能B江河水流能C生物质能D地热温泉【答案】D【解析】【详解】A.风能是因为地球表面受热不均匀而产生的空气流动,故A 不选。B.江河水流能是利用水循环,水循环是太阳能促进的,故B 不选。C.生物质能
16、是太阳能以化学能形式贮存在生物之中的能量形式,故C不选。D.地热温泉是利用来自地球内部的熔岩的地热能,故D 选。故选 D。9常温下,用0.1000mol L1 NaOH 溶液滴定20.00mL 0.1000 molL1某酸(HA)溶液,溶液中HA、A的物质的量分数(X)随 pH 的变化如图所示。已知(X)-c(X)c(HA)+c(A)下列说法正确的是A Ka(HA)的数量级为105B溶液中由水电离出的c(H):a 点 b 点C当 pH4.7 时,c(A)c(OH)c(HA)c(H)D当 pH7 时,消耗NaOH 溶液的体积为20.00mL【答案】A【解析】【详解】A.曲线的交点处,c(HA)=
17、c(A-),此时 pH=4.7,则-4.7-5+-ac Hc AKHAc HA=1010因此 Ka(HA)的数量级为 10-5,A 项正确;B.a 点、b 点溶液均显酸性,均抑制水的电离,a 点 pH 较小,溶液酸性较强,抑制水的电离程度更大,因此,溶液中由水电离出的c(H):a点 7,D 项错误;答案选 A。【点睛】利用曲线的交点计算Ka(HA),是该题的巧妙之处,因为该点c(HA)=c(A-),因此 Ka(HA)=c(H+),同学们在做水溶液中离子平衡的图像题的时候,多关注特殊的点,诸如曲线的交点、起点、恰好反应点、中性点等。10下列各组物质所含化学键相同的是()A钠(Na)与金刚石(C)
18、B氯化钠(NaCl)与氯化氢(HCl)C氯气(Cl2)与氦气(He)D碳化硅(SiC)与二氧化硅(SiO2)【答案】D【解析】【分析】根据晶体的类型和所含化学键的类型分析,离子晶体中一定含离子键,可能含共价键;分子晶体中不一定含化学键,但若含,则一定为共价键;原子晶体中含共价键;金属晶体中含金属键。【详解】A、钠为金属晶体,含金属键;金刚石为原子晶体,含共价键,故A 不符合题意;B、氯化钠是离子晶体,含离子键;HCl为分子晶体,含共价键,故B不符合题意;C、氯气为分子晶体,含共价键;He 为分子晶体,是单原子分子,不含化学键,故C 不符合题意;D、SiC为原子晶体,含共价键;二氧化硅也为原子晶
19、体,也含共价键,故D 符合题意;故选:D。【点睛】本题考察了化学键类型和晶体类型的关系,判断依据为:离子晶体中阴阳离子以离子键结合,原子晶体中原子以共价键结合,分子晶体中分子之间以范德华力结合,分子内部可能存在化学键。11X、Y、Z、W 是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中 Z的最外层电子数与X的核外电子总数相等。X、Z、W 形成的一种化合物结构为,该物质常用于制备纳米材料以及工业催化剂。下列说法正确的是A元素非金属性:XYZ B简单离子半径:YZ W C工业上常通过电解W 与 Z 形成的化合物制备W 单质D简单气态氢化物的稳定性:XNC,即 ZYX,故 A 项错误;B核外电子层数越多,半
20、径越大,核外电子层数相同,核电荷数越小,半径越大,所以简单离子半径N3-O2-Mg2+,故 B项错误;CMgO 熔点高,工业上常通过电解氯化镁制得单质镁,故C 错误;D非金属性越强,简单气态氢化物越稳定,所以CH4r(Y)r(X)r(W)B氧化物的水化物的酸性:H2XO3H2YO3CZWY是离子化合物,其水溶液中只存在电离平衡D单质熔点:Xr(X)r(Y)r(W),故错误;B.硅酸为弱酸,亚硫酸为弱酸,但亚硫酸的酸性比碳酸强,碳酸比硅酸强,故酸性顺序H2SiO3H2SO3,故正确;C.硫氢化钾是离子化合物,其完全电离,但其电离出的硫氢根离子既能电离、也能水解,存在电离平衡和水解平衡,故错误;D
21、.硅形成原子晶体,硫形成分子晶体,所以硅的熔点高于硫,故错误。故选 B。15 n-轴烯由单环n-烷烃每个碳原子上的两个氢原子被一个=CH2替换而成,部分轴烯的结构简式如图所示。下列说法错误的是碳原子数(n)6 8 10 12。结构简式。A轴烯的通式可表示为CmHm(m3 的整数)B轴烯可以使溴的四氯化碳溶液褪色C与足量H2完全反应,lmol 轴烯消耗 H2的物质的量为m mol D m=6的轴烯分子的同分异构体中含有两个碳碳三键的结构有4种【答案】C【解析】【分析】【详解】A每个 C原子形成4 个共价键,轴烯分子中C 原子数与H 原子数相同,所以轴烯的通式可表示为CmHm,选项 A 正确;B、
22、轴烯均含有碳碳双键,可以使溴的四氯化碳溶液褪色,选项B正确;C轴烯的通式可表示为CmHm,由题中数据可知,碳碳双键数目是碳原子数目的一半,故与足量H2完全反应,lmol 轴烯消耗 H2的物质的量为0.5m mol,选项 C错误;D该轴烯的分子式为:C6H6,含有 2 个碳碳三键的碳架结构分别为:CC-CC-C-C、CC-C-CC-C、CC-C-C-CC、C-CC-CC-C,故总共4 种,选项 D正确;答案选 C。【点睛】本题考查有机物结构简式的书写及同分异构体的判断,注意知识的归纳和梳理是关键,难度中等。易错点为选项 C,轴烯的通式可表示为CmHm,由题中数据可知,碳碳双键数目是碳原子数目的一
23、半。二、实验题(本题包括1 个小题,共10 分)16二氯化二硫(S2Cl2)是一种无色液体,有刺激性、窒息性恶臭。人们使用它作橡胶的低温硫化剂和黏结剂。向熔融的硫中通入限量的氯气即可生成S2Cl2,进一步氯化得SCl2。S2Cl2、SCl2、S的某些性质如下:实验室可用如图所示装置制备少量S2Cl2。(1)仪器 M 的名称是 _。(2)实验室中用高锰酸钾与浓盐酸制取Cl2的化学方程式为_。(3)欲得到较纯净的S2Cl2,上述仪器装置的连接顺序为e _ f(按气体流出方向)。D 装置中碱石灰的作用是 _。(4)S2Cl2粗品中可能混有的杂质是_(填化学式),从 S2Cl2粗品中提纯S2Cl2的操
24、作方法是_(填操作名称)。.(5)若产物S2Cl2中混入少量水,则发生反应的化学方程式为_。(6)对提纯后的产品进行测定:取mg 产品,加入50mL 水充分反应(SO2全部逸出),过滤,洗涤沉淀并将洗涤液与滤液合并,用100mL 容量瓶定容,取20.00mL 溶液与浓度为0.4000mol L-1的硝酸银溶液反应,消耗硝酸银溶液20.00mL,则产品中氯元素的质量分数为_(用含有 m 的式子表示)。【答案】圆底烧瓶42222KMnO16HCl()2KCl2MnCl5Cl8H O浓jkhicdab 吸收剩余的氯气,并防止空气中的水蒸气进入装置B 使 S2Cl2水解Cl2、SCl2、S 分馏(或蒸
25、馏)22222S Cl2H OSO3S4HCl142%m或1.42m【解析】【分析】(1)根据装置图分析仪器M 的名称;(2)高锰酸钾与浓盐酸在常温下生成氯化钾、氯化锰、氯气和水;(3)欲得到较纯净的S2Cl2,氯气先除杂、干燥,再与熔融的S反应,用冰水收集S2Cl2,最后用碱石灰收集多余氯气,注意导气管长进短出;(4)根据 S2Cl2、SCl2、S、Cl2的沸点较低分析;(5)S2Cl2和水发生歧化反应生成SO2、S、HCl;(6)滴定过程中反应的离子方程式是-+A+CllgAgC。【详解】(1)根据装置图,仪器M 的名称是圆底烧瓶;(2)高锰酸钾与浓盐酸在常温下生成氯化钾、氯化锰、氯气和水
26、,化学方程式为42222KMnO16HCl()2KCl2MnCl5Cl8H O浓;(3)欲得到较纯净的S2Cl2,氯气先除杂、干燥,再与熔融的S反应,用冰水收集S2Cl2,最后用碱石灰收集氯气;上述仪器装置的连接顺序为ej k h i c d abf。S2Cl2易水解,所以D 装置中碱石灰的作用是吸收剩余的氯气,并防止空气中的水蒸气进入装置B 使 S2Cl2水解;(4)氯气和硫可能有剩余,均有可能混入产品中,氯气过量时,会生成SCl2,因此 S2Cl2粗品中可能混有的杂质是SCl2、S、Cl2;根据 S2Cl2、SCl2、S、Cl2的沸点不同,S2Cl2粗品中提纯S2Cl2的操作方法是蒸馏(或
27、分馏);(5)S2Cl2和水发生歧化反应生成SO2、S、HCl,根据得失电子守恒配平反应式为22222S Cl2H OSO3S4HCl;(6)滴定过程中反应的离子方程式是-+A+CllgAgC,则 20.00mL 溶液中氯离子的物质的量是0.4mol L-1 0.02L=0.008mol,产品中氯元素的质量分数为1000.008mol 35.5g/mol20100%gm=142%m;三、推断题(本题包括1 个小题,共10 分)17重要的化学品M 和 N 的合成路线如图所示:已知:iiiiiiN 的结构简式是:请回答下列问题:(1)A 中含氧官能团名称是_,C 与 E生成 M 的反应类型是_(2
28、)写出下列物质的结构简式:X:_ Z:_ E:_(3)C和甲醇反应的产物可以发生聚合反应该聚合反应的产物是:_(4)1mol G 一定条件下,最多能与_mol H2发生反应(5)写出一种符合下列要求G 的同分异构体_有碳碳叄键能发生银镜反应一氯取代物只有2 种(6)1,3丙二醇是重要的化工物质,请设计由乙醇合成它的流程图_,合成路线流程图示例如下:CH2=CH2CH3CH2BrCH3CH2OH【答案】羟基、醛基酯化反应CH2=CHCHO 3 CH3C CCH2CHO或 CH3CH2C CCHO 等【解析】【分析】有机物 X 与 HCHO发生信息i 的反应,结合A的分子式为C9H10O2可知,X
29、 为,A 为,A 发生消去反应脱去1分子 H2O 生成 B,故 B 为,B 氧化生成C为;由信息iii 中 N 的结构,结合信息ii 中反应以及M 的分子式C41H36O8可知,形成M 的物质为、,所以 E为,C 与 E通过酯化反应生成M;由 Y到E的转化,结合E的结构可知,Y不含苯环,再结合G 的结构可知,化合物Z 中含有苯环,结合反应信息i 可知,Y为 CH3CHO,由 N 的结构,结合信息ii 中反应可知,E、G 分别为 CH2=CHCH=CHCHO、中的一种,由E的结构可知G 为 CH2=CHCH=CHCHO,比较 G 与 Y的结构可知,Z为 CH2=CHCHO,Y 和 Z 发生加成反
30、应得F为 CH2=CHCH(OH)CH2CHO,F发生消去反应得G,Y与甲醛发生加成反应得D 为(HOCH2)3CCHO,D 与氢气发生加成反应得E,乙醇合成1,3丙二醇,可以将乙醇氧化成乙醛,用乙醛再与甲醛发生加成后再还原即可得到1,3丙二醇,据此答题。【详解】(1)由上述分析可知,A 为,含有羟基、醛基,C与 E通过酯化反应生成M;(2)由上述分析可知,X的结构简式是,Z为 CH2=CHCHO,E为;(3)C 为;和甲醇发生酯化反应得到的产物再发生加聚反应生成高聚物为;(4)G 为 CH2=CHCH=CHCHO,1mol G 一定条件下,最多能与3mol H2发生反应;(5)G 为 CH2
31、=CHCH=CHCHO,根据条件 有碳碳叄键,能发生银镜反应,说明有醛基,一氯取代物只有 2 种,则符合要求的G 的一种同分异构体为CH3C CCH2CHO或 CH3CH2C CCHO 等;(6)乙醇合成1,3丙二醇,可以将乙醇氧化成乙醛,用乙醛再与甲醛发生加成后再还原即可得到1,3丙二醇,合成路线为。四、综合题(本题包括2 个小题,共20 分)18二甲醚(CH3OCH3)被称为“21 世纪的清洁燃料”。利用甲醇脱水可制得二甲醚,反应方程式如下:2CH3OH(g)垐?噲?CH3OCH3(g)+H2O(g)H1(1)二甲醚亦可通过合成气反应制得,相关热化学方程式如下:2H2(g)+CO(g)垐?
32、噲?CH3OH(g)H2CO(g)+H2O(g)垐?噲?CO2(g)+H2(g)H33H2(g)+3CO(g)垐?噲?CH3OCH3(g)+CO2(g)H4则 H1 _(用含有H2、H3、H4的关系式表示)。(2)经查阅资料,上述反应平衡状态下Kp 的计算式为:2708.6137lnKp=-2.205+T(Kp 为以分压表示的平衡常数,T 为热力学温度)。且催化剂吸附H2O(g)的量会受压强影响,从而进一步影响催化效率。)在一定温度范围内,随温度升高,CH3OH(g)脱水转化为二甲醚的倾向_(填“增大”、“不变”或“减小”)。某温度下(此时Kp=100),在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时
33、刻测得各组分的分压如下:物质CH3OH CH3OCH3H2O 分压/MPa 0.50 0.50 0.50 此时正、逆反应速率的大小:v 正 _v 逆(填“”、“”或“”)。200时,在密闭容器中加入一定量甲醇CH3OH,反应到达平衡状态时,体系中 CH3OCH3(g)的物质的量分数为_(填标号)。A13B13C1312D12E 12300时,使CH3OH(g)以一定流速通过催化剂,V/F(按原料流率的催化剂量)、压强对甲醇转化率影响如图 1 所示。请解释甲醇转化率随压强(压力)变化的规律和产生这种变化的原因,规律_,原因 _。(3)直接二甲醚燃料电池有望大规模商业化应用,工作原理如图2所示。该
34、电池的负极反应式为:_。某直接二甲醚燃料电池装置的能量利用率为50%,现利用该燃料电池电解氯化铜溶液,若消耗2.3g 二甲醚,得到铜的质量为_ g。【答案】H4-2H2-H3减小C 规律:压强增大,甲醇转化率减小原因:压强增大,催化剂吸附水分子的量增多,催化效率降低CH3OCH3-12e-3H2O2CO212H+9.6g【解析】【分析】(1)结合已知热化学反应方程式,根据盖斯定律解答;(2)根据温度对2CH3OH(g)垐?噲?CH3OCH3(g)+H2O(g)反应的平衡移动的影响分析;结合反应2CH3OH(g)垐?噲?CH3OCH3(g)+H2O(g),根据表格数据,比较Qp 与 Kp 的大小
35、,确定反应进行方向,进而判断正、逆反应速率的大小;200时,根据2708.6137lnKp=-2.205+T(Kp 为以分压表示的平衡常数,T 为热力学温度)计算平衡时 Kp,结合反应2CH3OH(g)垐?噲?CH3OCH3(g)+H2O(g)判断达平衡状态时体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数;300时,根据图1 中曲线随压强的变化分析变化规律;(3)该电池为燃料电池,燃料电池中一般燃料做负极,燃料燃烧生成二氧化碳和水,据此书写负极反应式;计算 2.3g 二甲醚完全燃烧时转移电子的物质的量,再根据电子守恒计算生成铜的质量。【详解】(1)已知:2H2(g)+CO(g)垐?噲?CH3OH(g
36、)H2 CO(g)+H2O(g)垐?噲?CO2(g)+H2(g)H33H2(g)+3CO(g)垐?噲?CH3OCH3(g)+CO2(g)H4由盖斯定律可知,-2-得 2CH3OH(g)垐?噲?CH3OCH3(g)+H2O(g)H1=H4-2H2-H3;(2)2708.6137lnKp=-2.205+T,则 Kp=2708.61372.205-Te,温度越高,2708.6137T越小,2708.61372.205-Te越小,即Kp 越小,反应向逆向进行倾向增大,则CH3OH(g)脱水转化为二甲醚的倾向减小;结合反应2CH3OH(g)垐?噲?CH3OCH3(g)+H2O(g)可知Qp=323232
37、pp0.50.5=pCH OCHgH O gCH OH0.g5=1 Kp=100,则反应正向进行,则v正v逆;200时,根据:2708.6137lnKp=-2.205+T2708.6137-2.205+=273.15+2003.52,则 Kp1。若反应初始投入 CH3OH(g)1mol,完全反应全部转化为CH3OCH3(g)和 H2O(g),根据反应比例关系,CH3OCH3(g)和 H2O(g)各占一半,即CH3OCH3(g)的物质的量分数为12,由于反应为可逆反应,不可能完全转化,反应平衡时,CH3OCH3(g)的物质的量分数小于12;如果平衡时三种物质的含量相同,即均为1/3,由于反应前后
38、体积不变,则此时Kp1,因此要使Kp1,则 CH3OCH3(g)的物质的量分数一定大于13。答案选C;300时,根据图 1 中曲线随压强的变化规律:当压强越大,甲醇转化率减小;根据反应2CH3OH(g)垐?噲?CH3OCH3(g)+H2O(g),反应前后气体体积不变,平衡不随压强的变化发生移动,出现该图曲线变化的原因是:压强增大,催化剂吸附水分子的量增多,催化效率降低;(3)该电池为燃料电池,燃料电池中一般燃料做负极,负极发生氧化反应,燃料燃烧生成二氧化碳和水,结合装置如图2,负极反应式:CH3OCH3-12e-3H2O2CO212H+;负极反应式为CH3OCH3-12e-3H2O2CO212
39、H+,2.3g 二甲醚物质的量为2.3g46g/mol=0.05mol,二甲醚燃料电池装置的能量利用率为50%时,转移电子的物质的量=0.05mol 12 50%=0.3mol,根据Cu2+2e-=Cu,则生成铜的物质的量=120.3mol=0.15mol,质量为0.15mol 64g/mol=9.6g。19我国第二代身份证采用的是具有绿色环保性能的PETG新材料,该材料可以回收再利用,而且对周边环境不构成任何污染。PETG的结构简式如下:可采用的合成路线如图所示:已知:A的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一。+4KMnO/H RCOORlR2OH RCOOR2R1OH(R、R1
40、、R2表示烃基)试回答下列问题:(1)C 的名称为 _,反应 的类型为 _。(2)反应 所需条件为 _,试剂 X为_。(3)写出 I 的结构简式:_。(4)写出反应 的化学方程式:_(5)与 E互为同分异构体,且满足以下条件的有机物共有_种,其中核磁共振氢谱有4 组峰,峰面积比为 1:2:2:1 的一种同分异构体的结构简式为_。芳香化合物;一定条件下能发生银镜反应;能与 NaHCO3溶液反应生成气体。(6)请以甲苯为原料,设计制备苯甲酸苯甲酯的合成路线_。(无机试剂任选,合成路线示例见本题干)【答案】1,2-二溴乙烷加成反应光照NaOH 溶液+3H2催化剂13【解析】【分析】根据 PETG的结
41、构简式可以看出PETG是由、HOCH2CH2OH、三种单体通过缩聚反应得到的一种高聚物;PETG和甲醇反应生成D、I 和 H,根据已知信息结合流程图可知D 和 H 是醇,则 E是,B和高锰酸钾反应生成E,则 B是,B 和氯气发生取代反应生成F为,F发生水解反应生成G 为,G 与氢气发生加成反应生成H 是,故 D 是乙二醇,则 A 是乙烯,乙烯和溴发生加成反应生成C为 1,2-二溴乙烷,PETG和甲醇反应生成D、I 和 H,结合题给信息知,I 是,据此解答。【详解】(1)C 的结构简式为BrCH2CH2Br,名称为 1,2-二溴乙烷。反应 是乙烯和溴的加成反应生成C。(2)反应 是 B和氯气的取
42、代反应,所需条件为光照,F发生水解反应生成G,则试剂X 为 NaOH 溶液。(3)I 的结构简式为。(4)反应 是苯环和氢气的加成反应,反应的化学方程式为+3H2催化剂。(5)与 E()互为同分异构体,且满足以下条件 芳香化合物含有苯环;一定条件下能发生银镜反应含有醛基;能与 NaHCO3溶液反应生成气体含有羧基。如果苯环上含有2 个取代基,应该是 COOH和 OOCH,有邻间对三种;如果含有3 个取代基,则应该是COOH、CHO和 OH,有10 种,共计是13 种。其中核磁共振氢谱有4 组峰,峰面积比为1:2:2:1 的一种同分异构体的结构简式为。(6)根据已知信息结合逆推法可知以甲苯为原料制备苯甲酸苯甲酯的合成路线图为。