山东省泰安市2022届高三二模考试化学试题及答案.pdf

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1、山东省泰安市2022届高三二模考试化学试题一、单选题1.科技创新让2022年北京冬奥会举世瞩目。对下列科技创新所涉及的化学知识判断正确的是A.颁奖礼服内添加了石墨烯发热材料,石墨烯和C6o是同位素B.冬奥火炬“飞扬“使用氢气作为燃料,氢气屈千一次能源C.速滑竞赛服使用聚氨酷材料可减少空气阻力,聚氨酷是高分子材料D.制造速滑馆冰面采用的超临界二氧化碳与普通二氧化碳化学性质不同2.物理小识中对锁金法有如下叙述:“以采和金涂银器上,成白色,入火则采去,而金存,数次即黄。”其中“入火则采去“是指A.蒸发B.升华C.分液D.分熘3.W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,原子序数总和为25,Y

2、是地壳中含量最多的元素,由这四种元素形成的某化合物的结构如图所示。下列叙述正确的是/w r 2-z令I义Y.Yx、Y/|Z才Yx一y-Y|W Y w/A.原子半径大小:ZYXWB.该化合物具有强氧化性,用千消毒杀菌C.X可与Y形成XY、XY2等共价化合物D.W分别与X、Y、Z形成的化合物所含化学键类型相同4.科学家利用辣椒素(结构简式如图)来识别皮肤神经末梢中对热有反应的感受器。有关辣椒素的叙述正确的是9/。HO 兀计A.含有5种官能团B.所有碳原子可能在同一平面C.既能与NaOH反应,又能与比SO4反应D.1 mol该物质和淏水反应时,最多可消耗4mol Br2 5.下列有关海水综合利用的离

3、子方程式不正确的是A.海水提镁中用石灰乳沉镁:Mg2+20Ir=Mg(OH)2-!-B.海水提澳中用S02水溶液宫媒澳:S02+Br2+2H20=4H+So-+2Br-通电C.氯碱工业中电解饱和食盐水:2cr+2H20=Cl2 t+20W+H2 t D.侯氏制碱法中获取碳酸氢钠:Na+CO2+NH3+H20=NaHC03.J,+NH;6.下列说法正确的是A.NCh分子的极性比PCb的大 B.CH3CH=CHCH=CH产键长不相同C.NO;的空间构型为三角锥形D.基态原子中,4s电子能蟹较高,总是在比3s电子离核更远的地方运动7.下列实验结果不能作为相应定律或原理的证据是A B C ID 勒夏特

4、列原理元素周期律盖斯定律1阿伏加德罗定律实验方案将NO.球漫泡在冰水和热水中战噙于噙)一嗤饱)叭I础邸)1_1 1电解水结左球气体颜色加深烧瓶中冒气泡,测得AH为压与02的体积果1右球气体颜色变浅试管中出现浑浊AH/、AH2的和比约为2:1 A.A B.B C.C D.D 8.氨砌炕(NH3BH3)电池可在常温下工作,装置如图所示。未加入氨棚院之前,两极室质量相等电池反应为NH3BH计3比02=NH心02+4H心。已知比02足量,下列说法正确的是多多多尸仇02溶液衮羡翠:伲!:/:/:I 质子交换膜A.若左右两极室质昼差为1.9g,则电路中转移0.3mo!电子B.电池工作时,甘通过质子交换膜向

5、负极移动C.电池工作时,正、负极分别放出比和NH3D.正极的电极反应式为比0订2H勹2e-=2H心9.水合阱又称水合联氨广泛用千还原剂抗氧化剂、发泡剂等。其制备原理为:NaCI0+2NH3沁H4比O+NaCI。用如图装置制取水合阱有关分析正确的是a b e 水水氨浓f今寄氧化钙A.装置的连接顺序是:f-+a-+b-+d-+c-+eB.e所在装置的漏斗可以没入水面以下C.f所在装置可以快速制备氨气D.操作过程中要快速滴加NaCIO溶液10.设凡为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是A.11.2LC儿和22.4LCh(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为一定为1.5NA B.120g Mg

6、S04与NaHS04的固体混合物中含有阳离子总数一定为NAC.3.2g Cu完全溶千一定量的浓硝酸,转移电子数一定为0.1NA D.2.3gC扎0中含有的C-H共价键数目 一定为0.3NA COOCH,COOCH3 11.CH3-CH=CH-COOC比有两种立体异构体和丿,由CH3CHO和Ph3P=CHCOOC比反应制取这两种异构体的历程中能量变化如图E+-+Ph3p t 6 Ph3P-吼00卢CH300C只P)i,P=CCOOCH,+丸反应过程已知:在立体结构中,实线表示该键在纸平面上,实樑形线表示该键在纸前方,虚线表示该键在纸后方。下列说法正确的是COOCH3 COOCH3 A.J 比稳定

7、/B.温度升高,CH3CHO的转化率减小COOCHJ P灼p-0C.生成J的过程中,速率最快的是由生成COOCH=/3的反应 c11poc D.两个反应历程中,中间产物相同12.已知SrF2屈千难溶千水、可溶千酸的盐。常温下,用HCI调节SrF2浊液的pH,c(HF)测得在不同pH条件下,体系中lgc(X)(X为S产或F)与lg一一的关系如图所示。oL c(H+)6-lgc(X)L2 L1 1.0,2.2)-3-2-1 0 I 2 3 lg至c(H+)下列说法错误的是A.L1代表lgc(S产)与lgc(HF)c(H+)、的变化曲线B.K,p(SrF2)的数量级为lO.9C.a、c两点的溶液中均

8、存在2c(Sr2+)=c(F)+c(HF)D.c点的溶液中存在c(CI)c(Sr2+)=c(HF)c(W)二、多选题13.下列说法正确的是A.向乙醇中加入绿豆大小的金屈钠有气体产生,说明乙醇中含有H心B.向庶糖中加入浓硫酸,庶糖变黑后膨胀,说明浓硫酸具有吸水性和强氧化性C.向NaHC03溶液中滴加紫色石蕊试液,溶液变蓝,说明KwKa 1(H2C03)K12(H2C03)D.向苯酚稀溶液中逐滴加入饱和澳水有白色沉淀产生,说明胫基对苯环性质产生影响14.关千化合物(如图),下列说法正确的是。、C/oCH3 HCa:a:aC-0-H勹N H/A.该分子的不饱和度为8B.分子中含有1个不对称碳原子C.

9、可以发生加成反应和取代反应D.不能使酸性KMn04稀溶液褪色15.生活污水中的氮和磷元素主要以按盐和磷酸盐形式存在,可用铁、石墨作电极,用电解法去除。电解时:如图一原理所示司进行除氮;翻转电源正负极,可进行除磷,利用F产将PO转化为Fe3(PO心沉淀。下列说法不正确的是翻转正负极H舟Cl2、c10-Cl一丿NH;、NH3图一987 65 Hd t 4翻转正负极翻转正负极3 0 10 20 30 40 50 60 70 80 电解时间min图二A.图二中020min脱除的元素是氮元素,此时石墨作阴极B.溶液pH越小,有效氯浓度越大,氮的去除率越高C.图二中2040min脱除的元素是磷元素,此时阴

10、极电极反应式为:2H+2e=H订D电解法除氮中有效氯CIO一氧化N比的离子方程为:3ClO+2NH3=3Cl+N2+3比0三、工业流程题16.天空课堂第二课中航天员展示了金属钻(40Zr)在无容器实验柜中从液体变成固体时的“再辉“现象。以铝英石(主要成分是Z心04,还含有少量Ah03、Si02、Fe203等杂质)为原料生产铅的流程如图所示:液体a卢海绵铅固体残渣已知:常温下,ZrCl4是白色固体,604K升华,遇水强烈水解:ZrCLi+9H20=ZrOCh-8庄0+2HCI,在浓盐酸中会析出ZrOCl2.8H心沉淀。请回答下列问题:(1)“高温气化”中可发生多个反应,写出发生的主要反应的化学方

11、程式是。(2)分饿过程中,为防止产品变质,过程中一定需要注意的是。液体a的电子式曰走(3)实验室中洗涤Zr0Cb-8H心沉淀操作是。(4)”还原”中氧化剂是(填化学式)。(5)由于铅铅(Hf)矿石共生,这样制得的铅中常含有少量的给,需要进一步分离提纯。第一步:溶解分离将样品溶千氢氪酸后再加入一定量KOH溶液,钻和给均以MF62存在。O已知在水中氐HtF6比K弘r凡的溶解度大,且K弘r凡的溶解度随温度的升高而增大,可以利用方法进行分离。离子交换法:利用强碱型酚醋树脂R-N(CH汃Cl阴离子交换剂进行交换分离,原理是:2RN(CH心Cl+K2ZrF6=RN(CH初ZrF社2KCI;2RN(CH中C

12、l+K2HtF6=RN(CH心HtF社2KCI。然后再用HF和HCI混合溶液为淋洗剂,先后将这两种阴离子淋洗下来,达到分离的目的。这种方法能够将铅、铅分离的原因是将所得溶液与有机相磷酸三丁酷(TBP)充分混合、振荡,可以达到Zr与Hf分离。这种分离方法是。第二步:高温还原在高温条件下,加入铝将制得的K2Zr凡还原可得铅,反应的化学方程式是。四、结构与性质17.以物质的昼之比3:1的Fe和Al共熔后结品得Fe3AJ品体,晶胞结构如图一所示,该晶胞为立方晶胞,晶胞参数为apm。血红素(如图二)是血红蛋白的活性部位,其中心元素是Fe(II)。二者是常见的含铁物质,请回答下列问题。m LtL 加CH3

13、、C斗图一图二血红素结构式(l)F产的价电子排布式为:。(2)血红素分子中非金屈元素电负性由大到小的顺序是(用元素符号表示);这些元素形成的简单氢化物中沸点由高到低的顺序是(用化学式表示);C、N、O三种元素形成一种阴离子CNO,其结构中有个G键,个7键。(3)有机分子中的闭环平面结构中,成环原子的冗电子数等于4n+2(n=I,2,3)时,该环具有芳香性。n环为血红素中含N最小环,且为平面结构,则N杂化类型为;该环(填“有、“无”)芳香性。(4)Fe3Al晶胞中,fA1=bpm,fpe=C pm,则该晶胞的空间利用率为(以含7的代数式表示)。(5)m原子的原子分数坐标为;晶胞内任意两个Al原子

14、之间的距离为pm。(6)Fe3Al晶体的密度为g-cm-3o 五、原理综合题18.氮及其化合物的研究对千生态环境保护和工农业生产发展非常重要。答下列问题:(1)已知:4NH3(g)+302(g)=2N2(g)+6H心(g)凶仁akJ-mol飞N2(g)+02(g)=2NO(g)tiH=+b kJ.mot-1;用NH汁崔化还原NO,可以消除氮氧化物的污染。写出反应的热化学方程式(2)不同温度下,工业催化合成氨N2(g)+3H2(g)唔q2NH3(g)反应的K值随温度变化如表。温度1c25 400 450 K 5 xl08 0.507 0.152 从平衡角度考虑,工业合成氨应该选择常温条件,但实际

15、工业生产却选择500C左右的高温,解释其原因。(3)某科研组提出合成氨的”表面氢化机理“如图所示,可在较低的电压下实现氮气的还原合成氨:*H+e-=*H 沁(g)+2*H中间体间体4H+4e-=2NH3(g J 飞L&t (已知:第一步:H忤e-=*H(快)(吸附在催化剂表面的物质用表示);第二步:N2+2*H中间体(吸附在催化剂表面)(慢);第三步:(快)(写出第三步的方程式)。其中,第二步为决速步,原因是(从反应物分子结构角度)。(4)向恒温密闭容器中充入一定物质的揽N2、比混合气体,在不同催化剂作用下的进行反应N2(g)+3H2(g)唔q2NH3(g)t,.H I I I 催化剂II(/

16、I l l l I,;I I I I 催化剂III/I I I I I I I I TI T2 T3 T4 T5 温度k根据图示,b点v正V总填、”-OH 的合成路线(用流程图表示,无机试剂、有机溶剂任选)。七、实验题20.氨基甲酸按(H2NCOONH4)是一种重要的化工原料,易分解,极易水解。实验室利用下列反应和相关装置制备氨基甲酸按。2NH3(g)+C02(g)唔?HiNCOQNH4(s)f.HXYW,故A错误;B.该化合物含有类似过氧根结构,因此具有强氧化性,可杀菌消毒,故B正确;C.X为B,y为0,X与Y可形成X2Y3共价化合物,故C错误;D.W为H,X为B,y为0,都是非金属元素,H

17、与X或Y形成化合物只有共价键,Z为Na,与H形成化合物NaH含离子键,故D错误;答案B。4.C【解析】【详解】A.由图可知,该物质中含有酚胫基、酰键、NH-CO和碳碳双键4种官能团,故A错误。B.如图所示I了/气,图中用“*”标记的4个碳原子不可能HO 处于同一平而,因此该物质中所有碳原子不可能在同一平面,故B错误;C.该物质含有酚经基,能与NaOH反应,含有NH-CO-,能与H2S04反应,故C正确;D.碳碳双键和淏以l:l发生加成反应,苯环上酚轻基的邻、对位H原子能和澳以l:l发生取代反应,lmol该物质和澳水反应时,取代消耗lmol,加成消耗lmol,最多可消耗2mo!Br2,故D错误;

18、答案选C。5.A【解析】【详解】A.石灰乳在离子方程式中应写化学式,该离子方程式为:Mg2+ca(OH)2=Mg(OH)2+ca2+,故A错误;B.浪单质与二氧化硫在溶液中反应生成强酸硫酸和HBr,离子方程式正确,故B正确;C.电解饱和食盐水生成氯气、氢气和NaOH,离子方程式正确,故C正确;D.侯氏制碱法中获取碳酸氢钠反应为NaCI+C02+NH3+H20=NaHC03-1-+NH4Cl,其中氯化钠和氯化饺均为强电解质可拆,离子方程式正确,故D正确;故选:A。6.B【解析】【详解】A.NCb分子PCb分子都为三角锥形,因为N元素的电负性与Cl元素接近,NCl3分子的极性比PCb的小,故A错误

19、;B.不同杂化类型的轨道形成的共价键键长不同,是sp3杂化轨道和sp2杂化轨道形成的,而是两个sp2杂化轨道形成的,键长不相同,故B正确;5+1 C.NO;中心原子的价层电子对数为-3,的空间构型为平面三角形,故C错误;2 D电子层是距离原子核由近到远排列 的,则多电子原子中电子离核的平均距离4s3s,离原子核越远,层数越大,能痲越高,4s电子在4s区域出现的几率多,但不总是在比3s电子离核更远的区域运动,故D错误;故选B。7.B【解析】【详解】A.反应2N02(g)=沁04(g)的正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,产生更多的N02气体,二氧化氮浓度增大,左侧气体颜色加深;降低温度,化

20、学平衡向放热的正反应方向移动,二氧化氮浓度减小,右侧气体颜色变浅,能够用勒夏特列原理解释,A不符合题意;B.烧瓶中冒气泡,证明酸性:HCJH2C03,但HCI不是最高价氧化物对应的水化物,不能 比较C、Cl的非金屈性强弱;试管中出现浑浊,可能是由于发生反应:2HCl+Na2Si03=2NaCl+H2SiO斗,也可能是由于发生反应:C02+H心Na2Si03=Na2C03+H2SiO斗,无法用元素周期律解释,B符合题意;C.根据盖斯定律司知:t:.H=t:.H户t:.H2,能够用盖斯定律解释,C不符合题意;D.根据电子守恒可知,电解水生成比与02的物质的量之比2:l,结合阿伏伽德罗定律可知,比与

21、02的体积比约为2:1,D不符合题意;故合理选项是B。8.D【解析】【分析】电池的总反应式为:NH3BH3+3庄02=N比B02+4比0,由此可知NH3BH3为负极,失电子发生氧化反应,电极反应式为:NH3BH计2比0-6e=NH4B02+6H飞比02溶液作正极,比02得到电子发生还原反应,电极反应式为:比02+2H勹2e=2H心,据此分析解答。【详解】A.未加入氨珊烧之前,两极室质忙相等,通入氨硐烧后,负极的电极反应式为:NH3 BH计2比0-6e=NH4B02+6H十,正极的电极反应式为:H心江2H+2e=2H心,氢离子由负极经过质子交换膜移向正极,当转移6mol电子,左室质最增加31g-

22、6g=25g,右室质楹增加6g,两级室质量相差19g,若左右两极室质量差为1.9g,则电路中转移电子6mol1.9 x=0.6mol,故A错误;19 B.电池工作时,阳离子向正极移动,W通过质子交换膜向正极移动,故B错误;C.结合电极反应可知,电池工作时,不能放出比和NH3,故C错误;D.H心2溶液作正极,正极的电极反应式为比02+2H+2e=2H心,故D正确;答案选D。9.C【解析】【分析】从制备反应方程式可知,制备水合阱时需先制备氨气,并将其通入NaCIO溶液中,氨气极易溶千水,且会污染环境,实验时要防倒吸,进行尾气处理,据此分析解答。【详解】A.制备水合阱时需先制备氨气,并将其通入NaC

23、IO溶液中,氨气极易溶于水,在两装置中间需要连接安全瓶用千防倒吸,为有利千氨气与NaCIO溶液反应,制备水合阱时氨气应从c所在装置的c口进入,最后用e所在装置进行尾气处理并防倒吸,则装置的连接顺序应是:f-a-b-c-d-e(a、b顺序可互换),故A错误;B.e所在装置的漏斗用千防倒吸,若没入水面 以下,则不能起到防倒吸的作用,故B错误;C.f所在装置中,利用Cao与水反应放热使氨气从氨水中逸出,可以快速制备氨气,故C正确;D.由题干信息可知,水合阱具有还原性,而NaCIO具有强氧化性,若滴加NaCIO溶液过快,过址的NaCIO能氧化水合阱,降低产率,故D错误;答案选C。10.D【解析】【详解

24、】A.标况下ll.2LC比的物质的蜇为0.5mol,22.4L Ch的物质的芷为Imo!,由于甲烧与氯气的反应前后分子数始终不变,则反应后分子的总物质的量仍然为0.5mol+lmol=l.5mol,反应后的分子数为l.5NA,故A正确;B.MgSQ4与NaHSO4的摩尔质量相同,则120gMgSQ4与NaHSO4的固体混合物的总物质的记为lmol,且两固体中阳离子数相同,则含有阳离子总数一定为NA,故B正确;C.3.2g Cu的物质的量为0.05mol,完全溶千一定量的浓硝酸,被氧化形成Cu2+,则转移电子数一定为0.1NA,故C正确;D.2.3gC泪心的物质的撇为0.05mol,C2压0可以

25、是甲醇也可以是二甲配,两种分子中含有的C-H共价键数目分别为5和6,则C-H共价键总数不一定为0.3NA,故D错误。故选:D。l l.C【解析】【分析】【详解】COOCTJ3 A.图像中/COOCH3 COOCH,比)能昼高,)稳定,A错误,B.图像该反应历程中生成两种物质都是吸热反应,温度升高,CH3CHO的转化率增大,B错误。PhP-O COOCll3 C.由Cll300C只生成V的过程活化能最小,反应速率快,C正确;COOCH,D.两个反应历程中,心 Cll)OOC。-PlbPO、气是生成的中间产物,Cll00C 5)|+Ph1P,CH300 同,D错误;故选C。12.A【解析】【分析】

26、Plb.P-9 是生成偏COOCH 习的中间产物,两个过程中间产物不根据题意,SrF2浊液存在溶解平衡:SrF2(s)Sr2+2F,用HCI调节溶液存在平衡:H+F HF。【详解】A.随着lgC(HF)c(W)的增大,则H+F HF逆向移动,F浓度增大,溶解平衡逆向移动,c(S产)减小,则lgc(S产)增大,对应曲线L2,A错误;B.岛(SrF2)=c(Sr2+)2(F)c(HF).C-F,取lg一c(H勹值为1,代入图示数据,K,p(Sr氏)10-4x(l02守10-8.4数量级为10-9,B正确;C.根据原子守恒,由溶解平衡可知2c(Sr2+)=c(P),有平衡W+F HF可知,溶解得到的

27、c(F)等千溶液中存在的c(F)与生成的c(HF)之和,故溶液中均存在2c(S产)c(F)+c(HF),C正确;D.由图可知c点处c(Sr2+)=c(F),则与W结合的F占了Sr氏溶解出来的一半,则加入的c(HF)c(HF)HCl多千生成的HF;C点对应lg一一值大千0,则一-l,即c(HF)c(H+),故溶液c(W)c(H+)中存在c(CJ-)c(Sr2+)=c(HF)c(W),D正确;故选A。13.CD【解析】【详解】A.乙醇也能与金屈钠反应产生氢气,无论有没有水,加入金屈钠都会有气体产生,A错误;B.向庶糖中加入浓硫酸,庶糖变黑,浓硫酸将庶糖中的氢原子和氧原子以2:1比例脱去,后膨胀,浓

28、硫酸与炭反应生成了气体,说明浓硫酸具有脱水性和强氧化性,B错误;C.向NaHC03溶液中滴加紫色石蕊试液,溶液变蓝,说明溶液呈碱性,HCO;的水解程度K 大千电离程度,即凡w k d(H2C03)Ka2(H2C03),则KwKa1(H长03)-JNCH H心NH3CH42 2(3)sp2有(4)16兀(3c3+b3)X 100%3a3(5)_4、3-4、3_4(五a 2(6)780 NA x a3 x 10-30【解析】(1)Fe2核外有24个电子,电子排布式为Ar3d气所以F产的价电子排布式为:3d6,故答案为:3d气(2)同周期元素自左至右,电负性增大,非金质性越强,电负性越大,故0、N、

29、C、H的电负性依次减小,即ONCH:0、N、C的简单氢化物分别为H心、NH3、CH4,水和氨气分子间存在氢键,沸点高千甲院,常温下水为液态,氨为气态,则沸点由高到低的顺序是比ONH仑CH4;CNO的结构式为0-CN,单键为o键,三键有-个(J键和两个叶建,所以其结构中有2个6键,2个冗键,故答案为:ONCH;比ONH3CH4;2;2。(3)由图可知,n环为平面结构,N原子上有3个共价键,则N杂化类型为sp2;成环原子的兀电子数等于6,则该环有芳香性,故答案为:sp2;有。(4)该晶胞为立方品胞,晶胞参数为apm,晶胞体积为:a3pm气一个晶胞中含有Fe原子数目l l 为:8x+6x:+12x-

30、:-+1+4=12,含有Al原子数目为:4,Fe3AJ晶胞中,rAl=bpm,rFe=c 8 2 4 4 4 4 pm,则品胞中Fe、Al原子的总体积为兀rFe3xl2+兀rAl3X4=兀(12c3+4b勺pm3=兀16 3 3 3 3(3c3+b3)pm3,所以该晶胞的空间利用率为l6兀(3c+b)X 100%,故答案为:l6兀(3c3+b勹3a3 3a3 x 100%。(5)3 由图一可知,m原子位千右后下方小立方体的中心,则m原子的原子分数坐标为(、4 3 I 4 4 一、);由品胞结构图可知,4个铝原子分别位千处千对角位置的4个小立方体的中心,五任意两个A原子之间的距离为晶胞面对角线长

31、的一半,即为apm,故答案为:a。五:2 2(6)I l I 一个晶胞中含有Fe原子数目为:8x:-+6x+l2x.:.+l+4=12,含有Al原子数目为:4,一8 2 4 个晶胞的质量m=(56xl2+27 x 4)g NA,晶胞的体积V=(ax1 o-10cm)3=a3 X l o30cm3,根据P=m 780 780 一,V 得Fe3AJ品体的密度为:NA xa xlO-30 gcm3,故答案为:NAx矿X10-30 o 18.(l)4NH3(g)+6NO(g)=SN2(g)+6比O(g)凶仁(-a-3b)kJ-mol1(2)从速率角度考虑,选择高温;从平衡角度考虑,选择室溫;从催化剂角

32、度考虑,500C左右催化剂活性高,且此温度时速率、转化率均较合适,综合效果好(3)2(*NH)+4W+4e-=2N比沁与H反应时,N2中三键键能大,断裂需要较高的能量(4)兀时,该反应达到平衡,催化剂不影响平衡转化率,故重合生巩(5)4 0.0145【解析】(1)已知:(D4NH3(g)+302(g)=2N2(g)+6H心(g)/J.H=-a kJ-mol丸 N2(g)+0 2(g)=2NO(g)!J.H=+b kJ-moJ1;根据盖斯定律,将迄)x3,整理可得4N H3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H20(g)/J.H=(-a-3b)kJ-mol片(2)根据温度与化学平衡常数关系可知

33、:温度升高,化学平衡常数减小,说明升高温度,化学平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,则该反应的正反应为放热反应。从平衡角度考虑,工业合成氨应该选择常温条件,但实际工业生产却选择500C左右的高温,这是由千从速率角度考虑,选择高温条件:从平衡角度考虑,选择室温;从催化剂角度考虑,5ooc左右催化剂活性高,且此温度时速率、转化率均较合适,综合效果好;(3)根据图示可知中间体为NH,反应前后原子守恒、电荷守恒,第三步反应为2个中间体与4个H+、4e反应产生2个NH3(g),则第三反应方程式为:2(*NH)+4W+4e=2NH3;其中,第二步为决速步,这是由千第二步反应中沁与H反应时,沁中三键键能

34、大,断裂需要较高的能岱速率慢。对千多步反应,整个反应速率快慢由慢反应决定,故第二步为决速步;(4)催化剂只能加快反应速率,缩短达到平衡所需时间,而不能使平衡发生移动。根据图示可知:b点未达到该温度下比的平衡转化率,说明反应正向进行,因此b点反应速率:VIEv逆;温度高于飞后曲线重合为ac,这是由于飞时,该反应达到平衡,催化剂不影响平衡转化率,故线重合在一起;c点时,正、逆反应瞬时速率方程:V点儿)k1-c3(H2)c(N2)和v逆(NH3)=k2c2(NH3),由千用不同物质表示反应速率时速率比等千化学方程式中化学计量数的比,则根据V.J/;(比)2 2 k1 c3(H2c(N2)可知v止(N

35、H沪v,l:;H沪K已(即c(N2),在平衡时用同一物质表示的正、3 3 2 逆反应速率相等,VI,.(NH3)=v.,iNH3),ki-c3(H分c(N2)=k2-c2(NH分,3 c2(NHJ 2k c2(NHJ 2k,即此条件下反应的平衡常数K=.c(N)c3仇)3k2c(N2)c3(H2)3k2.(5)(3)若q=lO,由题意可得:3m%+m%+10%=1,解得m=22.5,则N2比的起始物质 的蜇分数分别是22.5%、67.5%,假设开始时气体总物质的量为100mo!,则惰性气体的物质的量为10mol,N2为22.5mol,比为67.5mol。假设反应过程中消耗凡物质的量为xmoL根

36、据物质反应转化关系,可知同时消耗3xmo!H2,反应产生2xmol NH3,n(N2)=(22.5-x)mol,n(H沪(67.5-3x)mol,n(NH3)=2x mo!,根据NH3占总体积的,可得3 2x 2x 1(22.5-x)+(67.5-3x)+2x+l0 100-2x 3=,解得x=l2.5mol,则平衡时气体总物质的量为10(100-2x)mol=(l00-2xl2.5)mol=75 mo,则N公正和N压的分压为30MPax=4MPa、75 30 25 30 MPax=l2 MPa、30MPax=10MPa,则此时该反应的压强平衡常数K尸75 75 矿(NH3)P(N2).矿(1

37、12)(10i!Pa)2=O.0145MPa-2 0(4MPa)x(12MPa)3 19.(1)笋炭基、狻基还原反应(2)。勹0/。卢。(3)(l)OW)(2)11+H20(4)三H H二H/勹勹。(5)看H三:尸OH(l)Cu(OII),.NaOH,11)(2)H 三OH【解析】【分析】A是口,B的结构简式是/f OH 由A、B的结构简式和已知信。息CD可得X是、厂,再由B的分子式CuHl202,和C的分子式C11即02得结构简式为勹入丿LOHD是勹Cl由D和已知信息。可得E为,由信息和题干知F为,分子式为CnH28,H的分子式为C11H2s02,由G、H的分子式和反应条件可得H为。,由题干

38、可得为,据此分析。(I)由B的结构简式f OH 可得B中含氧官能团的名称为狭基、狻基;。由B的结构简式l|。节.OH 和C的结构简式为亡,可知化合物B-C是去氧的反应,所以反应类型是还原反应,OH 故答案为:翍基、狻基;还原反应;(2)。由分析可知化合物X结构简式是、/了;化合物E的结构简式是 枚答案为0勹o,l三(3)。由H和I。可得H-+l的化学方程式为:(1)(111-)(2)H+H心,故答案为:的结构简式和已知信息。(I)OW)(2)11+H20;(4)。B的结构简式是OH 分子式C11H1202,同时符合下列条件O包含两。I I 个碳环,且只含两个CH2-;包含:-cOOH,?-是不

39、对称碳原I I 子,苯环上只有1个取代基,则含有苯环,含有狻基和胫基等基团,结合B的分子式可得COOH 的结构简式为/次7/HO 勹/OH故答案为三HH二H/OH(5)结合题干信息可知由化合物:勹制取c60H,应该先从六元环变成五元环,结合题干路线知先氧化双键断键,再在一定条件下形成五元环,再氧化得最终产物,。故合成路线为co。量:千三HH。(I)Cu(三三OH故答案为:厂三岛-。三千三H三二三OHOA 20.(1)恒压滴液漏斗2N比Cl+Ca(OH)2=Ca Ch+2NH叶2H心碱石灰(2)通过调节漏斗旋塞控制浓氨水的滴加速度,使E中不产生气泡,也不倒吸吸收未反应的氨气,防止污染空气防止空气

40、中的水蒸气进入反应器使产品水解(3)BC(4)84.55%偏小【解析】【分析】本题是一道新物质制备类的实验题,由装置A制备氨气,由装置B干燥氨气,二氧化碳由干冰提供,最后在装置D发生反应生成产品,由千产品容易水解,故整个制备过程中要保持干燥,以此解题。(1)由图可知仪器a的名称为:恒压滴液漏斗;利用F装置可以是固体和固体加热反应制备氨A 气,可以选择氯化按和氢氧化钙反应,方程式为:2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCh+2NH汁2H心;利用装置A制备的氨气中含有水蒸气,可以用装置B来干燥,则装置B内盛放的试剂是缄石灰;(2)E装置内浓硫酸中产生气泡,该气体应该是二氧化碳,说明二氧化碳没有充分反

41、应,氨气不够用,则应该通过调节漏斗旋塞控制浓氨水的滴加速度,使E中不产生气泡,也不倒吸;除此之外氨气可以被硫酸吸收,且产品极易水解,要保持环境干燥,故装置E的作用还有:吸收未反应的氨气,防止污染空气;防止空气中的水蒸气进入反应器使产品水解;(3)A.干冰在装置C中只能保证装置C处于低溫状态,另外干冰升华利用的是干冰的沸点,即56.55C,不是78C,A错误;B.该制备二氧化碳的过程中没有用到盐酸,就不会引入水蒸气和氯化氢杂质,避免了CO2的除杂干燥,B正确;C.由题意可知制备氨基甲酸较为吸热反应,干冰升华确实降低了温度,制备反应正向移动,增大了反应物氨气的转化率,C正确;D.由千干冰升华确实降

42、低了温度减慢了氨基甲酸按的生成速率,D错误;故选BC;(4)由题给反应可知HCOONH42NH:十,由4NH;+6HCHO=(CH戍凡H+3H+6比0可知,参加反应的氢氧化钠当中,有和(CH戍凡H反应,则n(NH4 I 100;)=4n(CH祁凡H)4x(2OXlO3xl-11x103xl)xX=45x妒mol,设产品中有4 20 比NCOON比的物质的量为xmol,有(NH心CO3比0的物质的董为ymol,则根据按根的量可得2x+2y=45xtQ3mol,根据质址关系,可得78x+114y=l.845g,解得x=0.02mol,则m1.56(比NCOONH4)=78x0.02=1.56g,氨基甲酸按纯度-xI 00%=84.55%;1.845 操作加入氯化钡可以沉淀碳酸根离子,如果没有这一步,那在操作中就会消耗更多的盐酸,则和(CH讥N4H反应的氢氧化钠就会偏少,计算出的产品纯度就会偏小。

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