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文檔簡介
第1頁(共1頁)2023年全國統(tǒng)一高考化學試卷(新課標)真題及答案一、選擇題:本題共7小題,每小題6分,共42分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。1.(6分)化學在文物的研究和修復中有重要作用。下列說法錯誤的是()A.竹簡的成分之一纖維素屬于天然高分子 B.龜甲的成分之一羥基磷灰石屬于無機物 C.古陶瓷修復所用的熟石膏,其成分為Ca(OH)2 D.古壁畫顏料中所用的鐵紅,其成分為Fe2O3【答案】C解析:A.竹子成分為纖維素,屬于高分子化合物;B.羥基磷灰石屬于鹽;C.2CaSO4?H2O俗稱熟石膏;D.氧化鐵俗稱為鐵紅。【解答】解:A.竹簡的成分之一纖維素為多糖,屬于天然高分子,故A正確;B.龜甲的成分之一羥基磷灰石,組成上分析為鹽類化合物,屬于無機物,故B正確;C.古陶瓷修復所用的熟石膏,其成分為2CaSO4?H2O,Ca(OH)2是消石灰,故C錯誤;D.古壁畫顏料中所用的鐵紅,其成分為Fe2O3,為紅色固體,故D正確;故選:C。2.(6分)光學性能優(yōu)良的高分子材料聚碳酸異山梨醇酯可由如圖反應制備。下列說法錯誤的是()A.該高分子材料可降解 B.異山梨醇分子中有3個手性碳 C.反應式中化合物X為甲醇 D.該聚合反應為縮聚反應【答案】B解析:A.聚碳酸異山梨醇酯高分子的鏈節(jié)上含酯基,能發(fā)生水解;B.碳原子連接四個不同原子或原子團的碳原子為手性碳原子;C.結合反應過程分析可知,縮聚反應生成的小分子為甲醇;D.該聚合反應生成高聚物的同時生成小分子,為縮聚反應?!窘獯稹拷猓篈.該高分子材料中含酯基,一定條件下可降解,故A正確;B.異山梨醇分子中有4個手性碳,故B錯誤;C.,該縮聚反應生成的小分子為甲醇,故C正確;D.反應的化學方程式可知,生成高聚物的同時,生成了小分子,為縮聚反應,故D正確;故選:B。3.(6分)一種可吸附甲醇的材料,其化學式為[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl,部分晶體結構如圖所示,其中[C(NH2)3]+為平面結構。下列說法正確的是()A.該晶體中存在N﹣H???O氫鍵 B.基態(tài)原子的第一電離能:C<N<O C.基態(tài)原子未成對電子數(shù):B<C<O<N D.晶體中B、N和O原子軌道的雜化類型相同【答案】A解析:A.由晶體結構圖可知,[C(NH2)3]4+中的﹣NH2的H與[B(OCH3)4]3﹣中的O形成氫鍵;B.同一周期元素原子的第一電離能呈遞增趨勢,但是第ⅡA、ⅤA元素的原子結構比較穩(wěn)定,其第一電離能高于同周期的相鄰元素的原子;C.B、C、O、N的未成對電子數(shù)分別為1、2、2、3;D.[C(NH2)3]+為平面結構,則其中的C原子軌道雜化類型均為sp2,其中N原子形成3個σ鍵,孤電子對數(shù)為0,因此N原子軌道雜化類型為sp2;[B(OCH3)4]3﹣中B與4個O形成了4個σ鍵,B沒有孤電子對,則B的原子軌道雜化類型為sp3;[B(OCH3)4]3﹣中O分別與B和C形成了2個σ鍵,O原子還有2個孤電子對,則O的原子軌道的雜化類型均為sp3?!窘獯稹拷猓篈.由晶體結構圖可知,[C(NH2)3]4+中的﹣NH2的H與[B(OCH3)4]3﹣中的O形成氫鍵,因此,該晶體中存在N﹣H???O氫鍵,故A正確;B.同一周期元素原子的第一電離能呈遞增趨勢,但是第ⅡA、ⅤA元素的原子結構比較穩(wěn)定,其第一電離能高于同周期的相鄰元素的原子,因此,基態(tài)原子的第一電離能從小到大的順序為C<O<N,故B錯誤;C.B、C、O、N的未成對電子數(shù)分別為1、2、2、3,因此,基態(tài)原子未成對電子數(shù)B<C=O<N,故C錯誤;D.[C(NH2)3]+為平面結構,則其中的C原子軌道雜化類型均為sp2,其中N原子形成3個σ鍵,孤電子對數(shù)為0,因此N原子軌道雜化類型均為sp2;[B(OCH3)4]3﹣中B與4個O形成了4個σ鍵,B沒有孤電子對,則B的原子軌道雜化類型為sp3;[B(OCH3)4]3﹣中O分別與B和C形成了2個σ鍵,O原子還有2個孤電子對,則O的原子軌道的雜化類型均為sp3;綜上所述,晶體中B、О和N原子軌道的雜化類型不相同,故D錯誤;故選:A。4.(6分)一種以V2O5和Zn為電極、Zn(CF3SO3)2水溶液為電解質(zhì)的電池,其示意圖如圖所示。放電時,Zn2+可插入V2O5層間形成ZnxV2O5?nH2O。下列說法錯誤的是()A.放電時V2O5為正極 B.放電時Zn2+由負極向正極遷移 C.充電總反應:xZn+V2O5+nH2O═ZnxV2O5?nH2O D.充電陽極反應:ZnxV2O5?nH2O﹣2xe﹣═xZn2++V2O5+nH2O【答案】C解析:由題中信息可知,該電池中Zn為負極、V2O5為正極,電池的總反應為xZn+V2O5+nH2O═ZnxV2O5?nH2O;A.由題信息可知,放電時,Zn2+可插入V2O5層間形成ZnxV2O5?nH2O,V2O5發(fā)生了還原反應;B.Zn為負極,放電時Zn失去電子變?yōu)?,陽離子向正極遷移;C.電池在放電時的總反應為xZn+V2O5+nH2O═ZnxV2O5?nH2O;D.充電陽極上ZnxV2O5?nH2O被氧化為V2O5。【解答】解:A.由題信息可知,放電時,Zn2+可插入V2O5層間形成ZnxV2O5?nH2O,V2O5發(fā)生了還原反應,則放電時V2O5為正極,故A正確;B.Zn為負極,放電時Zn失去電子變?yōu)閆n2+,陽離子向正極遷移,則放電時Zn2+由負極向正極遷移,故B正確;C.電池在放電時的總反應為xZn+V2O5+nH2O═ZnxV2O5?nH2O,則其在充電時的總反應為ZnxV2O5?nH2O=xZn+V2O5+nH2O,故C錯誤;D.充電陽極上ZnxV2O5?nH2O被氧化為V2O5,則陽極的電極反應為ZnxV2O5?nH2O﹣2xe﹣=xZn2++V2O5+nH2O,故D正確;故選:C。5.(6分)根據(jù)實驗操作及現(xiàn)象,下列結論中正確的是()選項實驗操作及現(xiàn)象結論A常溫下將鐵片分別插入稀硝酸和濃硝酸中,前者產(chǎn)生無色氣體,后者無明顯現(xiàn)象稀硝酸的氧化性比濃硝酸強B取一定量Na2SO3樣品,溶解后加入BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀。加入濃HNO3,仍有沉淀此樣品中含有C將銀和AgNO3溶液與銅和Na2SO4溶液組成原電池。連通后銀表面有銀白色金屬沉積,銅電極附近溶液逐漸變藍Cu的金屬性比Ag強D向溴水中加入苯,振蕩后靜置,水層顏色變淺溴與苯發(fā)生了加成反應A.A B.B C.C D.D【答案】C解析:A.常溫下,鐵在濃硝酸中發(fā)生鈍化;B.濃硝酸具有強氧化性,能氧化亞硫酸鋇生成硫酸鋇;C.銅和銀在電解質(zhì)溶液中析出原電池反應,銅做負極失電子發(fā)生氧化反應生成銅離子,銀離子在正極得到電子發(fā)生還原反應析出銀;D.溴單質(zhì)在苯中的溶解度大于水中,溴水和苯不反應。【解答】解:A.常溫下將鐵片分別插入稀硝酸和濃硝酸中,前者產(chǎn)生無色氣體NO,常溫下濃硝酸具有強氧化性,鐵發(fā)生鈍化,無明顯現(xiàn)象,不能證明稀硝酸的氧化性比濃硝酸強,故A錯誤;B.取一定量Na2SO3樣品,溶解后加入BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀為BaSO3,亞硫酸鋇具有還原性,加入濃HNO3,氧化生成硫酸鋇白色沉淀,仍有沉淀,不能證明含硫酸根離子,故B錯誤;C.將銀和AgNO3溶液與銅和Na2SO4溶液組成原電池,連通后,銅做負極失電子發(fā)生氧化反應,生成銅離子,銅電極附近溶液逐漸變藍,銀為正極,溶液中陰離子得到電子發(fā)生還原反應生成銀,銀表面有銀白色金屬沉積,原電池中證明Cu的金屬性比Ag強,故C正確;D.向溴水中加入苯,振蕩后靜置,水層顏色變淺,苯萃取了水溶液中的溴單質(zhì),溴與苯未發(fā)生反應,故D錯誤;故選:C。6.(6分)“肼合成酶”以其中的Fe2+配合物為催化中心,可將NH2OH與NH3轉化為肼(NH2NH2),其反應歷程如圖所示。下列說法錯誤的是()A.NH2OH、NH3和H2O均為極性分子 B.反應涉及N﹣H、N﹣O鍵斷裂和N﹣N鍵生成 C.催化中心的Fe2+被氧化為Fe3+,后又被還原為Fe2+ D.將NH2OH替換為ND2OD,反應可得ND2ND2【答案】D解析:A.NH2OH,NH3,H2O的電荷分布都不均勻,不對稱;B.由反應歷程可知,化學鍵的斷裂和形成情況;C.Fe2+先失去電子發(fā)生氧化反應生成Fe3+,后面又得到電子生成Fe2+;D.生成的NH2NH2有兩個氫來源于NH3,所以將NH2OH替換為ND2OD?!窘獯稹拷猓篈.NH2OH,NH3,H2O的電荷分布都不均勻,不對稱,為極性分子,故A正確;B.由反應歷程可知,有N﹣H,N﹣O鍵斷裂,還有N﹣N鍵的生成,故B正確;C.由反應歷程可知,反應過程中,F(xiàn)e2+先失去電子發(fā)生氧化反應生成Fe3+,后面又得到電子生成Fe2+,故C正確;D.由反應歷程可知,反應過程中,生成的NH2NH2有兩個氫來源于NH3,所以將NH2OH替換為ND2OD,不可能得到ND2ND2,得到ND2NH2和HDO,故D錯誤;故選:D。7.(6分)向AgCl飽和溶液(有足量AgCl固體)中滴加氨水,發(fā)生反應Ag++NH3?[Ag(NH3)]+和[Ag(NH3)]++NH3?[Ag(NH3)2]+。lg[c(M)/(mol?L﹣1)]與lg[c(NH3)/(mol?L﹣1)]的關系如圖所示{其中M代表Ag+、Cl﹣、[Ag(NH3)]+或[Ag(NH3)2]+}。下列說法錯誤的是()A.曲線Ⅰ可視為AgCl溶解度隨NH3濃度變化曲線 B.AgCl的溶度積常數(shù)Ksp=c(Ag+)?c(Cl﹣)=10﹣9.75 C.反應[Ag(NH3)]++NH3?[Ag(NH3)2]+的平衡常數(shù)K的值為103.81 D.c(NH3)=0.01mol?L﹣1時,溶液中c([Ag(NH3)2]+)>c([Ag(NH3)]+)>c(Ag+)【答案】A解析:A.AgCl的溶解度與溫度有關,與濃度無關;B.滴加氨水,發(fā)生反應Ag++NH3?[Ag(NH3)]+和[Ag(NH3)]++NH3?[Ag(NH3)2]+,由圖可知,c(NH3)=0.1mol?L﹣1時,即lgc(NH3)=﹣1時,c(Ag+)=10﹣7.40mol/L,c(Cl﹣)=10﹣2.35mol/L;C.c(NH3)=0.1mol?L﹣1時,即lgc(NH3)=﹣1時,c([Ag(NH3)2]+)=10﹣2.35mol/L,c([Ag(NH3)]+)=10﹣5.16mol/L;D.c(NH3)=0.01mol?L﹣1時,即lgc(NH3)=﹣2時,IV表示[Ag(NH3)2]+的變化、Ⅱ表示[Ag(NH3)]+的變化,Ⅲ表示Ag+的變化。【解答】解:A.AgCl的溶解度與溫度有關,與濃度無關,溫度不變,則溶解度不變,可知曲線Ⅰ不能視為AgCl溶解度隨NH3濃度變化曲線,故A錯誤;B.滴加氨水,發(fā)生反應Ag++NH3?[Ag(NH3)]+和[Ag(NH3)]++NH3?[Ag(NH3)2]+,由圖可知,c(NH3)=0.1mol?L﹣1時,即lgc(NH3)=﹣1時,c(Ag+)=10﹣7.40mol/L,c(Cl﹣)=10﹣2.35mol/L,則AgCl的溶度積常數(shù)Ksp=c(Ag+)?c(Cl﹣)=10﹣7.40×10﹣2.35=10﹣9.75,故B正確;C.c(NH3)=0.1mol?L﹣1時,即lgc(NH3)=﹣1時,c([Ag(NH3)2]+)=10﹣2.35mol/L,c([Ag(NH3)]+)=10﹣5.16mol/L,則反應[Ag(NH3)]++NH3?[Ag(NH3)2]+的平衡常數(shù)K的值為==103.81,故C正確;D.c(NH3)=0.01mol?L﹣1時,即lgc(NH3)=﹣2時,IV表示[Ag(NH3)2]+的變化、Ⅱ表示[Ag(NH3)]+的變化,Ⅲ表示Ag+的變化,則溶液中c([Ag(NH3)2]+)>c([Ag(NH3)]+)>c(Ag+),故D正確;故選:A。二、非選擇題:本題共4小題,共58分。8.(14分)鉻和釩具有廣泛用途。鉻釩渣中鉻和釩以低價態(tài)含氧酸鹽形式存在,主要雜質(zhì)為鐵、鋁、硅、磷等的化合物。從鉻釩渣中分離提取鉻和釩的一種流程如圖所示。已知:最高價鉻酸根在酸性介質(zhì)中以Cr2存在,在堿性介質(zhì)中以存在?;卮鹣铝袉栴}:(1)煅燒過程中,釩和鉻被氧化為相應的最高價含氧酸鹽,其中含鉻化合物主要為Na2CrO4(填化學式)。(2)水浸渣中主要有SiO2和Fe2O3。(3)“沉淀”步驟調(diào)pH到弱堿性,主要除去的雜質(zhì)是Al(OH)3。(4)“除硅磷”步驟中,使硅、磷分別以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀。該步需要控制溶液的pH≈9以達到最好的除雜效果。若pH<9時,會導致與H+反應,使其濃度降低,導致MgNH4PO4無法完全沉淀,同時可能產(chǎn)生硅酸膠狀沉淀,不宜處理;pH>9時,會導致Mg2+生成Mg(OH)2沉淀,不能形成MgSiO3沉淀,導致產(chǎn)品中混有雜質(zhì),同時溶液中c()降低,導致MgNH4PO4無法完全沉淀。(5)“分離釩”步驟中,將溶液pH調(diào)到1.8左右得到V2O5沉淀。V2O5在pH<1時,溶解為或VO3+;在堿性條件下,溶解為或。上述性質(zhì)說明V2O5具有C(填標號)。A.酸性B.堿性C.兩性(6)“還原”步驟中加入焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)溶液,反應的離子方程式為3S2+2Cr2+10H+═4Cr3++6+5H2O?!敬鸢浮浚?)Na2CrO4;(2)Fe2O3;(3)Al(OH)3;(4)會與H+反應,使其濃度降低,導致MgNH4PO4無法完全沉淀,同時可能產(chǎn)生硅酸膠狀沉淀,不宜處理;Mg2+生成Mg(OH)2沉淀,不能形成MgSiO3沉淀,導致產(chǎn)品中混有雜質(zhì),同時溶液中c()降低,導致MgNH4PO4無法完全沉淀;(5)C;(6)3S2+2Cr2+10H+═4Cr3++6+5H2O。解析:鉻釩渣(鉻和釩以低價態(tài)含氧酸鹽形式存在,主要雜質(zhì)為鐵、鋁、硅、磷等的化合物)中分離提取鉻和釩的流程為:鉻釩渣在Na2CO3、NaOH作用下高溫焙燒,釩和鉻被氧化為相應的最高價含氧酸鹽Na2CrO4、NaVO3,鋁、硅、磷等的化合物轉化為NaAlO2、Na2SiO3、Na3PO4,鐵的化合物轉化為Fe2O3,加水浸取熔渣,過濾,水浸渣中主要有SiO2和Fe2O3,水浸液中含有NaAlO2、NaVO3、Na2CrO4、Na2SiO3、Na3PO4,加入稀硫酸調(diào)溶液的pH到弱堿性時NaAlO2轉化為Al(OH)3沉淀,過濾得到含有Al(OH)3的濾渣,再加入MgSO4和(NH4)2SO4除硅磷,使硅、磷分別轉化為MgSiO3、MgNH4PO4沉淀,過濾除去沉淀得到含有NaVO3、Na2CrO4的濾液,加入稀硫酸將溶液pH調(diào)到1.8左右得到V2O5沉淀,Na2CrO4轉化為Na2Cr2O7,Cr2具有強氧化性,與加入的Na2S2O5反應生成Cr3+,離子方程式為3S2+2Cr2+10H+═4Cr3++6+5H2O,調(diào)pH使Cr3+轉化為Cr(OH)3沉淀,達到分離提取鉻和釩目的,據(jù)此分析解答?!窘獯稹拷猓海?)鉻釩渣中鉻和釩以低價態(tài)含氧酸鹽形式存在,煅燒過程中釩和鉻被氧化為相應的最高價含氧酸鹽,堿性條件下含鉻化合物主要為Na2CrO4,故答案為:Na2CrO4;(2)Na2CO3、NaOH作用下高溫焙燒,鋁、硅、磷的化合物轉化為可溶性的NaAlO2、Na2SiO3(部分以SiO2形式存在)、Na3PO4等,鐵的化合物轉化為Fe2O3,則水浸渣中主要有SiO2和Fe2O3,故答案為:Fe2O3;(3)“沉淀”步驟中加入稀硫酸調(diào)溶液的pH到弱堿性時NaAlO2轉化為Al(OH)3沉淀,可除去Al(OH)3,故答案為:Al(OH)3;(4)、水解呈堿性,“除硅磷”步驟中控制溶液的pH≈9以達到最好的除雜效果。若pH<9時溶液的堿性減弱,會與H+反應,使c()降低,不能完全MgNH4PO4沉淀,同時會與H+反應生成硅酸膠狀沉淀,不利于硅、磷轉化為MgSiO3和MgNH4PO4沉淀;pH>9時溶液的堿性增強,沉淀劑中的Mg2+、分別轉化為Mg(OH)2沉淀、NH3?H2O,溶液中c()降低,導致不能完全生成MgNH4PO4沉淀,故答案為:與H+反應,使其濃度降低,導致MgNH4PO4無法完全沉淀,同時可能產(chǎn)生硅酸膠狀沉淀,不宜處理;Mg2+生成Mg(OH)2沉淀,不能形成MgSiO3沉淀,導致產(chǎn)品中混有雜質(zhì),同時溶液中c()降低,導致MgNH4PO4無法完全沉淀;(5)“分離釩”步驟中,將溶液pH調(diào)到1.8左右得到V2O5沉淀。V2O5在pH<1時,溶解為或VO3+;在堿性條件下,溶解為或,說明V2O5具有兩性,故答案為:C;(6)酸性條件下Na2CrO4轉化為Na2Cr2O7,Cr2具有強氧化性,與Na2S2O5反應生成Cr3+,離子方程式為3S2+2Cr2+10H+═4Cr3++6+5H2O,故答案為:3S2+2Cr2+10H+═4Cr3++6+5H2O。9.(14分)實驗室由安息香制備二苯乙二酮的反應式如圖:相關信息列表如下:物質(zhì)性狀熔點/℃沸點/℃溶解性安息香白色固體133344難溶于冷水溶于熱水、乙醇、乙酸二苯乙二酮淡黃色固體95347不溶于水溶于乙醇、苯、乙酸冰乙酸無色液體17118與水、乙醇互溶裝置示意圖如圖所示,實驗步驟為:①在圓底燒瓶中加入10mL冰乙酸、5mL水及9.0gFeCl3?6H2O,邊攪拌邊加熱,至固體全部溶解。②停止加熱,待沸騰平息后加入2.0g安息香,加熱回流45~60min。③加入50mL水,煮沸后冷卻,有黃色固體析出。④過濾,并用冷水洗滌固體3次,得到粗品。⑤粗品用75%的乙醇重結晶,干燥后得淡黃色結晶1.6g。回答下列問題:(1)儀器A中應加入油(填“水”或“油”)作為熱傳導介質(zhì)。(2)儀器B的名稱是球形冷凝管;冷卻水應從a(填“a”或“b”)口通入。(3)實驗步驟②中,安息香必須待沸騰平息后方可加入,其主要目的是防止迸濺。(4)在本實驗中,F(xiàn)eCl3為氧化劑且過量,其還原產(chǎn)物為FeCl2;某同學嘗試改進本實驗:采用催化量的FeCl3并通入空氣制備二苯乙二酮。該方案是否可行?簡述判斷理由可行,會依次發(fā)生反應:安息香+FeCl3→二苯乙二酮+FeCl2+HCl,4FeCl2+O2+4HCl=4FeCl3+2H2O,總反應為:安息香+O2二苯乙二酮+H2O,反應體系中原本有水,因此水不會對反應造成影響。(5)本實驗步驟①~③在乙酸體系中進行,乙酸除作溶劑外,另一主要作用是防止Fe3+水解。(6)若粗品中混有少量未氧化的安息香,可用少量a洗滌的方法除去(填標號)。若要得到更高純度的產(chǎn)品,可用重結晶的方法進一步提純。a.熱水b.乙酸c.冷水d.乙醇(7)本實驗的產(chǎn)率最接近于b(填標號)。a.85%b.80%c.75%d.70%【答案】(1)油;(2)球形冷凝管;a;(3)防止迸濺;(4)FeCl2;可行,會依次發(fā)生反應:安息香+FeCl3→二苯乙二酮+FeCl2+HCl,4FeCl2+O2+4HCl=4FeCl3+2H2O,總反應為:安息香+O2二苯乙二酮+H2O,反應體系中原本有水,因此水不會對反應造成影響;(5)Fe3+水解;(6)a;(7)b。解析:(1)加熱方法的選擇,加熱溫度100℃以下選擇水浴加熱,100℃以上選擇油浴加熱;(2)化學常用儀器的辨識,冷凝劑的流向利用逆流熱交換原理,通常低進高出或下進上出;(3)實驗操作中試劑加入注意問題,液體沸騰情況下加入固體試劑,易引起暴沸而發(fā)生迸濺,造成實驗安全隱患;(4)應用氧化還原基本原理,判斷產(chǎn)物及實驗方案評價;(5)應用影響鹽類水解的因素;(6)應用實驗操作中沉淀洗滌基本方法,可根據(jù)洗滌的目的、物質(zhì)的溶解性、洗滌劑的選擇做出判斷;(7)物質(zhì)制備實驗中產(chǎn)品產(chǎn)量的計算,【解答】解:(1)步驟③加入50mL水,煮沸,通常100℃以下采取水浴加熱,故應用油浴加熱,故答案為:油;(2)儀器b為球形冷凝管,冷凝水的流向為低進高出,故答案為:球形冷凝管;a;(3)液體沸騰時加固體物質(zhì)容易引起暴沸而迸濺,故待沸騰平息后加入安息香目的是防止迸濺,故答案為:防止迸濺;(4)由于在本實驗中,F(xiàn)eCl3為氧化劑且過量,故其還原產(chǎn)物為FeCl2,采用催化量的FeCl3并通入空氣制備二苯乙二酮可行,會依次發(fā)生反應:安息香+FeCl3→二苯乙二酮+FeCl2+HCl,4FeCl2+O2+4HCl=4FeCl3+2H2O,總反應為:安息香+O2二苯乙二酮+H2O,反應體系中原本有水,因此水不會對反應造成影響,故答案為:FeCl2;可行,會依次發(fā)生反應:安息香+FeCl3→二苯乙二酮+FeCl2+HCl,4FeCl2+O2+4HCl=4FeCl3+2H2O,總反應為:安息香+O2二苯乙二酮+H2O,反應體系中原本有水,因此水不會對反應造成影響;(5)FeCl3是強酸弱堿鹽,F(xiàn)e3+會發(fā)生水解,酸可以抑制其水解,故乙酸除作溶劑外,另一主要作用是防止Fe3+發(fā)生水解,故答案為:Fe3+發(fā)生水解;(6)安息香難溶于冷水,溶于熱水、乙醇、乙酸,二苯乙二酮不溶于水溶于乙醇、苯、乙酸,故用熱水洗滌可以除去產(chǎn)品中少量安息酸又可以降低二苯乙二酮的溶解損失,故答案為:a;(7)令理論生成的二苯乙二酮質(zhì)量為xg212g210g2.0gx=解得x≈1.98二苯乙二酮的產(chǎn)率=≈80.8%故答案為:b。10.(15分)氨是最重要的化學品之一,我國目前氨的生產(chǎn)能力位居世界首位。回答下列問題:(1)根據(jù)圖1數(shù)據(jù)計算反應N2(g)+H2(g)═NH3(g)的ΔH=﹣45kJ?mol﹣1。(2)研究表明,合成氨反應在Fe催化劑上可能通過圖2機理進行(*表示催化劑表面吸附位,N2*表示被吸附于催化劑表面的N2)。判斷上述反應機理中,速率控制步驟(即速率最慢步驟)為ii(填步驟前的標號),理由是氮氣分子中含有氮氮三鍵,斷裂氮氮三鍵所需能量最高,該步反應速率最慢。(3)合成氨催化劑前驅體(主要成分為Fe3O4)使用前經(jīng)H2還原,生成α﹣Fe包裹的Fe3O4。已知α﹣Fe屬于立方晶系,晶胞參數(shù)a=287pm,密度為7.8g?cm﹣3。則α﹣Fe晶胞中含有Fe的原子數(shù)為(列出計算式,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。(4)在不同壓強下,以兩種不同組成進料,反應達平衡時氨的摩爾分數(shù)與溫度的計算結果如圖所示。其中一種進料組成為=0.75、=0.25,另一種為=0.675、=0.225、xAr=0.10。(物質(zhì)i的摩爾分數(shù):xi=)①圖中壓強由小到大的順序為P1<P2<P3,判斷的依據(jù)是此反應為氣體分子數(shù)目減小的反應,在相同溫度下,增大壓強,平衡正向移動,氨的物質(zhì)的量增大。②進料組成中含有惰性氣體Ar的圖是圖4。③圖3中,當p2=20MPa、=0.20時,氮的轉化率α=33.3%。該溫度時,反應N2(g)+H2(g)?NH3(g)的平衡常數(shù)Kp=MPa﹣1(化為最簡式)?!敬鸢浮浚?)﹣45;(2)ii;氮氣分子中含有氮氮三鍵,斷裂氮氮三鍵所需能量最高,該步反應速率最慢;(3);(4)①P1<P2<P3;此反應為氣體分子數(shù)目減小的反應,在相同溫度下,增大壓強,平衡正向移動,氨的物質(zhì)的量增大;②圖4;③33.3%;。解析:(1)焓變ΔH=反應物的總鍵能﹣生成物的總鍵能;(2)斷裂氮氮三鍵所需能量較高,反應速率較慢,該步基元反應的反應速率決定著整個反應的反應速率,為反應機理中速率控制步驟;(3)α﹣Fe晶胞中含有Fe的原子數(shù)為x,則晶胞的質(zhì)量m=g,晶胞的體積V=(287×10﹣10cm)3,晶胞質(zhì)量m=ρV;(4)①合成氨的反應為氣體分子數(shù)目減小的反應,溫度一定,增大壓強,平衡正向移動,氨的物質(zhì)的量和摩爾分數(shù)均增大,即其他條件相同時,壓強越大,氨的摩爾分數(shù)越大;②惰性氣體Ar不參與反應,起始混合氣體總量相同、溫度和壓強一定時,反應體系中無惰性氣體Ar時,n(NH3)較大,并且反應達平衡時氨的摩爾分數(shù)也較大;③圖3是進料組成中不含有惰性氣體Ar的圖,=0.75、=0.25,設起始時n(H2)=3mol,n(N2)=1mol,反應達平衡時p2=20MPa、=0.20,反應三段式為:N2(g)+H2(g)?NH3(g)起始量(mol)130變化量(mol)x3x2x平衡量(mol)1﹣x3﹣3x2x==0.20,解得x=,各物質(zhì)的分壓:p(NH3)=0.20×20MPa=4MPa,p(H2)=3p(N2)=12MPa,結合轉化率和分壓平衡常數(shù)表達式進行計算?!窘獯稹拷猓海?)由圖可知,反應N2(g)+H2(g)═NH3(g)的ΔH=(473+654)kJ/mol﹣(339+397+436)kJ/mol=﹣45kJ/mol,故答案為:﹣45;(2)斷鍵吸熱,成鍵放熱,氮氣分子中含有氮氮三鍵,斷裂氮氮三鍵所需能量較高,該步反應速率較慢,影響整個反應的反應速率,所以上述反應機理中,速率控制步驟為Ⅱ,故答案為:ii;氮氣分子中含有氮氮三鍵,斷裂氮氮三鍵所需能量最高,該步反應速率最慢;(3)α﹣Fe晶胞中含有Fe的原子數(shù)為x,則晶胞的質(zhì)量m=g,晶胞的體積V=(287×10﹣10cm)3,晶胞質(zhì)量m=ρV=(287×10﹣10cm)3×7.8g?cm﹣3=7.8×(287×10﹣10)3g,即=7.8×(287×10﹣10)3,x=,故答案為:;(4)①溫度一定,增大壓強,平衡正向移動,氨的物質(zhì)的量和摩爾分數(shù)均增大,即其他條件相同時,壓強越大,氨的摩爾分數(shù)越大,所以圖中壓強由小到大的順序為P1<P2<P3,此反應為氣體分子數(shù)目減小的反應,在相同溫度下,增大壓強,平衡正向移動,氨的物質(zhì)的量增大,故答案為:P1<P2<P3;此反應為氣體分子數(shù)目減小的反應,在相同溫度下,增大壓強,平衡正向移動,氨的物質(zhì)的量增大;②惰性氣體Ar不參與反應,起始混合氣體總量相同、溫度和壓強一定時,進料組成為=0.75、=0.25的反應體系中n(NH3)較大,并且反應達平衡時氨的摩爾分數(shù)也較大,對比圖3、4中壓強P1、溫度700K時氨的摩爾分數(shù)大小可知,圖3是進料組成中不含有惰性氣體Ar的圖,圖4是進料組成中含有惰性氣體Ar的圖,故答案為:圖4;③圖3是進料組成中不含有惰性氣體Ar的圖,=0.75、=0.25,設起始時n(H2)=3mol,n(N2)=1mol,反應達平衡時p2=20MPa、=0.20,反應三段式為:N2(g)+H2(g)?NH3(g)起始量(mol)130變化量(mol)x3x2x平衡量(mol)1﹣x3﹣3
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