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第第頁(江蘇專用)高考化學(xué)模擬考試試卷-帶有答案(考試時間:75分鐘試卷滿分:100分)學(xué)校:___________班級:___________姓名:___________考號:___________可能用到的相對原子質(zhì)量:H1C12N14O16S32Cl35.5Cr52Fe56Cu64Ce140第Ⅰ卷一、單項選擇題:共13題,每題3分,共39分。每題只有一個選項最符合題意。1.化學(xué)與生產(chǎn)、生活和社會發(fā)展密切相關(guān),下列敘述正確的是A.華為5G手機(jī)麒麟9000芯片(HUAWEIKirin)主要成分是二氧化硅B.“酒曲”的釀酒工藝,是利用了催化劑使平衡正向移動的原理C.免洗洗手液的有效成分之一活性銀離子能使病毒蛋白質(zhì)變性D.葛洪所著《抱樸子》中“丹砂(HgS)燒之成水銀,積變又還原成丹砂”,二者為可逆反應(yīng)2.下列化學(xué)用語表述錯誤的是 ()A.HClO的電子式B.中子數(shù)為10的氧原子:8C.NH3分子的VSEPR模型:D.基態(tài)N原子的價層電子排布圖:3.設(shè)計實驗驗證木炭和濃硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物。下列裝置和操作能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖茿.用裝置甲實現(xiàn)木炭與濃硫酸反應(yīng) B.用裝置乙檢驗產(chǎn)物中的C.用裝置丙檢驗產(chǎn)物中的水蒸氣 D.用裝置丁檢驗產(chǎn)物中的4.N、O、Na、Mg是周期表中的短周期主族元素。下列有關(guān)說法正確的是A.堿性:NaOH<Mg(OH)2 B.第一電離能:I1(Na)<I1(Mg)C.原子半徑:r(N)<r(O) D.N2、Na2O、Mg的晶體類型相同閱讀下列材料,回答5~7題:氧、硫、鐵可形成多種用途廣泛的物質(zhì)。H2O2具有較強(qiáng)的氧化性。亞硫酰氯(SOCl2)遇水發(fā)生水解反應(yīng)生成H2SO3與HCl。Fe3O4可用作鋰離子電池的電極材料,電池工作時有Li+嵌入其中生成LiFe3O4。FeS2可用于生產(chǎn)H2SO4,其一種晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示。工業(yè)上可電解H2SO4與(NH4)2SO4混合溶液制備過二硫酸銨[(NH4)2S2O8],其結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖1圖25.下列說法正確的是()A.SOCl2中硫原子帶正電,氯原子帶負(fù)電B.SOeq\o\al(2-,3)中硫原子的軌道雜化類型是sp2C.該FeS2晶胞中含Seq\o\al(2-,2)的數(shù)目為14D.該FeS2晶體中每個Fe2+周圍距離最近且相等的Seq\o\al(2-,2)數(shù)目為86.下列化學(xué)反應(yīng)表示正確的是()A.FeS2在足量空氣中煅燒:4FeS2+15O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe2O3+8SO3B.H2O2氧化酸性廢水中的Fe2+:2Fe2++H2O2=2Fe3++2OH-C.H2SO4與氨水中和:H2SO4(aq)+2NH3·H2O(aq)=(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l);ΔH=-114.6kJ·mol-1D.電解法制備(NH4)2S2O8時的陽極反應(yīng):2SOeq\o\al(2-,4)-2e-=S2Oeq\o\al(2-,8)7.對下列物質(zhì)性質(zhì)的解釋不合理的是()A.H2O的熱穩(wěn)定性強(qiáng)于H2S,H2O分子間存在氫鍵B.SO2易液化,SO2是極性分子,分子間作用力較大C.(NH4)2S2O8具有較強(qiáng)的氧化性,(NH4)2S2O8中含過氧鍵(OO)D.Fe3O4晶體中可嵌入Li+形成LiFe3O4,F(xiàn)e3+可轉(zhuǎn)化為Fe2+8.硫及其化合物的轉(zhuǎn)化具有重要應(yīng)用。下列說法不正確的是A.硫酸型酸雨產(chǎn)生的途徑:B.工業(yè)制備硫酸過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化:C.鈣基固硫過程中發(fā)生的總反應(yīng):D.實驗室制備少量的原理:(固體)(濃)9.化合物Z是一種鎮(zhèn)痛消炎藥的中間體,可通過如下路線合成。下列說法正確的是A.化合物X易溶于水 B.1molY最多可與1molNaOH反應(yīng)C.X+Y→Z的反應(yīng)類型為取代反應(yīng) D.化合物Z分子中含有手性碳原子10.活性Fe3O4-x催化反應(yīng),進(jìn)而可制得甲酸。反應(yīng)機(jī)理如圖所示。下列說法正確的是A.該反應(yīng)的△H>0B.該反應(yīng)的平衡常數(shù)C.反應(yīng)前后,碳原子的雜化方式和化合價均沒有發(fā)生變化D.題圖所示的反應(yīng)機(jī)理中,步驟Ⅰ可理解為帶部分負(fù)電荷的氫與HCO中帶部分正電荷的碳結(jié)合,帶部分正電荷的氫與帶部分負(fù)電荷的羥基氧結(jié)合生成水,HCO轉(zhuǎn)化為的HCOO-11.利用惰性電極電解和混合溶液分離得到兩者的濃溶液,其電解裝置如圖所示,I室里加入的是稀硫酸,II室和III室里加入的是和的混合溶液。下列說法正確的是
A.陽極上發(fā)生的電極反應(yīng):B.交換膜是陰離子交換膜C.電解一段時間后,II室得到的溶液D.電解時每轉(zhuǎn)移電子,理論上陰極區(qū)可獲得氣體12.室溫下,用溶液制備的過程如圖所示。已知:。下列說法正確的是
A.0.1溶液中:B.溶液中:C.制備的離子方程式為:D.時,應(yīng)控制13.焦?fàn)t煤氣(主要成分:CH4、CO2、H2、CO)在炭催化下,使CH4與CO2重整生成H2和CO。其主要反應(yīng)為反應(yīng)I:
反應(yīng)II:
反應(yīng)III:
反應(yīng)IV:
在1×105Pa、將焦?fàn)t煤氣以一定流速通過裝有炭催化劑的反應(yīng)管,CH4、CO、H2的相對體積和CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖所示。
相對體積相對體積下列說法不正確的是A.溫度低于900℃,反應(yīng)I基本不發(fā)生B.850℃~900℃時,主要發(fā)生反應(yīng)ⅣC.增大焦?fàn)t煤氣流速一定能提高CO的相對體積D.工業(yè)生產(chǎn)上需要研發(fā)低溫下CH4轉(zhuǎn)化率高的催化劑第Ⅱ卷二、非選擇題:共4題,共61分。14.(15分)以硫酸燒渣(主要成分為Fe2O3和少量Fe3O4、Al2O3、SiO2等)為原料制備氧化鐵紅的工藝流程如下:已知:Fe3++3H2C2O4=Fe(C2O4)eq\o\al(3-,3)+6H+;Fe2++H2C2O4=FeC2O4↓+2H+。(1)“酸浸”時,使用草酸作為助劑可提高鐵浸取率,草酸加入量[m(草酸)/m(硫酸燒渣)×100%]對鐵浸取率的影響如圖1所示。①加入草酸能提高鐵浸取率的原因是。②草酸加入量大于20%時,鐵浸取率隨草酸加入量增加而減小的原因是_____________________。(2)“沉鐵”時,反應(yīng)溫度對鐵回收率的影響如圖2所示。①FeSO4轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3的離子方程式為。②反應(yīng)溫度超過35℃時,鐵回收率下降的原因是。③“沉鐵”后過濾所得“母液”中含有的主要成分為硫酸銨和。(3)“純化”時,加入NaOH溶液的目的是。15.(15分)H是合成某抗炎、抗病毒、抗氧化藥物的中間體,其合成路線如下:已知:回答下列問題:(1)D→E的反應(yīng)類型為,D中采用雜化的碳原子有個。(2)設(shè)計C→D的目的是。(3)I的結(jié)構(gòu)簡式為。(4)I的一種同分異構(gòu)體同時滿足下列條件,寫出該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:。ⅰ.含苯環(huán)且苯環(huán)上只有一個取代基ⅱ.紅外光譜無醚鍵吸收峰ⅲ.苯環(huán)側(cè)鏈上有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,且個數(shù)比為6∶2∶1。(5)以、乙醛、為原料,結(jié)合題給信息,設(shè)計路線合成(題給試劑和無機(jī)試劑任選)。16.(15分)硫脲[CS(NH2)2]是白色晶體,易溶于水,150℃時能轉(zhuǎn)變?yōu)镹H4SCN。常用于制造樹脂、染料、藥物,實驗室可用下列方法制備。步驟Ⅰ:稱取一定質(zhì)量的CaS在三頸燒瓶中制成漿液,不斷攪拌下通入適量CO2,反應(yīng)生成Ca(HS)2溶液,裝置如圖所示。步驟Ⅱ:將一定量的CaCN2與Ca(HS)2溶液混合,加熱至80℃時生成硫脲。已知:H2CO3的電離平衡常數(shù)分別為Ka1=4.5×10-7、Ka2=4.7×10-11;H2S的電離平衡常數(shù)分別為Ka1=1.1×10-7,Ka2=1.3×10-13。回答下列問題:(1)在步驟Ⅰ的三頸燒瓶中生成Ca(HS)2,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________。(2)實驗中不宜使用鹽酸代替CO2的主要原因是_______________________________。(3)按如圖裝置實驗,判斷CO2是否已過量的方法是__________________________________。(4)硫脲與酸性KMnO4溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為兩種無毒的氣體及SOeq\o\al(2-,4),同時生成Mn2+,該反應(yīng)的離子方程式為。(5)已知:NH4SCN溶液呈酸性,KSCN溶液呈中性;NH4SCN、KSCN都易溶于乙醇、水,溫度高時容易分解和氧化;常溫下KSCN的溶解度為217g。利用硫脲制備KSCN的方法是:取一定量硫脲,將加熱后的產(chǎn)物溶于一定比例的無水乙醇和水中形成溶液,干燥,得到KSCN晶體。(實驗中可選用試劑:KOH、無水乙醇。實驗中須使用的實驗儀器有pH計)。17.(16分)H2O2、O2、O3在水中可形成具有超強(qiáng)氧化能力的羥基自由基(HO?),可有效去除廢水中的H2PO、CN-、苯酚等物質(zhì)。(1)弱堿性條件下HO?將H2PO氧化成PO,該反應(yīng)的離子方程式為____。(2)光催化氧化技術(shù)也可生成HO?降解有機(jī)污染物,其原理如圖1,光照時,價帶失去電子產(chǎn)生有強(qiáng)氧化性的空穴,價帶上生成HO?的電極反應(yīng)式為____。圖中HO?還有另外的產(chǎn)生途徑,描述其產(chǎn)生過程____。(3)已知Cu2+可催化過氧化氫氧化廢水中的CN-。在含氰廢水總量、過氧化氫用量和溶液pH一定的情況下反應(yīng)相同時間,測得CN-的氧化去除率隨c(Cu2+)的變化如圖2所示。c(Cu2+)超過90mg?L-1時,CN-的氧化去除率有所下降,原因是____。
圖-2(4)H2O2在Fe3O4催化劑表面產(chǎn)生HO?除去廢水中的苯酚的原理如圖3所示。在不同初始pH條件下,研究苯酚的去除率隨時間的變化,結(jié)果表明:在反應(yīng)開始時,初始pH=6的溶液中苯酚的去除率明顯低于初始pH=3的溶液,但一段時間后兩者接近,原因是____。
圖-3(5)BMO(Bi2MoO6)是一種高效光催化劑,可用于光催化降解苯酚,原理如圖4所示。①和②中被降解的苯酚的物質(zhì)的量之比為____。參考答案與解析第Ⅰ卷一、單項選擇題:共13題,每題3分,共39分。每題只有一個選項最符合題意。1.化學(xué)與生產(chǎn)、生活和社會發(fā)展密切相關(guān),下列敘述正確的是A.華為5G手機(jī)麒麟9000芯片(HUAWEIKirin)主要成分是二氧化硅B.“酒曲”的釀酒工藝,是利用了催化劑使平衡正向移動的原理C.免洗洗手液的有效成分之一活性銀離子能使病毒蛋白質(zhì)變性D.葛洪所著《抱樸子》中“丹砂(HgS)燒之成水銀,積變又還原成丹砂”,二者為可逆反應(yīng)【答案】C【解析】硅是良好的半導(dǎo)體材料,芯片主要成分是硅,A項錯誤;“酒曲”釀酒工藝中,酒曲為催化劑,能加快反應(yīng)速率,但不影響化學(xué)平衡,不能使平衡發(fā)生移動,B項錯誤;銀離子是重金屬離子,重金屬離子能使蛋白質(zhì)發(fā)生變性,C項正確;“丹砂(HgS)在加熱下生成汞,汞在常溫下可轉(zhuǎn)變?yōu)榈ど?HgS)”二者反應(yīng)條件不同、不互為可逆反應(yīng),D項錯誤。2.下列化學(xué)用語表述錯誤的是 ()A.HClO的電子式B.中子數(shù)為10的氧原子:8C.NH3分子的VSEPR模型:D.基態(tài)N原子的價層電子排布圖:【答案】C【解析】HClO中O原子分別與H、Cl原子間以共價鍵結(jié)合,因此HClO的電子式為,A正確;中子數(shù)為10、質(zhì)子數(shù)為8的O原子,其質(zhì)量數(shù)為10+8=18,該原子表示為
818O,B正確;根據(jù)VSEPR模型計算,NH3分子中N原子上有1個孤電子對,每個N原子還連接3個H原子,因此NH3的VSEPR模型為四面體形,C錯誤;基態(tài)N原子的價層電子排布為2s22p3,其價層電子排布圖為,D正確。3.設(shè)計實驗驗證木炭和濃硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物。下列裝置和操作能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖茿.用裝置甲實現(xiàn)木炭與濃硫酸反應(yīng) B.用裝置乙檢驗產(chǎn)物中的C.用裝置丙檢驗產(chǎn)物中的水蒸氣 D.用裝置丁檢驗產(chǎn)物中的【答案】B【解析】濃硫酸和木炭反應(yīng)需要加熱,不能達(dá)到實驗?zāi)康模珹不符合題意;二氧化硫具有還原性,能和高錳酸鉀反應(yīng)使其褪色,能達(dá)到實驗?zāi)康模珺符合題意;甲乙溶液中都會帶出水使無水硫酸銅變藍(lán)色,不能達(dá)到實驗?zāi)康?,C不符合題意;飽和碳酸氫鈉和二氧化碳不反應(yīng),不能達(dá)到實驗?zāi)康模珼不符合題意。4.N、O、Na、Mg是周期表中的短周期主族元素。下列有關(guān)說法正確的是A.堿性:NaOH<Mg(OH)2 B.第一電離能:I1(Na)<I1(Mg)C.原子半徑:r(N)<r(O) D.N2、Na2O、Mg的晶體類型相同【答案】B【解析】Na的金屬性強(qiáng)于Mg,則NaOH的堿性強(qiáng)于Mg(OH)2,A錯誤;同周期元素從左到右第一電離能呈增大的趨勢,且鎂3s軌道全滿,較為穩(wěn)定,第一電離能較大,B正確;同周期元素,從左到右原子半徑逐漸減小,則原子半徑N>O,C錯誤;氮氣是分子晶體,Na2O為離子晶體,Mg為金屬晶體,晶體類型不同,D錯誤。閱讀下列材料,回答5~7題:氧、硫、鐵可形成多種用途廣泛的物質(zhì)。H2O2具有較強(qiáng)的氧化性。亞硫酰氯(SOCl2)遇水發(fā)生水解反應(yīng)生成H2SO3與HCl。Fe3O4可用作鋰離子電池的電極材料,電池工作時有Li+嵌入其中生成LiFe3O4。FeS2可用于生產(chǎn)H2SO4,其一種晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示。工業(yè)上可電解H2SO4與(NH4)2SO4混合溶液制備過二硫酸銨[(NH4)2S2O8],其結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖1圖25.下列說法正確的是()A.SOCl2中硫原子帶正電,氯原子帶負(fù)電B.SOeq\o\al(2-,3)中硫原子的軌道雜化類型是sp2C.該FeS2晶胞中含Seq\o\al(2-,2)的數(shù)目為14D.該FeS2晶體中每個Fe2+周圍距離最近且相等的Seq\o\al(2-,2)數(shù)目為8【答案】A【解析】A項,O和Cl的電負(fù)性大于S,則S帶正電,Cl帶負(fù)電,正確;B項,SOeq\o\al(2-,3)中S的孤電子對數(shù)為eq\f(6+2-2×3,2)=1,價層電子對數(shù)為1+3=4,則S為sp3雜化,錯誤;C項,Seq\o\al(2-,2)位于8個頂點和6個面心,共有8×eq\f(1,8)+6×eq\f(1,2)=4,錯誤;D項,與頂點Seq\o\al(2-,2)最近的Fe2+共有6個,錯誤6.下列化學(xué)反應(yīng)表示正確的是()A.FeS2在足量空氣中煅燒:4FeS2+15O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe2O3+8SO3B.H2O2氧化酸性廢水中的Fe2+:2Fe2++H2O2=2Fe3++2OH-C.H2SO4與氨水中和:H2SO4(aq)+2NH3·H2O(aq)=(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l);ΔH=-114.6kJ·mol-1D.電解法制備(NH4)2S2O8時的陽極反應(yīng):2SOeq\o\al(2-,4)-2e-=S2Oeq\o\al(2-,8)【答案】D【解析】A項,應(yīng)生成SO2,錯誤;B項,酸性條件下,不能生成OH-,錯誤;C項,氨水為弱堿,酸堿中和放出的部分熱量用于氨水的電離,即放出的熱量小于57.3kJ×2=114.6kJ,錯誤;D項,SOeq\o\al(2-,4)中S為+6價,S2Oeq\o\al(2-,8)中S的平均價態(tài)為+7,S的化合價升高,失去電子,正確。7.對下列物質(zhì)性質(zhì)的解釋不合理的是()A.H2O的熱穩(wěn)定性強(qiáng)于H2S,H2O分子間存在氫鍵B.SO2易液化,SO2是極性分子,分子間作用力較大C.(NH4)2S2O8具有較強(qiáng)的氧化性,(NH4)2S2O8中含過氧鍵(OO)D.Fe3O4晶體中可嵌入Li+形成LiFe3O4,F(xiàn)e3+可轉(zhuǎn)化為Fe2+【答案】A【解析】A項,O的非金屬性強(qiáng)于S,則O與H之間的作用力強(qiáng)于S與H,則H2O的熱穩(wěn)定性強(qiáng)于H2S,H2O分子間氫鍵影響熔沸點物理性質(zhì),與物質(zhì)的穩(wěn)定性無關(guān),錯誤;B項,SO2是極性分子,極性越強(qiáng),分子間作用力越大,正確;C項,過氧鍵具有強(qiáng)氧化性,如H2O2、Na2O2均含有過氧根,正確;D項,F(xiàn)e3O4中含有+2、+3價的Fe,當(dāng)嵌入Li+時,由于O原子的數(shù)目不變,負(fù)電荷總量不變,則正電荷總量也不變,所以有部分Fe3+會轉(zhuǎn)化為Fe2+,正確。8.硫及其化合物的轉(zhuǎn)化具有重要應(yīng)用。下列說法不正確的是A.硫酸型酸雨產(chǎn)生的途徑:B.工業(yè)制備硫酸過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化:C.鈣基固硫過程中發(fā)生的總反應(yīng):D.實驗室制備少量的原理:(固體)(濃)【答案】C【解析】硫酸型酸雨產(chǎn)生的途徑:,A正確;工業(yè)制硫酸過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為:FeS2和O2反應(yīng)生成SO2,SO2發(fā)生催化氧化反應(yīng)生成SO3,SO3和H2O反應(yīng)生成H2SO4,B正確;鈣基固硫過程中發(fā)生的總反應(yīng):,C錯誤;實驗室制備少量的原理:(固體)(濃),D正確。9.化合物Z是一種鎮(zhèn)痛消炎藥的中間體,可通過如下路線合成。下列說法正確的是A.化合物X易溶于水 B.1molY最多可與1molNaOH反應(yīng)C.X+Y→Z的反應(yīng)類型為取代反應(yīng) D.化合物Z分子中含有手性碳原子【答案】D【解析】X中不含親水基,所以不易溶于水,A錯誤;Y中酯基水解、氯原子水解都能與NaOH以1:1反應(yīng),所以1molY最多消耗2molNaOH,B錯誤;Y中羰基和X發(fā)生加成反應(yīng)生成Z,該反應(yīng)為加成反應(yīng),C錯誤;Z中連接醇羥基的碳原子為手性碳原子,D正確。10.活性Fe3O4-x催化反應(yīng),進(jìn)而可制得甲酸。反應(yīng)機(jī)理如圖所示。下列說法正確的是A.該反應(yīng)的△H>0B.該反應(yīng)的平衡常數(shù)C.反應(yīng)前后,碳原子的雜化方式和化合價均沒有發(fā)生變化D.題圖所示的反應(yīng)機(jī)理中,步驟Ⅰ可理解為帶部分負(fù)電荷的氫與HCO中帶部分正電荷的碳結(jié)合,帶部分正電荷的氫與帶部分負(fù)電荷的羥基氧結(jié)合生成水,HCO轉(zhuǎn)化為的HCOO-【答案】D【解析】該反應(yīng)為自發(fā)反應(yīng),則△H<T△S,而△S<0,則△H<0,A項錯誤;平衡常數(shù)等于生成物濃度系數(shù)次方之積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次方之積的比;水為純物質(zhì),故反應(yīng)的平衡常數(shù),B項錯誤;HCOeq\o\al(-,3)轉(zhuǎn)化為HCOO-,碳的化合價由+4變?yōu)?2,雜化方式均為sp2,沒有變化,C項錯誤;氧的電負(fù)性大于碳,HCOeq\o\al(-,3)中碳帶正電荷、氧帶負(fù)電荷,帶部分負(fù)電荷的氫與HCOeq\o\al(-,3)中帶部分正電荷的碳結(jié)合,帶部分正電荷的氫與帶部分負(fù)電荷的羥基氧結(jié)合生成水,HCOeq\o\al(-,3)轉(zhuǎn)化為的HCOO-,D項正確。11.利用惰性電極電解和混合溶液分離得到兩者的濃溶液,其電解裝置如圖所示,I室里加入的是稀硫酸,II室和III室里加入的是和的混合溶液。下列說法正確的是
A.陽極上發(fā)生的電極反應(yīng):B.交換膜是陰離子交換膜C.電解一段時間后,II室得到的溶液D.電解時每轉(zhuǎn)移電子,理論上陰極區(qū)可獲得氣體【答案】C【解析】I為陽極室,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:,A錯誤;III為陰極室,發(fā)生反應(yīng),生成的通在III室與反應(yīng),生成,a為陽離子交換膜,B錯誤;通過分析,電解一段時間內(nèi),II室得到的溶液,III室得到,C正確;沒有標(biāo)明是在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,無法計算氣體的體積,D錯誤。12.室溫下,用溶液制備的過程如圖所示。已知:。下列說法正確的是
A.0.1溶液中:B.溶液中:C.制備的離子方程式為:D.時,應(yīng)控制【答案】C【解析】由于的水解常數(shù)5.5610-10,的水解常數(shù)10-8,所以的水解程度比的水解程度大,A項錯誤;為強(qiáng)酸弱堿鹽,溶液中根據(jù)質(zhì)子守恒可知:,B項錯誤;與反應(yīng)產(chǎn)生的再與Fe2+結(jié)合生成,反應(yīng)的離子方程式為:,C項正確;當(dāng)混合液中時,為防止生成Fe(OH)2,即,D項錯誤。13.焦?fàn)t煤氣(主要成分:CH4、CO2、H2、CO)在炭催化下,使CH4與CO2重整生成H2和CO。其主要反應(yīng)為反應(yīng)I:
反應(yīng)II:
反應(yīng)III:
反應(yīng)IV:
在1×105Pa、將焦?fàn)t煤氣以一定流速通過裝有炭催化劑的反應(yīng)管,CH4、CO、H2的相對體積和CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖所示。
相對體積相對體積下列說法不正確的是A.溫度低于900℃,反應(yīng)I基本不發(fā)生B.850℃~900℃時,主要發(fā)生反應(yīng)ⅣC.增大焦?fàn)t煤氣流速一定能提高CO的相對體積D.工業(yè)生產(chǎn)上需要研發(fā)低溫下CH4轉(zhuǎn)化率高的催化劑【答案】C【解析】從圖中可以看出,溫度低于900℃時,CH4的相對體積基本上是100%,所以反應(yīng)I基本不發(fā)生,A正確;850℃~900℃時,H2、CO的體積分?jǐn)?shù)都增大,且增大的幅度相近,而CH4的相對體積略有減小,可能是CO2轉(zhuǎn)化率增大的原因,所以反應(yīng)I進(jìn)行的幅度很小,反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ基本不發(fā)生,主要發(fā)生反應(yīng)Ⅳ,B正確;從圖中可以看出,4個反應(yīng)均為生成CO的反應(yīng),且都為吸熱反應(yīng),所以若想提高CO的相對體積,應(yīng)選擇升高溫度,與增大焦?fàn)t煤氣的流速無關(guān),C不正確;圖中信息顯示,溫度低于900℃,CH4的相對體積基本上是100%,則反應(yīng)I基本不發(fā)生,所以工業(yè)生產(chǎn)上需要研發(fā)低溫下CH4轉(zhuǎn)化率高的催化劑,D正確。第Ⅱ卷二、非選擇題:共4題,共61分。14.(15分)以硫酸燒渣(主要成分為Fe2O3和少量Fe3O4、Al2O3、SiO2等)為原料制備氧化鐵紅的工藝流程如下:已知:Fe3++3H2C2O4=Fe(C2O4)eq\o\al(3-,3)+6H+;Fe2++H2C2O4=FeC2O4↓+2H+。(1)“酸浸”時,使用草酸作為助劑可提高鐵浸取率,草酸加入量[m(草酸)/m(硫酸燒渣)×100%]對鐵浸取率的影響如圖1所示。①加入草酸能提高鐵浸取率的原因是。②草酸加入量大于20%時,鐵浸取率隨草酸加入量增加而減小的原因是_____________________。(2)“沉鐵”時,反應(yīng)溫度對鐵回收率的影響如圖2所示。①FeSO4轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3的離子方程式為。②反應(yīng)溫度超過35℃時,鐵回收率下降的原因是。③“沉鐵”后過濾所得“母液”中含有的主要成分為硫酸銨和。(3)“純化”時,加入NaOH溶液的目的是。【答案】(1)①Fe3+和H2C2O4生成Fe(C2O4)eq\o\al(3-,3),促進(jìn)草酸電離,溶液的H+濃度增大;Fe3+濃度降低,促進(jìn)燒渣中鐵的氧化物與硫酸的反應(yīng)(2分)②Fe2+與C2Oeq\o\al(2-,4)生成FeC2O4沉淀(2)①2Fe2++H2O2+4NH3·H2O=2Fe(OH)3↓+4NHeq\o\al(+,4)②溫度升高,H2O2受熱分解,使Fe2+氧化不充分;氨水受熱揮發(fā),氨水濃度減小,不利于Fe(OH)3的生成③草酸銨或(NH4)2C2O4(3)除去Fe(OH)3中含有的Al(OH)3雜質(zhì)【解析】(1)①草酸電離的草酸根離子Fe3+與形成Fe(C2O4)eq\o\al(3-,3)并釋放出更多H+都能提高酸浸效果;另一方面溶液中Fe3+濃度降低也更有助于溶解平衡的右移。②結(jié)合題給信息,F(xiàn)e3O4酸浸后生成的Fe2+與H2C2O4反應(yīng)生成FeC2O4沉淀,覆蓋在硫酸燒渣表面,影響酸浸效果。(2)①H2O2作氧化劑將Fe2+氧化為Fe(OH)3,根據(jù)得失電子守恒配平氧化劑、還原劑并添加介質(zhì),應(yīng)特別注意氨水參與的環(huán)境是堿性的,平衡電荷不能用H+。②應(yīng)考慮H2O2、NH3·H2O均對熱不穩(wěn)定。③銨根離子、與草酸根離子一直在溶液中。(3)硫酸渣中Al2O3,先轉(zhuǎn)化為Al3+,沉鐵時轉(zhuǎn)化為Al(OH)3,純化時加入NaOH可將其除去。15.(15分)H是合成某抗炎、抗病毒、抗氧化藥物的中間體,其合成路線如下:已知:回答下列問題:(1)D→E的反應(yīng)類型為,D中采用雜化的碳原子有個。(2)設(shè)計C→D的目的是。(3)I的結(jié)構(gòu)簡式為。(4)I的一種同分異構(gòu)體同時滿足下列條件,寫出該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:。?。江h(huán)且苯環(huán)上只有一個取代基ⅱ.紅外光譜無醚鍵吸收峰ⅲ.苯環(huán)側(cè)鏈上有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,且個數(shù)比為6∶2∶1。(5)以、乙醛、為原料,結(jié)合題給信息,設(shè)計路線合成(題給試劑和無機(jī)試劑任選)?!敬鸢浮浚?)氧化反應(yīng)4(2)保護(hù)酚羥基,防止D到E轉(zhuǎn)化時被氧化(3)(4)(或)(5)【解析】F中含有磷酸酯基,且F→G中步聚ⅰ在強(qiáng)堿作用下進(jìn)行,由此可推測F→G發(fā)生題給已知信息中的反應(yīng);由F、G的結(jié)構(gòu)簡式及化合物Ⅰ的分子式可逆推得到Ⅰ的結(jié)構(gòu)簡式為。(1)對比D和E的結(jié)構(gòu)可知,D中的羥基變?yōu)轸驶?,則D→E的反應(yīng)類型為氧化反應(yīng);D中的飽和碳原子都是sp3雜化,結(jié)合D的結(jié)構(gòu)可知,其中采用雜化的碳原子有4個。(2)由第一問可知,D→E為氧化反應(yīng),而C中含有酚羥基,容易被氧化,則設(shè)計C→D的目的是保護(hù)酚羥基,防止D到E轉(zhuǎn)化時被氧化。(3)由分析可知,Ⅰ的結(jié)構(gòu)簡式為。(4)化合物Ⅰ的分子式為C10H14O,計算可得不飽和度為4,根據(jù)題目所給信息,化合物Ⅰ的同分異構(gòu)體分子中含有苯環(huán)(已占據(jù)4個不飽和度),則其余C原子均為飽和碳原子(單鍵連接其他原子);又由紅外光譜無醚鍵吸收峰,可得苯環(huán)上的取代基中含1個羥基;再由分子中苯環(huán)上只含有1個取代基,可知該有機(jī)物的碳鏈結(jié)構(gòu)有如下四種:(1、2、3、4均表示羥基的連接位置),所以滿足條件的化合物Ⅰ的同分異構(gòu)體共有“12”種;其中,苯環(huán)側(cè)鏈上有3種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,且個數(shù)比為6∶2∶1的同分異構(gòu)體應(yīng)含有兩個等效的甲基,則其結(jié)構(gòu)簡式為或。(5)結(jié)合B→C的條件可知,有乙醛可以生成CH3CH(OH)CH3,結(jié)合C→D的條件可知,由可生成,其中甲基可以被高錳酸鉀氧化為羧基,得到的產(chǎn)物再與CH3CH(OH)CH3反應(yīng)生成酯,再結(jié)合G→H的條件可以得到最終的產(chǎn)物,具體流程為:。16.(15分)硫脲[CS(NH2)2]是白色晶體,易溶于水,150℃時能轉(zhuǎn)變?yōu)镹H4SCN。常用于制造樹脂、染料、藥物,實驗室可用下列方法制備。步驟Ⅰ:稱取一定質(zhì)量的CaS在三頸燒瓶中制成漿液,不斷攪拌下通入適量CO2,反應(yīng)生成Ca(HS)2溶液,裝置如圖所示。步驟Ⅱ:將一定量的CaCN2與Ca(HS)2溶液混合,加熱至80℃時生成硫脲。已知:H2CO3的電離平衡常數(shù)分別為Ka1=4.5×10-7、Ka2=4.7×10-11;H2S的電離平衡常數(shù)分別為Ka1=1.1×10-7,Ka2=1.3×10-13?;卮鹣铝袉栴}:(1)在步驟Ⅰ的三頸燒瓶中生成Ca(HS)2,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________。(2)實驗中不宜使用鹽酸代替CO2的主要原因是_______________________________。(3)按如圖裝置實驗,判斷CO2是否已過量的方法是__________________________________。(4)硫脲與酸性KMnO4溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為兩種無毒的氣體及SOeq\o\al(2-,4),同時生成Mn2+,該反應(yīng)的離子方程式為。(5)已知:NH4SCN溶液呈酸性,KSCN溶液呈中性;NH4SCN、KSCN都易溶于乙醇、水,溫度高時容易分解和氧化;常溫下KSCN的溶解度為217g。利用硫脲制備KSCN的方法是:取一定量硫脲,將加熱后的產(chǎn)物溶于一定比例的無水乙醇和水中形成溶液,干燥,得到KSCN晶體。(實驗中可選用試劑:KOH、無水乙醇。實驗中須使用的實驗儀器有pH計)?!敬鸢浮浚?)2CaS+CO2+H2O=Ca(HS)2+CaCO3(2)反應(yīng)中會生成可溶性的CaCl2,增加了分離的難度(3)b中出現(xiàn)黑色沉淀即CO2過量(4)14MnOeq\o\al(-,4)+5CS(NH2)2+32H+=14Mn2++5CO2↑+5N2↑+5SOeq\o\al(2-,4)+26H2O(5)在隔絕空氣的條件下加熱至150℃充分反應(yīng)邊攪拌邊滴加KOH并微熱除去NH3至用pH計測量溶液pH為中性,加熱,低溫將乙醇和水蒸出至大量晶體析出,過濾【解析】(1)由步驟Ⅰ知,CaS與CO2在水溶液中反應(yīng),生成Ca(HS)2溶液。CO2與H2O反應(yīng)生成H2CO3,與CaS發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成CaCO3。(2)鹽酸與CaS反應(yīng)生成CaCl2,CaCl2是可溶的,與難溶性的CaCO3相比,CaCl2與Ca(HS)2之間難分離。(3)因為Ka1(H2CO3)>Ka1(H2S),當(dāng)CO2過量時,CaS會轉(zhuǎn)化成H2S,H2S與CuSO4溶液反應(yīng)會生成黑色的CuS沉淀。(4)硫脲[CS(NH2)2]與酸性KMnO4溶液反應(yīng),轉(zhuǎn)化為兩種無毒的氣體:CO2和N2,并生成SOeq\o\al(2-,4),[CS(NH2)2]中C為+4價,S為-2價,N為-3價,S由-2價升至+6價,升高8,N由-3價升至0價,2個N共升高6,1個[CS(NH2)2]共升高14,KMnO4轉(zhuǎn)化為Mn2+,Mn由+7價轉(zhuǎn)化為+2價,共降低5,根據(jù)得失電子守恒配平反應(yīng),[CS(NH2)2]前配5,MnOeq\o\al(-,4)前配14,由原子守恒確定,Mn2+前配14,CO2前配5,N2前配5,SOeq\o\al(2-,4)前配5,由電荷守恒確定,反應(yīng)物中需要加入H+,且計量系數(shù)為32,再由H、O原子守恒確定,產(chǎn)物中有H2O生成,且計量系數(shù)為26。(5)硫脲[CS(NH2)2]在150℃時
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