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【赢在高考·黄金8卷】备战2024年高考化学模拟卷(江苏专用)
黄金卷05
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Cr 52 Fe 56 Cu 64 Ce 140
第Ⅰ卷
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 捕集利用与封存技术成为 减排的重要手段。下列关于 综合利用与处理方法错误的是
A.碱液吸收法 B.环加成制高聚物
C.电化学氧化法 D.加氢制碳氢化合物
【答案】A
【解析】CO 属于酸性氧化物,可以用碱液吸收CO,A项正确;CO 的结构式为O=C=O,CO 中含有π
2 2 2 2
键,CO 能通过环加成制聚碳酸酯高聚物,B项正确;CO 中碳元素的化合价为+4价,为碳元素的最高价,
2 2
CO 具有氧化性,CO 可通过电化学还原法处理,C项错误;CO 与H 在一定条件下可以反应生成CH 等
2 2 2 2 4
碳氢化合物,如CO+4H CH+2H O,D项正确。
2 2 4 2
2.下列有关化学用语的表述正确的是
A.NH Br的电子式: B.O 分子的球棍模型:
4 3
C.NaBH 中H元素的化合价为+1 D.CuSO •5H O中含离子键、共价键、配位键、氢键
4 4 2
【答案】D
【解析】NH Br的电子式: ,A项错误;O 分子中心O原子为sp2杂化,有一个孤电
4 3
子对,因此O 分子为V形结构,球棍模型为: ,B项错误;NaBH 中Na为+1价,B为+3
3 4
价 , 即 H 元 素 的 化 合 价 为 -1 , C 项 错 误 ; CuSO •5H O 的 结 构 示 意 图 为 :
4 2,由图可知,CuSO •5H O中含离子键、共价键、配位键、氢键,D
4 2
项正确。
3. 以菱镁矿(主要成分是 ,含少量 )为原料制取高纯氧化镁需要经历酸浸、调pH、过滤、灼
烧等操作。下列实验装置和原理能达到实验目的的是
A.用装置甲配制稀 B.用装置乙测定溶液的pH
C.用装置丙过滤悬浊液 D.用装置丁灼烧 固体
【答案】C
【解析】容量瓶属于玻璃精量器,不能在容量瓶中直接稀释溶液,A错误;测定溶液的pH时不能将pH试
纸直接放进溶液中,应用玻璃棒蘸取溶液点在试纸上与比色卡对比读数,B错误;用装置丙过滤悬浊液,
装置及操作均正确,C正确;灼烧固体时应选用坩埚,且加热固体物质时试管口应该向下倾斜,D错误。
4.前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,且位于周期表4个不同的周期。Y的电负性仅
次于氟元素,常温下Z单质是气体,基态W原子的外围电子排布为ns2np5。下列有关说法正确的是( )
A. W位于元素周期表中第四周期ⅤA族 B. Z的最高价氧化物的水化物为弱酸
C. X与Y组成的化合物分子间可形成氢键 D. Z和W形成的化合物中W显负价
【答案】C
【解析】四种元素位于4个不同周期,则X为H元素,Y的电负性仅次于氟元素,则Y为O元素,W位于
第四周期,且最外层为7个e-的主族元素,则W为Br,Z位于第三周期,且为气体,则Z为Cl。A项,A
项,Br位于第四周期VIIA族,错误;B项,HClO 为强酸,错误;C项,HO或HO 分子间均可以形成
4 2 2 2
氢键,正确;D项,BrCl中,Cl的非金属性强于Br,Cl的电负性强于Br,所以Cl显负价,Br显正价,错
误。阅读下列材料,回答5~7题:
ⅤA族氮、磷、砷(As)、锑(Sb)元素及其化合物应用广泛。氨是重要的化工原料,广泛用于生产铵盐、硝
酸、纯碱、医药等;肼( )的燃烧热为 ,是常用的火箭燃料。白磷( )晶胞如图所示,P元
素可形成多种含氧酸,其中次磷酸( )为一元弱酸, 为三元中强酸。锑是带有银色光泽的灰色
金属,铅锑合金一般用作铅蓄电池的负极材料。
5.下列说法正确的是
A. 是由极性键形成的非极性分子 B. 易液化是由于 与 分子间形成氢键
C.ⅤA族元素单质的晶体类型相同 D.白磷晶体中1个 分子周围有12个紧邻的 分子
【答案】D
【解析】 中含共价键P-Cl键,属于极性键,中心原子P价层电子对数: ,含1对
孤电子对,为三角锥形,属于极性分子,A错误; 易液化是由于 分子间形成氢键,B错误;VA
族氮、磷、砷(As)、锑(Sb)元素由非金属元素向金属过渡,氮、磷、砷形成的单质是分子晶体,锑(Sb)单质
晶体类型是金属晶体,C错误;由白磷晶胞结构图可知,与晶胞顶点距离最近且相等的白磷分子有3个,
分别位于3个面心,为2个晶胞所共用;而晶胞顶点上的白磷分子为8个晶胞所共用,则晶体中与1个
分子紧邻的 分子有: ,D正确。
6.下列化学反应表示正确的是
A.肼燃烧的热化学方程式: ;B. 与水反应:
C.次磷酸与足量NaOH溶液反应:
D.铅蓄电池放电时的负极反应:
【答案】B
【解析】肼( )的燃烧热为 ,即1mol 燃烧生成氮气和液态水时放出624kJ热量,热化
学方程式: ; ,A错误;NO 与水反应生成硝酸和
2
一氧化氮气体,反应的离子方程式为: ,B正确;次磷酸( )为一元
弱酸,1mol次磷酸只能消耗1molNaOH,反应方程式为: ,C错误;铅
蓄电池放电时的负极反应是铅失电子生成硫酸铅沉淀,电极反应为:Pb+ -2e-=PbSO,D错误。
4
7.下列物质的性质与用途具有对应关系的是
A. 易分解,可用作氮肥
B. 极易溶于水,可用于工业制硝酸
C. 具有脱水性,可用于实验室乙醇制取乙烯
D.铅锑合金导热性好,可用作铅蓄电池的电极材料
【答案】C
【解析】 可用作氮肥是因为它含有氮元素(植物生长的营养元素之一),而不是因为它受热易分
解,A错误; 催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝
酸,可以用于工业制硝酸,与 极易溶于水无关,B错误; 具有脱水性,与浓硫酸类似,可以作催
化剂使乙醇发生消去反应生成乙烯,C正确;铅锑合金一般用作铅蓄电池的负极材料,是因为铅锑合金能导电,和导热性无关,D错误。
8.元素及其化合物的转化在工业生产中具有极其重要的用途。下列物质间转化能实现的是
A.工业制取漂白粉:饱和食盐水 漂白粉
B.工业制取镁: 溶液 无水 Mg
C.工业制取硫酸:
D.工业制取纯碱:饱和食盐水 固体 固体
【答案】D
【解析】工业制取漂白粉是将Cl 通入石灰乳中制得,A项错误;由于MgCl 水解生成Mg(OH) 和HCl,
2 2 2
HCl易挥发,故直接蒸干MgCl 溶液得不到无水MgCl ,B项错误;硫与过量的O 燃烧只能生成SO ,SO
2 2 2 2 2
经催化氧化才能制得SO ,C项错误;向饱和食盐水中先通入NH ,后通入CO,可以制得NaHCO 固体,
3 3 2 3
然后NaHCO 受热分解得到纯碱,D项正确。
3
9.化合物Z是制备药物洛索洛芬钠的关键中间体,可由下列反应制得。
下列说法正确的是
A.X分子中含有1个手性碳原子 B.Y能发生消去反应
C.Z中的含氧官能团为羰基和醚键 D. 最多能与 反应
【答案】A
【解析】根据手性碳原子的定义可知,甲基的对位基团与苯环直接相连的C原子为手性碳原子,X分子中
只有这1个手性碳原子,A正确;与溴原子相连的β-C上无氢原子,不能发生消去反应,B错误;Z中的含
氧官能团为酯基和醚键,C错误;溴原子与酯基可以和氢氧化钠发生反应,1molZ最多能与2molNaOH反
应,D错误。
10.750℃时,NH 和O 发生以下两个反应:
3 2
①4NH (g)+5O(g) 4NO(g)+6H O(g) △H
3 2 2 1
②4NH (g)+3O(g) 2N(g)+6HO(g) △H
3 2 2 2 2
下列说法正确的是A.反应①的平衡常数可表示为K=
1
B.反应②的△S<0
C.反应①中每生成2molNO,转移电子数约为6.02×1024
D.反应②的△H=2E(N≡N)+12E(H-O)-12E(N-H)-3E(O=O)
2
【答案】C
【解析】反应①的平衡常数可表示为K= ,A项错误;反应②的气体的计量数减少,即△S
1
大于0,B项错误;由方程式可知生成1molNO时电子转移5mol,所以反应①中每生成2molNO,转移
10mol电子,约为6.02×1024,C项正确;反应②的△H=-2E(N≡N) ,D
2
项错误。
11.室温下,下列实验探究方案能达到探究目的的是( )
选项 探究方案 探究目的
用pH计测量浓度均为0.1 mol·L-1的NaCN溶液和
A 酸性:CHCOOH>HCN
CHCOONa溶液的pH,比较溶液pH大小 3
3
向CO还原Fe O 所得到的产物中加入稀盐酸,滴加
B 2 3 Fe O 全部被还原
KSCN溶液,观察颜色变化 2 3
C 将SO 通入滴有酚酞的NaOH溶液,观察溶液颜色变化 SO 具有漂白性
2 2
向KCl和KI的混合溶液中滴加AgNO 溶液,观察沉淀
D 3 溶解度:AgI<AgCl
颜色
【答案】A
【解析】A项,NaCN和CHCOONa水解均显碱性,相同浓度下,测定两种溶液的pH,pH大的溶液对应
3
的阴离子水解程度大,根据“越弱越水解”推知,水解程度大的盐对应的酸更弱,正确;B项,若Fe O
2 3
部分被还原,则所得产物为Fe O 和Fe的混合固体,向其中加入稀盐酸,Fe O 溶解生成Fe3+,Fe3+会与
2 3 2 3
Fe发生归中反应生成Fe2+,加入KSCN溶液,可能观察不到溶液颜色变成血红色,由此会误判Fe O 完全
2 3
被还原为Fe,错误;C项,SO 与NaOH反应,SO 表现酸性氧化性的性质,NaOH被消耗后,滴有酚酞的
2 2
NaOH溶液会褪色,错误;D项,没有指明KCl和KI的浓度,故不能通过沉淀的先后,判断两者溶解度大
小,错误。
12.室温下,用 溶液吸收废气中的 ,并获得 的过程如图所示。忽略吸收废气所引起的溶液体积变化和 的挥发,溶液中含硫物种的浓度 。已知:
, 。下列说法正确的是
A. 溶液吸收 至 的溶液:
B.吸收 后 的溶液:
C.沉淀后的上层清液:
D.沉淀后的上层清液久置:
【答案】A
【解析】pH-7时, ,所以 ,
A项正确; ,根据电荷守恒:
可得: ,B
项错误;有沉淀产生,因此上层清液为饱和溶液, ,C项错误;久置后SO、HSO
均会被氧化为SO,所以电荷守恒表达式中,右端要加上:2c(SO),D项错误。
13.拥有中国自主知识产权的全球首套煤制乙醇工业化项目投产成功。某煤制乙醇过程表示如下:
过程a包括以下3个主要反应:I.
Ⅱ.
Ⅲ.
相同时间内,测得乙酸甲酯转化率随温度的变化如图1所示,乙醇和乙酸乙酯的选择性[乙醇选择性
]随温度的变化如图2所示。
下列说法不正确的是
A.205℃后反应Ⅲ开始发生反应
B.225~235℃,反应I处于平衡状态
C.温度可影响催化剂的选择性,从而影响目标产物乙醇的选择性
D.205℃时,CHCOOCH 起始物质的量为5mol,转化率为30%,则最终生成乙醇0.6mol
3 3
【答案】B
【解析】由图2可知,温度T≤205℃时,乙醇和乙酸乙酯的选择性之和为100%,而温度在大于205℃时,
乙醇和乙酸乙酯的选择性之和小于100%,说明温度T≤205℃时,反应Ⅲ未开始,温度在大于205℃时,反
应Ⅲ开始生成副产物CHCHO,A项正确;由①知反应Ⅰ正向放热,升高温度,平衡逆向移动,
3
CHCOOCH 的平衡转化率减小,由图1可知,225℃~235℃,CHCOOCH 的转化率增大,说明反应Ⅰ未
3 3 3 3
达到平衡状态,B项错误;由图2可知,温度可影响催化剂的选择性,从而影响目标产物的选择性,C项
正确;在205℃时,CHCOOCH 起始物质的量为5mol,转化率为30%,则n(转化的
3 3
CHCOOCH )=5mol×30%=1.5mol,由图2可知,乙醇的选择性为40%,则n(最终转化为为乙醇的
3 3
CHCOOCH )=n(转化的CHCOOCH )×40%=1.5mol×40%=0.6mol,根据反应Ⅰ可知,生成乙醇的物质的量
3 3 3 3
为0.6mol,D项正确。第Ⅱ卷
二、非选择题:共4题,共61分。
14.(15分)从废钼催化剂(主要成分为MoO 、MoS ,含少量NiS、NiO、Fe O 等)中回收利用金属的一种
3 2 2 3
工艺流程如图所示。
已知:①“沉钼”前钼元素主要以MoO 形式存在;
②该条件下K (NiCO)=1.5×10-7。
sp 3
(1)“焙烧”生成的气体主要成分为 (填化学式)。
(2)“沉钼”的离子方程式为 。
(3)“酸浸”时,控制硫酸浓度,加料完成后,在一定的温度下发生反应。提高镍元素浸出率的方法还
有 。
(4)“除铁”后所得滤液中c(Ni2+)=1.0mol·L-1,“沉镍”后所得滤液中c( )=1.0×10-5mol·L-1,则沉镍
率= [沉镍率= ×100%,计算过程中不考虑溶液体积变化]。
(5)资料显示,硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如表关系:
温度 低于30.8℃ 30.8~53.8℃ 53.8~280℃ 高于280℃
晶体形
NiSO •7H O NiSO •6H O 多种结晶水合物 NiSO
态 4 2 4 2 4
从NiSO 溶液获得稳定的NiSO •6H O晶体的操作是: 、洗涤、干燥等。
4 4 2
(6)硫酸镍晶体溶于氨水形成[Ni(NH )]SO 蓝色溶液。[Ni(NH )]SO 中的阳离子具有正八面体结构,该
3 6 4 3 6 4
配离子的结构可表示为 。
【答案】(1)CO、SO
2 2
(2)2NH +4MoO +6H+= ( NH)MoO · 2H O↓+HO
4 2 4 13 2 2
(3)充分搅拌 、延长浸出时间(4)98.5%
(5)稍低于53.8℃蒸发浓缩,降温至稍高于30.8℃,趁热过滤
(6)
【解析】废钼催化剂加入纯碱、空气焙烧生成气体有二氧化碳、二氧化硫,物质有钼酸钠、铁、镍的氧化
物,水浸后过滤滤液中的钼酸钠用硝酸铵、硝酸沉钼得到钼酸铵沉淀,滤渣用硫酸酸浸,加碳酸钠沉铁,
加碳酸氢钠沉镍,最后经一系列操作转化为硫酸镍晶体。(1)焙烧时MoO 与碳酸钠发生NaCO+MoO
3 2 3 3
NaMoO +CO ↑、2MoS +2Na CO+7O 2NaMoO +2CO ↑+4SO↑, 根据流程可知,该步骤中Ni
2 4 2 2 2 3 2 2 4 2 2
元素转化成NiO,有2NiS+3O 2NiO+2SO ↑,因此生成气体是二氧化碳和二氧化硫气体。 (2)沉钼
2 2
最后得到( NH)MoO · 2H O沉淀,反应的离子有NH 、MoO 和氢离子,离子方程式为2NH +4MoO
4 2 4 13 2
+6H+= ( NH)MoO · 2H O↓+HO。(3)“酸浸”时,控制硫酸浓度,加料完成后,在一定的温度下发
4 2 4 13 2 2
生反应,提高镍元素浸出率的方法还有充分搅拌 、延长浸出时间。(4)根据K (NiCO)=c(Ni2+)·c(CO
sp 3
),“沉镍”后滤液中c(CO )=1.0×10-5mol/L,此时溶液中c(Ni2+)= =1.5×10-2mol/L,
沉镍率= =98.5%。(5)根据流程图可知,制备NiSO •6H O,依据表中信
4 2
息可知,温度在30.8~53.8℃范围析出晶体为NiSO •6H O,因此从NiSO 溶液获得稳定的NiSO •6H O晶体
4 2 4 4 2
的操作是:稍低于53.8℃蒸发浓缩,降温至稍高于30.8℃,趁热过滤、洗涤、干燥等。(6)[Ni(NH )]2+中
3 6
Ni2+提供空轨道,NH 提供孤对电子,形成配合物,该配离子具有正八面体结构,其结构可表示为
3。
15.(15分)一种药物中间体有机物F的合成路线如下:
(1)F分子中碳原子的杂化轨道类型为________。
(2)C→D的反应类型为________。
(3)原料A中混有 杂质,则E中会混有与E互为同分异构体的副产物X,X也含有1个含
氮五元环。该副产物X的结构简式为________。
(4)A(C H O)的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构的结构简式:______。
17 14 4
①含有手性碳原子,且能使溴的CCl 溶液褪色。
4
②酸性条件下水解能生成两种芳香族化合物,其中一种产物分子中不同化学环境的氢原子个数比是1∶2,
且能与NaHCO 溶液反应。
3
(5)已知:格氏试剂(RMgBr,R为烃基)能与水、羟基、羧基、氨基等发生反应。 写出以 、
CHMgBr为原料制备 的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。
3
______。【答案】(1)sp2杂化、sp3杂化
(2)还原反应
(3)
(4)
(5)
【解析】A通过反应羧基转化为氨基生成B;B发生取代反应生产C;对比C和D的结构简式的区别可知
C→D反应中碳氧双键变碳氢单键,属于还原反应;D发生成环反应生成E,E中羰基变羟基且引入丙烷基
得到F;对比 和A结构上的区别,再结合X也含有1个含氮五元环可以推出该副产物X的结构简式为 。(1)F分子中苯环上碳原子为sp2杂化,支链上饱和碳
原子的杂化轨道类型为sp3杂化。(2)对比C和D的结构简式的区别可知C→D是还原反应。(3)由分
析可知,该副产物X的结构简式为 。(4)酸性条件下水解能生成两种芳香族化
合物,说明分子中含有酯基且含有2个苯环;其中一种产物分子中不同化学环境的氢原子个数比是1:2,
能与NaHCO 溶液反应,说明结构中含有羧基;A中含有4个氧原子,其同分异构体含有羧基和酯基,则
3
结构中不含有羟基,其同分异构体能使溴的CCl 溶液褪色,则含有碳碳双键,其同分异构体中含有2个苯
4
环,1个酯基,1个羧基,1个碳碳双键,共有11个不饱和度,根据A的结构简式可知A中含有11个不饱
和度;其同分异构体含有手性碳原子,且则满足要求的同分异构为:
。(5)首先利用格氏试剂和 反应并酸化制备之后用高锰酸钾将支链上的甲基氧化为羧基 ,再浓硫酸的作用下消
去反应生成碳碳双键, ,再利用A→B反应将羧基变成氨基, 。
16.(15分)硫代硫酸钠晶体(NaSO·5H O,M=248 g·mol-1)易溶于水,难溶于乙醇,在中性和碱性环
2 2 3 2
境中稳定,在酸性环境中易分解,在40~50 ℃熔化,48 ℃分解。用两种方法制取NaSO·5H O并加以应
2 2 3 2
用。
Ⅰ.制备NaSO·5H O
2 2 3 2
方法一:亚硫酸钠法,反应原理: S+NaSO =====NaSO。
2 3 2 2 3
实验步骤:称取一定量的NaSO 固体于烧杯中,溶于煮沸过的蒸馏水。另取过量硫粉,加入少量乙醇充分
2 3
搅拌均匀后,加到上述溶液中。水浴加热,微沸,反应后趁热过滤。滤液蒸发浓缩、冷却结晶析出
NaSO·5H O晶体。再进行减压过滤、洗涤并低温干燥。
2 2 3 2
(1)SO中心硫原子的杂化方式为 。
2
(2)向硫粉中加入少量乙醇充分搅拌均匀的目的是 。
方法二:硫化碱法,装置如下图所示。
(3)①装置C中,将NaS和NaCO 以2∶1的物质的量之比配成溶液再通入 SO ,便可制得NaSO 和
2 2 3 2 2 2 3
CO。反应的化学方程式为 。
2
②三颈烧瓶中两种固体溶解时,需先将NaCO 固体溶于水配成溶液,再将NaS固体溶于NaCO 溶液中,
2 3 2 2 3其目的是 。
③实验过程中,C装置中的澄清溶液先变浑浊,后变澄清时生成大量的 NaSO 一段时间后,再次出现少
2 2 3
量浑浊,此时须立刻停止通入SO 。为了保证NaSO·5H O的产量,实验中通入的SO 不能过量,原因是
2 2 2 3 2 2
。
Ⅱ. Na SO 的应用
2 2 3
(4)某消毒液中含有ClO 和Cl 两种主要成分。请补充完整用NaSO 标准溶液测定该消毒液中ClO 含量
2 2 2 2 3 2
的 实 验 方 案 : 量 取 5.00 mL 消 毒 液 于 锥 形 瓶 中 , 加 蒸 馏 水 稀 释 到 25.00 mL ,
________________________________________________________________________
,重复实验2~3次,取实验平均值计算ClO 含量。
2
已知:① 2ClO +2KI===2KClO +I;
2 2 2
② KClO +4KI+2HSO ===KCl+2KSO +2I+2HO,该反应在pH=3时进行;
2 2 4 2 4 2 2
③ 2Na SO+I===Na SO+2NaI。
2 2 3 2 2 4 6
(须使用的试剂: 0.100 0 mol·L-1 Na SO 标准溶液、淀粉溶液、KI溶液、稀硫酸)
2 2 3
(5) 设计以下实验测定粗产品中NaSO·5H O的含量:
2 2 3 2
步骤1:准确称取8.000 0 g样品溶于水,加入5 mL甲醛,配成100 mL溶液。
步骤2:准确称取0.294 0 g K Cr O 固体于碘量瓶中,加入20 mL蒸馏水溶解,再加入10 mL 2 mol·L-1
2 2 7
HSO 和20 mL 10%KI溶液使铬元素完全转化为Cr3+,加水稀释至100 mL。
2 4
步骤3:向碘量瓶中加入1 mL 1%淀粉,用待测NaSO 溶液滴定碘量瓶中溶液至滴定终点,消耗 NaSO
2 2 3 2 2 3
溶液20.00 mL。(已知:I+2SO===2I-+SO)
2 2 4
试计算NaSO·5H O的纯度。(写出计算过程)
2 2 3 2
【答案】(1) sp3
(2) 硫粉微溶于乙醇,在乙醇中有一定的溶解度,从而增大反应物的接触面积,加快反应速率
(3) ① 4SO +2NaS+NaCO===3Na SO+CO
2 2 2 3 2 2 3 2
② Na CO 溶液呈碱性,可以抑制NaS水解,防止产生HS气体
2 3 2 2
③ 若SO 过量,溶液显酸性,产物分解
2
(4) 向其中加入过量KI溶液,充分振荡,以淀粉溶液为指示剂,用0.10 mol·L-1 Na SO 标准溶液滴定
2 2 3
至终点,加入稀硫酸调节溶液pH=3,再以淀粉溶液为指示剂,用0.10 mol·L-1 Na SO 标准溶液滴定至终
2 2 3
点,记录第二次滴定消耗NaSO 溶液的体积
2 2 3
(5) 93.00%(计算过程见解析)
【解析】(1) 价层电子对数为σ键电子对数(此处为3)+孤电子对数,SO的孤电子对数为 =1,故需要
2
4个杂化轨道,为sp3杂化。(2) 酒精可以使硫更好地在亚硫酸钠溶液中分散。(3) ① 根据钠原子守恒可知NaSO 前配平系数为3,据此确定SO 前系数为4,再据题意添加CO 即成;② NaS固体水解产生
2 2 3 2 2 2
NaOH和NaHS,进一步水解可生成HS。碱性的NaCO 溶液可抑制NaS水解;③ 题中已知:NaSO 在
2 2 3 2 2 2 3
中性和碱性环境中稳定,在酸性环境中易分解,SO 过量导致产生酸性环境。(4) ClO 和Cl 都能氧化KI
2 2 2
生成I ,但ClO 氧化KI的同时生成KClO ,ClO 与KClO 之间的物质的量之比为1∶1;在pH=3时进行
2 2 2 2 2
KClO 与KI反应生成I ,测量该步骤消耗的0.100 0 mol·L-1 Na SO 标准溶液的体积,可计算出所对应的
2 2 2 2 3
KClO 的物质的量,而KClO 的物质的量即ClO 的物质的量。(5) 根据反应方程式:Cr O+6I-+14H+
2 2 2 2
===2Cr3++3I +7HO 、I +2SO===2I-+SO 中物质反应转化关系可知 n(K Cr O)=3n(I)=
2 2 2 2 4 2 2 7 2
6n(Na SO·5H O),n(K Cr O)= =0.001 mol,NaSO·5H O的质量为m(Na SO·5H O)=6×0.001 mol×248
2 2 3 2 2 2 7 2 2 3 2 2 2 3 2
g·mol-1×5=7.44 g,×100% =93.00%。
17.(16分)乙苯被吸附在催化剂表面发生脱氢可生成苯乙烯、苯甲醛等,生成苯乙烯的相关反应如下。
反应1:C HCHCH(g)=C HCH=CH(g)+H(g) △H=117.6kJ•mol-1
6 5 2 3 6 5 2 2 1
反应2:CO(g)+H(g)=CO(g)+HO(g) △H=41.2kJ•mol-1
2 2 2 2
反应3:2H(g)+O(g)=2HO(g) △H=-483.6kJ•mol-1
2 2 2 3
(1)反应4:C HCHCH(g)+ O(g)=C HCH=CH(g)+HO(g) △H= kJ•mol-1。
6 5 2 3 2 6 5 2 2 4
(2)较低温度下,向乙苯脱氢的反应体系中加入少量O,乙苯平衡转化率较高而苯乙烯的选择性较低,
2
其原因可能是 。
(3)向乙苯脱氢反应体系中加入CO,乙苯转化率与体系中CO 分压强的关系如图1所示。随CO 的增加,
2 2 2
乙苯转化率先增大后减小的可能原因为 。
(4)研究发现在VO/MgO催化剂表面进行CO 的乙苯脱氢反应中,V(+5价)是反应的活性中心,转化过
2 5 2
程如图2所示。①转化Ⅰ发生反应的化学方程式为 。反应一段时间后,催化剂活性有所下降,原因可能有反应过
程产生的积碳覆盖在活性中心表面和 。
②简述转化Ⅱ的作用 。
③CO 参与的乙苯脱氢机理如图3所示(α、β表示乙苯分子中C或H原子的位置;A、B为催化剂的活性位
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点,其中A位点带部分正电荷,B 、B 位点带部分负电荷)。
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图中所示反应
机理中步骤Ⅰ和步骤Ⅱ可描述为 。
【答案】(1)-124.2
(2)加入少量O,H 与O 反应放热,氢气浓度减小和体系温度升高都使反应1平衡右移使乙苯转化率升
2 2 2
高,但温度升高,苯乙烯(或乙苯)被进一步氧化成苯乙醛等副产物
(3)前一阶段,随着CO 分压强增大,反应2的平衡正向移动,降低了c(H),促进反应1正向进行,使
2 2
乙苯转化率增大。当CO 分压强过大多时,CO 占据了催化剂表面,使催化剂表面吸附的乙苯减少,乙苯
2 2
转化率下降
(4) ①2 +VO/MgO→2 +V O/MgO+2HO 催化剂中V(+5价)的含量减少
2 5 2 3 2
②将VO 转化为VO,使催化剂获得再生,同时可以消除积碳
2 3 2 5
③乙苯α-H带部分正电荷,被带部分负电荷的B 位点吸引,随后解离出H+并吸附在B 位点上;B 位点
1 1 1
上的H+与B 位点上CO 中带部分负电荷的O作用生成生成 ,带部分正电荷的C吸附在带部分
2 2
负电荷的B 位点上
2【解析】(1)由盖斯定律得反应4=反应1+ 反应3,则 H △H △H=117.6-483.6× =-124.2kJ•mol-1。
4= 1+ 3
△
(2)氧气参与了反应3,从反应3进行分析解释有利于反应1平衡正向因素。加入少量O,H 与O 反应
2 2 2
放热,氢气浓度减小和体系温度升高都使反应1平衡右移使乙苯转化率升高,但温度升高,苯乙烯(或乙
苯)被进一步氧化成苯乙醛等副产物。(3)CO 参与了反应2,且消耗H 间接减少了反应1的产物。前一
2 2
阶段,随着CO 分压强增大,反应2的平衡正向移动,降低了c(H),促进反应1正向进行,使乙苯转化率
2 2
增大。当CO 分压强过大多时,CO 占据了催化剂表面,使催化剂表面吸附的乙苯减少,乙苯转化率下降。
2 2
(4)①从图看,步骤Ⅰ是VO 将乙苯氧化为苯乙烯而自身还原为VO,反应为2 +V O/MgO→2
2 5 2 3 2 5
+V O/MgO+2HO。从图看VO/MgO为催化剂,催化活性降低可能是催化剂中V(+5价)的含量
2 3 2 2 5
减少。②转化Ⅱ中CO 将VO 转变为VO,所以将VO 转化为VO,使催化剂获得再生,同时可以消除
2 2 3 2 5 2 3 2 5
积碳。③图中标注电性,可以从静电吸引的角度阐述这一过程。乙苯α-H带部分正电荷,被带部分负电
荷的B 位点吸引,随后解离出H+并吸附在B 位点上;B 位点上的H+与B 位点上CO 中带部分负电荷的O
1 1 1 2 2
作用生成生成 ,带部分正电荷的C吸附在带部分负电荷的B 位点上。
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