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【赢在高考·黄金8 卷】备战2024 年高考化学模拟卷(黑龙江、甘肃、吉
林、安徽、江西、贵州、广西)
黄金卷04
(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 Co 59 Cu 64
第Ⅰ卷
一、单项选择题:共15 题,每题3 分,共45 分。每题只有一个选项最符合题意。
1.化学和生活、科技、社会发展息息相关,下列说法正确的是
A.华为新上市的mate60 pro 手机引发关注,其CPU 基础材料是SiO2
B.三星堆黄金面具出土时光亮且薄如纸,说明金不活泼和有很好的延展性
C.火星全球影像彩图显示了火星表土颜色,表土中赤铁矿主要成分为FeO
D.医用外科口罩使用的材料聚丙烯,能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】B
【详解】A.华为新上市的mate60 pro 手机引发关注,其CPU 基础材料是晶体Si,而不是SiO2,A 错误;
B.三星堆黄金面具是文物,历经年代久远,但出土时光亮且薄如纸,说明金不活泼和有很好的延展性,B
正确;
C.火星全球影像彩图显示了火星表土颜色,表土中赤铁矿主要成分为Fe2O3,C 错误;
D.医用外科口罩使用的材料聚丙烯,聚丙烯分子中无不饱和的碳碳双键,因此不能被酸性高锰酸钾溶液
氧化,因此不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D 错误;
故合理选项是B。
2.下列叙述正确的是
A.HBrO 的结构式为:H-Br-O
B.醋酸的电离方程式为:CH3COOH+H2O
CH3COO-+H3O+
C.基态Si 原子的价层电子的轨道表示式:
D.NH3的VSEPR 模型:
【答案】B
1
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【详解】A.HBrO 中O 原子的价层电子数是6,H 原子、Br 原子都和O 原子形成共用电子对,所以结构
式为:H-O-Br,选项A 错误;
B.醋酸是一元弱酸,微弱电离出氢离子和醋酸根离子,在水中,氢离子以水合氢离子的形式存在,所以
醋酸的电离方程式为:CH3COOH+H2O
CH3COO-+H3O+,选项B 正确;
C.基态Si 原子的价层电子排布式为3s23p2,根据洪特规则,基态Si 原子的价层电子的轨道表示式为:
,选项C 错误;
D.NH3分子中N 原子的价层电子对数为3+
(5-3×1)= 4,有一孤电子对,其VSEPR 模型为四面体形,不
是三角锥形,选项D 错误;
答案选B。
3.设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是
A.10g46%乙醇水溶液中含有氧原子的数目为0.4NA
B.1mol
中含有
键的数目为5NA
C.0.2molNO 和0.1molO2混合得到NO2分子数目为0.2NA
D.在电解精炼铜中,阳极质量减少32g 时理论上转移电子数目为NA
【答案】A
【详解】A.10g46%乙醇水溶液中,乙醇有
,物质的量为:
,水为
,
,含有
氧原子为
,数目为
,A 正确;
B.1mol
中含有
键的数目,还需要加上
,所以总数为
,B 错误;
C.在
中存在平衡:
,所以
和
混合得到
分子数目小于
,
C 错误;
D.在电解精炼铜中,阳极为粗铜,含有其他的杂质,质量减少32g 时理论上转移电子数目无法计算,D
2
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错误;
故选A。
4.能正确表示下列反应的离子方程式为
A.向CuSO4溶液中滴加少量稀氨水:Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓
B.足量NaOH 溶液与H2C2O4溶液反应:H2C2O4+2OH-=C2O
+2H2O
C.向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸:Ba2++OH-+H++SO
=BaSO4↓+H2O
D.铝粉与过量NaOH 溶液反应:Al+4OH-=AlO +2H2O
【答案】B
【详解】A.氨水中的一水合氨是弱电解质不拆,Cu2++2NH3•H2O═Cu(OH)2↓+2NH ,故A 错误;
B.H2C2O4是二元弱酸不可拆,与足量NaOH 反应的离子方程式为:H2C2O4+2OH-=C2O
+2H2O,故B 正
确;
C.离子方程式要满足离子配比,故向氢氧化钡溶液中加入稀硫酸的离子方程式为:Ba2++2OH-+2H++ SO
═BaSO4↓+2H2O,故C 错误;
D.铝粉和氢氧化钠溶液的反应生成偏铝酸钠和氢气,正确的离子方程式为:2Al+2H2O+2OH-═2 AlO
+3H2↑,故D 错误。
故选:B。
5.下列说法错误的是
A.油脂碱性条件下的水解反应可用于生产肥皂
B.CuSO4会使体内的蛋白质变性从而失去生理活性
C.纤维素在人体内可水解成葡萄糖,供人体组织的营养需要
D.葡萄糖能发生银镜反应
【答案】C
【详解】A.油脂在碱性条件下的水解反应即为皂化反应,可用于生产肥皂,A 正确;
B.CuSO4是重金属盐,其溶液会使体内的蛋白质变性从而失去生理活性,B 正确;
C.人体内没有纤维素酶,纤维素在人体内不能水解成葡萄糖,C 不正确;
D.葡萄糖为多羟基醛,能发生银镜反应,故D 正确;
3
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答案选C。
6.下列实验操作能达到实验目的的是
选项
A
B
C
D
实验
目的
证明Ksp(AgI)<
Ksp(AgCl)
探究化学反应速率的影响
因素
除去乙烯中少量的SO2
增大HClO 的浓度
实验
操作
【答案】D
【详解】A.KCl 和过量AgNO3溶液混合生成AgCl 沉淀,AgNO3有剩余,再滴加2 滴
溶液,
AgNO3和KI 直接反应生成AgI 沉淀,不能证明
,A 错误;
B.左侧试管内盐酸的浓度大、金属片的活动性强,不能判断反应速率快是由金属活动性引起的,还是由
H+浓度引起的,B 错误;
C.SO2、乙烯都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,所以不能用酸性KMnO4溶液除去乙烯中混有的SO2,C 错误;
D.氯水中含有盐酸、次氯酸,盐酸可与碳酸钙反应,次氯酸与碳酸钙不反应,即该操作可增大次氯酸的
浓度,D 正确;
故选D。
7.物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是
A.生铁的硬度大,可以用于制造钢轨、车轮、建材
B.
具有漂白、防腐和抗氧化等作用,可用作食品添加剂
C.常温下铁制容器遇浓硝酸钝化,可用铁制容器来盛装浓硝酸
D.
硬度很大,可用作砂轮的磨料
【答案】A
【详解】A.生铁硬而脆,延展性差,制造钢轨、车轮、建材等金属材料需要有较好的延展性,如钢等,
故A 错误;
B.SO2具有漂白性和强还原性,具有漂白、防腐和抗氧化等作用,可作为食品添加剂,故B 正确;
4
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C.常温下铁制容器遇浓硝酸钝化,在铁的表面生成一层致密的氧化膜,故可用铁制容器来盛装浓硝酸,
故C 正确;
D.SiC 硬度很大属于共价晶体,硬度大,可用作砂轮的磨料,故D 正确;
故本题选A。
8.X、Y、Z、W 是原子半径依次增大的短周期主族元素,X 与其他元素不在同一周期,Y 元素的电负性
仅次于氟元素,Z 的基态原子中单电子与成对电子个数比为3 4∶,W 原子电子总数与Y 原子的最外层电子
数相同。下列说法正确的是
A.第一电离能:Z>Y>W
B.基态Z 原子核外电子有7 种空间运动状态
C.由四种元素组成的化合物仅含共价键D.X、Y 形成的化合物都是由极性键构成的极性分子
【答案】A
【分析】由题干信息可知,X、Y、Z、W 是原子半径依次增大的短周期主族元素,X 与其他元素不在同一
周期,Y 元素的电负性仅次于氟元素,则Y 为O,Z 的基态原子成单电子与成对电子个数比为3:4,即电
子排布式为:1s22s22p3,则Z 为N,W 原子电子总数与Y 原子的最外层电子数相同,则W 为C,X 为H,
据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,Y 为O,Z 为N,W 为C,根据同一周期第一电离能从左往右呈增大趋势,
ⅡA、ⅤA 比相邻元素都高,故第一电离能N>O>C 即Z>Y>W,A 正确;
B.由分析可知,Z 为N,核外有7 个电子,电子排布式为:1s22s22p3,故基态Z 原子核外电子有5 种空间
运动状态,B 错误;
C.由四种元素组成的化合物即(NH4)2CO3、NH4HCO3等,既含有共价键又含有离子键,C 错误;
D.由分析可知,X 为H,Y 为O,故X、Y 形成的化合物H2O 由极性键构成的极性分子,但H2O2是由极
性键和非极性键组成的极性分子,D 错误;
故答案为:A。
9.我国科学家以CO2与辛胺[CH3(CH2)7NH2]为原料能够高选择性的合成甲酸和辛腈[CH3(CH2)6CN],实现
了CO2的再利用,有益于解决全球变暖问题。其工作原理如图,已知右池反应过程中无气体生成。下列说
法不正确的是
5
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A.Ni2P 电极的电势高于In/In2O3-x电极
B.In/In2O3-x电极上可能有副产物H2生成
C.阴极上的电极反应:CO2 + H2O +2e-=
+OH-
D.标准状况下,33.6L CO2参与反应时,Ni2P 电极有1.5 mol 辛腈生成
【答案】D
【分析】CO2在In 电极转化为HCOO-发生还原反应,该极为电解池的阴极与电源负极相连。而Ni2P 为阳
极与电源的正极相连。
【详解】A.阳极的电势高于阴极,A 项正确;
B.H+可能在In 电极发生还原反应产生H2,B 项正确;
C.CO2在In 电极转化为HCOO-发生还原反应,反应为:CO2 + H2O +2e-= HCOO− +OH-,C 项正确;
D.33.6L CO2标况下物质的量为1.5mol。按照得失电子守恒2CO2~CH3(CH2)6CN,即1.5mol 的CO2产生
0.75mol 辛腈,D 项错误;
故选D。
10.下列关于物质的鉴别与除杂的说法正确的是
A.检验某溶液是否含有SO
时,应取少量该溶液,依次加入BaCl2溶液和稀盐酸
B.向含有样品的试管中滴加稀NaOH 溶液,将湿润红色石蕊试纸置于试管口,若试纸不变蓝,则原
该样品溶液中无NH
C.除去乙酸乙酯中的混有的少量乙酸:加入饱和碳酸钠溶液,振荡、静置、分液
D.除去乙烷中混有的少量乙烯:通入酸性高锰酸钾溶液、洗气
【答案】C
【详解】A.检验某溶液是否含有SO
时,应取少量该溶液,先加入稀盐酸排除碳酸根离子、亚硫酸根离
6
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子、银离子等的干扰,再加BaCl2溶液,A 错误;
B.滴加稀NaOH 溶液且不加热,氨气逸不出,不能确定是否有NH ,B 错误;
C.乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,乙酸和碳酸钠反应生成乙酸钠、水、二氧化碳,可采用加入饱和碳
酸钠溶液,振荡、静置、分液的方法除杂,C 正确;
D.乙烯和酸性高锰酸钾溶液反应产生二氧化碳气体成为新杂质,应用溴水除杂,D 错误;
选C。
11.类比思想是化学学习中的重要思想,下列各项中由客观事实类比得到的结论正确的是
选项
客观事实
类比结论
A
电解熔融的
制备镁
电解熔融的
可制备铝
B
与
溶液反应生成
与
溶液反应可生成
C
与
反应生成
和
与
反应生成
和
D
可作净水剂
也可作净水剂
【答案】D
【详解】A.
是共价化合物,熔融的状态下不导电,所以电解熔融的
不能制备铝,A 项错误;
B.
难溶于水,
与
溶液反应可以生成
,但
易溶于水,
与
溶液不反应,
B 项错误;
C.
具有还原性,与
反应生成
,C 项错误;
D.
与
水解产生胶体可作净水剂,D 项正确;
故选D。
12.奥培米芬是一种雌激素受体调节剂,其合成中间体的结构简式如图所示:
关于该中间体,下列说法正确的是
7
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A.含有三种官能团
B.含有2 个手性碳原子
C.能发生消去反应和水解反应
D.苯环上的一氯代物有5 种结构
【答案】C
【详解】A.由题干有机物的键线式可知,分子中含有碳氯键、碳碳双键、醚键和酯基四种官能团,A 错
误;
B.已知同时连有四个互不相同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,结合题干有机物的键线式可知,
分子中不含手性碳原子,B 错误;
C.由题干有机物的键线式可知,分子中含有碳氯键,且与氯原子相邻的碳原子上还有H,故能发生消去
反应和水解反应,同时含有酯基也能发生水解反应,C 正确;
D.由题干有机物的键线式可知,分子中三个苯环不对称,故苯环上的一氯代物有8 种结构,如图所示:
,D 错误;
故答案为:C。
13.
晶体硬度大、耐磨、耐高温,是飞行器红外增透的理想材料,其合成途径之一为
立方晶胞结构如图所示(已知:以晶胞参数为单位长度建立的坐标
系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标)。图中原子1 的坐标为
,下列说法正确的是
8
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A.
晶体属于分子晶体
B.
分子的空间构型是平面三角形
C.氢化物的稳定性与沸点:
D.原子2 和3 的坐标分别为
【答案】D
【详解】A.根据
晶体硬度大、耐磨、耐高温,可判断
是共价晶体,A 错误;
B.
中心原子P 为sp3杂化,其
键电子对数为3,孤电子对数为1,分子的空间构型是三角锥形,B 错
误;
C.元素的非金属性越强其简单氢化物的稳定性越强,则氢化物的稳定性
,氢化物的沸点
与相对分子质量和氢键有关,氢化物的沸点为
,C 错误;
D.图中原子1 的坐标为
,则原子2 的坐标为
,原子3 的坐标为
,D 正确;
故选D。
14.纳米二氧化钛催化剂可用于工业上合成甲醇:
,按
投
料比将
与
充入
恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,测得
的平衡转化率与温度、压强
的关系如图所示。下列说法错误的是
A.
B.
9
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C.N 点
转化率、平衡常数均大于M 点
D.
、
压强下,Q 点对应的
【答案】C
【详解】A.由图可知,随温度升高CO 的平衡转化率下降,说明升温平衡逆向移动,则正向为放热反应,
,故A 正确;
B.该反应正向气体分子数减小,增大压强平衡正向移动,减小压强平衡逆向移动,由图:压强由
过程中CO 转化率增大,可知平衡正向移动,则压强:
,故B 正确;
C.N、M 点温度相同,则K 相同,故C 错误;
D.
、
压强下M 点为平衡状态,Q 点转化率低于平衡转化率,则反应正向进行,
,故D 正
确;
故选:C。
15.已知:硫氰酸(HSCN)是强酸,丙酮酸(CH3COCOOH)是弱酸。在体积均为20 mL,浓度均为0.1 mol·L-1
的HSCN 溶液和CH3COCOOH 溶液中分别滴加0.1 mol·L-1 NaOH 溶液,溶液导电率与滴加NaOH 溶液体积
的关系如图所示。下列叙述正确的是
A.曲线2 代表CH3COCOOH 溶液的导电率变化
B.c 点溶液中,c(Na+ )=c(SCN-)>c(H+ )=c(OH- )
C.HSCN 和CH3COCOOH 中C 的杂化方式完全相同
D.加水稀释b 点溶液,各离子浓度都减小
【答案】B
【详解】A.硫氰酸(HSCN)是强酸,在水中完全电离,丙酮酸(CH3COCOOH)是弱酸,在水中部分电离,
等浓度时硫氰酸溶液中离子浓度大,导电率大,由图可知,曲线1 代表CH3COCOOH 溶液的导电率变化,
曲线2 代表HSCN 溶液的导电率变化,故A 错误;
B.c 点HSCN 与NaOH 恰好中和生成NaSCN,NaSCN 为强酸强碱盐,溶液呈中性,c(Na+)=c(SCN-)>
10
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c(H+)=c(OH-),故B 正确;
C.HSCN 中C 以C≡N 键形式存在,C 原子的杂化类型为sp,CH3COCOOH 中-CH3形成4 个σ 键,C 原子
采取sp3杂化,故C 错误;
D.b 点加入NaOH 体积为10mL,溶质为等浓度的NaSCN 和HSCN,溶液显酸性,加水稀释时,氢离子浓
度减小,氢氧根离子浓度增大,故D 错误;
故选:B。
第Ⅱ卷
二、非选择题:共4 题,共55 分。
16.(14 分)钴是生产电池材料、高温合金、磁性材料及染色剂的重要原料。一种以湿法炼锌净化渣(主
要含有Co、Fe、Cu、Pb、ZnO、
等)为原料提取钴的工艺流程如下:
已知:常温下,
,
。
回答下列问题:
(1)基态Co 原子的价电子排布式为 。
(2)“浸出”过程中,为提高浸出率可采取的措施有 (写2 种),浸出渣的成分为
。
(3)“除铜”后溶液中
浓度为0.4 mol·L
,为防止除铜时产生CoS 沉淀,应控制溶液的pH 不超过
[已知:常温下,饱和
水溶液中存在关系式:
(
]。
(4)“氧化”过程中,
与
发生反应的离子方程式为 。
(5)“沉铁”过程中,Na2CO3的作用是 。
(6)“沉钴”产物可用于制备CoO。
①
在惰性气体中受热分解生成CoO 的化学方程式为 。
CoO
②
的晶胞结构如图所示,与
距离最近且相等的
有 个;
11
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设
与
的最近核间距为r nm,CoO 晶体的密度为 g·cm
(设
为阿伏加德罗常数的值,列出
计算式)。
(7)
可用作聚氯乙烯的染色剂和稳定剂。在该配合物中,Co 的化合价为 ,中心
原子的配体为 ,含有的微粒间作用力有 。
a.离子键 b.配位键 c.金属键
【答案】(1)
(2)升温、粉碎矿物
、Cu
(3)1.0
(4)
(5)调节溶液pH,使铁离子完全沉淀
(6)
12
(7)+3
、
ab
【分析】湿法炼锌净化渣经过硫酸的酸浸,生成的硫酸铅沉淀和未反应的铜成为浸出渣,在浸出液中加入
硫化钠固体除去铜离子,然后在除铜液中加入过硫酸钠将溶液中的二价铁转化为三价铁,通过加入碳酸钠
来调节溶液的pH 除去铁元素,在净化液中再加入碳酸钠将溶液中的钴元素转化为氢氧化钴沉淀,从而达
到提取钴的目的;
【详解】(1)Co 原子序数为27,则其价层电子排布式:
;
(2)“浸出”过程中,为提高浸出率可采取的措施:升高温度或将矿物粉碎;净化渣经过硫酸的酸浸,
生成的硫酸铅沉淀和未反应的铜成为浸出渣;
12
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(3)“除铜”后溶液中
浓度为0.4 mol·L
,根据
,则
,饱和
水溶液中存在关系式:
(
,
则
,即控制溶液的pH 不超过1;
(4)“氧化”过程中,Na2S2O8与
发生反应,
被氧化为
,
还原为
,离子方程式:
;
(5)“沉铁”过程中,Na2CO3的作用:调节溶液pH,使铁离子完全沉淀;
(6)①
在惰性气体中受热分解生成CoO,根据得失电子守恒、质量守恒定律,化学方程式:
;
②根据CoO 的晶胞结构图可知,体心
与棱心
距离最近且相等,则与
距离最近且相等的
有12 个;设
与
的最近核间距为r nm,则晶胞边长:
,晶胞体积:
;晶胞
中
数目:
,
数目:
,晶胞质量:
,晶胞密度:
;
(7)根据化合物中各元素化合价代数和为0,则
中Co 化合价为+3 价;该配合物中心原
子的配体为:
和
;含有的微粒间作用力:离子键和配位键,故选ab。
13
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17.(13 分)某实验小组利用硫渣(主要成分为Sn,含少量Cu2S、Pb、As 等)与氯气反应制备四氯化锡,
其过程如图所示(夹持、加热及控温装置略)。已知:SnCl4遇水极易水解。
相关产物的熔沸点:
物质性质
SnCl4
SnCl2
CuCl
PbCl2
AsCl3
S
熔点/℃
-33
246
426
501
-18
112
沸点/℃
114
652
1490
951
130
444
(1)仪器a 的名称 ,A 中发生反应的化学方程式 。
(2)冷凝管的进水口为 (填“m”或“n”),碱石灰的作用为 。
(3)如果缺少B 装置,可能造成的影响为 。
(4)实验结束后,将三颈烧瓶中得到的物质冷却至室温, (填操作名称,下同),得到粗产品,
粗产品再 可得到纯净的SnCl4。
(5)用碘量法测量粗产品的纯度:取10.00g 粗产品溶于水,加入0.100mol·L-1标准I2溶液20.00mL,并加
入少量的淀粉溶液:用
的硫代硫酸钠标准溶液滴定过量的碘。滴定终点时消耗20.00mL 硫
代硫酸钠标准溶液。测定过程中发生的相关反应:
①
②
③
则产品中SnCl4的质量分数 (保留三位有效数字)。某同学认为粗产品中会溶有少量氯气,导致
测量结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1)分液漏斗
14
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(2)m 吸收多余的氯气;防止空气中的H2O 进入三颈烧瓶中
(3)SnCl4产率降低;三颈烧瓶中产生的氢气、氯气混合爆炸(答出一条即可)
(4)过滤 蒸馏(精馏)
(5)96.4% 偏高
【分析】实验装置中A 用于制备Cl2,B 装置用于除去Cl2中混有的氯化氢气体,C 装置用于干燥氯气,D
装置用于制备四氯化锡,球形管中碱石灰可以防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶,且吸收多余的氯气防止
污染;
【详解】(1)为了使浓盐酸顺利滴入烧瓶中,使用的仪器a 为恒压滴液漏斗,装置A 中高锰酸钾和浓盐
酸反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水,反应原理为
;
(2)为了更好的冷凝效果,冷凝管中水下进上出,进水口为m;已知:SnCl4遇水极易水解且尾气氯气有
毒,碱石灰的作用为吸收多余的氯气;防止空气中的H2O 进入三颈烧瓶中;
(3)Cl2中含有杂质HCl 和水蒸气,B 装置用于除去Cl2中混有的氯化氢气体,氯化氢和锡会生成易燃易爆
气体氢气,故如果缺少B 装置,可能造成的影响为:SnCl4产率降低,三颈烧瓶中产生的氢气、氯气混合
爆炸(答出一条即可);
(4)由表可知,四氯化锡室温为液体,故实验结束后,将三颈烧瓶中得到的物质冷却至室温,过滤,得
到粗产品,再利用物质沸点不同,将粗产品再蒸馏可得到纯净的SnCl4。
(5)由已知方程式可知,与硫代硫酸钠标准溶液反应的碘为
,则与
反
应的碘为
,则
为
,产品中SnCl4的质量分数
。某同学认为粗产
品中会溶有少量氯气,氯气具有氧化性,会和硫代硫酸钠标准溶液反应,导致测量结果偏大。
18.(14 分)氮及其化合物在人们的日常生活、生产工业中和环保事中属于“明星物质”,目前最成功的
应用就是“人工固氮”,在某特殊催化剂和光照条件下,N2与水反应可生成NH3 。
(1)已知:
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4NH
①
3(g) + 3O2 (g)
2N2 (g) + 6H2O(g) ΔH1 =-1260 kJ/mol;
H
②
2O(l)= H2O(g) ΔH2=+44.0 kJ/mol。
则 2N2(g) + 6H2O(1)
4NH3(g)+ 3O2(g) ΔH3 = kJ / mol
(2)N2(g) + 3H2 (g)
2NH3 (g) ΔH=-92.4 kJ/mol。将1. 00 mol N2和3. 00 mol H2充入容积为3 L 的恒容密
闭容器中,发生上述反应。
①图甲是测得X、Y 的浓度随时间变化的曲线,反应达到平衡时的平均反应速率v(H2)= 。
②在不同温度和压强下,平衡体系中NH3的体积分数与温度、压强关系如图乙,则压强P2 P1
(填“大于”“小于”或“不确定”,下同),B、D 两点的平衡常数K(D) K(B),B 点N2的转化
率= (保留4 位有效数字)。
(3)在恒容密闭容器中充入NH3和NO2,在一定温度下发生反应:8NH3(g) + 6NO2(g)
7N2(g) +
12H2O(g)。下列表明该反应能达到平衡状态的是 (填字母)
a.混合气体压强保持不变 b. 混合气体密度保持不变
c.NO2和NH3的消耗速率之比为3 : 4 d. 混合气体颜色不变
(4)“绿水青山就是金山银山”,利用原电池原理(6NO2 + 8NH3 =7N2 + 12H2O),可以处理氮的氧化物
和NH3尾气,装置原理图如图丙,正极反应式为 ,当有标准状况下44.8 L NO2被处理时,转移
电子的物质的量为 mol。
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【答案】(1)+1524
(2)0.075 mol/(L·min) 大于 小于 82.35%
(3)ad
(4)2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH- 8
【详解】(1)已知:
4NH
①
3(g) + 3O2 (g)
2N2 (g) + 6H2O(g) ΔH1 =-1260 kJ/mol;
H
②
2O(l)= H2O(g) ΔH2=+44.0 kJ/mol。
由盖斯定律可知,6×
-
②①得2N2(g) + 6H2O(1)
4NH3(g)+ 3O2(g) ΔH3 =6ΔH2-ΔH1 =+1524kJ / mo
(2)①由图结合反应化学方程式可知,XY 分别为氨气、氢气,反应达到平衡时的平均反应速率v(H2)
;
②反应为气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,氨气含量增大,结合图可知,压强P2大于P1
;反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,故B、D 两点的平衡常数K(D)小于K(B);
由图可知,此时氨的含量为70%,则
,a=82.35mol,B 点N2的转化率=
;
(3)a.反应是气体分子数改变的的化学反应,物质的量与压强成正比,则混合气体的压强不随时间的变
化而变化,达到平衡状态,a 符合题意;
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b.容器体积和气体总质量始终不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能说明反应已达平衡,b 不符合
题意;
c.反应速率比等于反应的系数比,NO2和NH3的消耗速率之比为3:4 ,描述的都是正反应,不能说明反应
达到平衡状态,c 不符合题意;
d. 混合气体颜色不变,说明平衡不再移动,达到平衡状态,d 符合题意;
故选ad;
(4)由总反应可知,二氧化氮得到电子发生还原反应生成氮气和氢氧根离子,为原电池正极反应,反应
为2NO2+8e-+4H2O=N2+8OH-;由电极反应式可知,标准状况下44.8 L NO2(为2mol)被处理时,转移电子
的物质的量为8mol。
19.(14 分)布洛芬具有退热、镇痛的疗效,是缓解新冠病毒病症的有效药物。布洛芬的传统合成路线如
图。
已知:RCHO
RCH=NOH(R 为烃基)
回答下列问题:
(1)A→B 的反应类型为 。
(2)ClCH2COOC2H5的官能团名称为 。
(3)写出D 与银氨溶液反应的化学方程式 。
(4)布洛芬的同系物M 分子式为C9H10O2,其可能结构有 种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱
有四组峰且峰面积之比为1 2 6 1
∶∶∶的结构简式为 (写出一种即可)。
(5)芳醛直接氧化时,苯环上烃基也可能被氧化,参照上图流程设计由
制备
的合成路线: 。
【答案】(1)取代反应
(2)酯基、碳氯键或氯原子
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(3)
+2Ag(NH3)2OH
+2Ag↓+3NH3+H2O
(4)14
或
(5)
【分析】根据B 含有苯环,由A 的化学式和A→B 反应可推测A 为
,A 和乙酸酐发生取代反
应生成B,B 和ClCH2COOC2H5反应生成C,C 酸化生成D,根据所给信息可推测E 为
,E 脱水得到F,则F 为
,F 酸化得到布洛芬。
【详解】(1)A 为
,A 和乙酸酐发生取代反应生成B,答案为取代反应;
(2)根据结构简式可知,ClCH2COOC2H5的官能团名称为酯基、碳氯键或氯原子;
(3)D 与银氨溶液反应生成
、银镜、氨气和水,反应的化学方程式为
+2Ag(NH3)2OH
+2Ag↓+3NH3+H2O;
(4)M 的分子式为C9H10O2,且为布洛芬的同系物,则M 中含有苯环,只有羧基一种官能团,若苯环上只
有一个取代基,则为-CH2CH2COOH 或-CH(CH3)COOH,则有两种结构;若苯环上只有两个取代基,则有-
CH2CH3和-COOH、-CH3和- CH2COOH,取代基的位置为邻、间、对位,则共有2 3=6 种;若苯环上有三
个取代基,则为两个甲基和一个羧基,先以甲基定在苯环上的邻、间、对位上,则再定羧基的位置,则结
构分别有2 种、3 种、1 种共6 种;综上,总共符合条件的同分异构体有14 种;其中核磁共振氢谱有四组
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峰且峰面积之比为1 2 6 1
∶∶∶的结构简式为
或
。
(5)由制备,先将中的醛基转化为氰基,再将氰基在酸性环境下水解成羧基,最后酯化得到,其流程为。
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