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- 2021-08-23 发布
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2020年高三校际联合考试化学试题
可能用到的相对原子质量:H 1 N 14 O 16 P 31 S 32 Zn 65
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意。
1.化学与生活密切相关。下列说法正确是( )
A. 可以注射消毒液杀灭人体内的新型冠状病毒
B. 干粉灭火器主要用于扑救有机溶剂、可燃气体和电气设备的初期火灾
C. 家蚕丝心蛋白水解生成的甘氨酸和丙氨酸共能形成3种二肽
D. 骨水泥(骨粘固剂)的主要成分聚甲基丙烯酸甲酯的单体是甲基丙烯酸和甲醇
【答案】B
【解析】
【详解】A.将消毒液注入人体,可导致人体蛋白质变性,危害人体生命安全,A错误;
B.干粉灭火器主要用于扑救有机溶剂、可燃气体和电气设备的初期火灾,B正确;
C.用A代表甘氨酸,用B代表丙氨酸,二者可形成4种二肽:A-A、B-B、A-B、B-A,C错误;
D.骨水泥(骨粘固剂)的主要成分聚甲基丙烯酸甲酯的单体是甲基丙烯酸甲酯,D错误。
答案选B。
2.下列说法错误的是( )
A. 棉花、麻、羊毛、蚕丝都属于天然纤维
B. 可用热的NaOH溶液鉴别地沟油和汽油
C. 甲苯、间二甲苯的一氯代物种数相同
D. 不饱和度是6,核磁共振氢谱有2组峰
【答案】D
【解析】
【详解】A.棉花、麻、羊毛、蚕丝都属于天然纤维,A正确;
B.地沟油属于油脂,在碱性条件下水解且产物溶于水,汽油属于烃类,不会水解且不溶于水,故二者可用热的NaOH溶液鉴别,B正确;
C.甲苯、间二甲苯均有4种一氯代物,C正确;
D.的分子式为C8H8,不饱和度==5,有2种等效氢,核磁共振氢谱有2组峰,D错误。
答案选D。
3.下列说法错误的是( )
A. 基态Cr原子有6个未成对电子
B. PH3和NH3分子中均含有孤电子对,且PH3提供孤电子对的能力强于NH3
C. BeO的晶格能大于MgO,可推测BeCO3的分解温度低于MgCO3
D. 向1mol配合物中加入足量AgNO3溶液,可以得到3molAgCl沉淀
【答案】D
【解析】
【详解】A.Cr的原子序数为24,价电子排布为3d54s1,基态Cr原子有6个未成对电子,A正确;
B.PH3分子结构和NH3相似,中心原子都含有一个孤电子对,N元素的电负性大于P,电负性越大,其原子越不易提供孤电子对,故PH3提供孤电子对的能力强于NH3,B正确;
C.BeO的晶格能大于MgO,说明Be2+离子结合碳酸根中的氧离子的能力更强,故BeCO3更容易分解生成氧化物和二氧化碳,所以BeO的晶格能大于MgO,可推测BeCO3的分解温度低于MgCO3,C正确;
D.内界配体Cl-不与Ag+反应,外界Cl-离子与Ag+反应,在向1mol该配合物中加入足量AgNO3溶液,可以得到2molAgCl沉淀,D错误。
答案选D。
4.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A. 标准状况下,22.4L15NH3中含有的质子数为11NA
B. 含63gHNO3的浓硝酸与足量铜完全反应,转移电子数大于0.5NA
C. 常温下,1L溶液中含有的氮原子数小于0.2NA
D. 标准状况下,224mLSO2溶于水后形成的溶液中、、粒子数之和等于0.01NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.15NH3的质子数为7+1´3=10,标准状况下,22.4L15NH3的物质的量为1mol,含有的质子数为10NA,A错误;
B.浓硝酸与铜发生反应:Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,1molHNO3转移0.5mol电子,反应一段时间硝酸浓度变小,发生反应:3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,1molHNO3转移0.75mol电子,含63g即1molHNO3的浓硝酸与足量铜完全反应,生成物有NO2 、NO,转移电子数大于0.5mol,B正确;
C.根据氮原子守恒,常温下,1L溶液中含有的氮原子数等于0.2NA,C错误;
D.标准状况下,224mLSO2的物质的量= =0.01mol,SO2溶于水后一部分与水生成亚硫酸,亚硫酸发生电离,在溶液以、、粒子存在,还有一部分SO2在水中以分子形式存在,根据硫原子守恒,标准状况下,224mLSO2溶于水后形成的溶液中、、粒子数之和小于0.01NA,D错误。
答案选B。
5.近年来被网络炒得火热的抗衰老“神药”白藜芦醇结构简式如图所示,下列关于白藜芦醇说法错误的是( )
A. 分子式为C14H12O3 B. 存在顺反异构
C. 所有碳原子可能共平面 D. 属于醇类,能发生加成反应、取代反应
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.由结构简式可知白藜芦醇的分子式为C14H12O3,A正确;
B.该有机物分子的双键碳原子上连有不同的基团,存在顺反异构,B正确;
C.分子中含有苯环、乙烯等基础分子的共面结构,单键可以旋转,所有碳原子可能在同一平面,C正确;
D.该有机物分子中羟基连接在苯环上,所以属于酚而不属于醇;该有机物分子含有碳碳双键,可以发生加成反应,含有酚羟基,可以发生取代反应;D错误;
答案选D。
6.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,K、L、M均是由这些元素组成的氧化物,甲、乙分别是元素Y、W的单质,甲是常见的固体,乙是常见的气体。K是红棕色气体,丙的浓溶液具有强氧化性,上述物质的转化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A. X、Y、Z三种元素的第一电离能:
B. X分别与Y、Z、W形成的分子中均可能含有非极性共价键
C. Z元素的最高价含氧酸的酸性在同周期和同主族元素中均最强
D. 若固体是由直线形的和平面三角形的组成,则与丙溶液中的溶质阴离子相同
【答案】A
【解析】
【分析】
K是红棕色气体,丙的浓溶液具有强氧化性,K是NO2,丙为浓HNO3,可知乙是O2,L为H2O,甲是常见的固体,与浓HNO3反应生成NO2,所以甲为C,M为CO2,所以X、Y、Z、W分别是H、C、N、O四种元素,据此解答。
【详解】A.第一电离能是基态的气态原子失去最外层的一个电子所需能量,同周期元素第一电离能从左到右增大,H原子比碳原子的核外电子距离原子核近,受到原子核的引力大,电离需要消耗更多的能量,所以第一电离能比C的大,N原子的2p能级处于半充满状态,比较稳定,第一电离能较大,H、C、N三种元素的第一电离能为:N>H>C ,A错误;
B.H与C、N、O形成的分子中,C2H4、N2H4、H2O2中都含有非极性共价键,B正确;
C.Z为N元素,N在元素周期表第二周期第VA族,由于O、F无正价,第二周期中元素的最高价氧化物的水化物中HNO3酸性最强;第VA族中N非金属性最强,故第VA族中最高价氧化物的水化物中HNO3酸性最强,C正确;
D.N2O5在固态时由和构成,其中呈直线型,呈平面三角形,丙溶液为硝酸,所以Q−与丙溶液中的溶质阴离子相同,D正确。
答案为A。
7.下列离子方程式书写正确的是( )
A. 少量SO2通入BaCl2溶液中:
B. 与足量盐酸反应:
C. 中加入酸化的KMnO4:
D. 向NaClO和NaCl混合溶液中滴入少量FeSO4溶液:
【答案】C
【解析】
【详解】A.盐酸的酸性比亚硫酸强,强酸可以制弱酸,SO2与BaCl2溶液不能反应,A错误;
B.银氨溶液与盐酸反应生成AgCl和NH4Cl,溶液里[Ag(NH3)2] OH应该拆开,离子方程式为: [Ag(NH3)2]++OH-+3H++Cl-=AgCl↓+2+H2O,B错误;
C.中加入酸化的KMnO4,二者发生氧化还原反应,离子方程式为:,C正确;
D.NaClO为强碱弱酸盐,水解呈碱性,NaCl为中性,溶液中不存在大量的氢离子,正确的离子方程式为:2Fe2++2ClO-+2H2O=Fe3++HClO+Fe(OH)3↓+Cl-,D错误。
答案选C。
8.下列选用的仪器和药品能达到实验目的的是
A
B
C
D
蒸馏时的接收装置
将硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶,得到胆矾晶体
用CCl4除去HBr气体中的少量溴蒸气
模拟工业制氨气并检验产物
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.蒸馏时接收馏分的锥形瓶不能用塞子塞住,否则锥形瓶中气压过大会导致事故,A不选;
B.蒸发溶液时应该在蒸发皿里进行,B不选;
C.溴易溶于CCl4而HBr不溶,用CCl4可以除去HBr气体中的少量溴蒸气,C选;
D.检验氨气应用湿润的红色石蕊试纸,氨气可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,试纸使用不合理,D不选。
答案选C。
9.某小组为验证SO2的性质设计如图所示的实验装置,下列说法错误的是( )
A. 一段时间后石蕊溶液和品红溶液均褪色,说明SO2有漂白性
B. 一段时间后酸性高锰酸钾溶液、溴水褪色,说明SO2有还原性
C. 一段时间后氢硫酸溶液中有淡黄色沉淀生成,说明SO2有氧化性
D. 该装置能体现实验的微型化和绿色化
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.SO2具有酸性氧化物的性质,可以使石蕊溶液变红但不会褪色,SO2使品红溶液褪色说明SO2有漂白性,A错误;
B.SO2具有还原性,与酸性高锰酸钾溶液、溴水发生氧化还原反应而使溶液褪色,B正确;
C.SO2与氢硫酸溶液发生反应,SO2+2H2S=3S↓+2H2O,生成的硫单质难溶于水为淡黄色沉淀,C正确;
D.该装置使用注射器代替分液漏斗,药品用量少,用浸有氢氧化钠溶液的棉花团吸收尾气,对环境的污染也少,操作方便,体现实验的微型化和绿色化,D正确。
答案选A。
10.溴化钙可用作阻燃剂、制冷剂,具有易溶于水、易吸潮等性质。实验室用工业大理石(含少量Al3+、Fe3+等杂质)制备溴化钙的主要流程如下(已知步骤Ⅲ的滤液中不含)。
下列说法错误的是( )
A. 试剂a可以是生石灰,试剂b是氢溴酸
B. 步骤V所含的操作依次是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
C. 为将杂质离子除尽,步骤Ⅱ需加过量试剂a,保证溶液呈强碱性
D. 工业上常用氨气与溴、石灰乳反应制取溴化钙,若反应中氧化剂与还原剂的物质的量比为3∶2,则产物中会生成一种无色气体
【答案】C
【解析】
【分析】
工业大理石(含少量Al3+、Fe3+等杂质)制备溴化钙,工业大理石加入氢溴酸溶液生成溴化钙、溴化铝、溴化铁,然后向溶液中加入试剂a,目的是除去Al3+、Fe3+等杂质,除杂质不能引入新杂质,Al3+、Fe3+能与碱反应生成沉淀,a可选取氢氧化钙或生石灰,反应后过滤,滤去沉淀,向滤液中加入试剂b,目的是除去过量的碱,最后溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶,过滤得到CaBr2•H2O,再进行加热,得到纯净的溴化钙。
【详解】A.由分析可知,试剂a,目的是除去Al3+、Fe3+等杂质,可以是生石灰,试剂b,目的是除去过量的碱,除杂质不能引入新杂质,因为最后要制取溴化钙,试剂b是氢溴酸,A正确;
B.要从溶液中得到溴化钙,步骤V所含的操作依次是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,B正确;
C.步骤Ⅱ需加过量生石灰,溶液呈强碱性,会发生反应:Al3++4OH-=[Al(OH)4]-,导致Al3+无法除去,C错误;
D.氨气与溴、石灰乳反应制取溴化钙,反应中氧化剂为溴单质,还原剂为氨气,反应中1mol溴得到2mol电子,设溴的物质的量为3mol,得到的电子为6mol,还原剂氨气中氮的化合价为-3 ,根据得失电子守恒,2mol氨气要失去6mol电子,氮元素就要由-3价变为0价生成氮气,氮气为无色气体,D正确;
答案选C。
二、选择题
11.由一种阳离子与两种酸根阴离子组成的盐称为混盐。向混盐Na4S2O3中加入足量稀硫酸,发生反应:。下列说法正确的是( )
A. Na4S2O3的水溶液显碱性
B. 1mol Na4S2O3中共含离子数为5NA
C. 上述反应中,每产生3molS,转移电子的物质的量为6mol
D. CaOCl2也可称为混盐,向CaOCl2中加入足量稀硫酸会有Cl2产生
【答案】AD
【解析】
【分析】
混盐Na4S2O3中S元素的平均化合价为+1价,应为Na2SO3和Na2S的混盐,混盐CaOCl2
中相当于含有CaCl2和Ca(ClO)2两种盐。
【详解】A.由分析可知Na4S2O3为Na2SO3和Na2S的混盐,Na2SO3和Na2S都是强碱弱酸盐,溶液呈碱性,A正确;
B.由分析可知Na4S2O3为Na2SO3和Na2S的混盐,所以1molNa4S2O3中共含离子数为2+1+2+1=6NA,B错误;
C.由可知,生成单质硫的S元素化合价由+1变为0,则每产生3molS,转移电子的物质的量为3mol,C错误;
D.在酸性条件下,发生反应:Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O,即向CaOCl2中加入足量稀硫酸会有Cl2产生,D正确;
答案选AD。
12.利用空气催化氧化法除掉电石渣浆(含CaO)上清液中的,制取石膏()的过程如下:
下列说法错误的是( )
A. 属于盐类和纯净物
B. 过程Ⅱ中,反应的离子方程式为
C. 过程Ⅰ后溶液pH减小
D. 将10L上清液中的(浓度为)转化为,理论上共需要0.15molO2
【答案】BD
【解析】
【分析】
氧化钙溶于水后生成氢氧化钙,与硫酸锰生成氢氧化锰,过程I中,通入氧气将氢氧化锰氧化为,过程II中,将上清液中的S2-氧化为,同时
被还原为氢氧化锰,再通入氧气将氧化为,经过浓缩结晶,得到石膏。
【详解】A.俗名生石膏,属于结晶水合物,具有固定的组成和性质,属于纯净物里的盐类,A正确;
B.根据转化关系图,过程Ⅱ中S2-与生成和Mn(OH)2,根据氧化还原反应得失电子守恒和物料守恒,反应的离子方程式为:4+2S2-+9H2O=+4Mn(OH)2↓ +10OH- ,B错误;
C.由分析可知过程I中发生反应:2Mn(OH)2+O2+4OH-=2+4H2O,溶液的pH减小,C正确;
D.10L上清液中的S2-的物质的量==0.15mol,根据物质转化过程可知,S2-转化为过程中需要消耗氧气,转化为也需要消耗氧气, 在S2-的过程中,硫元素的化合价由-2价变成+6价,S2-共失去0.15mol´8=1.2mol电子,1molO2在反应中得到4mol电子,所以将10L上清液中的S2-转化为,理论上共需要O2的物质的量==0.3mol,D错误。
答案选BD。
13.Pd-Mg/SiO2催化剂上CO2甲烷化反应机理如图所示。下列说法错误的是( )
A. 上述甲烷化过程总反应可表示为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)
B. 整个甲烷化过程真正起催化作用的物质为MgO
C. Pd-Mg/SiO2催化剂加快了甲烷化速率,提高了H2的平衡转化率
D. 经过一个加氢循环后的MgO再次与CO2结合形成碳酸盐,继续一个新的加氢循环过程
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由图可知,CO2和H2在Pd-Mg/SiO2催化条件下生成甲烷和水,反应为:CO2+4H2CH4+2H2O,A正确;
B.由反应机理可知CO2甲烷化反应的关键在于加氢,整个甲烷化过程真正起催化作用的物质为Pd,错误;
C.催化剂可以加快反应速率,但不能提高平衡转化率,C错误;
D.MgO与CO2结合形成碳酸盐经过一个加氢循环后,又得到MgO,化学性质没有变化,继续参加新的加氢循环过程,D正确。
答案选BC。
14.t℃时,两种碳酸盐MCO3(M表示X2+或Y2+)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:,,。
下列说法正确的是( )
A. 线a表示YCO3的溶解平衡曲线
B.
C. t℃时,向XCO3悬浊液中加入饱和溶液,可能有YCO3生成
D. t℃时,向饱和YCO3溶液中加入Na2CO3溶液,一定能产生YCO3沉淀
【答案】C
【解析】
【分析】
pM相等的时候,图像中p(CO32-)数值越大,实际浓度越小,因为Ksp(XCO3)N>P (2). 氢键、范德华力 (3). 29 (4). S (5). (6). (7). 正四面体 (8). 16 (9).
【解析】
【分析】
根据白磷分子在晶胞中的位置,在1个白磷分子的晶胞中,8个白磷分子位于晶胞的顶点,六个白磷分子位于晶胞的面心,故1个晶胞中白磷分子的个数为,1个白磷分子中含有4个磷原子,该晶胞中含有的P原子个数为4×4=16,然后计算1mol白磷分子晶胞的质量为,计算出晶胞参数a。
【详解】(1)同周期主族元素的电负性,从左到右随着元素原子序数的递增,电负性逐渐增强,故N、O、P原子的电负性由大到小的顺序为O>N>P;该药物的分子内含有氨基和羟基,所以该药物的分子间作用力有氢键、范德华力;
(2)1个分子中含有29个键,故1mol该物质含键数目为29NA;
(3)SCN-的结构式为,因为Mn,C,N三种原子不在同一水平线上,所以S原子为配位原子提供孤电子对,形成配位键后,S原子的价层电子对数为4,并且S原子含有2对孤电子对,所以S原子的杂化方式为sp3;
(4)As元素原子序数为33,为第ⅤA族元素,基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24sp3,故As元素基态原子的价电子排布式为4s24sp3;的价层电子对数为4,并且中心原子As不含有孤电子对,故的空间构型为正四面体;
(5)在1个白磷分子的晶胞中,8
个白磷分子位于晶胞的顶点,六个白磷分子位于晶胞的面心,故1个晶胞中白磷分子的个数为,1个白磷分子中含有4个磷原子,该晶胞中含有的P原子个数为4×4=16;已知晶胞参数为acm,阿伏加德罗常数的值为NA,1mol该晶胞的质量为,a= ,晶体中白磷分子的最短距离为该晶胞面对角线的一半,该晶胞的面对角线为cm,故晶体中白磷分子之间的最短距离为cm。
【点睛】本题考查晶胞的相关计算,关键是利用“均摊法”找到晶胞内所含分子数,然后根据一个白磷分子中含有4个磷原子,计算出一个晶胞中所含有的磷原子数,利用密度表达式列式计算晶胞参数a,计算时切勿漏掉原子个数。
17.在药物和染料的制取中有重要作用,沸点69℃,100℃以上分解生成两种常见气体。实验室对其稳定性和分解产物的部分性质分别进行了如下探究。已知:反应开始后,乙瓶中始终无色,戊瓶中有黄绿色气体。
回答下列问题:
(1)装置A中的进水口为______,仪器B的名称为______,加热B的方式最好选用______(填“水浴加热”或“油浴加热”)。
(2)装置C的作用为____________,装置D的作用为____________。
(3)试剂X、Y分别为下列试剂中的______、______(填标号)。
a.品红溶液 b.氢氧化钠溶液 c.高锰酸钾溶液 d.四氯化碳
(4)若进入丙中的气体过量,则丙中的现象为____________,发生反应的离子方程式为__________________。
【答案】 (1). m (2). 圆底烧瓶 (3). 油浴加热 (4).
通过观察气泡速率调节油浴温度,控制反应速率 (5). 安全瓶,防止倒吸 (6). d (7). c (8). 溶液变浑浊 (9).
【解析】
【分析】
现实验室欲对的稳定性和分解产物的部分性质分别进行探究,已知反应开始后,乙瓶中始终无色,戊瓶中有黄绿色气体,则分解生成氯气和二氧化硫,已知在100℃以上分解,则可采用油浴加热装置B,通过观察装置C中的气泡速率调节油浴温度,控制反应速率;装置D作安全瓶,可防止倒吸;装置甲用于除去二氧化硫中的氯气,在装置丙中二氧化硫与硫化钠溶液反应生成硫单质,溶液变浑浊;装置丁用于除去氯气中的二氧化硫,在装置己中氯气氧化硫化钠生成硫单质,溶液变浑浊;装置乙和装置戊均作安全瓶,可防止倒吸,据此分析解答。
【详解】(1)冷凝管的冷凝水应下口进上口出,则应从m口进水;仪器B的名称为圆底烧瓶;已知在100℃以上分解,则加热B的方式最好选用油浴加热,故答案为:m;圆底烧瓶;油浴加热;
(2)可通过观察装置C浓硫酸中的气泡速率调节油浴温度,控制反应速率;装置D作安全瓶,可防止倒吸;
(3)装置甲中试剂X用于除去二氧化硫中的氯气,因此试剂X应能吸收氯气,而不能吸收二氧化硫,因此应选择四氯化碳;装置丁中试剂Y用于除去氯气中的二氧化硫,因此试剂Y能吸收二氧化硫,而不能吸收氯气,因此应选择高锰酸钾溶液,故答案为:d;c;
(4)过量二氧化硫与硫化钠反应生成硫单质和亚硫酸氢钠,则丙中溶液变浑浊,发生反应的离子方程式为。
18.随着现代工业的快速发展,SO2烟气的排放量急剧增加。将SO2还原为硫磺是目前烟气脱硫研究的热点。根据SO2的反应状态,将SO2还原法分为气相还原法和液相还原法。
Ⅰ.气相还原法—固体还原剂直接还原法
固体还原剂直接还原法是指在一定温度下(200℃~300℃)将SO2烟气通过固体还原剂,使SO2中的氧原子转移到固体还原剂上,从而实现SO2的还原,其流程如下:
(1)再生塔中生成的物质______(填化学式)可在流程中循环使用。
(2)脱硫塔中发生反应的化学方程式为________。脱硫过程中,当产生48g单质S2时,转移电子的物质的量为______mol。
Ⅱ液相还原法—液相催化歧化制硫法
V.M Petrusevski等人用作为催化剂,在常温下,将NaHSO3进行液相催化回收硫磺的工艺如下:
(3)下列仪器中,“操作”时不需要用到的是______(填标号)。
a. b. c. d.
(4)催化NaHSO3的反应过程为①_________(用离子方程式表示);②。
(5)液相催化歧化制硫法具有反应条件温和、运行费用低等优点,然而其缺点是硫磺的回收率不会高于______%(保留1位小数)。
(6)若采用Na2S溶液作为碱盐吸收液,随着吸收液pH的变化,会生成二次污染物______(填化学式)。
【答案】 (1). CaS (2). CaS+2SO2CaSO4+S2 (3). 3 (4). a (5). (6). 33.3 (7). H2S
【解析】
【分析】
Ⅰ.气相还原法—固体还原剂直接还原法
根据流程,在脱硫塔中CaS与SO2反应生成CaSO4和S2,在再生塔中精煤与CaSO4反应生成CO2和CaS,CaS循环使用,据此分析、结合相关知识作答。
Ⅱ.液相还原法—液相催化歧化制硫法
SO2烟气用碱盐吸收转化成NaHSO3,根据流程,加入NaI催化NaHSO3反应生成S和NaHSO4,总反应为,据此分析、结合相关知识作答。
【详解】Ⅰ.气相还原法—固体还原剂直接还原法
(1)根据流程,在再生塔中精煤与CaSO4反应生成CO2,C被氧化成CO2,则CaSO4被还原成CaS而在流程中循环使用,反应可表示为2C+CaSO4=CaS+2CO2↑,故答案为:CaS;
(2)根据“固体还原剂直接还原法是指在一定温度下(200℃~300℃)将SO2烟气通过固体还原剂,使SO2中的氧原子转移到固体还原剂上,从而实现SO2的还原”和流程,在脱硫塔中CaS与SO2反应生成CaSO4和S2,根据原子守恒,脱硫塔中发生反应的化学方程式为CaS+2SO2CaSO4+S2;在该反应中,CaS中S元素的化合价由-2价升至0价,SO2中S元素的化合价部分由+4价升至+6价、部分由+4价降至0价,生成1molS2转移4mol电子,当产生48g单质S2时转移电子物质的量为×4=3mol,故答案为:CaS+2SO2CaSO4+S2,3。
Ⅱ.液相还原法—液相催化歧化制硫法
(3)根据流程,“操作”是从含NaHSO4的溶液中获得NaHSO4·H2O,故“操作”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤,蒸发浓缩时需要使用蒸发皿和坩埚钳,过滤时需要使用漏斗,则“操作”时不需要用到的是坩埚,答案选a;
(4)②的反应为,在②中I2将氧化成,I2被还原成I-,根据流程I-催化NaHSO3反应生成S和NaHSO4,I-是催化剂,在反应前后质量和化学性质不变,则①中I-将NaHSO3还原成S,I-被氧化成I2,根据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒,①的离子方程式为,故答案为:
;
(5)根据(4)的分析,液相催化歧化制硫法的总反应为,理论上3mol反应生成1molS,所以该法硫磺的回收率不会超过,即不会高于33.3%,故答案为33.3;
(6)若采用Na2S溶液作为碱盐吸收液,由于H2SO3的酸性强于H2S,SO2与Na2S溶液反应会生成H2S产生二次污染,故答案为H2S。
【点睛】本题以SO2还原为硫磺为载体,考查氧化还原反应方程式的书写和计算、硫元素的单质及其化合物的相互转化、实验仪器的选择等知识;难点是第(4)问,注意根据催化剂的特点进行分析。
19.开发新型高效的乙烷脱氢制乙烯过程对于石油化工至关重要。回答下列问题:
(1)不同Zn含量PtSn催化剂催化乙烷脱氢反应时,乙烷的转化效率随时间变化如下图所示。由图可知,催化活性最优的催化剂为____________。
(2)随着温度升高,乙烷脱氢反应容易造成催化剂表面积碳,影响催化剂的稳定性,脱氢时通常一起充入CO2,该工艺称为“乙烷二氧化碳氧化脱氢反应”,CO2发生的反应为: 、。则CO2的作用为____________、____________。
(3)实验室模拟“乙烷二氧化碳氧化脱氢反应”,℃时,将2.8mol与5.2mol CO2
充入容积恒定为0.5L的恒温密闭容器中发生反应:,平衡时,。
①a=______。
②T℃时,该反应的平衡常数K=______。
③若不考虑副反应,对于该反应体系,下列说法正确的是______(填标号)。
a.三种生成物平衡分压比值保持不变时,反应达到平衡状态
b.降低C2H6与CO2用料比,C2H6平衡转化率升高
c.在容器中加入CaO,可与H2O反应,提高CH2=CH2产率
d.反应开始后的一段时间内,适当缩小容器体积可提高单位时间内C2H6的转化率
(4)中国科学院科研团队,利用固体氧化物电解池(Solid oxide electrolysis cell,SOEC),在SOEC阳极实现了高选择性乙烷电化学脱氢制乙烯。装置示意图如下。
①b为电源的______极。
②阳极电极反应为__________________。
【答案】 (1). PtSn/Mg(2-Zn)AlO (2). 消耗H2促进乙烷脱氢反应正向进行 (3). 消除催化剂表面积碳,提高催化剂的稳定性 (4). +178.1 (5). 6.25 mol/L (6). bd (7). 负 (8).
【解析】
【分析】
(1)由图象看出最高的那条线是催化活性最优的,即PtSn/Mg(2-Zn)AlO 催化剂的催化反应活性最优;
(2)根据CO2发生的反应,结合题干信息思考;
(3)用盖斯定律计算出目标方程式的反应热,再利用三段式法计算平衡常数;
(4)二氧化碳通过电解转变为一氧化碳,碳元素化合价降低,得电子,被还原,则与b相连的电极为阴极,与a相连的电极为阳极,与阴极相连的为电源负极,则a为电源正极,b为电源负极。
【详解】(1)由图象看出最高的那条线是催化活性最优的,即PtSn/Mg(2-Zn)AlO 催化剂的催化反应活性最优,故答案为:PtSn/Mg(2-Zn)AlO ;
(2)根据CO2发生的反应分析,,消耗了H2,有利于乙烷的脱氢反应向右进行;,能消除积碳,提高催化剂的稳定性,故答案为:消耗H2促进乙烷脱氢反应正向进行;消除催化剂表面积碳,提高催化剂的稳定性;
(3)①由盖斯定律,根据已知的方程式:
① ;
② ;
根据盖斯定律,将①+②得到∆H=+136.9kJ/mol+41.2kJ/mol=+178.1 kJ/mol,故答案为:+178.1;
②设转化C2H6物质量为xmol,根据题目数据,列式如下:
起始(mol)2.8 5.2 0 0 0
转化(mol)x x x x x
平衡(mol)2.8-x 5.2-x x x x
又因为是恒容容器,压强之比等于物质的量之比,,有,解得x=2,又容器体积为0.5L,故平衡时各组分的浓度为:c(C2H6)=,c(CO2)=,c(CH2=CH2)=
c(CO)=c(H2O)=,该反应的平衡常数K===6.25mol/L,故答案为:6.25mol/L;
③a.由方程式看出,三种生成物的化学计量数均为1,三种生成物平衡分压比值始终保持不变,三种生成物平衡分压比值保持不变时,不能说明反应达到平衡状态,故a错误;
b.降低C2H6与CO2用料比,相当于增大CO2的量,可以使C2H6的平衡转化率升高,故b正确;
c.在容器中加入CaO,CO2先与CaO反应,平衡逆向移动,会降低CH2=CH2产率,故c错误;
d.适当缩小容器体积,压强增大,反应速率加快,可提高单位时间内C2H6的转化率,故d正确。
故答案为:bd;
(4)①根据分析可知,b为电源的负极,故答案为:负;
②阳极发生氧化反应,乙烷失电子变成乙烯,固体电解质可以传导O2-,电极反应式为:,故答案为:。
【点睛】该题为化学原理综合题,应用知识是解答关键,化学平衡常数的计算多用三段式法,要注意阿伏加德罗定律的应用,(3)题③小题D项注意是单位时间,故描述的是反应速率。
20.吡贝地尔可用于治疗帕金森病,对于控制帕金森病的震颤、运动迟缓、肌张力增高有一定的作用。另外对于不宁腿综合征也有治疗效果。其合成路线如下:
已知:①
②
回答下列问题:
(1)物质A的结构简式为______,检验A中非含氧官能团所用试剂的先后顺序为____________(填化学式),物质F中含氧官能团的名称为______。
(2)写出C转化为D的化学反应方程式:__________________,D生成E的反应类型为______,试剂Y的结构简式为______。
(3)G与E互为同分异构体,请写出符合下列条件的G的结构简式:______(写出1个即可)。
①遇FeCl3溶液显色 ②能发生银镜反应 ③含有一个手性碳原子
(4)请结合题目中的相关信息,以物质C、1,1-二氯乙烷、乙醛为原料,设计合成的路线(其他试剂任选)。__________
【答案】 (1). (2). NaOH、HNO3、AgNO3 (3). 醚键 (4). (5). 加成反应 (6). (7). 、、 (8).
【解析】
【分析】
由B的结构简式,可推出A的结构简式为:,B至C是酸化,C的结构简式为:,由D的结构简式可推出X为CH2Cl2,D与HCHO发生加成反应生成E,E与HCl发生取代反应生成F,F到吡贝地尔发生取代反应,根据吡贝地尔的结构,可推出Y的结构简式为,据此分析解答。
【详解】(1)由分析可知,A为,其中的非含氧官能团为氯原子,检验方法为:将少量样品与NaOH溶液在试管中混合共热,充分反应并冷却后,向溶液中加稀HNO3酸化,再滴加AgNO3溶液,若有白色沉淀,则证明有氯元素,所用试剂的先后顺序为:NaOH、HNO3、AgNO3;根据F的结构简式,其含有的含氧官能团的名称为醚键,故答案为: ;NaOH、HNO3、AgNO3;醚键;
(2)C的结构简式为,B至C是酸化,反应方程式为:,D与HCHO发生加成反应生成E,F到吡贝地尔发生取代反应,根据吡贝地尔的结构,可推出Y的结构简式为,故答案为:;加成反应;;
(3)E的结构简式为,G与E互为同分异构体,遇FeCl3溶液显色,说明有酚羟基;能发生银镜反应,说明有醛基,含有一个手性碳原子,则该C原子连有4个不同的原子或原子团,满足上述条件的有:、、,故答案为:、、;
(4)C的结构简式为,加上1,1-二氯乙烷、乙醛为原料,合成,合成的方案为:先与1,1-二氯乙烷生成,再与甲醛生成,再通过消去反应和加聚反应生成产物,
故答案为:。
【点睛】本题是有机物推断,熟练掌握官能团性质与转化,结合转化关系中有机物的结构进行推断是解答的关键, 试题难点是(4)小题,利用逆向合成思维思考有利于解答。