《解析》辽宁省大连二十中2017届高三上学期月考化学试卷(9月份)Word版含解析

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2016-2017学年辽宁省大连二十中高三(上)月考化学试卷(9
月份)
一、选择题(共7小题,每小题3分,满分21分)
1.化学与生活、生产、环境等密切相关,下列说法正确的是()
①在饲料中加入“瘦肉精”,人食用猪肉后能降低“高血脂”的发病率;
②自备购物袋,不用塑料方便袋;
③建立空调凝结水和屋面雨水收集系统,充分利用水资源;
④大力发展、推广可利用太阳能、风能的城市照明系统;
⑤可吸入颗粒(例如硅酸盐粉尘)形成气溶胶,对人类健康危害极大;
⑥用填埋法处理未经分类的生活垃圾;
⑦明矾可以用来净水,是利用明矾水解生成Al(OH)3胶体,从而起到杀菌消毒功效;
⑧Mg可由电解熔融的MgCl2制取,Al也可由电解熔融AlCl3制取.
A.②③④⑤B.②③④⑥⑧C.①②③④⑤D.②③④⑤⑦
2.下列离子方程式或化学反应方程式与所述事实相符且正确的是()
A.将2molSO3气体通入一密闭容器中,反应达平衡后吸收QkJ热量,则该反应的热化学方程式为:2SO3(g)⇌2SO2(g)+O2(g)△H=+Q kJ/mol
B.向20mL0.5molL﹣1FeBr2溶液中通入224mL Cl2(标准状况):2Fe2++2Br﹣+2Cl2═
2Fe3++Br2+4Cl﹣
C.以金属银为阳极电解饱和硫酸铜溶液Cu2++2H2O═2Cu+O2↑+4H+
D.NH4Al(SO4)2溶液中加入Ba(OH)2溶液至恰好使SO42﹣完全沉淀::2Ba2++Al3++2SO42﹣+4OH﹣═2H2O+2BaSO4↓+AlO2﹣
3.向一定量的Fe、FeO、Fe3O4的混合物中加入100mL1molL﹣1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224mL(标准状况)的气体,在所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现.若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁的质量是()
A.11.2g B.5.6g C.2.8g D.无法计算
5.分子式为C4H8O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机物有(不含立体异构)()
A.3种B.2种C.5种D.6种
6.酸性溶液中,Fe2+会被空气缓慢氧化为Fe3+.不同条件下,一定浓度的Fe2+的氧化率随时间变化关系如图所示.下列有关说法正确的是()
A.该氧化过程的离子方程式为:Fe2++O2+4H+=Fe3++2H2O
B.pH=1.5时Fe2+的氧化率一定比pH=2.5的大
C.Fe2+的氧化率仅与溶液的pH和温度有关
D.其他条件相同时,80℃时Fe2+的氧化率比50℃的大
7.25℃时,将a mol/L的氨水与0.01mol/L的HCl溶液等体积混合,反应后溶液的pH=10,下列说法正确的是(忽略溶液混合后体积的变化)()
A.此时溶液中NH3H2O的物质的量浓度为+10﹣10﹣10﹣4mol/L
B.溶液中c(NH4+)=c(Cl﹣)
C.此时水的电离程度最大
D.25℃时NH3H2O的电离平衡常数K b=(mol/L)
二、解答题(共4小题,满分58分)
8.氢化钙固体登山运动员常用的能源提供剂.某兴趣小组长拟选用如下装置制备氢化钙.
请回答下列问题:
(1)请选择必要的装置,按气流方向连接顺序为______(填仪器接口的字母编号)
(2)根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后,装入药品;打开分液漏斗活塞______(请按正确的顺序填入下列步骤的标号).
A.加热反应一段时间B.收集气体并检验其纯度
C.关闭分液漏斗活塞D.停止加热,充分冷却
(3)实验结束后,某同学取少量产物,小心加入水中,观察到有气泡冒出,溶液中加入酚酞后显红色,该同学据此断,上述实验确有CaH2生成.
①写出CaH2与水反应的化学方程式______;
②该同学的判断不正确,原因是______.
(4)请你设计一个实验,用化学方法区分钙与氢化钙,写出实验简要步骤及观察到的现象______(5)登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂,与氢气相比,其优点是______.9.研究和开发CO2和CO的创新利用是环境保护和资源利用双赢的课题.在催化剂作用下,CO可用于合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g).
(1)若在恒温恒压的条件下,向密闭容器中充入4mol CO和8mol H2,合成甲醇,平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图所示:
①该反应的正反应属于______反应(填“吸热”或“放热”).
②在0.1MPa、100℃的条件下,该反应达到平衡时容器内气体的物质的量为______mol.(2)若在恒温恒容的条件下,向上述平衡体系中充入4mol CO,8mol H2,与(1)相比,达到平衡时CO转化率______(填“增大”,“不变”或“减小”),平衡常数K______(填“增大”,“不变”或“减小”).
(3)在上述合成甲醇的反应中需要用到H2做反应物,以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法.已知:①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJmol﹣1
②CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJmol﹣1
则CH4和H2O(g)反应生成CO2和H2的热化学方程式为:______.
10.用含有Al2O3、SiO2和少量FeOxFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)318H2O,工艺流程如下(部分操作和条件略):
Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4,过滤;
Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液,调节溶液的pH约为3;
Ⅲ.加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色;
Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消失,过滤;
Ⅴ.再经过一系列操作,分离得到产品.
(1)步骤Ⅰ中过滤所得滤渣主要成分为:______,H2SO4溶解Al2O3的离子方程式为:
______.
(2)步骤Ⅱ中加入KMnO4时发生反应的离子方程式为:______.
3pH
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的:______.
(4)已知:一定条件下,MnO4﹣可与Mn2+反应生成MnO2.
①向Ⅲ的沉淀中加入浓盐酸并加热,能说明沉淀中存在MnO2的现象是:______.
②步骤Ⅳ中加入MnSO4的目的是:______.
(5)步骤Ⅴ中“一系列操作”是______、______.
11.端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应,成为Glaser反应.
2R﹣C≡C﹣HR﹣C≡C﹣C≡C﹣R+H2
该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值.下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线:
回答下列问题:
(1)B的结构简式为______,D的化学名称为______.
(2)①和③的反应类型分别为______、______.
(3)E的结构简式为______.用1mol E合成1,4﹣二苯基丁烷,理论上需要消耗氢气
______mol.
(4)化合物()也可发生Glaser偶联反应生成聚合物,该聚合反应的化学方程式为______.(5)芳香化合物F是C的同分异构体,其分子中只有两种不同化学环境的氢,数目比为3:1,写出其中3种的结构简式______.
(6)写出用2﹣苯基乙醇为原料(其他无机试剂任选)制备化合物D的合成路线______.
2016-2017学年辽宁省大连二十中高三(上)月考化学试
卷(9月份)
参考答案与试题解析
一、选择题(共7小题,每小题3分,满分21分)
1.化学与生活、生产、环境等密切相关,下列说法正确的是()
①在饲料中加入“瘦肉精”,人食用猪肉后能降低“高血脂”的发病率;
②自备购物袋,不用塑料方便袋;
③建立空调凝结水和屋面雨水收集系统,充分利用水资源;
④大力发展、推广可利用太阳能、风能的城市照明系统;
⑤可吸入颗粒(例如硅酸盐粉尘)形成气溶胶,对人类健康危害极大;
⑥用填埋法处理未经分类的生活垃圾;
⑦明矾可以用来净水,是利用明矾水解生成Al(OH)3胶体,从而起到杀菌消毒功效;
⑧Mg可由电解熔融的MgCl2制取,Al也可由电解熔融AlCl3制取.
A.②③④⑤B.②③④⑥⑧C.①②③④⑤D.②③④⑤⑦
【考点】常见的生活环境的污染及治理.
【分析】①在饲料中加入“瘦肉精”,会在动物肝脏内积累,人食用后会引起中毒;
②方便袋的使用能够引起白色污染;
③建立空调凝结水和屋面雨水收集系统,有利于节约用水;
④化石燃烧的燃烧能够引起环境污染;
⑤可吸入颗粒(例如硅酸盐粉尘)形成气溶胶,对人类健康危害极大;
⑥填埋法处理未经分类的生活垃圾仍然会引起环境污染;
⑦明矾不具有杀菌消毒的作用;
⑧氯化铝为共价化合物,熔融状态下不导电.
【解答】解:①在饲料中加入“瘦肉精”,会在动物肝脏内积累,人食用后会引起中毒现象,不利于人体健康,故错误;
②自备购物袋,不用塑料方便袋,能够减少白色污染,故正确;
③建立空调凝结水和屋面雨水收集系统,充分利用水资源,符合可持续发展发展要求,故正确;
④大力发展、推广可利用太阳能、风能的城市照明系统,能够减少化石燃料的燃烧,减少污染,故正确;
⑤可吸入颗粒(例如硅酸盐粉尘)形成气溶胶,对人类健康危害极大,故正确;
⑥填埋法处理未经分类的生活垃圾仍然会引起环境污染,不利于环境保护,故错误;
⑦明矾只能净水,不具有杀菌消毒的作用,故错误;
⑧氯化铝为共价化合物,熔融状态下不导电,不能通过电解熔融氯化铝制备铝,故错误;故选:A.
【点评】本题考查了化学与生产生活,涉及环境污染与治理、能源的开发与利用、明矾净水等,熟悉相关物质的性质是解题关键,注意对基础知识的积累.
2.下列离子方程式或化学反应方程式与所述事实相符且正确的是()
A.将2molSO3气体通入一密闭容器中,反应达平衡后吸收QkJ热量,则该反应的热化学方程式为:2SO3(g)⇌2SO2(g)+O2(g)△H=+Q kJ/mol
B.向20mL0.5molL﹣1FeBr2溶液中通入224mL Cl2(标准状况):2Fe2++2Br﹣+2Cl2═
2Fe3++Br2+4Cl﹣
C.以金属银为阳极电解饱和硫酸铜溶液Cu2++2H2O═2Cu+O2↑+4H+
D.NH4Al(SO4)2溶液中加入Ba(OH)2溶液至恰好使SO42﹣完全沉淀::2Ba2++Al3++2SO42﹣+4OH﹣═2H2O+2BaSO4↓+AlO2﹣
【考点】离子方程式的书写;热化学方程式.
【分析】A.2SO3(g)⇌2SO2(g)+O2(g)为可逆反应,可逆反应不能进行到底;
B.二价铁离子还原性强于溴离子,氯气少量先反应二价铁离子;
C.银为阳极,则为活性电极;
D.向NH4Al(SO4)2溶液中滴入Ba(OH)2溶液恰好使SO42﹣完全沉淀,说明SO42﹣与Ba2+的比例是1:2.
【解答】解:A.2SO3(g)⇌2SO2(g)+O2(g)为可逆反应,可逆反应不能进行到底,所以2SO3(g)⇌2SO2(g)+O2(g)△H>+Q kJ/mol,故A错误;
B.向20mL0.5molL﹣1FeBr2溶液中通入224mL Cl2(标准状况),离子方程式:2Fe2++2Br﹣+2Cl2═2Fe3++Br2+4Cl﹣,故B正确;
C.银为阳极,则为活性电极,阳极Ag﹣e﹣=Ag+,故C错误;
D.向NH4Al(SO4)2溶液中滴入Ba(OH)2溶液恰好使SO42﹣完全沉淀,离子方程式为:2Ba2++NH4++Al3++2SO42﹣+4OH﹣═Al(OH)3↓+NH3H2O+2BaSO4↓,故D错误;
故选:B.
【点评】本题考查了离子方程式书写,侧重考查复分解、氧化还原反应的离子方程式书写,明确反应实质是解题关键,注意可逆反应不能进行到底,注意反应物用量对反应产物的影响,题目难度中等.
3.向一定量的Fe、FeO、Fe3O4的混合物中加入100mL1molL﹣1的盐酸,恰好使混合物完全溶解,放出224mL(标准状况)的气体,在所得溶液中加入KSCN溶液无血红色出现.若用足量的CO在高温下还原相同质量的此混合物,能得到铁的质量是()
A.11.2g B.5.6g C.2.8g D.无法计算
【考点】有关混合物反应的计算.
【分析】盐酸恰好使混合物完全溶解,盐酸没有剩余,向反应所得溶液加KSCN溶液无血红色出现,说明溶液为FeCl2溶液,根据氯元素守恒可知n(FeCl2)=n(HCl);用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物得到铁,根据铁元素守恒可知n(Fe)=n(FeCl2),据此结合m=nM计算得到的铁的质量.
【解答】解:盐酸恰好使混合物完全溶解,盐酸没有剩余,向反应所得溶液加KSCN溶液无血红色出现,说明溶液为FeCl2溶液,根据氯元素守恒可知n(FeCl2)=n(HCl)=×0.1L ×1mol/L=0.05mol;
用足量的CO在高温下还原相同质量的混合物得到铁,根据铁元素守恒可知n(Fe)=n(FeCl2)=0.05mol,质量为0.05mol×56g/mol=2.8g,
故选C.
【点评】考查混合物的计算,难度中等,利用元素守恒判断铁的物质的量是解题关键,注意守恒思想的运用.
4.下列有关实验的操作正确的是()
【考点】化学实验方案的评价.
【分析】A.稀释浓硫酸时,应该将浓硫酸沿烧杯内壁倒入水中,并不断搅拌;
B.排水法收集KMnO4分解产生的O2,应该先移出导管,后熄灭酒精灯;
C.用浓盐酸和二氧化锰制取纯净的氯气时,应该先通过饱和食盐水后通过浓硫酸;
D.萃取分液时,下层液体从下口倒出,上层液体从上口倒出.
【解答】解:A.稀释浓硫酸时,应该将浓硫酸沿烧杯内壁倒入水中,并不断搅拌,防止局部温度过高而溅出液体产生安全事故,故A错误;
B.排水法收集KMnO4分解产生的O2,应该先移出导管,后熄灭酒精灯,否则易产生倒流现象而炸裂试管,故B错误;
C.用浓盐酸和二氧化锰制取纯净的氯气时,应该先通过饱和食盐水后通过浓硫酸,如果先通入浓硫酸后通入饱和食盐水,氯气中会产生部分水蒸气,所以得不到干燥、纯净的氯气,故C错误;
D.萃取分液时,下层液体从下口倒出,上层液体从上口倒出,四氯化碳和水不互溶且密度大于水,所以用四氯化碳萃取碘时,有机层在下方、水层在上方,所以先从分液漏斗下口放出有机层,后从上口倒出水层,故D正确;
故选D.
【点评】本题考查化学实验方案评价,为高频考点,涉及萃取分液、气体洗气和干燥、气体收集操作、溶液配制等知识点,明确实验原理、物质性质、实验基本操作方法是解本题关键,注意实验操作先后顺序及操作规范性,题目难度不大.
5.分子式为C4H8O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体的有机物有(不含立体异构)()
A.3种B.2种C.5种D.6种
【考点】有机化合物的异构现象.
【分析】分子式为C4H8O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体,则C4H8O2属于羧酸,可以根据羧基位置异构可以得到丁酸的同分异构体.
【解答】解:分子式为C4H8O2并能与饱和NaHCO3溶液反应放出气体,则C4H8O2属于羧酸,可以是丁酸或2﹣甲基丙酸,共有2种同分异构体,故选B.
【点评】本题考查有机物的结构与性质,注意根据官能团位置异构来分析同分异构体的种数,难度不大,有利于培养学生的逻辑推理能力
6.酸性溶液中,Fe2+会被空气缓慢氧化为Fe3+.不同条件下,一定浓度的Fe2+的氧化率随时间变化关系如图所示.下列有关说法正确的是()
A.该氧化过程的离子方程式为:Fe2++O2+4H+=Fe3++2H2O
B.pH=1.5时Fe2+的氧化率一定比pH=2.5的大
C.Fe2+的氧化率仅与溶液的pH和温度有关
D.其他条件相同时,80℃时Fe2+的氧化率比50℃的大
【考点】转化率随温度、压强的变化曲线.
【分析】在酸性条件下,Fe2+和氧气、氢离子反应生成Fe3+和H2O,反应的离子方程式为
4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,由图象知,当pH值其它条件相同温度不同时,温度越高Fe2+的氧化率越大;当温度和其它条件相同PH值不同时,pH值越大,Fe2+的氧化率越小,以此解答该题.
【解答】解:A.电子转移数目不相等,应为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,故A错误;B.由图象知,Fe2+的氧化率受PH值和温度的影响,所以pH=1.5时氧化率不一定比pH=2.5时大,故B错误;
C.Fe2+的氧化率不仅与溶液的pH和温度有关,还与离子的浓度等其它因素有关,故C错误;
D.由图象可知,其它条件相同时温度不同时,Fe2+的氧化率与温度呈正比,温度越高氧化率越大,故D正确.
故选D.
【点评】本题考查了外界条件对Fe2+氧化率的影响,侧重于学生的分析能力的考查,难度不大,注意比较氧化率时,要其它条件相同只有一个条件不同才能比较,否则无法得出结论.
7.25℃时,将a mol/L的氨水与0.01mol/L的HCl溶液等体积混合,反应后溶液的pH=10,下列说法正确的是(忽略溶液混合后体积的变化)()
A.此时溶液中NH3H2O的物质的量浓度为+10﹣10﹣10﹣4mol/L
B.溶液中c(NH4+)=c(Cl﹣)
C.此时水的电离程度最大
D.25℃时NH3H2O的电离平衡常数K b=(mol/L)
【考点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算.
【分析】A.溶液中(Cl﹣)=0.005mol/L,c(H+)=10﹣10mol/L,c(OH﹣)=10﹣4mol/L,结合电荷守恒分析;
B.根据电荷守恒分析;
C.溶液中铵根离子浓度最大时,水的电离程度最大;
D.根据K b=计算.
【解答】解:A.溶液中(Cl﹣)=0.005mol/L,c(H+)=10﹣10mol/L,c(OH﹣)=10﹣4mol/L,已知电荷守恒c(H+)+c(NH4+)=c(Cl﹣)+c(OH﹣),则c(NH4+)=c(Cl﹣)+c(OH﹣)﹣c(H+)=0.005mol/L+10﹣4mol/L﹣10﹣10mol/L,所以c(NH3H2O)=mol/L﹣c(NH4+)=+10﹣10﹣10﹣4mol/L,故A正确;
B.已知电荷守恒c(H+)+c(NH4+)=c(Cl﹣)+c(OH﹣),溶液显碱性,则c(H+)<c(OH ﹣),所以c(NH4+)>(Cl﹣),故B错误;
C.a mol/L的氨水与0.01mol/L的HCl溶液等物质的量恰好反应生成氯化铵时,溶液中铵根离子浓度最大,水的电离程度最大,等体积混合溶液的pH=10,显碱性,氨水电离的氢氧根离子抑制了水的电离,水的电离程度不是最大,故C错误;
D.溶液中c(NH4+)=c(Cl﹣)+c(OH﹣)﹣c(H+)=0.005mol/L+10﹣4mol/L﹣10﹣10mol/L,c(NH3H2O)=mol/L﹣c(NH4+)=+10﹣10﹣10﹣4mol/L,c(OH﹣)=10﹣4mol/L,则K b==,故D错误.
故选A.
【点评】本题考查了酸碱混合的定性判断和定量计算,题目难度稍大,明确溶液中的电荷守恒、电离常数的计算是解答本题关键,注意把握溶液酸碱性与溶液pH的关系.
二、解答题(共4小题,满分58分)
8.氢化钙固体登山运动员常用的能源提供剂.某兴趣小组长拟选用如下装置制备氢化钙.
请回答下列问题:
(1)请选择必要的装置,按气流方向连接顺序为i→e,f→d,c→j,k(或k,j)→a(填仪器接口的字母编号)
(2)根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后,装入药品;打开分液漏斗活塞BADC(请按正确的顺序填入下列步骤的标号).
A.加热反应一段时间B.收集气体并检验其纯度
C.关闭分液漏斗活塞D.停止加热,充分冷却
(3)实验结束后,某同学取少量产物,小心加入水中,观察到有气泡冒出,溶液中加入酚酞后显红色,该同学据此断,上述实验确有CaH2生成.
①写出CaH2与水反应的化学方程式2+2O=Ca(OH)2+2↑;
②该同学的判断不正确,原因是金属钙与水反应也有类似现象.
(4)请你设计一个实验,用化学方法区分钙与氢化钙,写出实验简要步骤及观察到的现象取适量氢化钙,在加热条件下与干燥氧气反应,将反应气相产物通过装有无水硫酸铜的干燥管,观察到白色变为蓝色;取钙做类似实验,观察不到白色变为蓝色.(5)登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂,与氢气相比,其优点是氢化钙是固体,携带方便.
【考点】制备实验方案的设计;连接仪器装置;气体的净化和干燥.
【分析】(1)一般制备纯净干燥的气体的实验装置的顺序为:制备装置→除杂装置→干燥装置等;
(2)实验过程中要保证整个装置内已充满氢气,实验的操作程序是:检查装置的气密性→产生氢气→收集氢气并进行验纯→加热反应→停止加热→继续通氢气至冷却→停止通入氢气;
(3)CaH2中H元素的化合价为﹣1价,CaH2具有还原性,与水发生氧化还原反应生成Ca (OH)2和H2;Ca与水反应也能产生Ca(OH)2和H2;
(4)区分钙和氢化钙时可利用其组成、性质的差异来判断;
(5)作为能源,氢化钙是固体,比氢气更易携带,使用也较方便.
【解答】解:(1)氢化钙和金属钙都是极强的还原剂,遇水、遇空气都能发生剧烈反应,因此在制取氢化钙时,必须要除去空气、水等其他杂质;在题给的实验装置中,不难判断出氢气的发生装置,氢气的净化装置和氢化钙的生成装置等,其连接顺序为i→e→f→d→c→j→k (或k→j)→a;故答案为:i→e,f→d,c→j,k(或k,j)→a;
(2)为保证整个装置内已充满氢气,因此实验的操作程序是:检查装置的气密性→产生氢气→收集氢气并进行验纯→加热反应→停止加热→继续通氢气至冷却→停止通入氢气,故答案为:BADC;
(3)CaH2和Ca与水反应都能产生Ca(OH)2和H2,反应方程式分别为:CaH2+2H2O=Ca (OH)2+2H2↑和Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2↑,因此不能根据反应后溶液呈碱性判断是否含有CaH2,故答案为:CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑;金属钙与水反应也有类似现象;(4)CaH2可以和氧气在加热条件下反应生成水,可用无水硫酸铜检验,现象是白色变为蓝色,故答案为:取适量氢化钙,在加热条件下与干燥氧气反应,将反应气相产物通过装有无水硫酸铜的干燥管,观察到白色变为蓝色;取钙做类似实验,观察不到白色变为蓝色;(5)作为能源,氢化钙明显比氢气更易携带,使用也较方便,故答案为:氢化钙是固体,携带方便.
【点评】本题考查元素化合物知识,涉及到物质的性质和制备实验,注意实验的一般方法.
9.研究和开发CO2和CO的创新利用是环境保护和资源利用双赢的课题.在催化剂作用下,CO可用于合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g).
(1)若在恒温恒压的条件下,向密闭容器中充入4mol CO和8mol H2,合成甲醇,平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图所示:
①该反应的正反应属于放热反应(填“吸热”或“放热”).
②在0.1MPa、100℃的条件下,该反应达到平衡时容器内气体的物质的量为8mol.(2)若在恒温恒容的条件下,向上述平衡体系中充入4mol CO,8mol H2,与(1)相比,达到平衡时CO转化率增大(填“增大”,“不变”或“减小”),平衡常数K不变(填“增大”,“不变”或“减小”).
(3)在上述合成甲醇的反应中需要用到H2做反应物,以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法.已知:①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJmol﹣1
②CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJmol﹣1
则CH4和H2O(g)反应生成CO2和H2的热化学方程式为:4()+2O(g)═CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0 kJmol﹣1.
【考点】转化率随温度、压强的变化曲线;热化学方程式;化学平衡的影响因素.
【分析】(1)①由图可知,压强一定时,随温度升高,CO的转化率降低,故升高温度平衡向逆反应移动,据此判断;
②根据CO的转化率计算平衡时CO的物质的量和各组分的物质的量;
(2)在温度和容积不变的情况下,再向平衡体系中充入4mol CO,8mol H2,等效为在原平衡的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动;
化学平衡常数只受温度影响,与浓度无关,温度不变,平衡常数不变;
(3)根据盖斯定律书写目标热化学方程式.
【解答】解:(1)①由图可知,压强一定时,随温度升高,CO的转化率降低,故升高温度平衡向逆反应移动,则正反应为放热反应,故答案为:放热;
②CO转化率为0.5,则平衡时CO的物质的量为4mol×(1﹣0.5)=2mol,
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)
起始(mol)4 8 0
变化(mol)2 4 2
平衡(mol)2 4 2
反应达到平衡时容器内气体的物质的量为2+4+2=8mol,故答案为:8;
(2)在温度和容积不变的情况下,再向平衡体系中充入4 molCO,8 mol H2,等效为在原平衡的基础上增大一倍压强,平衡向正反应移动,CO的转化率增大,化学平衡常数只受温度影响,与浓度无关,温度不变,平衡常数不变,故答案为:增大;不变;
(3)已知①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJmol﹣1
②CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJmol﹣1
由①×2﹣②得CH4(g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0 kJmol﹣1,
故答案为:CH4(g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0 kJmol﹣1.
【点评】本题考查平衡常数、化学平衡计算、化学平衡的影响因素及读图能力等,综合性较大,难度中等,应加强平时知识的积累,注意利用定一议二原则分析图象.
10.用含有Al2O3、SiO2和少量FeOxFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)318H2O,工艺流程如下(部分操作和条件略):
Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4,过滤;
Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液,调节溶液的pH约为3;
Ⅲ.加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色;
Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消失,过滤;
Ⅴ.再经过一系列操作,分离得到产品.
(1)步骤Ⅰ中过滤所得滤渣主要成分为:SiO2,H2SO4溶解Al2O3的离子方程式为:Al2O3+6H+=2Al3++3H2O.
(2)步骤Ⅱ中加入KMnO4时发生反应的离子方程式为:MnO4﹣
+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O.
3pH
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的:pH约为3时,Fe2+和Al3+不能形成沉淀,将Fe2+氧化为Fe3+,可使铁完全沉淀.
(4)已知:一定条件下,MnO4﹣可与Mn2+反应生成MnO2.
①向Ⅲ的沉淀中加入浓盐酸并加热,能说明沉淀中存在MnO2的现象是:生成黄绿色气体.
②步骤Ⅳ中加入MnSO4的目的是:除去过量的MnO4﹣.
(5)步骤Ⅴ中“一系列操作”是蒸发浓缩、冷却结晶.
【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【分析】(1)Al2O3、FeOxFe2O3能与硫酸反应,而SiO2不与硫酸反应,硫酸溶解氧化铝生成硫酸铝和水;
(2)依据氧化还原反应电子守恒和原子守恒,结合元素化合价变化分析产物和反应物,据此书写离子方程式;
(3)铁离子开始沉淀和沉淀完全的溶液pH为1.5~2.8,铝离子开始沉淀pH为3.4,亚铁离子开始沉淀的溶液pH大于铝离子完全沉淀pH,向滤液中加入过量KMnO4溶液,目的是氧化亚铁离子为三价铁离子,依据图表数据分析可知,所以调节溶液的pH约为3,可以使铁离子全部沉淀,铝离子不沉淀分离;
(4)①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热,二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水;
②MnO4﹣可与Mn2+反应生成MnO2,过滤除去,所以可以利用MnSO4的溶液和高锰酸钾溶液反应生成二氧化锰,把过量高锰酸根离子除去;
(5)从溶液中获得Al2(SO4)318H2O晶体,可以通过蒸发浓缩、冷却结晶的方法.
【解答】解:(1)Al2O3、FeOxFe2O3能与硫酸反应,而SiO2不与硫酸反应,步骤Ⅰ过滤得到沉淀的主要成分为:SiO2,硫酸溶解氧化铝生成硫酸铝和水,反应的离子方程式为:
Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;
故答案为:SiO2;Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;
(2)高锰酸根离子在酸溶液中被还原为锰离子,亚铁离子被氧化为铁离子,反应的离子方程式为:MnO4﹣+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O,
故答案为:MnO4﹣+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;
(3)铁离子开始沉淀和沉淀完全的溶液pH为1.5~2.8,铝离子开始沉淀pH为3.4,亚铁离子开始沉淀的溶液pH大于铝离子完全沉淀pH,向滤液中加入过量KMnO4溶液,目的是氧化亚铁离子为三价铁离子,依据图表数据分析可知,所以调节溶液的pH约为3,可以使铁离子全部沉淀,铝离子不沉淀分离,步骤II的目的:pH约为3时,Fe2+和Al3+不能形成沉淀,将Fe2+氧化为Fe3+,可使铁完全沉淀,
故答案为:pH约为3时,Fe2+和Al3+不能形成沉淀,将Fe2+氧化为Fe3+,可使铁完全沉淀;(4)①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热,二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水生成的氯气是黄绿色气体,说明沉淀中存在MnO2,
故答案为:生成黄绿色气体;
②MnO4﹣可与Mn2+反应生成MnO2,过滤除去,所以可以利用MnSO4的溶液和高锰酸钾溶液反应生成二氧化锰,把过量高锰酸根离子除去,
故答案为:除去过量的MnO4﹣;
(5)从溶液中获得Al2(SO4)318H2O晶体,可以通过蒸发浓缩、冷却结晶的方法,
故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶.
【点评】本题考查实验制备方案,侧重考查学生对原理及操作的分析评价、对数据的分析运用、物质的分离提纯等,需要学生具备知识的基础,难度中等.
11.端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应,成为Glaser反应.
2R﹣C≡C﹣HR﹣C≡C﹣C≡C﹣R+H2
该反应在研究新型发光材料、超分子化学等方面具有重要价值.下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线:
回答下列问题:
(1)B的结构简式为,D的化学名称为苯乙炔.
(2)①和③的反应类型分别为取代反应、消去反应.
(3)E的结构简式为.用1mol E合成1,4﹣二苯基丁烷,理论上需要消耗氢气4mol.(4)化合物()也可发生Glaser偶联反应生成聚合物,该聚合反应的化学方程式为n+(n ﹣1)H2.
(5)芳香化合物F是C的同分异构体,其分子中只有两种不同化学环境的氢,数目比为3:1,写出其中3种的结构简式。

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