化学高考模拟卷-高三化学试题含答案-北京市石景山区高考一模化学试卷及答案

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北京市石景山区2015届高考化学一模试卷
一、选择题(共6小题,每小题3分,满分18分)
1.(3分)下列有关物质水解的说法正确的是()
A.淀粉、纤维素最终水解产物均为单糖
B.蛋白质最终水解产物是多肽
C.蔗糖、麦芽糖水解产物相同
D.酯在强碱作用下水解生成对应的酸和醇
2.(3分)下列有关海水综合利用的说法中,不正确的是()
A.用氯气从海水中提溴的关键反应是:Cl2+2Br﹣═2Cl﹣+Br2
B.海水中含有钾元素,只需经过物理变化就可以得到钾单质
C.海水中的Na+、Cl﹣结晶成NaCl的过程,形成了化学键
D.从海水中可以得到氯化镁,再经过电解可制金属镁
3.(3分)下列解释物质用途或现象的反应方程式不正确的是()
A.汽车尾气中发生的催化转化反应:2NO+2CO N2+2CO2
B.铝热反应用于焊接钢轨:2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
C.燃煤时加入石灰石减少SO2排放:2CaCO3+2SO2+O22CaSO3+2CO2
D.用Na2CO3溶液处理水垢中的不溶物CaSO4:CaSO4+CO32﹣═CaCO3+SO42﹣
4.(3分)常温下,将浓度均为0.1mol/L一元酸HA溶液和NaOH溶液等体积混合,得到混合溶液①,该混合溶液pH=9,下列说法正确的是()
A.①溶液中:c(A¯)>c(Na+)>c(OH¯)>c(H+)
B.①溶液中:c(HA)+c(A﹣)=0.1mol/L
C.常温下,0.1mol/LHA溶液的pH=1
D.0.1mol/LHA溶液中:c(HA)>c(A¯)
5.(3分)用如图所示装置检验对应气体时,不能达到目的是()
生成的气体试剂X 试剂Y
A 电石与水反应制取的乙炔CuSO4溶液Br2的CCl4溶液
B 木炭与浓H2SO4加热制取的二氧化碳饱和NaHCO3溶液澄清石灰水
C CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热制取的乙烯水KMnO4酸性溶液
D C2H5OH与浓H2SO4加热至170℃制取的乙烯NaOH溶液Br2的CCl4溶液
A.A B.B C.C D.D
6.(3分)下列关于电化学的叙述正确的是()
A.图①两极均有气泡产生,滴加酚酞溶液时石墨一极变红
B.图②装置可以验证牺牲阳极的阴极保护法
C.图③可以模拟钢铁的吸氧腐蚀,碳棒一极的电极反应式:O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
D.分别给上述4个装置的铁电极附近滴加少量K3溶液,②④出现蓝色沉淀
二、解答题(共4小题)
7.(17分)聚酰胺﹣66(尼龙﹣66)常用于生产帐篷、渔网、弹力丝袜等织物.可以利用以下路线来合成.
已知:Ⅰ.R﹣OH+R′﹣X R﹣O﹣R′+HX
Ⅱ.RCl R﹣CN R﹣COOH
Ⅲ.R﹣CN RCH2NH2
(1)A与E互为同分异构体,则A所含官能团的名称为.
(2)B→C的反应类型是.
(3)C→D的化学方程式为.
(4)F与氢氧化钠的乙醇溶液共热,得到有机产物Y.
①Y的名称是.
②Y在一定条件下可以发生加聚反应得到以顺式结构为主的顺式聚合物,该顺式聚合物的结构简式为.
(5)H和I反应生成J(聚酰胺﹣66)的化学反应方程式为.
(6)同时满足下列条件的H的同分异构体有种.写出其中一种同分异构体的结构简式.
①只含一种官能团②1mol该物质与足量银氨溶液反应,生成4molAg.
8.(13分)氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题.
(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值.
反应大气固氮
N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)工业固氮
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)
温度/℃27 2000 25 400 450 K 3.84×10﹣310.1 5×108
0.507 0.152
①分析数据可知:大气固氮反应属于(填“吸热”或“放热”)反应.
②分析数据可知:人类不适合大规模模拟大气固氮的原因.
③从平衡视角考虑,工业固氮应该选择常温条件,但实际工业生产却选择500℃左右的高温,解释其原因.
(2)工业固氮反应中,在其他条件相同时,分别测定N2的平衡转化率在不同压强(р1、р2)下随温度变化的曲线,下图所示的图示中,正确的是(填“A”或“B”);比较р1、р2的大小关系.
(3)20世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现高温常压下的电化学合成氨,提高了反应物的转化率,其实验简图如C所示,阴极的电极反应式是.
(4)近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为:2N2(g)+6H2O⇌4NH3(g)+3O2(g),则其反应热△H=.
(已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=﹣92.4kJ•mol﹣1,2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(l)△H=﹣571.6kJ•mol﹣1)
9.(13分)孔雀石主要成分是Cu2(OH)2CO3,还含少量FeCO3及Si的化合物,实验室以孔雀石为原料制备硫酸铜晶体的步骤如下:
(1)步骤Ⅰ中涉及的反应用离子方程式表示为.
(2)步骤Ⅱ中试剂①是(填代号).
a.KMnO4b.H2O2 c.Fe粉 d.KSCN
(3)步骤Ⅲ加入CuO的目的是.
(4)步骤Ⅳ获得硫酸铜晶体,需要经过、、过滤等操作.
(5)孔雀石与焦炭一起加热可以生成Cu及其它无毒物质,写出该反应的化学方程式.(6)测定硫酸铜晶体(CuSO4•xH2O)中结晶水的x值:称取2.4g硫酸铜晶体,加热至质量不再改变时,称量粉末的质量为1.6g.则计算得x=(计算结果精确到0.1).
10.(15分)某学习小组依据反应:SO2(g)+Cl2(g)⇌SO2Cl2(g)△H<0,设计制备磺酰氯(SO2Cl2)的装置如图,有关信息如表所示.
SO2Cl2Cl2SO2
熔点/℃﹣54.1 ﹣101 ﹣72.4
沸点/℃69.1 ﹣34.6 ﹣10
性质遇水发生
剧烈水解
(1)若用浓盐酸与二氧化锰为原料制取Cl2,反应的化学方程式为.
(2)B仪器的作用是.
(3)为了便于混合物的分离且提高反应物的转化率,A装置的反应条件最好选择.
a.冰水浴 b.常温 c.加热至69.1℃
(4)如果通入的Cl2或SO2含有水蒸气,氯气和二氧化硫可能发生反应的化学方程式为.
(5)实验时先通入干燥的Cl2将A装置中的空气赶走,再缓慢通入干燥的SO2,即发生反应.充分反应后,继续通入Cl2使装置中的SO2进入烧杯中被吸收.分离产物后,向获得的SO2Cl2中加水,出现白雾,振荡、静置得到无色溶液W.
①经分析SO2Cl2与H2O反应属于非氧化还原反应,写出该反应的化学方程式.
②无色溶液W中的阴离子除含少量OH﹣外,还含有其它两种阴离子,检验溶液W中这两种阴离子方法是.
③反应完成后,在W溶液、烧杯中分别滴加过量的BaCl2溶液,均出现白色沉淀,此沉淀不溶于稀盐酸,经过滤、洗涤、干燥,称量得到的固体质量分别为Xg、Yg.计算SO2+Cl2⇌SO2Cl2反应中,SO2的转化率(用含X、Y的代数式表示).
北京市石景山区2015届高考化学一模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共6小题,每小题3分,满分18分)
1.(3分)下列有关物质水解的说法正确的是()
A.淀粉、纤维素最终水解产物均为单糖
B.蛋白质最终水解产物是多肽
C.蔗糖、麦芽糖水解产物相同
D.酯在强碱作用下水解生成对应的酸和醇
考点:淀粉的性质和用途;酯的性质;纤维素的性质和用途;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点.
分析:A、淀粉以及纤维素最终水解生成葡萄糖,葡萄糖属于单糖;
B、蛋白质最终水解产物是氨基酸;
C、蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,麦芽糖水解只生成葡萄糖;
D、酯在碱性条件下水解生成盐和醇,据此解答即可.
解答:解:A、纤维素和淀粉属于多糖,最终水解生成葡萄糖,故A正确;
B、蛋白质先水解成多肽,多肽再水解成最终产物氨基酸,故蛋白质水解的最终产物是各种氨基酸,故B错误;
C、蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,麦芽糖水解只生成葡萄糖,故C错误;
D、酯在碱性条件下水解生成盐和醇,故D错误,
故选A.
点评:本题主要考查了生活中常见有机物的结构和性质,题目难度不大,注意对课本基础知识的记忆.
2.(3分)下列有关海水综合利用的说法中,不正确的是()
A.用氯气从海水中提溴的关键反应是:Cl2+2Br﹣═2Cl﹣+Br2
B.海水中含有钾元素,只需经过物理变化就可以得到钾单质
C.海水中的Na+、Cl﹣结晶成NaCl的过程,形成了化学键
D.从海水中可以得到氯化镁,再经过电解可制金属镁
考点:海水资源及其综合利用.
分析:A、海水中溴元素以离子形式存在,需要氧化剂氧化溴离子;
B、海水中钾元素是钾离子,需要得到氯化钾固体,电解熔融固体得到钾;
C、海水中离子自由移动,结晶析出晶体氯化钠,钠离子和氯离子形成离子键;
D、海水中加入沉淀剂得到氢氧化镁沉淀,过滤后用盐酸溶解得到氯化镁溶液,浓缩蒸发得到氯化镁固体,再经过电解可制金属镁.
解答:解:A、海水中溴元素以离子形式存在,海水提溴是氯气氧化溴离子为单质溴,发生Cl2+2Br﹣═2Cl﹣+Br2,故A正确;
B、海水中钾元素是钾离子,需要得到氯化钾固体,电解熔融KCl得到钾,必须发生化学反应,故B错误;
C、海水中离子自由移动,结晶析出晶体氯化钠,钠离子和氯离子形成离子键,结晶成NaCl 的过程,形成了化学键,故C正确;
D、海水中加入氢氧化钙得到氢氧化镁沉淀,沉淀在盐酸中溶解得到氯化镁溶液,浓缩蒸发得到氯化镁固体,电解熔融氯化镁得到金属镁,符合海水提镁,故D正确;
故选B.
点评:本题考查了海水资源的分析判断,主要是海水提取溴、钠、钾、镁、氯化钠的原理分析判断,掌握基础是解题关键,题目较简单.
3.(3分)下列解释物质用途或现象的反应方程式不正确的是()
A.汽车尾气中发生的催化转化反应:2NO+2CO N2+2CO2
B.铝热反应用于焊接钢轨:2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe
C.燃煤时加入石灰石减少SO2排放:2CaCO3+2SO2+O22CaSO3+2CO2
D.用Na2CO3溶液处理水垢中的不溶物CaSO4:CaSO4+CO32﹣═CaCO3+SO42﹣
考点:离子方程式的书写;化学方程式的书写.
分析:A.发生氧化还原反应生成无毒的氮气和二氧化碳;
B.发生铝热反应生成氧化铝和Fe;
C.发生氧化还原反应生成硫酸钙和二氧化碳;
D.发生沉淀的转化.
解答:解:A.汽车尾气中发生的催化转化反应为2NO+2CO N2+2CO2,可处理汽车尾气,故A正确;
B.铝热反应用于焊接钢轨,发生反应为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,故B正确;
C.燃煤时加入石灰石减少SO2排放,发生2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2,减少酸雨的发生,故C错误;
D.Na2CO3溶液处理水垢中的不溶物CaSO4,沉淀转化的离子反应为CaSO4+CO32﹣═CaCO3+SO42﹣,故D正确;
故选C.
点评:本题考查离子反应及化学反应书写的正误判断,为高频考点,把握发生的反应及离子反应的书写方法为解答的关键,侧重氧化还原反应及沉淀转化的考查,题目难度不大.4.(3分)常温下,将浓度均为0.1mol/L一元酸HA溶液和NaOH溶液等体积混合,得到混合溶液①,该混合溶液pH=9,下列说法正确的是()
A.①溶液中:c(A¯)>c(Na+)>c(OH¯)>c(H+)
B.①溶液中:c(HA)+c(A﹣)=0.1mol/L
C.常温下,0.1mol/LHA溶液的pH=1
D.0.1mol/LHA溶液中:c(HA)>c(A¯)
考点:酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算;离子浓度大小的比较.
分析:常温下,将浓度均为0.1mol/L一元酸HA溶液和NaOH溶液等体积混合,得到混合溶液的pH=9,说明生成了强碱弱酸盐,则HA为弱酸,根据物料守恒可得:c(HA)+c(A﹣)=0.05mol/L;结合电荷守恒守恒判断溶液中各离子浓度大小;HA为弱酸,在溶液中只能部分电离出氢离子,则溶液的pH>1,其溶液中c(HA)>c(A﹣),据此进行解答.
解答:解:常温下,将浓度均为0.1mol/L一元酸HA溶液和NaOH溶液等体积混合,得到混合溶液的pH=9,说明生成了强碱弱酸盐,则HA为弱酸,
A.反应生成强碱弱酸盐NaA,由于A﹣部分水解,溶液显示碱性,则c(OH﹣)>c(H+),根据电荷守恒可得:c(Na+)>c(A﹣)>c(OH﹣)>c(H+),故A错误;
B.反应生成强碱弱酸盐NaA,根据溶液中的物料守恒可得:c(HA)+c(A﹣)=0.05mol/L,故B错误;
C.HA为弱酸,常温下,0.1mol/LHA溶液中氢离子浓度小于0.1mol/L,则该溶液的pH>1,故C错误;
D.HA为弱电解质,在溶液中只能部分电离,则HA溶液中c(HA)>c(A﹣),故D正确.故选D.
点评:本题考查了酸碱混合的定性判断及溶液pH的计算、离子浓度定性比较等知识,题目难度中等,试题知识点较多、综合性较强,充分考查了学生灵活应用基础知识的能力,注意掌握酸碱混合的定性判断方法,能够根据电荷守恒、物料守恒、盐的水解原理判断溶液中各离子浓度大小.
5.(3分)用如图所示装置检验对应气体时,不能达到目的是()
生成的气体试剂X 试剂Y
A 电石与水反应制取的乙炔CuSO4溶液Br2的CCl4溶液
B 木炭与浓H2SO4加热制取的二氧化碳饱和NaHCO3溶液澄清石灰水
C CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热制取的乙烯水KMnO4酸性溶液
D C2H5OH与浓H2SO4加热至170℃制取的乙烯NaOH溶液Br2的CCl4溶液
A.A B.B C.C D.D
考点:化学实验方案的评价.
分析:A.X可除去混有的硫化氢,Y可检验乙炔;
B.反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,二氧化硫可与碳酸氢钠反应生成二氧化碳;
C.与NaOH乙醇溶液共热,发生消去反应生成乙烯,水可除去乙醇,乙烯能被高锰酸钾氧化;D.C2H5OH与浓H2SO4加热至170℃,发生消去反应生成乙烯,X可除去乙醇,Y可检验乙烯.解答:解:A.X可除去混有的硫化氢,Y可检验乙炔,由图可知,Y中观察到褪色可检验乙烯,故A正确;
B.反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,二氧化硫可与碳酸氢钠反应生成二氧化碳,则不能检验木炭与浓H2SO4加热制取的二氧化碳,X选择不合理,故B错误;
C.与NaOH乙醇溶液共热,发生消去反应生成乙烯,水可除去乙醇,乙烯能被高锰酸钾氧化,则观察到Y中溶液褪色可检验乙烯,故C正确;
D.C2H5OH与浓H2SO4加热至170℃,发生消去反应生成乙烯,X可除去乙醇,Y可检验乙烯,则观察到Y中溶液褪色可检验乙烯,故D正确;
故选B.
点评:本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,涉及有机物的制备、有机物的性质及混合物分离提纯、检验等,把握物质的性质、反应原理为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意有机物的性质及实验评价性分析,题目难度不大.
6.(3分)下列关于电化学的叙述正确的是()
A.图①两极均有气泡产生,滴加酚酞溶液时石墨一极变红
B.图②装置可以验证牺牲阳极的阴极保护法
C.图③可以模拟钢铁的吸氧腐蚀,碳棒一极的电极反应式:O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣
D.分别给上述4个装置的铁电极附近滴加少量K3溶液,②④出现蓝色沉淀
考点:原电池和电解池的工作原理.
分析:A、电解时阴极上水放电生成氢气同时产生氢氧根离子,由此分析解答;
B、锌做负极,铁做正极,发生的是锌的吸氧腐蚀,是验证牺牲阳极的阴极保护法的实验装置,而这是电解池;
C、③为吸氧腐蚀,碳棒为正极发生还原反应;
D、③为吸氧腐蚀,铁放电生成亚铁离子.
解答:解:A、阴极上水放电生成氢气同时产生氢氧根离子,所以铁电极滴加酚酞溶液时石墨一极变红,故A错误;
B、锌做负极,铁做正极,发生的是锌的吸氧腐蚀,是验证牺牲阳极的阴极保护法的实验装置是原电池,而这是电解池,故B错误;
C、③为吸氧腐蚀,碳棒为正极发生还原反应,所以碳棒一极的电极反应式:O2+2H2O+4e﹣=4OH ﹣,故C正确;
D、③为吸氧腐蚀,铁放电生成亚铁离子,所以滴加少量K3溶液,③出现蓝色沉淀,故D错误;
故选C.
点评:本题考查较为综合,涉及原电池和电解池知识,为2015届高考常见题型和高频考点,侧重于学生的分析能力的考查,注意把握原电池和电解池的工作原理,难度不大.二、解答题(共4小题)
7.(17分)聚酰胺﹣66(尼龙﹣66)常用于生产帐篷、渔网、弹力丝袜等织物.可以利用以下路线来合成.
已知:Ⅰ.R﹣OH+R′﹣X R﹣O﹣R′+HX
Ⅱ.RCl R﹣CN R﹣COOH
Ⅲ.R﹣CN RCH2NH2
(1)A与E互为同分异构体,则A所含官能团的名称为碳碳双键和羟基.
(2)B→C的反应类型是取代反应.
(3)C→D的化学方程式为+NaOH+NaBr+H2O.
(4)F与氢氧化钠的乙醇溶液共热,得到有机产物Y.
①Y的名称是1,3﹣丁二烯.
②Y在一定条件下可以发生加聚反应得到以顺式结构为主的顺式聚合物,该顺式聚合物的结
构简式为.
(5)H和I反应生成J(聚酰胺﹣66)的化学反应方程式为nHOOC(CH2)4COOH+nNH2(CH2)
6NH2→+2nH2O.
(6)同时满足下列条件的H的同分异构体有9种.写出其中一种同分异构体的结构简式HCOOCH2CH2CH2CH2OOCH.
①只含一种官能团②1mol该物质与足量银氨溶液反应,生成4molAg.
考点:有机物的合成.
分析:由合成流程图可知,A与溴发生加成反应得B,B发生信息Ⅰ的取代反应生C,则B 中有羟基和卤原子,结合E的结构以及A与E互为同分异构体,可知,A为CH2=CHCH2CH2OH,
所以B为CH2BrCHBrCH2CH2OH,C为,D为,E与HCl反应得F,F为直链饱和卤代烃,则F为ClCH2CH2CH2CH2Cl,F与NaCN发生信息Ⅱ中的反应生成G为NCCH2CH2CH2CH2CN,G水解得H为HOOCCH2CH2CH2CH2COOH,G与氢气发生信息Ⅲ中的反应得I为
H2NCH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2,G和H发生缩聚反应得J聚酰胺﹣66,据此答题.
解答:解:由合成流程图可知,A与溴发生加成反应得B,B发生信息Ⅰ的取代反应生C,则B中有羟基和卤原子,结合E的结构以及A与E互为同分异构体,可知,A为CH2=CHCH2CH2OH,
所以B为CH2BrCHBrCH2CH2OH,C为,D为,E与HCl反应得F,F为直链饱和卤代烃,则F为ClCH2CH2CH2CH2Cl,F与NaCN发生信息Ⅱ中的反应生成G为NCCH2CH2CH2CH2CN,G水解得H为HOOCCH2CH2CH2CH2COOH,G与氢气发生信息Ⅲ中的反应得I为
H2NCH2CH2CH2CH2CH2CH2NH2,G和H发生缩聚反应得J聚酰胺﹣66,
(1)A为CH2=CHCH2CH2OH,A所含官能团的名称为碳碳双键和羟基,故答案为:碳碳双键和羟基;
(2)B→C的反应类型是取代反应,故答案为:取代反应;
(3)C→D的化学方程式为+NaOH+NaBr+H2O,故答案为:
+NaOH+NaBr+H2O;
(4)F为ClCH2CH2CH2CH2Cl,F与氢氧化钠的乙醇溶液共热,得到有机产物Y为CH2=CHCH=CH2,
①Y的名称是1,3﹣丁二烯,故答案为:1,3﹣丁二烯;
②Y在一定条件下可以发生加聚反应得到以顺式结构为主的顺式聚合物,该顺式聚合物的结构简式为,
故答案为:;
(5)H和I反应生成J(聚酰胺﹣66)的化学反应方程式为nHOOC(CH2)4COOH+nNH2(CH2)6NH2→+2nH2O,

故答案为:nHOOC(CH2)4COOH+nNH2(CH2)6NH2→+2nH2O;(6)H为HOOCCH2CH2CH2CH2COOH,H的同分异构体满足下列条件①只含一种官能团②1mol该物质与足量银氨溶液反应,生成4molAg,说明结构中有两个醛基,符合条件的异构体为
,共9种.其中一种同分异构体的结构简式为HCOOCH2CH2CH2CH2OOCH等,
故答案为:9;HCOOCH2CH2CH2CH2OOCH.
点评:本题考查有机物的合成,明确合成流程中各物质的推断是解答的关键,注意有机物的官能团与性质的关系即可解答,题目难度中等.
8.(13分)氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题.
(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值.
反应大气固氮
N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)工业固氮
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)
温度/℃27 2000 25 400 450 K 3.84×10﹣310.1 5×108
0.507 0.152
①分析数据可知:大气固氮反应属于吸热(填“吸热”或“放热”)反应.
②分析数据可知:人类不适合大规模模拟大气固氮的原因K值小,正向进行的程度小(或转化率低),不适合大规模生产.
③从平衡视角考虑,工业固氮应该选择常温条件,但实际工业生产却选择500℃左右的高温,解释其原因从反应速率角度考虑,高温更好,但从催化剂活性等综合因素考虑选择500℃左右合适.
(2)工业固氮反应中,在其他条件相同时,分别测定N2的平衡转化率在不同压强(р1、р2)下随温度变化的曲线,下图所示的图示中,正确的是A(填“A”或“B”);比较р1、р2的大小关系р2>р1.
(3)20世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现高温常压下的电化学合成氨,提高了反应物的转化率,其实验简图如C所示,阴极的电极反应式是N2+6e﹣+6H+=2NH3.
(4)近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为:2N2(g)+6H2O⇌4NH3(g)+3O2(g),则其反应热△H=+1530 kJ•mol﹣1.
(已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=﹣92.4kJ•mol﹣1,2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(l)△H=﹣571.6kJ•mol﹣1)
考点:合成氨条件的选择;有关反应热的计算;转化率随温度、压强的变化曲线.
分析:(1)①温度越高,K越大,说明升高温度,平衡正移;
②K值很小,转化率很小;
③合成氨反应中,在500℃左右催化剂活性最高;
(2)合成氨反应为放热反应,升高温度,转化率减小;增大压强平衡正向移动,转化率增大;
(3)氮气在阴极得电子生成氨气;
(4)已知:①N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=﹣92.4kJ•mol﹣1,
②2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(l)△H=﹣571.6kJ•mol﹣1,
由盖斯定律:①×2﹣②×3得2N2(g)+6H2O(l)⇌4NH3(g)+3O2(g),据此分析.
解答:解:(1)①由表格数据可知,温度越高,K越大,说明升高温度,平衡正移,则正反应方向为吸热反应,故答案为:吸热;
②由表格数据可知,2000℃时,K=0.1,K值很小,则转化率很小,不适合大规模生产,所以人类不适合大规模模拟大气固氮,
故答案为:K值小,正向进行的程度小(或转化率低),不适合大规模生产;
③合成氨反应中,反应温度越高,反应速率越快,但是该反应为放热反应,温度高转化率会降低,而且在500℃左右催化剂活性最高,所以从催化剂活性等综合因素考虑选择500℃左右合适;
故答案为:从反应速率角度考虑,高温更好,但从催化剂活性等综合因素考虑选择500℃左右合适;
(2)合成氨反应为放热反应,升高温度,转化率减小,所以图A正确,B错误;该反应正方向为体积减小的方向,增大压强平衡正向移动,转化率增大,р2的转化率大,则р2大;故答案为:A;р2>р1;
(3)电解池中氮气在阴极得电子生成氨气,其电极方程式为:N2+6e﹣+6H+=2NH3,故答案为:N2+6e﹣+6H+=2NH3;
(4)已知:①N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=﹣92.4kJ•mol﹣1,
②2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(l)△H=﹣571.6kJ•mol﹣1,
由盖斯定律:①×2﹣②×3得2N2(g)+6H2O(l)⇌4NH3(g)+3O2(g),△H=(﹣92.4kJ•mol ﹣1)×2﹣(﹣571.6kJ•mol﹣1)×3=+1530 kJ•mol﹣1;
故答案为:+1530 kJ•mol﹣1.
点评:本题考查了平衡常数的应用、合成氨反应的条件选择、影响化学平衡的因素、电解原理的应用、盖斯定律的应用等,题目难度中等,侧重于基础知识的综合应用考查,注意把握K与温度的关系以及影响化学平衡的因素.
9.(13分)孔雀石主要成分是Cu2(OH)2CO3,还含少量FeCO3及Si的化合物,实验室以孔雀石为原料制备硫酸铜晶体的步骤如下:
(1)步骤Ⅰ中涉及的反应用离子方程式表示为Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O,
FeCO3+2H+=Fe2++CO2↑+H2O.
(2)步骤Ⅱ中试剂①是b(填代号).
a.KMnO4b.H2O2 c.Fe粉 d.KSCN
(3)步骤Ⅲ加入CuO的目的是消耗酸使溶液pH升高,便于Fe3+形成沉淀除去.
(4)步骤Ⅳ获得硫酸铜晶体,需要经过加热浓缩、冷却结晶、过滤等操作.
(5)孔雀石与焦炭一起加热可以生成Cu及其它无毒物质,写出该反应的化学方程式Cu2(OH)2CO3+C2Cu+2CO2↑+H2O.
(6)测定硫酸铜晶体(CuSO4•xH2O)中结晶水的x值:称取2.4g硫酸铜晶体,加热至质量不再改变时,称量粉末的质量为1.6g.则计算得x=4.4(计算结果精确到0.1).
考点:物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
分析:孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3,还含少量FeCO3、Si的化合物,加入稀硫酸反应后生成二氧化碳气体,过滤得到二氧化硅固体,得到滤液1为硫酸铜、硫酸亚铁溶液,“除杂”时先通入足量过氧化氢将Fe2+氧化成Fe3+,得到溶液2为硫酸铜、硫酸铁溶液,再加入CuO固体调节溶液pH,沉淀铁离子生成氢氧化铁沉淀;过滤得到滤液为硫酸铜溶液,滤液3为硫酸铜溶液,通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤得到硫酸铜晶体;
(1)孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3,还含少量FeCO3、Si的化合物,步骤Ⅰ中涉及的反应是Cu2(OH)2CO3和FeCO3与硫酸发生复分解反应生成二氧化碳,
(2)步骤Ⅱ中加入试剂①的目的是氧化亚铁离子为铁离子,便于除去,所加试剂能和亚铁离子反应且不能引入新的杂质;
(3)步骤Ⅲ加入CuO目的是调节溶液的PH使铁离子全部沉淀;
(4)溶液中得到溶质的方法是蒸发浓缩冷却结晶、过滤洗涤;
(5)孔雀石与焦炭一起加热可以生成Cu、二氧化碳和水,依据原子守恒配平书写化学方程式;
(6)称量粉末的质量为1.6g为硫酸铜质量,受热前后质量变化为结晶水的质量,结合化学方程式CuSO4•xH2O CuSO4+xH2O计算x.
解答:解:孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3,还含少量FeCO3、Si的化合物,加入稀硫酸反应后生成二氧化碳气体,过滤得到二氧化硅固体,得到滤液1为硫酸铜、硫酸亚铁溶液,“除杂”时先通入足量过氧化氢将Fe2+氧化成Fe3+,得到溶液2为硫酸铜、硫酸铁溶液,再加入CuO固体调节溶液pH,沉淀铁离子生成氢氧化铁沉淀;过滤得到滤液为硫酸铜溶液,滤液3为硫酸铜溶液,通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤得到硫酸铜晶体;
(1)孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3,还含少量FeCO3、Si的化合物,步骤Ⅰ中涉及的反应是Cu2(OH)2CO3和FeCO3与硫酸发生复分解反应生成二氧化碳,反应的化学方程式为:Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O,FeCO3+2H+=Fe2++CO2↑+H2O;
故答案为:Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O,FeCO3+2H+=Fe2++CO2↑+H2O;
(2)步骤Ⅱ中加入试剂①的目的是氧化亚铁离子为铁离子,便于沉淀除去,所加试剂能和亚铁离子反应且不能引入新的杂质,
a.KMnO4溶液加入后,能氧化亚铁离子,但会引入钾离子、锰离子,故a不符合;
b.加入H2O2会氧化亚铁离子为铁离子,过氧化氢被还原为水,不引入杂质,故b符合;c.Fe粉不能氧化亚铁离子,故c不符合;
d.加入KSCN溶液结合铁离子形成络合物,不能氧化亚铁离子,亚铁离子的存在会干扰硫酸铜晶体的析出,故d不符合;
故答案为:b;
(3)步骤Ⅲ加入CuO目的是和酸反应,调节溶液的PH使铁离子全部沉淀,故答案为:消耗酸使溶液pH升高,便于Fe3+形成沉淀除去;
(4)操作Ⅳ是溶液中得到溶质的方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤;
故答案为:加热浓缩;冷却结晶;
(5)孔雀石与焦炭一起加热可以生成Cu、二氧化碳和水,依据原子守恒配平书写得到的化学方程式为:Cu2(OH)2CO3+C 2Cu+2CO2↑+H2O;
故答案为:Cu2(OH)2CO3+C 2Cu+2CO2↑+H2O;
(6)称取2.4g硫酸铜晶体,加热至质量不再改变时,称量粉末的质量为1.6g为硫酸铜质量,n(CuSO4)物质的量==0.01mol,受热质量减少2.4g﹣1.6g=0.8g,水的物质的量==0.044mol;
CuSO4•xH2O CuSO4+xH2O
1 x
0.01mol 0.044mol
x=4.4
故答案为:4.4.
点评:本题考查了物质分离方法和提纯的应用,主要是物质性质的理解应用,掌握实验基本操作和流程分析是关键,题目难度中等.
10.(15分)某学习小组依据反应:SO2(g)+Cl2(g)⇌SO2Cl2(g)△H<0,设计制备磺酰氯(SO2Cl2)的装置如图,有关信息如表所示.
SO2Cl2Cl2SO2。

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