高三上学期期中考试化学试卷(附答案解析)
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高三上学期期中考试化学试卷(附答案解析)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.化学与生产、生活、社会、环境关系密切,下列说法正确的是( )
A .绿色化学的核心是利用化学反应原理对环境污染进行治理
B .大力生产铅蓄电池、汞锌锰干电池,满足消费需求
C .工业生产中使用催化剂可改变反应的活化能和焓变
D .牺牲阳极的阴极保护法是应用原电池原理防止金属腐蚀
2.3NF 是微电子工业中优良的等离子蚀刻气体,还可用作高能燃料,可由反应:32344NH +3F NF +3NH F 制取。
下列说法正确的是( )
A .3NF 中N 元素的化合价为-3
B .氟离子的结构示意图为
C .4NH F 的电子式为
D .3NF 的空间构型为三角锥型
3.向Na 2SiO 3溶液通CO 2后可生成胶状沉淀H 2SiO 3,进而可制得干燥剂硅胶。
下列说法正确的是( )
A .半径大小:r(Na +)<r(O 2-)
B .电负性大小:χ(N)>χ(O)
C .电离能大小:I 1(Na)>I 2(H)
D .酸性强弱:H 2CO 3<H 2SiO 3
4.兴趣小组用乙醇和浓硫酸制取乙烯,并验证乙烯气体的生成,所用实验装置如图所示。
下列说法正确的是( )
A .装置A 烧瓶中应加入浓硫酸、再沿烧瓶内壁缓慢加入乙醇
B .反应时应迅速升温到170℃,并控制温度保持不变
C .为除去乙烯中混有的SO 2杂质,装置B 洗气瓶中应装入酸性KMnO 4溶液
D .实验中有少量副产物乙醚生成,分离乙醇和乙醚的混合物可以采用分液的方法
5.下列说法不正确的是( )
A .所有的复分解反应都是非氧化还原反应
B .使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法叫做氮的固定
C .静电除尘利用了胶体能发生电泳的性质
D .液氨、液氯、液态氯化氢都是非电解质
6.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A .()2CO 323NaCl Na a aq HCO N CO ∆
−−−→−−→ B .()()24H SO 24442aq
3SO NH HSO NH SO −−−→−−−−−→少量氨水 C .()24H SO NaOH 42Cu CuSO Cu OH −−−→−−−−
→浓 D .()()HC a l 32q
MgCO M aq gCl Mg −−−→−−−→电解 7.利用微生物电池除去废水中CH 3COO -,同时可实现海水淡化。
现以NaCl 溶液模拟海水,采用惰性电极,用下图装置处理有机废水。
下列说法错误的是( )
A .负极反应为:CH 3COO -+2H 2O–8e -=2CO 2+7H +
B .隔膜1为阴离子交换膜,隔膜2为阳离子交换膜
C .当电路中转移1mol 电子时,模拟海水理论上除盐58.5g
D .电池工作一段时间后,正、负极产生气体的物质的量之比为1:1
8.4LiFePO 是一种电动汽车电池的电极材料。
制备4LiFePO 的过程中发生了反应:
22444222LiOH 6H C O 2FePO 2LiFePO 7CO 5CO +7H O ++=+↑+↑,其中体现氧化性和还原性的反应物的物质
的量之比为(已知
224
H C O中C元素的化合价为+3)()
A.1:1B.1:3C.7:9D.9:7
9.有机物中碳原子上连接的四个原子或原子团不相同,则这个碳原子称为手性碳原子,下列分子中含有“手性碳原子”的是()
A.CH2Cl2B.CH3CH2OH
C.CH3CH(CH3)2D.CH3CH(CH3)CHClCOOH
10.硝化法是一种古老的生,产硫酸的方法,同时实现了氮氧化物的循环转化,主要反应为:NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g) ∆H= -41.8kJ·mol-1。
SO2和SO3都是呈酸性的物质,是大气污染,环境酸化的主要污染物。
SO3与水会生成重要的工业原料H2SO4。
对于反应NO2(g)+ SO2
(g) SO3(g)+NO(g) ∆H= -41.8kJ·mol-1,下列说法正确的是()
A.其他条件相同,增大
()
()2
2
n NO
n SO
,NO2的转化率增大
B.使用合适的催化剂能缩短该反应到达平衡的时间
C.1mol NO2(g)与1mol SO2充分反应,放出41.8kJ的热量
D.当容器中SO2、SO3的分子数之比等于1:1时,说明该反应到达化学平衡状态11.室温下,下列实验探究方案能达到探究目的的是()
A.A B.B C.C D.D
12.下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A .碳酸氢钠溶液与稀硫酸反应:CO 23-+2H + = H 2O +CO 2↑
B .Cl 2与水反应:Cl 2+H 2O = 2H ++ClO -+Cl -
C .将硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液混合:Cu 2++2OH -= Cu(OH)2↓
D .氧化钠与水反应:O 2-+H 2O = 2OH -
13.在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中,主要发生反应的热化学方程式为( )
反应℃:()()()()2242CO g 4H g =CH g 2H O g ++ ΔH 164.7kJ/mol =-
反应℃:222CO (g)H (g)=CO(g)H O(g)++ ΔH 41.2kJ/mol =
反应℃:()()()()2242CO g 2H g =CO g CH g ++ ΔH 247.1kJ/mol =-
向恒压、密闭容器中通入1mol 2CO 和4mol 2H ,平衡时4CH 、CO 、2CO 的物质的量随温度的变化如图所示。
下列说法不正确的是( )
A .反应℃的平衡常数可表示为()()
()()242422c CH c H O K c CO c H =
B .图中曲线
C 表示4CH 的物质的量随温度的变化
C .提高2CO 转化为4CH 的转化率,需要研发在低温区高效的催化剂
D .422CH (g)H O(g)=CO(g)3H (g)++的ΔH 205.9kJ/mol =+
二、填空题
14
.锌是人体的必需元素,可以促进人体的生长发育。
但水体中如果含锌量超标,饮用后会导致急慢性锌
中毒产生贫血等症状。
纳米铝粉有很强的吸附性和还原性,常用于除去工业生产一水合甘氨酸锌的废水中过量的锌。
(1)写出Zn 2+的核外电子排布式:________。
(2)一水合甘氨酸锌的结构简式如图所示,其中Zn 2+的配位数为_________。
(3)相对于用纳米铁粉处理废水中Zn 2+,使用纳米铝粉效率更高的原因是______。
(4)向含有甘氨酸锌的酸性废水中加入纳米铝粉,水中溶解的氧在纳米铝粉表面产生·OH ,将甘氨酸锌中的有机基团(以甘氨酸根表示)降解,释放出的Zn 2+被纳米铝粉去除。
℃写出·OH 氧化甘氨酸根(C 2NH 4O 2-
)生成NO 3-、CO 2的离子方程式:_______。
℃实验测得溶液中总氮含量[c c ()()
剩余总氮初始总氮]随时间的变化如图所示,反应初期溶液中的总氮含量先迅速降低后随即上升的原因是________。
三、有机推断题
15.为了测定某有机物A 的结构,做如下实验:
℃将2.3 g 该有机物完全燃烧,生成0.1 mol CO 2和2.7 g 水;
℃用质谱仪测定其相对分子质量,得如图1所示的质谱图;
℃用核磁共振仪处理该化合物,得到如图2所示图谱,图中三个峰的面积之比是1:2:3。
试回答下列问题:
(1)有机物A的相对分子质量是_______。
(2)有机物A的分子式是_______。
(3)写出有机物A的官能团名称:_______。
(4)写出有机物A的同分异构体结构简式_______。
(5)有机物A与金属钠反应放出氢气,反应的化学方程式是_______。
(6)有机物A与氧气在铜或银催化并加热条件下反应生成有机物B,B的官能团名称是_______。
四、实验题
16.以废旧锂电池正极材料(难溶于水,含LiCoO2及少量Al、Fe等)为原料制备Co3O4,并进而制备LiCoO2。
(1)浸取:取一定量粉碎后的废旧锂电池正极材料与Na2SO3 溶液、H2SO4溶液中的一种配成悬浊液,加入到三颈烧瓶中,70℃下通过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液,充分反应,过滤。
滴液漏斗中的溶液是______。
(2)除杂:向浸取液中先加入足量NaClO3溶液,再加入NaOH溶液调节pH,过滤。
有关沉淀数据如下表(“完全沉淀”时溶液中金属离子浓度≤1.0×10-5mol·L-1)。
若浸取液中c(Co2+)=0.1mol·L-1,则须调节溶液pH的范围是_______。
(加入NaClO3溶液和NaOH溶液时,溶液体积的变化忽略不计)
(3)通过萃取、反萃取富集提纯钴:P2O4(用HA表示)难溶于水,是常用的Co2+萃取剂。
萃取过程中发生反应:Co2++ n HA CoA2·(n-2)HA +2H+。
与萃取前的溶液相比较,反萃取得到的水溶液中物质的量浓度减小的阳离子有______。
(4)制备Co3O4:
℃请补充实验方案:取上述所得CoSO4溶液,______,得较高纯度的Co(OH)2。
(可选用的试剂:BaCl2溶液、AgNO3溶液、5mol/LNaOH溶液、蒸馏水)
℃Co(OH)2加热制得Co3O4。
Co(OH)2在空气中受热时,固体残留率随温度的变化如图所示,制备Co3O4最适宜的加热温度为_____。
(写出计算过程)
(5)制备LiCoO2:取一定质量Li2CO3和Co3O4混合后,在空气中高温加热可以制备LiCoO2,写出反应的化学方程式:______。
五、原理综合题
17.硫的氧化物是形成酸雨的罪魁祸首,含硫烟气(主要成分为SO2)的处理方法备受关注,主要有以下两种方法。
请回答下列问题:
I.碱液吸收法
步骤1:用足量氨水吸收SO2
步骤2:再加入熟石灰,发生反应:2NH+
4+Ca2++2OH-+SO2
3
=CaSO3↓+2NH3•H2O
(1)已知:25℃时,K b(NH3•H2O)=a;K sp(CaSO3)=b,该温度下,步骤2中反应的平衡常数K=____(用含a、b 的代数式表示)。
(2)氨水吸收SO2最终也可转化为(NH4)2SO4溶液,则该溶液中离子浓度由大到小依次为____。
(3)工业上还可用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2:Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3。
某温度下用1.0mol/LNa2SO3溶液吸收纯净的SO2,当溶液中c(SO23 )降至0.2mol/L时,吸收能力显著下降,应更换吸收剂。
此时溶液的pH=____。
(已知该温度下亚硫酸的电离平衡常数K a1=1.75×10-2,K a2=1.25×10-7)
II.水煤气还原法
已知:℃2CO(g)+SO2(g) S(l)+2CO2(g)△H1=-37.0kJ•mol-1
℃2H2(g)+SO2(g) S(l)+2H2O(g)△H2=+45.4kJ•mol-1
(4)写出CO(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)、H2(g)的热化学方程式:____。
若该反应在恒温、恒容体系中进行,达到平衡的标志为____(填选项字母)。
A.单位时间内,生成nmolCO的同时生成nmolCO2
B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的总压强保持不变
D.H2O(g)与H2(g)的体积比保持不变
(5)反应℃的正反应的活化能E正____(填“>”“<”或“=”)逆反应的活化能E逆。
(6)T℃,向10L恒容密闭容器中充入2molCO(g)、2molSO2(g)和2molH2(g),发生反应℃和℃,5min达到平衡时,CO2(g)和H2O(g)的物质的量分别为1.6mol、1.8mol。
T℃时,反应℃的平衡常数K=____。
参考答案与解析:
1.D
【详解】A.“绿色化学”的核心就是要利用化学原理从源头消除污染,而不是对污染进行治理,故A错误;B.加大铅酸蓄电池、含汞锌锰干电池的生产,废旧电池含有的铅、汞、锌、锰污染和废旧蓄电池电解液污染,会造成污染,不符合社会可持续发展理念,故B错误;
C.催化剂可改变反应的活化能,但不能改变反应焓变,故C错误;
D.在原电池中,正极被保护,负极被腐蚀,故可以用牺牲负极(阳极)的方法来保护正极(阴极),故称为“牺
牲阳极的阴极保护法”,应用的是原电池原理,故D正确;
故答案为D。
2.D
【详解】A.NF3中F元素非金属性大于N,则N的化合价为+3,A错误;
B.氟离子的核电荷数是9,而结构示意图中核电荷数为10,B错误;
C.NH4F是离子化合物,其电子式中F-离子最外层达到8电子稳定结构,应画出,故正确电子式为
,C错误;
D.NF3的价层电子对为4,其中含一对孤电子,空间构型为三角锥型,D正确;
答案选D。
3.A
【详解】A.Na+与O2-核外电子排布相同,Na+核电荷数比O2-大,故半径大小:r(Na+)<r(O2-),A项正确;B.电负性大小:χ(N)<χ(O),B项错误;
C.同一元素电离能I1<I2,Na与H为不同元素,且H只有一个电子,C项错误;
D.非金属性C>Si,故其最高价含氧酸酸性强弱:H2CO3>H2SiO3,D项错误;
答案选A。
4.B
【详解】A.装置A应先加入乙醇,然后再沿烧瓶内壁缓慢加入浓硫酸,故A错误;
B.浓硫酸和乙醇在140℃会生成乙醚,因此制取乙烯时,应迅速升温到170℃,并控制温度保持不变,故B 正确;
C.乙烯容易被酸性KMnO4溶液氧化,因此装置B洗气瓶中不能装入酸性KMnO4溶液,故C错误;D.乙醇和乙醚是互溶的,则乙醇和乙醚的混合物不可以采用分液的方法,故D错误;
本题答案B。
5.D
【详解】试题分析:A.所有的复分解反应中元素的化合价都不发生变化,所以都是非氧化还原反应,正确;B.使空气中游离态的氮转化为含氮化合物的方法叫做氮的固定,正确;C.静电除尘利用了胶体的胶粒带电荷,能够吸附电荷而发生电泳的性质,正确;D.液氨、液氯、液态氯化氢在液态时都不能电离产生自由移动的离子,但是HCl在水溶液中能够电离产生自由移动的离子,因此不都是非电解质,错误。
考点:考查化学反应类型的关系、氮的固定、胶体的性质、电解质、非电解质的概念的知识。
6.B
【详解】A .向饱和食盐水中通入二氧化碳和氨气,得到碳酸氢钠和氯化铵,其反应为
32234NaCl+NH +CO +H O +=Na O l HC NH C ↓;3NaHCO 受热分解,323222NaHCO Na CO +CO +H O ↑,故A 错误;
B .2SO 与少量氨水反应得到43NH HSO ,其反应为23243SO NH H O NH HSO ⋅=+;43NH HSO 与硫酸反应得()442NH SO ,其反应为()4324442222NH HSO H SO NH SO SO H O +22=+↑+,故B 正确;
C .Cu 与浓硫酸在加热条件下得到硫酸铜、二氧化硫和水,其反应为24422Cu+H SO CuSO SO H O ()+↑+浓,4CuSO 与NaOH 反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,其反应为4224CuSO +2NaOH Cu(OH)+Na SO =↓,故C 错误;
D .3MgCO 与盐酸反应,3222MgCO HCl=Mg O 2Cl CO H ++↑+,电解2MgCl 溶液生成氢氧化镁沉淀和氯气、氢气,其反应为22222(MgCl H C +M l g OH)++O
H ↑↑电解,故D 错误; 故选B 。
7.D
【分析】据图可知a 极上CH 3COOˉ转化为CO 2和H +,C 元素被氧化,所以a 极为该原电池的负极,则b 极为正极。
【详解】A .a 极为负极,CH 3COOˉ失电子被氧化成CO 2和H +,结合电荷守恒可得电极反应式为CH 3COOˉ+2H 2O -8eˉ=2CO 2↑+7H +,故A 正确;
B .为了实现海水的淡化,模拟海水中的氯离子需要移向负极,即a 极,则隔膜1为阴离子交换膜,钠离子需要移向正极,即b 极,则隔膜2为阳离子交换膜,故B 正确;
C .当电路中转移1mol 电子时,根据电荷守恒可知,海水中会有1molClˉ移向负极,同时有1molNa +移向正极,即除去1molNaCl ,质量为58.5g ,故C 正确;
D .b 极为正极,水溶液为酸性,所以氢离子得电子产生氢气,电极反应式为2H ++2eˉ=H 2↑,所以当转移8mol 电子时,正极产生4mol 气体,根据负极反应式可知负极产生2mol 气体,物质的量之比为4:2=2:1,故D 错误;
故答案为D 。
8.D
【详解】在反应22444222LiOH 6H C O 2FePO 2LiFePO 7CO 5CO +7H O ++=+↑+↑中,按照方程式的化学计量
数反应,其中3.5mol 224H C O 表现还原性,C 的化合价升高为+4价,2.5mol 224H C O 表现氧化性,C 的化合价降低为+2价,FePO 4表现氧化性,Fe 的化合价从+3价降低为+2价,故体现氧化性和还原性的反应物的物质的量之比为(2.5+2):3.5=9:7,故D 正确;
故选D 。
9.D
【分析】手性碳原子指连有四个不同基团的碳原子,手性碳原子判断注意: 1 、手性碳原子一定是饱和碳原子; 2 、手性碳原子所连接的四个基团要是不同的。
【详解】A .CH 2Cl 2分子中,碳原子所连接的四个基团两个是一样的H ,另两个是一样的 Cl ,不是手性碳原子,选项A 错误;
B . CH 3CH 2OH 分子中,碳原子所连接的四个基团两个是一样的 H ,另两个一个是甲基,一个是羟基,不是手性碳原子,选项 B 错误;
C .CH 3CH(CH 3)2分子中,碳原子所连接的四个基团一个是H ,另三个是一样的甲基,不是手性碳原子,选项 C 错误;
D .CH 3CH(CH 3)CHClCOOH 分子中,有一个碳原子所连的四个取代基分别是羧基、异丙基、氢原子和氯原子,该碳原子具有手性,选项 D 正确。
答案选 D 。
10.B
【详解】A .其它条件相同,增大()
()22n NO n SO ,如果n(SO 2)不变、n(NO 2 )增大,则NO 2的转化率减小;如果
n(SO 2)减小、n(NO 2)不变,则NO 2的转化率增大,A 错误;
B .催化剂能加快化学反应速率,缩短反应达到平衡的时间,B 正确;
C .该反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,所以1molNO 2(g)与1molSO 2充分反应,放出的热量小于41.8kJ ,C 错误;
D .当容器中SO 2、SO 3的分子数之比等于1:1时,该反应不一定达到平衡状态,与反应物的初始浓度及转化率有关,D 错误;
故选B 。
11.B
【详解】A .二氧化硫可被酸性高锰酸钾溶液氧化,溶液褪色,可知二氧化硫具有还原性,故A 错误;
B .盐类水解为吸热反应,则20℃0.5mol/LCH 3COONa 溶液加热到40℃,溶液的pH 变大,可知温度对CH 3COO -
水解平衡的影响,故B 正确;
C .盐酸为无氧酸,不能由盐酸、硅酸的酸性强弱比较Cl 、Si 的非金属性强弱,故C 错误;
D .浓度均为0.01mol/L 的Na 2CO 3和Na 2SO 4的混合液中滴少量0.01mol/L 的BaCl 2溶液,Ksp 小的先沉淀,但生成碳酸钡、硫酸钡均为白色沉淀,不能比较Ksp(BaCO 3)、Ksp(BaSO 4)的大小,故D 错误; 故选B 。
12.C
【详解】A .碳酸氢钠溶液与稀硫酸反应的离子方程式为HCO 3-+H + = H 2O +CO 2↑,A 错误;
B . Cl 2与水反应的离子方程式为Cl 2+H 2
O H ++HClO +Cl -,B 错误;
C .将硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液混合的离子方程式为Cu 2++2OH -= Cu(OH)2↓,C 正确;
D .氧化钠与水反应的离子方程式为Na 2O +H 2O = 2Na ++2OH -,D 错误;
故选C 。
13.B
【详解】A .化学平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,反应℃的平衡常数为K=244222(H O)c(CH )c c(CO )c (H )
,故A 正确; B .反应℃和反应℃均为放热反应,因此CH 4的平衡量随着温度的升高而减小,所以图中曲线A 表示CH 4的物质的量变化曲线;由反应℃和℃可知,温度升高反应℃正向移动,反应℃逆向移动,因此CO 在平衡时的物质的量随着温度升高而增大,故曲线C 为CO 的物质的量变化曲线,则曲线B 为CO 2的物质的量变化曲线,故B 错误;
C .反应℃和反应℃为放热反应,反应℃为吸热反应,降低温度有利于反应℃和反应℃正向移动,反应℃逆向移动,因此在低温时CH 4的平衡量较高,要提高 CO 2转化为CH 4的转化率,需要研发在低温区高效的催化剂以尽快建立化学平衡状态,故C 正确;
D .根据盖斯定律,由-(℃+℃)得:CH 4(g)+ H 2O(g) =CO(g)+ 3H 2(g) ΔH=+205.9kJ/mol ,故D 正确; 故答案选B 。
14.(1)1s 22s 22p 63s 23p 63d 10或[Ar]3d 10
(2)5
(3)铝可以将Zn 2+转化为Zn 除去,而Fe 不能置换出Zn
(4) 14·OH+C 2NH 4O 2-
=NO 3-
+2CO 2↑+9H 2O 纳米铝粉吸附甘氨酸锌,使得溶液中总氮量迅速降低,吸附
后的甘氨酸锌被纳米铝粉表面产生的·OH 降解为可溶性的含氮物质,使溶液中的总氮含量上升
【详解】(1)Zn 为第30号元素,其原子核外电子排布式为:1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 2或[Ar]3d 104s 2,失去最外层两个电子后形成Zn 2+,所以Zn 2+的核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 10或[Ar]3d 10;
(2)由图可知,该物质中,Zn 2+与3个O 原子、两个N 原子配位,所以配位数为5;
(3)Al 的还原性强于Zn ,所以Al 可以将Zn 2+还原为Zn 而除去,而Fe 不能还原Zn 2+,所以使用纳米铝粉效率更高;
(4)℃·OH 中O 原子为-1价,C 2NH 4O 2-中C 为+1价、N 为-3价,生成NO 3-、CO 2,一个C 2NH 4O 2-化合价
整体升高14价,所以·OH 和C 2NH 4O 2-
的系数之比为14℃1,再结合元素守恒可得离子方程式为
14·OH+C 2NH 4O 2-
=NO 3-+2CO 2↑+9H 2O ; ℃纳米铝粉具有很强的吸附性,加入纳米铝粉后,甘氨酸锌被吸附,使得溶液中总氮量迅速下降,吸附后甘氨酸锌又被产生的·OH 降解为可溶性的含氮物质,使溶液中的总氮含量上升。
15.(1)46
(2)C 2H 6O
(3)羟基
(4)CH 3-O -CH 3
(5)2CH 3CH 2OH+2Na→2CH 3CH 2ONa+H 2↑
(6)醛基
【分析】根据质荷比可知,有机物A 的相对分子质量;根据将2.3g 该有机物完全燃烧,生成0.1mol CO 2和2.7g 水,计算碳元素、氢元素的质量,根据质量守恒判断有机物A 是否含有氧元素,若含有氧元素,计算氧元素质量、氧原子物质的量,根据原子守恒确定有机物A 中C 、H 、O 原子个数比值确定最简式;有机物A 的相对分子质量结合最简式,可以确定分子式;由核磁共振氢谱可知,该有机物分子中有3中化学环境不同的H 原子,三种H 原子数目之比为1:2:3,结合有机物的分子式确定其可能的结构,根据该有机物的结构简式判断含有的碳原子数和官能团,可能存在碳链异构或官能团异构。
(1)
在A 的质谱图中,最大质荷比为46,有机物A 的相对分子质量是46。
故答案:46;
(2)
2.3g 该有机物完全燃烧,生成0.1mol CO 2和2.7g H 2O ,2.3 g 该有机物中,n(C)=n(CO 2)=0.1 mol ,含有的碳
原子的质量为m(C)=0.1 mol×12 g•mol -1=1.2 g ,氢原子的物质的量为:n(H)= 2.718/g g mol
×2=0.3 mol ,氢原子的质量为m(H)=0.3 mol×1 g•mol -1=0.3 g ,该有机物中m(O)=2.3 g -1.2 g -0.3 g=0.8 g ,氧元素的物质的量为n(O)=16g 0.8g /mol
=0.05 mol ,则n(C):n(H):n(O)=0.1 mol :0.3 mol :0.05 mol=2:6:1,所以A 的最简式分子式是C 2H 6O ;由M=(最简式量)n ,46=46n ,得n=1,所以该物质实验式就是分子式:C 2H 6O 。
故答案:C 2H 6O ;
(3)
由核磁共振氢谱可知,该有机物分子中有3中化学环境不同的H 原子,三种H 原子数目之比为1:2:3,故该有机物结构式为CH 3CH 2OH ,有机物A 的官能团名称:羟基。
故答案:羟基;
(4)
CH 3CH 2OH 不存在碳链异构,存在官能团异构,有机物A 的同分异构体结构简式CH 3-O -CH 3。
故答案:CH 3-O -CH 3;
(5)
有机物A 与金属钠反应放出氢气,说明有机物为乙醇,反应的化学方程式是
2CH 3CH 2OH+2Na→2CH 3CH 2ONa+H 2↑。
故答案:2CH 3CH 2OH+2Na→2CH 3CH 2ONa+H 2↑;
(6)
有机物A 与氧气在铜或银催化并加热条件下反应生成有机物B ,B 为乙醛,B 的官能团名称是醛基。
故答案:醛基。
16.(1)H 2SO 4溶液
(2)5.2~7.4
(3)Li +、Na +
(4) 加入5mol/LNaOH 溶液调节pH≥9.4,过滤后用蒸馏水洗涤,并取最后一次洗涤液,加入BaCl 2溶液,无白色沉淀生成证明洗涤干净, 设Co(OH)2的物质的量为3mol ,得到的Co 3O 4应为1mol ,理论上固体残留率为11241g mol 1mol 93g mol 3mol
--⋅⨯⋅⨯×100%=86.38%,结合图像可知适宜温度为500℃ (5)6Li 2CO 3+4Co 3O 4+O 2
高温12LiCoO 2+6CO 2
【详解】(1)硫酸可以溶解正极材料,所以配制的悬浊液应是粉碎后的废旧锂电池正极材料与Na 2SO 3 溶液的混合物,滴液漏斗中的溶液为H 2SO 4溶液;
(2)根据题意可知,当溶液中c(Co 2+)=1×10-5mol/L 时,pH=9.4,即c(OH -)=10-4.6mol/L ,则
K sp [Co(OH)2]=1×10-5×(10-4.6)2=10-14.2,所以当c(Co 2+)=0.1mol·L -1时,c(OH -
-6.6mol/L ,则此时pH=7.4,同时还需保证Al 3+、Fe 3+完全沉淀,则需pH 大于5.2,所以溶液pH 的范围是5.2~7.4;
(3)除去Al 3+、Fe 3+后,溶液中的杂质离子还有Li +、Na +,萃取与反萃取的目的就是将二者分离,所以反萃取得到的水溶液中物质的量浓度减小的阳离子有Li +、Na +;
(4)℃Co(OH)2恰好完全沉淀时pH=9.4,所以需向CoSO 4溶液加入5mol/LNaOH 溶液调节pH≥9.4,过滤后用蒸馏水洗涤,并取最后一次洗涤液,加入BaCl 2溶液,无白色沉淀生成证明洗涤干净,从而得到较高纯度的Co(OH)2;
℃设Co(OH)2的物质的量为3mol ,根据元素守恒可知,得到的Co 3O 4应为1mol ,理论上固体残留率为11241g mol 1mol 93g mol 3mol
--⋅⨯⋅⨯×100%=86.38%,结合图像可知适宜温度为500℃; (5)Co 3O 4中Co 有+2价、+3价,得到的LiCoO 2中Co 为+3价,说明反应过程中Co 3O 4被空气中的氧气氧化,根据得失电子守恒可知Co 3O 4和O 2的系数比为4℃1,再结合元素守恒可得化学方程式为6Li 2CO 3+4Co 3O 4+O 2
高温12LiCoO 2+6CO 2。
17.(1)21a b
(2)c(NH 4+
)>c(SO 24-)>c(H +)>c(OH -)
(3)6
(4) CO(g)+H 2O(g)
CO 2(g)+H 2(g) ΔH=-41.2kJ/mol AD
(5)>
(6)2700
【详解】(1)步骤2中反应的平衡常数K=()()()()()()()222-2+2-2+4332b 32sp 3c 11==a b
c OH c NH c SO c C NH H O K NH H O K Ca a SO ; (2)(NH 4)2SO 4溶液中铵根离子水解使溶液显酸性的,但是水解程度还是很弱的,故该溶液中离子浓度由大到小依次为c(NH 4+)>c(SO 24-)>c(H +)>c(OH -);
(3)Na 2SO 3+SO 2+H 2O=2NaHSO 3,某温度下用1.0mol/LNa 2SO 3溶液吸收纯净的SO 2,当溶液中c(SO 23-)降至0.2mol/L 时,则生成亚硫酸氢根离子的浓度为(1.0mol/L -0.2mol/L )×2=1.6mol/L ,-+2-3
3HSO H +SO ,
则K a2()()()()+2-3
-
+
3c H c SO c H 0.2=c HSO = 1.6⨯=1.25×10-7,()+
c H =10-6mol/L ,故pH=6; (4)已知:℃2CO(g)+SO 2(g)
S(l)+2CO 2(g) △H 1=-37.0kJ•mol -1 ℃2H 2(g)+SO 2(g)
S(l)+2H 2O(g) △H 2=+45.4kJ•mol -1 由盖斯定律可知,12℃-12℃得CO(g)+H 2O(g)CO 2(g)+H 2(g) ΔH=1
2(△H 1-△H 2)=-41.2kJ/mol ; A .单位时间内,生成nmolCO 的同时生成nmolCO 2,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,A 正确;
B .容器体积和气体质量始终不变,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 错误;
C .反应为气体分子数不变的反应,混合气体的总压强为定值,C 错误;
D .H 2O(g)与H 2(g)的体积比保持不变,说明平衡不再移动,反应平衡,D 正确;
故选AD ;
(5)反应℃为吸热反应,生成物能量高于反应物能量,则该反应的正反应的活化能E 正>逆反应的活化能E 逆。
(6)()()()
222CO(g)+SO (g)
S(l)+2CO (g)mol 22mol 1.60.8
1.6mol 起始转化平衡 ()()()2222H (g)+SO (g)
S(l)+2H O(g)mol 2
mol 1.80.9
1.8mol 起始转化平衡
则平衡时,氢气、二氧化硫、水分别为0.2mol 、0.3mol 、1.8mol ,则T℃时,反应℃的平衡常数K=2
21.810=27000.30.21010⎛⎫ ⎪⎝⎭⎛⎫⨯ ⎪⎝⎭。