【精品解析】河北省邯郸市2023-2024学年高二下学期化学期末试卷

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河北省邯郸市2023-2024学年高二下学期化学期末试卷
1.(2024高二下·邯郸期末)河北省拥有许多令人垂涎欲滴的特色美食,下列有关说法错误的是(  )
A.驴肉火烧:驴肉中富含蛋白质,蛋白质的盐析和变性均为不可逆过程 B.沧州狮子头:炸制狮子头需要用到大量的油脂,废弃的油脂可用于制肥皂 C.板面:制作板面的淀粉属于高分子,淀粉水解的最终产物为葡萄糖 D.总督豆腐:豆腐制作时需要使用石膏,石膏属于硫酸盐
A.A B.B C.C D.D
2.(2024高二下·邯郸期末)下列图示或化学用语表示错误的是(  )
A.的电子式 B.基态的价电子轨道表示式 C.天然橡胶——顺式聚异戊二烯的结构简式 D.基态氧原子中占据最高能级的电子的电子云轮廓图
A.A B.B C.C D.D
3.(2024高二下·邯郸期末)三强酸在化学实验中用途广泛,下列实验使用正确的是(  )
A.用浓盐酸溶解固体配制一定浓度的溶液
B.用稀硝酸酸化的溶液检验以排除干扰
C.用稀盐酸酸化的溶液检验的存在
D.用浓硫酸与锌粒反应制取的氢气更多,反应的速率更快
4.(2024高二下·邯郸期末)下列性质的比较,能用元素周期律解释的是(  )
A.熔点 B.酸性:
C.第一电离能: D.原子半径:
5.(2024高二下·邯郸期末)下列解释实验事实的化学用语错误的是(  )
A.向2mL溶液中滴加2滴盐酸:
B.苯酚能溶于溶液:
C.少量铁粉加入稀硝酸中:
D.铜在一定条件下与水反应产生氢气:
6.(2024高二下·邯郸期末)下列关于抗生素克拉维酸的描述错误的是(  )
A.分子中N原子的杂化方式为
B.1mol克拉维酸能与3mol发生加成反应
C.分子中存在手性碳原子
D.该分子的反式异构体可以发生分子内酯化反应
7.(2024高二下·邯郸期末)下列实验装置和操作均正确的是(  )
A.测定醋酸的浓度 B.蒸干溶液得到无水固体 C.用提取溴水中的溴 D.分离苯和溴苯
A.A B.B C.C D.D
8.(2024高二下·邯郸期末)下列对物质性质的解释不合理的是(  )
选项 性质 解释
A 沸点: 分子间存在氢键,分子间不存在氢键
B 熔点:晶体硅碳化硅 键能:
C 水中溶解性: 相对分子质量:
D 酸性: 电负性:
A.A B.B C.C D.D
9.(2024高二下·邯郸期末)为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(  )
A.2L溶液中数目为
B.0.5mol甲酸甲酯中杂化的碳原子数目为
C.0.2mol乙酸与0.25mol乙醇反应生成乙酸乙酯的分子数为
D.标准状况下,22.4L和22.4L在光照下充分反应后的分子数为
10.(2024高二下·邯郸期末)工业生产中,含硫尾气中的少量经溶液洗脱处理后,得到的洗脱液主要成分为、和。利用生物电池技术,可将洗脱液中的转化为单质硫(以S表示)回收,装置如图所示。下列说法错误的是(  )
A.电池工作一段时间后,洗脱液pH减小
B.A极的电极反应式为
C.从A极池经质子交换膜移向B极池
D.若洗脱液中的物质的量减少了1mol,则理论上减少了2mol
11.(2024高二下·邯郸期末)以水氯镁石为原料生产高纯度融雪剂MgCl2的流程如图。已知:Ⅰ.水氯镁石的主要成分是,还含有少量有色有机物,可溶性、、、等杂质离子及少量不溶物;Ⅱ.,。下列有关说法错误的是(  )
A.①中加入的A为水,操作1为溶解、过滤
B.的作用之一是将氧化
C.温度越高,脱色、除杂效果越好
D.操作2为过滤,滤渣中含有CuS、PbS、
12.(2024高二下·邯郸期末)某温度下,某溶液初始时仅溶有A,同时发生两个反应:①、②,反应①的速率可表示为,反应②的速率可表示为(、为速率常数)。温度时,该体系中A、B、C、D浓度随时间变化的曲线如图1;反应①和②的曲线如图2。下列说法正确的是(  )
A.曲线表示D浓度随时间的变化
B.若图1的温度降低,时刻体系中变大
C.温度时,反应①的活化能比反应②的活化能小
D.时曲线对应的物质的化学反应速率为
13.(2024高二下·邯郸期末)超高硬度生物材料合金是理想的人工髋关节和膝关节材料,其晶体有(图甲)、(图乙)两种结构。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是(  )
A.图甲中,与Ti原子距离最近且等距的Ti原子有8个
B.图乙中,Ti原子位于Au原子构成的四面体空隙中
C.图乙中,若M的坐标为,则N的坐标为
D.图乙中,若晶胞边长为,则晶体的密度为
14.(2024高二下·邯郸期末)用草酸-草酸钠溶液浸取含杂质的(杂质不溶于浸取液),浸出体系中含及含粒子的形态分布随pH的变化如图所示。体系中草酸根的总浓度按折合成计:,的总浓度按折合成计:。下列说法错误的是(  )
A.酸性增强,的物质的量分数增大
B.通过改变pH可以实现的完全浸出和沉淀
C.时,
D.时,
15.(2024高二下·邯郸期末)为无色晶体,是一种强氧化剂,可以用与KCl混合结晶制取。
已知:①,。
②相关物质在不同温度下的溶解度如下表:
物质 溶解度 温度 NaCl KCl
20℃ 35.9 95.9 34.2 7.3
85℃ 38.3 175.2 52.7 40.8
实验步骤:
Ⅰ.的制备:将装置B中制备的气体通入装置D溶液中,加热至85℃、搅拌,至溶液pH约为7时,停止通入气体,得产品混合溶液。
Ⅱ.产品分离提纯:向产品混合溶液中加入过量的KCl溶液,经系列操作后,洗涤、干燥得晶体。
Ⅲ.产品纯度测定:取晶体样品1.0g配成100mL溶液,取出10mL置于锥形瓶中,滴入几滴淀粉溶液、适量稀盐酸,再加入过量的KI溶液,用标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗溶液16mL。
完成下列问题:
(1)装置A的名称为   ,C(多孔球泡)的作用是   。
(2)装置B中固体为,A中溶液滴入后发生反应的离子方程式为   。
(3)装置E中药品名称为   。
(4)步骤Ⅱ中“系列操作”应为   ,可以制得晶体的原因为   。
(5)步骤Ⅲ中到达滴定终点的标志为   ,制得的晶体的纯度是   %。有人认为该测定方案可能不准确,你认为可能的原因是   。
16.(2024高二下·邯郸期末)是一种光催化材料。工业上利用某废催化剂(主要含、、NiO及少量、)制备的工艺流程如图所示。
已知:Ⅰ.、NiO都是不溶于水的碱性氧化物;
Ⅱ.溶液的;
Ⅲ.。
回答下列问题:
(1)的VSEPR模型的名称为   。
(2)“浸出”时,发生反应的离子方程式为   。
(3)“酸化”后的溶液中存在,则“还原”时发生反应的离子方程式为   。
(4)若“萃取”“反萃取”的过程中钒的总回收率为90%,则“还原”时加入的和“氧化”时加入的的物质的量之比为   。
(5)生成的化学方程式为   。
(6)NiO的晶胞结构和NaCl的相似。
①从NiO晶胞中能分割出来的结构图有   (填标号)。
a. b. c. d. e.
②已知NiO晶体密度为,为阿伏加德罗常数的值。NiO晶胞中镍离子周围与其等距离且最近的镍离子有   个,该距离为   (用含和的代数式表示)pm。
17.(2024高二下·邯郸期末)资源化对环境保护具有重大意义,因此将转化为的技术成为科学研究的热点。根据要求回答下列问题:
(1)已知:甲烷和氢气的燃烧热分别是和,。
①甲烷化制氢发生的反应为   ,该反应的活化能   (填“”“”或“”)。
②温度为T℃时催化剂作用下,可发生,不同压强下,的转化率和的产率如图所示。则甲烷化应该选择的压强约为   MPa;的产率小于的转化率的原因是   。
③在总压为pMPa的恒温恒压密闭容器中,投入1mol和4mol,进行反应,达到平衡后,若的转化率为,则该反应的平衡常数   (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数)。
(2)使用作催化剂时,催化加氢转化为甲烷的反应机理如图。
①步骤(ⅰ)中Ce元素化合价发生的变化为   。
②催化剂中掺入少量CaO,用替代结构中的部分形成,可提高催化效率,其原因是   。
(3)转化为也可通过电化学反应实现,其原理如图所示。
电解过程中,阴极室、阳极室的溶液浓度基本保持不变。阴极的电极反应式为   。
18.(2024高二下·邯郸期末)多并环化合物K具有抗病毒、抗菌等生物活性,其合成路线如图所示。
已知:ⅰ.;
ⅱ.;
ⅲ.核磁共振氢谱中峰面积比可代表氢原子的个数比。
(1)A→B的反应类型为   ,的名称为   。
(2)C→D反应的化学方程式为   。
(3)已知D→E脱掉一个羰基,则F中含有的官能团名称为   。
(4)F→G的过程中会得到少量聚合物,该聚合物的结构简式为   。
(5)芳香族化合物L是G的同分异构体,写出一种符合下列条件的L的结构简式:   。
(6)a.能与溶液反应
b.核磁共振氢谱显示有4组峰,峰面积比为
以、为原料,设计合成路线合成有机物。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】蛋白质的特殊反应;蔗糖与淀粉的性质实验;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】】A.蛋白质的盐析是可逆的过程,变性为不可逆过程,A错误;
B.油脂在碱性条件下水解可以用于制肥皂,B正确;
C.淀粉是多糖,基本组成单位是葡萄糖,属于高分子,淀粉水解的最终产物为葡萄糖,C正确;
D.豆腐制作时需要使用石膏,石膏的主要成分是含结晶水的硫酸钙,属于硫酸盐,D正确;
故答案为:A。
【分析】A.蛋白质的盐析为改变蛋白质的溶解度,属于物理过程,变性为化学变化,使蛋白质结构发生改变,不可逆。
2.【答案】D
【知识点】原子核外电子排布;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A.S2Cl2分子中每个S原子形成2对共用电子对,每个Cl原子形成1对共用电子对,每个原子周围满足8电子,其电子式为:,A正确;
B.基态Mn2+的价电子排布式为3d5,价电子轨道表示式为:,B正确;
C.顺式聚异戊二烯中亚甲基位于碳碳双键的同侧,结构简式为:,C正确;
D.基态氧原子的电子排布式为:1s22s22p4,占据的最高能级为2p,电子云轮廓图为哑铃形,D错误;
故答案为:D。
【分析】A.根据每个原子周围满足8电子结构即可写出电子式;
B.锰离子失去两个电子后为为3d5,即可画出轨道表达式;
C.顺式结构为相同原子或者原子团在同侧;
D.氧的最高能级为p能级,为哑铃形。
3.【答案】A
【知识点】盐类水解的应用;浓硫酸的性质;硫酸根离子的检验;二价铁离子和三价铁离子的检验
【解析】【解答】A.用浓盐酸溶解氯化铁固体配制一定浓度的氯化铁溶液,以抑制铁离子水解,A正确;
B.用稀硝酸酸化的氯化钡溶液检验硫酸根,以排除干扰,但是稀硝酸会将亚硫酸根氧化成硫酸根,达不到实验目的,B错误;
C.用稀盐酸酸化的KMnO4溶液检验Fe2+的存在,因稀盐酸可以将酸性高锰酸钾溶液还原,达不到实验目的,C错误;
D.用浓硫酸与锌粒反应会产生二氧化硫,D错误;
故答案为:A。
【分析】A.为防止三价铁水解,故需要将氯化铁固体溶解在浓盐酸中,然后再稀释所需要的浓度即可,
B.应该用盐酸酸化,不可用硝酸;
C.不能用盐酸酸化高锰酸钾,会被高锰酸钾氧化;
D.制备氢气应该选择稀硫酸。
4.【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;碱金属的性质;元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.半径Na>Mg>Al,价电子数目NaB.元素的非金属性越强,其最高价含氧酸的酸性越强,但是亚硫酸不是硫的最高价含氧酸,不能用元素周期律解释亚硫酸酸性强于碳酸,B错误;
C.同周期元素从左到右第一电离能呈增大的趋势,但是N元素2p轨道半充满较稳定,第一电离能大于相邻元素,这是原子核外电子排布的特性,不能用元素周期律解释,C错误;
D.同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径S>O>F,可用元素周期律解释,D正确;
故答案为:D。
【分析】A.元素周期律无法解释物质的熔沸点;
B.元素的非金属性越强,其最高价含氧酸的酸性越强,其他酸无法比较;
C.电离能无法用周期律解释,
D.同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,可以用周期律解释原子半径。
5.【答案】B
【知识点】离子方程式的书写;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】 A.向2mL溶液中滴加2滴盐酸:
B.苯与碳酸钠无论过量还是少量都生成碳酸氢钠;B项错误
C.少量铁粉加入稀硝酸中生成硝酸铁、一氧化氮、水,反应的离子方程式为:;C项正确;
D. 铜在一定条件下与水反应产生氢气 ,反应为 : D项正确;
【分析】由于碳酸酸性大于苯酚,苯酚酸性大于碳酸氢钠,故苯酚与碳酸钠反应最终得到碳酸氢钠。
6.【答案】B
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.分子中N原子均形成σ键,没有形成π键,因此N原子的杂化方式为sp3,A正确;
B.克拉维酸分子内的碳碳双键可与氢气发生加成反应,酰胺基和羧基中的碳氧双键不能与氢气发生加成反应,故1mol该物质最多可与1molH2反应,B错误;
C.分子中含有手性碳原子(*标出),C正确;
D.该分子的反式异构体为,羟基和羧基可以发生酯化反应生成内酯,D正确;
故答案为:B。
【分析】A.由图可知,N原子全部形成单键,故杂化方式为sp3,
B.羧基中的碳氧双键不可以加成,故故1mol该物质最多可与1molH2反应;
C.由图可知,含有2个手性碳;
D.反式结构羟基和羧基距离近,可以发生酯化反应。
7.【答案】C
【知识点】盐类水解的应用;蒸馏与分馏;分液和萃取;中和滴定
【解析】【解答】A.氢氧化钠标准溶液应放在碱式滴定管,A错误;
B.氯化铝易水解,蒸干氯化铝溶液,得到的是氧化铝固体,B错误;
C.溴在有机溶剂的溶解度更大,故可以通过萃取、分液的方法,用 CCl4提取溴水中的溴,C正确;
D.温度计的水银球应放蒸馏烧瓶的支管口处,D错误;
故答案为:C.
【分析】A.氢氧化钠为强碱,需要装入到碱式滴定管;
B.氯化铝加热会水解,无法得到氯化铝固体;
D.蒸馏时温度计必须在支管口处。
8.【答案】C
【知识点】原子晶体(共价晶体);氢键的存在对物质性质的影响;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.H2O和H2S均为分子晶体,O的电负性较大,H2O分子间存在氢键,而H2S分子间不存在氢键,形成分子间氢键会使物质的沸点升高,因此沸点:H2O>H2S,A正确;
B.晶体硅和碳化硅均为共价晶体,半径Si>C,故键长:Si-Si>C-Si,键能:C—Si>Si—Si,因此熔点:晶体硅<碳化硅,B正确;
C.NH3和水均为极性分子,根据相似相溶原理,极性分子易溶于极性溶剂,且NH3和H2O分子间可以形成氢键,因此NH3在H2O中的溶解度很大,CH4为非极性分子,且不能与H2O分子间形成氢键,因此CH4在水中几乎不溶,故水中溶解性:NH3>CH4,C错误;
D.S的电负性大于P,非金属性也大于P,非金属性越大,最高价氧化物对于水化物的酸性越强,因此酸性H2SO4>H3PO4,D正确;
故答案为:C。
【分析】A.含有氢键对物质的熔沸点影响很大,会异常的高;
B.原子半径越小,键能越大,熔点越高;
C.根据相似相容原理即可判断溶解度大小;
D.非金属性越强,最高价含氧酸酸性越强。
9.【答案】D
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;化学方程式的有关计算;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A.重铬酸跟会转化为铬酸根,2L 0.05mol/LK2Cr2O7的溶液中离子的数目是小于0.1NA,故A错误;
B.每个分子中sp3杂化的碳原子数目为1个,则0.5mol甲酸甲酯中 sp3杂化的碳原子数目为 0.5NA,故B错误;
C.乙酸和乙醇生成乙酸乙酯的反应为可逆反应,0.2mol乙酸与0.25 mol乙醇反应生成乙酸乙酯的分子数小于 0.2NA,故C错误;
D.甲烷和氯气在光照下发生取代反应,每消耗2分子的同时生成2分子,反应前后分子数不变,标准状况下,22.4 L CH4和22.4 L Cl2在光照下充分反应后的分子数为2NA,故D正确;
故答案为:D。
【分析】A.重铬酸跟会转化为铬酸根,故粒子数目小于0.1NA,
B.根据结构可知只有一个碳原子为sp3杂化;
C.酯化反应为可逆反应,无法完全转化。
10.【答案】A
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由于生成的=了碳酸根,水解呈碱性,PH增大,故A项错误;
B.由分析可知,A为负极,电极反应为C6H12O6-24e-+6H2O=6CO2↑+24H+,B正确;
C.溶液中H+从负极区向正极区移动,即由A极池经质子交换膜移向 B极池,C正确;
D.根据电荷守恒,有4mol的H+通过质子交换膜来到正极,4mol H+可以结合4mol的碳酸根,生成4mol碳酸氢根, 则理论上减少了2mol 。
故答案为:A。
【分析】原电池中,C6H12O6转化为二氧化碳和水,碳的化合价升高,A为负极,电极反应为C6H12O6-24e-+6H2O=6CO2↑+24H+,Na2SO3中硫的化合价降低,B为正极,据此解答即可。
11.【答案】C
【知识点】物质的分离与提纯;除杂
【解析】【解答】A.为了得到氯化镁饱和溶液,因此①中加入的A是水,操作1为溶解,过滤,A正确;
B.加入过氧化氢目的是氧化锰离子和亚铁离子,B项正确;
C.温度过高,过氧化氢和氨水溶液分解,不利于 脱色、除杂 ,C项错误;
D.有分析可知, 操作2为过滤,滤渣中含有CuS、PbS、 。
故答案为:C。
【分析】 水氯镁石的主要成分是 ,加水溶解、过滤后得到含有可溶性、、、等杂质离子 和氯化镁,加入活性炭可使溶液脱色,加入过量双氧水可把锰离子生成二氧化锰沉淀,亚铁氧化成三价铁,加入氨水,生成氢氧化铁沉淀,过滤后除去不溶物,得到氯化镁精制液。
12.【答案】B
【知识点】化学反应速率;活化能及其对化学反应速率的影响;化学平衡移动原理
【解析】【解答】A.由分析可知,L4代表C浓度随时间变化的曲线,故A错误;
B.由图2可知,温度降低时,体系中反应①的速率降低幅度大于反应②,则图1的温度降低时,t0s时刻体系中 值变大,故B正确;
C.反应的活化能越大,反应速率越小,由图2可知,T2温度时,反应①的反应速率慢于反应②,则反应①的活化大于反应②,故C错误;
D.由分析可知,L1代表B浓度随时间变化的曲线,由图可知,2s内,而不是2s时。D项错误;
故答案为:B。
【分析】由方程式可知,两个反应中A都是反应物、B都是生成物,则L2代表A浓度随时间变化的曲线、L1代表B浓度随时间变化的曲线;由图2可知,温度为T2时,速率常数k1<k2,则图1中对应曲线L3代表D浓度随时间变化的曲线、L4代表C浓度随时间变化的曲线。
13.【答案】D
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A.图甲中,Ti原子在面心,以最上面的面心的Ti原子观察,到下方四个侧面面心的Ti原子距离都相等且距离最近,上方四个侧面面心也有4个Ti原子距离都相等且距离最近,故Ti原子距离最近且等距的Ti原子共8个,A正确;
B.图乙中,Au原子形成体心立方堆积,晶胞每个面分成4个小正方形,每个小正方形中有一个四面体空隙,根据晶胞图,Ti原子位于Au原子构成的四面体空隙中,B正确;
C.图乙中,若M的坐标为,则N的坐标为 C正确 ;
D.利用均摊法计算,Au个数为8个,Ti为6个,晶胞边长为dpm,根据晶体密度的计算公式计算即可,D项错误;
故答案为:D.
【分析】A.由甲图可知, 与Ti原子距离最近且等距的Ti原子有8个 ;
B.乙图晶体结构可知,晶胞每个面分成4个小正方形,每个小正方形中有一个四面体空隙;
C.建立坐标系,根据M坐标即可得到N坐标。
14.【答案】C
【知识点】化学平衡常数;弱电解质在水溶液中的电离平衡;盐类水解的应用
【解析】【解答】A.由图含Fe(Ⅲ)粒子的形态分布图可知, 酸性增强,的物质的量分数增大,A项正确;
B.由图含Fe(Ⅲ)粒子的形态分布图可知,通过改变pH 可以实现Fe(Ⅲ)的完全浸出和沉淀,B正确;
C. ,c[Fe(C2O4)2]-=c [Fe(C2O4)3]3-,利用电荷守恒可知c(H+)>c( ),所以K≠10-b,C错误;
D.时, 利用铁元素守恒和含草酸根粒子形态守恒可知, ,D项正确;
故答案为:C。
【分析】弄清楚横纵坐标的含义以及浓度变化规律,结合元素守恒和电荷守恒进行解答即可。
15.【答案】(1)恒压滴液漏斗;增大接触面积,加快反应速率
(2)
(3)碱石灰
(4)冷却结晶,过滤;在20℃的溶解度远小于其他溶质,结晶析出促进反应进行
(5)当加入最后半滴标准溶液时,蓝色刚好褪去且半分钟内不恢复;98;该条件下可能会将氧化为
【知识点】氧化还原反应;常用仪器及其使用;蒸发和结晶、重结晶;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)装置A的名称为:恒压滴液漏斗,C(多孔球泡)的作用是增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分;
(2)装置B中固体为KMnO4,A中溶液为浓盐酸,滴入后浓盐酸后发生反应的离子方程式为: ;
(3)装置E中药品作用为干燥,名称为碱石灰;
(4)因KClO3溶解度随温度升高而增大较大,故步骤Ⅱ中“系列操作”应为冷却结晶、过滤;由相关物质在不同温度下的溶解度表可知,可以制得KClO3晶体的原因为:KClO3在20℃的溶解度远小于其他溶质,易析出晶体,KClO3晶体析出会促进反应进行;
(5)步骤Ⅲ中到达滴定终点的标志为:当最后半滴Na2S2O3标准溶液滴入后,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原色;由得失电子守恒得关系式:KClO3~3I2~ 6Na2S2O3,即可计算出氯酸钾纯度; 该条件下可能会将氧化为 ,可能导致测量不准。
【分析】装置B用浓盐酸与KMnO4反应制备Cl2,装置D中Cl2与NaOH溶液在加热条件下反应制备NaClO3,装置E中盛装碱石灰用于吸收剩余的Cl2,且防止空气中的CO2进入装置D中与NaOH溶液反应,据此解答。
16.【答案】(1)四面体形
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)bc;12;
【知识点】晶胞的计算;氧化还原反应;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)根据价层电子互斥理论,得到其的 价电子数目为4,故 VSEPR模型的名称为 四面体;
(2)“浸出”时,Al2O3与氢氧化钠溶液反应,发生反应的离子方程式为(3)“酸化”后的溶液中存在 ,“还原”时被还原为VO2+,发生反应的离子方程式为: ;
(4)某“还原”时 与亚硫酸根比值为2:1,氧化时VO2+和氯酸钠比值为6:1,由于“萃取”“反萃取”的过程中钒的总回收率为90%,与VO2+的比值为10:9,故与的比值为10:3;
(5) 生成的化学方程式为 ;
(6)①NiO的晶胞结构和NaCl的相似,为面心立方结构,每个氧离子周围有6个镍离子,每个镍离子周围有6个氧离子,故从 NiO晶胞中能分割出来的结构图有bc;
②NiO的晶胞为面心立方结构,以顶点的镍离子为中心,周围与其等距离且最近的镍离子为其周围面的面心位置的镍离子,有12个。
【分析】废催化剂(主要含 V2O5、Bi2O3、NiO 及少量 Al2O3、SiO2),NaOH溶液浸出后V2O5、Al2O3、SiO2溶解,滤渣为Bi2O3、NiO,滤液为硅酸钠、四羟基合铝酸钠和NaVO3,酸化后硅酸钠和四羟基合铝酸钠转化为硅酸、氢氧化铝沉淀,NaVO3经亚硫酸钠还原转化为VO2+,经萃取、反萃取后脱离硫酸钠溶液,经氧化后转化为VO2+,NH4Cl沉钒转化为NH4VO3;浸出后的滤渣为Bi2O3、NiO,酸溶后转化为Bi3+、Ni2+,调pH使Bi3+沉淀,然后硝酸酸溶生成Bi(NO3)3溶液,Bi(NO3)3溶液与NH4VO3反应制得BiVO4。
17.【答案】(1);;0.1;有其他含碳的副产物生成;
(2)价变为价;结构中氧空位增加,加速的转化
(3)
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡常数;电解池工作原理及应用;化合价与化学式
【解析】【解答】(1)①根据盖斯定律可得, +166KJ/mol;该反应为吸热反应,故正反应活化能大于逆反应活化能;②如图所示,压强在0.1Mpa时,二氧化碳和甲烷化率高,故应该选择的压强约为0.1MPa;CH4的产率小于CO2的转化率的原因是有其他含碳的副产物生成。
(2)①根据图示可知,步骤(i )中CeO2变为CeO,Ce元素化合价发生的变化为由+4价变为+2价。
② 催化剂中掺入少量CaO,用替代结构中的部分形成,可提高催化效率,其原因是 其原因是结构中氧空位增加,加速二氧化碳的转化。
(3)阴极发生还原反应,所以阴极CO2得电子发生还原反应生成CH4,电荷守恒,还有碳酸氢根生成,故阴级电极反应式为
【分析】(1)利用盖斯定律进行解答即可,结合该反应为吸热反应,即可判断正逆反应活化能的大小
,计算平衡常数时,根据反应列出三段式,得到平时各物质分压,即可得到压强平衡常数。
(2)①根据化合价代数和为0就算即可,②结构中氧空位增加,可以加速二氧化碳的反应;
(3)根据化合价判断即可,通入二氧化碳一极为阴极,生成甲烷,据此写出电极反应。
18.【答案】(1)取代反应;乙二酸二甲酯或草酸二甲酯
(2)
(3)氨基、羧基
(4)
(5)
(6)
【知识点】有机物中的官能团;有机化合物的命名;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;取代反应
【解析】【解答】(1)A→B是发生硝化反应生成,反应类型为取代反应,的名称为乙二酸二甲酯。
(2)C→D是在酸性条件下水解生成和甲醇, 反应的化学方程式为
(3),F是,含有的官能团名称为羧基、氨基;
(4) 、F→G的过程中 聚合物的结构简式为;
(5)能与 能与溶液反应 ,说明含有酚羟基,根据核磁共振氢谱,含有4种氢原子,其可能结构为:和。
(6)根据原料 和 ,合成路线为
【分析】A发生硝化反应生成B,B与乙二酸二甲酯发生取代反应生成C,C水解生成D,由D逆推,A是、B是、C是;F在酸性条件下形成酰胺键,由G逆推,F是,E发生还原反应生成F,则E是。
1 / 1河北省邯郸市2023-2024学年高二下学期化学期末试卷
1.(2024高二下·邯郸期末)河北省拥有许多令人垂涎欲滴的特色美食,下列有关说法错误的是(  )
A.驴肉火烧:驴肉中富含蛋白质,蛋白质的盐析和变性均为不可逆过程 B.沧州狮子头:炸制狮子头需要用到大量的油脂,废弃的油脂可用于制肥皂 C.板面:制作板面的淀粉属于高分子,淀粉水解的最终产物为葡萄糖 D.总督豆腐:豆腐制作时需要使用石膏,石膏属于硫酸盐
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】蛋白质的特殊反应;蔗糖与淀粉的性质实验;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】】A.蛋白质的盐析是可逆的过程,变性为不可逆过程,A错误;
B.油脂在碱性条件下水解可以用于制肥皂,B正确;
C.淀粉是多糖,基本组成单位是葡萄糖,属于高分子,淀粉水解的最终产物为葡萄糖,C正确;
D.豆腐制作时需要使用石膏,石膏的主要成分是含结晶水的硫酸钙,属于硫酸盐,D正确;
故答案为:A。
【分析】A.蛋白质的盐析为改变蛋白质的溶解度,属于物理过程,变性为化学变化,使蛋白质结构发生改变,不可逆。
2.(2024高二下·邯郸期末)下列图示或化学用语表示错误的是(  )
A.的电子式 B.基态的价电子轨道表示式 C.天然橡胶——顺式聚异戊二烯的结构简式 D.基态氧原子中占据最高能级的电子的电子云轮廓图
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】原子核外电子排布;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A.S2Cl2分子中每个S原子形成2对共用电子对,每个Cl原子形成1对共用电子对,每个原子周围满足8电子,其电子式为:,A正确;
B.基态Mn2+的价电子排布式为3d5,价电子轨道表示式为:,B正确;
C.顺式聚异戊二烯中亚甲基位于碳碳双键的同侧,结构简式为:,C正确;
D.基态氧原子的电子排布式为:1s22s22p4,占据的最高能级为2p,电子云轮廓图为哑铃形,D错误;
故答案为:D。
【分析】A.根据每个原子周围满足8电子结构即可写出电子式;
B.锰离子失去两个电子后为为3d5,即可画出轨道表达式;
C.顺式结构为相同原子或者原子团在同侧;
D.氧的最高能级为p能级,为哑铃形。
3.(2024高二下·邯郸期末)三强酸在化学实验中用途广泛,下列实验使用正确的是(  )
A.用浓盐酸溶解固体配制一定浓度的溶液
B.用稀硝酸酸化的溶液检验以排除干扰
C.用稀盐酸酸化的溶液检验的存在
D.用浓硫酸与锌粒反应制取的氢气更多,反应的速率更快
【答案】A
【知识点】盐类水解的应用;浓硫酸的性质;硫酸根离子的检验;二价铁离子和三价铁离子的检验
【解析】【解答】A.用浓盐酸溶解氯化铁固体配制一定浓度的氯化铁溶液,以抑制铁离子水解,A正确;
B.用稀硝酸酸化的氯化钡溶液检验硫酸根,以排除干扰,但是稀硝酸会将亚硫酸根氧化成硫酸根,达不到实验目的,B错误;
C.用稀盐酸酸化的KMnO4溶液检验Fe2+的存在,因稀盐酸可以将酸性高锰酸钾溶液还原,达不到实验目的,C错误;
D.用浓硫酸与锌粒反应会产生二氧化硫,D错误;
故答案为:A。
【分析】A.为防止三价铁水解,故需要将氯化铁固体溶解在浓盐酸中,然后再稀释所需要的浓度即可,
B.应该用盐酸酸化,不可用硝酸;
C.不能用盐酸酸化高锰酸钾,会被高锰酸钾氧化;
D.制备氢气应该选择稀硫酸。
4.(2024高二下·邯郸期末)下列性质的比较,能用元素周期律解释的是(  )
A.熔点 B.酸性:
C.第一电离能: D.原子半径:
【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;碱金属的性质;元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.半径Na>Mg>Al,价电子数目NaB.元素的非金属性越强,其最高价含氧酸的酸性越强,但是亚硫酸不是硫的最高价含氧酸,不能用元素周期律解释亚硫酸酸性强于碳酸,B错误;
C.同周期元素从左到右第一电离能呈增大的趋势,但是N元素2p轨道半充满较稳定,第一电离能大于相邻元素,这是原子核外电子排布的特性,不能用元素周期律解释,C错误;
D.同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径S>O>F,可用元素周期律解释,D正确;
故答案为:D。
【分析】A.元素周期律无法解释物质的熔沸点;
B.元素的非金属性越强,其最高价含氧酸的酸性越强,其他酸无法比较;
C.电离能无法用周期律解释,
D.同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,可以用周期律解释原子半径。
5.(2024高二下·邯郸期末)下列解释实验事实的化学用语错误的是(  )
A.向2mL溶液中滴加2滴盐酸:
B.苯酚能溶于溶液:
C.少量铁粉加入稀硝酸中:
D.铜在一定条件下与水反应产生氢气:
【答案】B
【知识点】离子方程式的书写;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】 A.向2mL溶液中滴加2滴盐酸:
B.苯与碳酸钠无论过量还是少量都生成碳酸氢钠;B项错误
C.少量铁粉加入稀硝酸中生成硝酸铁、一氧化氮、水,反应的离子方程式为:;C项正确;
D. 铜在一定条件下与水反应产生氢气 ,反应为 : D项正确;
【分析】由于碳酸酸性大于苯酚,苯酚酸性大于碳酸氢钠,故苯酚与碳酸钠反应最终得到碳酸氢钠。
6.(2024高二下·邯郸期末)下列关于抗生素克拉维酸的描述错误的是(  )
A.分子中N原子的杂化方式为
B.1mol克拉维酸能与3mol发生加成反应
C.分子中存在手性碳原子
D.该分子的反式异构体可以发生分子内酯化反应
【答案】B
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.分子中N原子均形成σ键,没有形成π键,因此N原子的杂化方式为sp3,A正确;
B.克拉维酸分子内的碳碳双键可与氢气发生加成反应,酰胺基和羧基中的碳氧双键不能与氢气发生加成反应,故1mol该物质最多可与1molH2反应,B错误;
C.分子中含有手性碳原子(*标出),C正确;
D.该分子的反式异构体为,羟基和羧基可以发生酯化反应生成内酯,D正确;
故答案为:B。
【分析】A.由图可知,N原子全部形成单键,故杂化方式为sp3,
B.羧基中的碳氧双键不可以加成,故故1mol该物质最多可与1molH2反应;
C.由图可知,含有2个手性碳;
D.反式结构羟基和羧基距离近,可以发生酯化反应。
7.(2024高二下·邯郸期末)下列实验装置和操作均正确的是(  )
A.测定醋酸的浓度 B.蒸干溶液得到无水固体 C.用提取溴水中的溴 D.分离苯和溴苯
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】盐类水解的应用;蒸馏与分馏;分液和萃取;中和滴定
【解析】【解答】A.氢氧化钠标准溶液应放在碱式滴定管,A错误;
B.氯化铝易水解,蒸干氯化铝溶液,得到的是氧化铝固体,B错误;
C.溴在有机溶剂的溶解度更大,故可以通过萃取、分液的方法,用 CCl4提取溴水中的溴,C正确;
D.温度计的水银球应放蒸馏烧瓶的支管口处,D错误;
故答案为:C.
【分析】A.氢氧化钠为强碱,需要装入到碱式滴定管;
B.氯化铝加热会水解,无法得到氯化铝固体;
D.蒸馏时温度计必须在支管口处。
8.(2024高二下·邯郸期末)下列对物质性质的解释不合理的是(  )
选项 性质 解释
A 沸点: 分子间存在氢键,分子间不存在氢键
B 熔点:晶体硅碳化硅 键能:
C 水中溶解性: 相对分子质量:
D 酸性: 电负性:
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】原子晶体(共价晶体);氢键的存在对物质性质的影响;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.H2O和H2S均为分子晶体,O的电负性较大,H2O分子间存在氢键,而H2S分子间不存在氢键,形成分子间氢键会使物质的沸点升高,因此沸点:H2O>H2S,A正确;
B.晶体硅和碳化硅均为共价晶体,半径Si>C,故键长:Si-Si>C-Si,键能:C—Si>Si—Si,因此熔点:晶体硅<碳化硅,B正确;
C.NH3和水均为极性分子,根据相似相溶原理,极性分子易溶于极性溶剂,且NH3和H2O分子间可以形成氢键,因此NH3在H2O中的溶解度很大,CH4为非极性分子,且不能与H2O分子间形成氢键,因此CH4在水中几乎不溶,故水中溶解性:NH3>CH4,C错误;
D.S的电负性大于P,非金属性也大于P,非金属性越大,最高价氧化物对于水化物的酸性越强,因此酸性H2SO4>H3PO4,D正确;
故答案为:C。
【分析】A.含有氢键对物质的熔沸点影响很大,会异常的高;
B.原子半径越小,键能越大,熔点越高;
C.根据相似相容原理即可判断溶解度大小;
D.非金属性越强,最高价含氧酸酸性越强。
9.(2024高二下·邯郸期末)为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是(  )
A.2L溶液中数目为
B.0.5mol甲酸甲酯中杂化的碳原子数目为
C.0.2mol乙酸与0.25mol乙醇反应生成乙酸乙酯的分子数为
D.标准状况下,22.4L和22.4L在光照下充分反应后的分子数为
【答案】D
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;化学方程式的有关计算;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A.重铬酸跟会转化为铬酸根,2L 0.05mol/LK2Cr2O7的溶液中离子的数目是小于0.1NA,故A错误;
B.每个分子中sp3杂化的碳原子数目为1个,则0.5mol甲酸甲酯中 sp3杂化的碳原子数目为 0.5NA,故B错误;
C.乙酸和乙醇生成乙酸乙酯的反应为可逆反应,0.2mol乙酸与0.25 mol乙醇反应生成乙酸乙酯的分子数小于 0.2NA,故C错误;
D.甲烷和氯气在光照下发生取代反应,每消耗2分子的同时生成2分子,反应前后分子数不变,标准状况下,22.4 L CH4和22.4 L Cl2在光照下充分反应后的分子数为2NA,故D正确;
故答案为:D。
【分析】A.重铬酸跟会转化为铬酸根,故粒子数目小于0.1NA,
B.根据结构可知只有一个碳原子为sp3杂化;
C.酯化反应为可逆反应,无法完全转化。
10.(2024高二下·邯郸期末)工业生产中,含硫尾气中的少量经溶液洗脱处理后,得到的洗脱液主要成分为、和。利用生物电池技术,可将洗脱液中的转化为单质硫(以S表示)回收,装置如图所示。下列说法错误的是(  )
A.电池工作一段时间后,洗脱液pH减小
B.A极的电极反应式为
C.从A极池经质子交换膜移向B极池
D.若洗脱液中的物质的量减少了1mol,则理论上减少了2mol
【答案】A
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由于生成的=了碳酸根,水解呈碱性,PH增大,故A项错误;
B.由分析可知,A为负极,电极反应为C6H12O6-24e-+6H2O=6CO2↑+24H+,B正确;
C.溶液中H+从负极区向正极区移动,即由A极池经质子交换膜移向 B极池,C正确;
D.根据电荷守恒,有4mol的H+通过质子交换膜来到正极,4mol H+可以结合4mol的碳酸根,生成4mol碳酸氢根, 则理论上减少了2mol 。
故答案为:A。
【分析】原电池中,C6H12O6转化为二氧化碳和水,碳的化合价升高,A为负极,电极反应为C6H12O6-24e-+6H2O=6CO2↑+24H+,Na2SO3中硫的化合价降低,B为正极,据此解答即可。
11.(2024高二下·邯郸期末)以水氯镁石为原料生产高纯度融雪剂MgCl2的流程如图。已知:Ⅰ.水氯镁石的主要成分是,还含有少量有色有机物,可溶性、、、等杂质离子及少量不溶物;Ⅱ.,。下列有关说法错误的是(  )
A.①中加入的A为水,操作1为溶解、过滤
B.的作用之一是将氧化
C.温度越高,脱色、除杂效果越好
D.操作2为过滤,滤渣中含有CuS、PbS、
【答案】C
【知识点】物质的分离与提纯;除杂
【解析】【解答】A.为了得到氯化镁饱和溶液,因此①中加入的A是水,操作1为溶解,过滤,A正确;
B.加入过氧化氢目的是氧化锰离子和亚铁离子,B项正确;
C.温度过高,过氧化氢和氨水溶液分解,不利于 脱色、除杂 ,C项错误;
D.有分析可知, 操作2为过滤,滤渣中含有CuS、PbS、 。
故答案为:C。
【分析】 水氯镁石的主要成分是 ,加水溶解、过滤后得到含有可溶性、、、等杂质离子 和氯化镁,加入活性炭可使溶液脱色,加入过量双氧水可把锰离子生成二氧化锰沉淀,亚铁氧化成三价铁,加入氨水,生成氢氧化铁沉淀,过滤后除去不溶物,得到氯化镁精制液。
12.(2024高二下·邯郸期末)某温度下,某溶液初始时仅溶有A,同时发生两个反应:①、②,反应①的速率可表示为,反应②的速率可表示为(、为速率常数)。温度时,该体系中A、B、C、D浓度随时间变化的曲线如图1;反应①和②的曲线如图2。下列说法正确的是(  )
A.曲线表示D浓度随时间的变化
B.若图1的温度降低,时刻体系中变大
C.温度时,反应①的活化能比反应②的活化能小
D.时曲线对应的物质的化学反应速率为
【答案】B
【知识点】化学反应速率;活化能及其对化学反应速率的影响;化学平衡移动原理
【解析】【解答】A.由分析可知,L4代表C浓度随时间变化的曲线,故A错误;
B.由图2可知,温度降低时,体系中反应①的速率降低幅度大于反应②,则图1的温度降低时,t0s时刻体系中 值变大,故B正确;
C.反应的活化能越大,反应速率越小,由图2可知,T2温度时,反应①的反应速率慢于反应②,则反应①的活化大于反应②,故C错误;
D.由分析可知,L1代表B浓度随时间变化的曲线,由图可知,2s内,而不是2s时。D项错误;
故答案为:B。
【分析】由方程式可知,两个反应中A都是反应物、B都是生成物,则L2代表A浓度随时间变化的曲线、L1代表B浓度随时间变化的曲线;由图2可知,温度为T2时,速率常数k1<k2,则图1中对应曲线L3代表D浓度随时间变化的曲线、L4代表C浓度随时间变化的曲线。
13.(2024高二下·邯郸期末)超高硬度生物材料合金是理想的人工髋关节和膝关节材料,其晶体有(图甲)、(图乙)两种结构。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是(  )
A.图甲中,与Ti原子距离最近且等距的Ti原子有8个
B.图乙中,Ti原子位于Au原子构成的四面体空隙中
C.图乙中,若M的坐标为,则N的坐标为
D.图乙中,若晶胞边长为,则晶体的密度为
【答案】D
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A.图甲中,Ti原子在面心,以最上面的面心的Ti原子观察,到下方四个侧面面心的Ti原子距离都相等且距离最近,上方四个侧面面心也有4个Ti原子距离都相等且距离最近,故Ti原子距离最近且等距的Ti原子共8个,A正确;
B.图乙中,Au原子形成体心立方堆积,晶胞每个面分成4个小正方形,每个小正方形中有一个四面体空隙,根据晶胞图,Ti原子位于Au原子构成的四面体空隙中,B正确;
C.图乙中,若M的坐标为,则N的坐标为 C正确 ;
D.利用均摊法计算,Au个数为8个,Ti为6个,晶胞边长为dpm,根据晶体密度的计算公式计算即可,D项错误;
故答案为:D.
【分析】A.由甲图可知, 与Ti原子距离最近且等距的Ti原子有8个 ;
B.乙图晶体结构可知,晶胞每个面分成4个小正方形,每个小正方形中有一个四面体空隙;
C.建立坐标系,根据M坐标即可得到N坐标。
14.(2024高二下·邯郸期末)用草酸-草酸钠溶液浸取含杂质的(杂质不溶于浸取液),浸出体系中含及含粒子的形态分布随pH的变化如图所示。体系中草酸根的总浓度按折合成计:,的总浓度按折合成计:。下列说法错误的是(  )
A.酸性增强,的物质的量分数增大
B.通过改变pH可以实现的完全浸出和沉淀
C.时,
D.时,
【答案】C
【知识点】化学平衡常数;弱电解质在水溶液中的电离平衡;盐类水解的应用
【解析】【解答】A.由图含Fe(Ⅲ)粒子的形态分布图可知, 酸性增强,的物质的量分数增大,A项正确;
B.由图含Fe(Ⅲ)粒子的形态分布图可知,通过改变pH 可以实现Fe(Ⅲ)的完全浸出和沉淀,B正确;
C. ,c[Fe(C2O4)2]-=c [Fe(C2O4)3]3-,利用电荷守恒可知c(H+)>c( ),所以K≠10-b,C错误;
D.时, 利用铁元素守恒和含草酸根粒子形态守恒可知, ,D项正确;
故答案为:C。
【分析】弄清楚横纵坐标的含义以及浓度变化规律,结合元素守恒和电荷守恒进行解答即可。
15.(2024高二下·邯郸期末)为无色晶体,是一种强氧化剂,可以用与KCl混合结晶制取。
已知:①,。
②相关物质在不同温度下的溶解度如下表:
物质 溶解度 温度 NaCl KCl
20℃ 35.9 95.9 34.2 7.3
85℃ 38.3 175.2 52.7 40.8
实验步骤:
Ⅰ.的制备:将装置B中制备的气体通入装置D溶液中,加热至85℃、搅拌,至溶液pH约为7时,停止通入气体,得产品混合溶液。
Ⅱ.产品分离提纯:向产品混合溶液中加入过量的KCl溶液,经系列操作后,洗涤、干燥得晶体。
Ⅲ.产品纯度测定:取晶体样品1.0g配成100mL溶液,取出10mL置于锥形瓶中,滴入几滴淀粉溶液、适量稀盐酸,再加入过量的KI溶液,用标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗溶液16mL。
完成下列问题:
(1)装置A的名称为   ,C(多孔球泡)的作用是   。
(2)装置B中固体为,A中溶液滴入后发生反应的离子方程式为   。
(3)装置E中药品名称为   。
(4)步骤Ⅱ中“系列操作”应为   ,可以制得晶体的原因为   。
(5)步骤Ⅲ中到达滴定终点的标志为   ,制得的晶体的纯度是   %。有人认为该测定方案可能不准确,你认为可能的原因是   。
【答案】(1)恒压滴液漏斗;增大接触面积,加快反应速率
(2)
(3)碱石灰
(4)冷却结晶,过滤;在20℃的溶解度远小于其他溶质,结晶析出促进反应进行
(5)当加入最后半滴标准溶液时,蓝色刚好褪去且半分钟内不恢复;98;该条件下可能会将氧化为
【知识点】氧化还原反应;常用仪器及其使用;蒸发和结晶、重结晶;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)装置A的名称为:恒压滴液漏斗,C(多孔球泡)的作用是增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分;
(2)装置B中固体为KMnO4,A中溶液为浓盐酸,滴入后浓盐酸后发生反应的离子方程式为: ;
(3)装置E中药品作用为干燥,名称为碱石灰;
(4)因KClO3溶解度随温度升高而增大较大,故步骤Ⅱ中“系列操作”应为冷却结晶、过滤;由相关物质在不同温度下的溶解度表可知,可以制得KClO3晶体的原因为:KClO3在20℃的溶解度远小于其他溶质,易析出晶体,KClO3晶体析出会促进反应进行;
(5)步骤Ⅲ中到达滴定终点的标志为:当最后半滴Na2S2O3标准溶液滴入后,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原色;由得失电子守恒得关系式:KClO3~3I2~ 6Na2S2O3,即可计算出氯酸钾纯度; 该条件下可能会将氧化为 ,可能导致测量不准。
【分析】装置B用浓盐酸与KMnO4反应制备Cl2,装置D中Cl2与NaOH溶液在加热条件下反应制备NaClO3,装置E中盛装碱石灰用于吸收剩余的Cl2,且防止空气中的CO2进入装置D中与NaOH溶液反应,据此解答。
16.(2024高二下·邯郸期末)是一种光催化材料。工业上利用某废催化剂(主要含、、NiO及少量、)制备的工艺流程如图所示。
已知:Ⅰ.、NiO都是不溶于水的碱性氧化物;
Ⅱ.溶液的;
Ⅲ.。
回答下列问题:
(1)的VSEPR模型的名称为   。
(2)“浸出”时,发生反应的离子方程式为   。
(3)“酸化”后的溶液中存在,则“还原”时发生反应的离子方程式为   。
(4)若“萃取”“反萃取”的过程中钒的总回收率为90%,则“还原”时加入的和“氧化”时加入的的物质的量之比为   。
(5)生成的化学方程式为   。
(6)NiO的晶胞结构和NaCl的相似。
①从NiO晶胞中能分割出来的结构图有   (填标号)。
a. b. c. d. e.
②已知NiO晶体密度为,为阿伏加德罗常数的值。NiO晶胞中镍离子周围与其等距离且最近的镍离子有   个,该距离为   (用含和的代数式表示)pm。
【答案】(1)四面体形
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)bc;12;
【知识点】晶胞的计算;氧化还原反应;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)根据价层电子互斥理论,得到其的 价电子数目为4,故 VSEPR模型的名称为 四面体;
(2)“浸出”时,Al2O3与氢氧化钠溶液反应,发生反应的离子方程式为(3)“酸化”后的溶液中存在 ,“还原”时被还原为VO2+,发生反应的离子方程式为: ;
(4)某“还原”时 与亚硫酸根比值为2:1,氧化时VO2+和氯酸钠比值为6:1,由于“萃取”“反萃取”的过程中钒的总回收率为90%,与VO2+的比值为10:9,故与的比值为10:3;
(5) 生成的化学方程式为 ;
(6)①NiO的晶胞结构和NaCl的相似,为面心立方结构,每个氧离子周围有6个镍离子,每个镍离子周围有6个氧离子,故从 NiO晶胞中能分割出来的结构图有bc;
②NiO的晶胞为面心立方结构,以顶点的镍离子为中心,周围与其等距离且最近的镍离子为其周围面的面心位置的镍离子,有12个。
【分析】废催化剂(主要含 V2O5、Bi2O3、NiO 及少量 Al2O3、SiO2),NaOH溶液浸出后V2O5、Al2O3、SiO2溶解,滤渣为Bi2O3、NiO,滤液为硅酸钠、四羟基合铝酸钠和NaVO3,酸化后硅酸钠和四羟基合铝酸钠转化为硅酸、氢氧化铝沉淀,NaVO3经亚硫酸钠还原转化为VO2+,经萃取、反萃取后脱离硫酸钠溶液,经氧化后转化为VO2+,NH4Cl沉钒转化为NH4VO3;浸出后的滤渣为Bi2O3、NiO,酸溶后转化为Bi3+、Ni2+,调pH使Bi3+沉淀,然后硝酸酸溶生成Bi(NO3)3溶液,Bi(NO3)3溶液与NH4VO3反应制得BiVO4。
17.(2024高二下·邯郸期末)资源化对环境保护具有重大意义,因此将转化为的技术成为科学研究的热点。根据要求回答下列问题:
(1)已知:甲烷和氢气的燃烧热分别是和,。
①甲烷化制氢发生的反应为   ,该反应的活化能   (填“”“”或“”)。
②温度为T℃时催化剂作用下,可发生,不同压强下,的转化率和的产率如图所示。则甲烷化应该选择的压强约为   MPa;的产率小于的转化率的原因是   。
③在总压为pMPa的恒温恒压密闭容器中,投入1mol和4mol,进行反应,达到平衡后,若的转化率为,则该反应的平衡常数   (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数)。
(2)使用作催化剂时,催化加氢转化为甲烷的反应机理如图。
①步骤(ⅰ)中Ce元素化合价发生的变化为   。
②催化剂中掺入少量CaO,用替代结构中的部分形成,可提高催化效率,其原因是   。
(3)转化为也可通过电化学反应实现,其原理如图所示。
电解过程中,阴极室、阳极室的溶液浓度基本保持不变。阴极的电极反应式为   。
【答案】(1);;0.1;有其他含碳的副产物生成;
(2)价变为价;结构中氧空位增加,加速的转化
(3)
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡常数;电解池工作原理及应用;化合价与化学式
【解析】【解答】(1)①根据盖斯定律可得, +166KJ/mol;该反应为吸热反应,故正反应活化能大于逆反应活化能;②如图所示,压强在0.1Mpa时,二氧化碳和甲烷化率高,故应该选择的压强约为0.1MPa;CH4的产率小于CO2的转化率的原因是有其他含碳的副产物生成。
(2)①根据图示可知,步骤(i )中CeO2变为CeO,Ce元素化合价发生的变化为由+4价变为+2价。
② 催化剂中掺入少量CaO,用替代结构中的部分形成,可提高催化效率,其原因是 其原因是结构中氧空位增加,加速二氧化碳的转化。
(3)阴极发生还原反应,所以阴极CO2得电子发生还原反应生成CH4,电荷守恒,还有碳酸氢根生成,故阴级电极反应式为
【分析】(1)利用盖斯定律进行解答即可,结合该反应为吸热反应,即可判断正逆反应活化能的大小
,计算平衡常数时,根据反应列出三段式,得到平时各物质分压,即可得到压强平衡常数。
(2)①根据化合价代数和为0就算即可,②结构中氧空位增加,可以加速二氧化碳的反应;
(3)根据化合价判断即可,通入二氧化碳一极为阴极,生成甲烷,据此写出电极反应。
18.(2024高二下·邯郸期末)多并环化合物K具有抗病毒、抗菌等生物活性,其合成路线如图所示。
已知:ⅰ.;
ⅱ.;
ⅲ.核磁共振氢谱中峰面积比可代表氢原子的个数比。
(1)A→B的反应类型为   ,的名称为   。
(2)C→D反应的化学方程式为   。
(3)已知D→E脱掉一个羰基,则F中含有的官能团名称为   。
(4)F→G的过程中会得到少量聚合物,该聚合物的结构简式为   。
(5)芳香族化合物L是G的同分异构体,写出一种符合下列条件的L的结构简式:   。
(6)a.能与溶液反应
b.核磁共振氢谱显示有4组峰,峰面积比为
以、为原料,设计合成路线合成有机物。
【答案】(1)取代反应;乙二酸二甲酯或草酸二甲酯
(2)
(3)氨基、羧基
(4)
(5)
(6)
【知识点】有机物中的官能团;有机化合物的命名;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;取代反应
【解析】【解答】(1)A→B是发生硝化反应生成,反应类型为取代反应,的名称为乙二酸二甲酯。
(2)C→D是在酸性条件下水解生成和甲醇, 反应的化学方程式为
(3),F是,含有的官能团名称为羧基、氨基;
(4) 、F→G的过程中 聚合物的结构简式为;
(5)能与 能与溶液反应 ,说明含有酚羟基,根据核磁共振氢谱,含有4种氢原子,其可能结构为:和。
(6)根据原料 和 ,合成路线为
【分析】A发生硝化反应生成B,B与乙二酸二甲酯发生取代反应生成C,C水解生成D,由D逆推,A是、B是、C是;F在酸性条件下形成酰胺键,由G逆推,F是,E发生还原反应生成F,则E是。
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