2019年高考真題——化學 Word版含解析

2019年普通高等學校招生全國統一考試

化學

注 意 事 項

考生在答題前請認真閱讀本注意事項及各題答題要求

1.本卷滿分為120分,考試時間為100分鐘。考試結束後,請將本試卷和答題卡一併交回。

2.答題前,請務必將自己的姓名、准考證號用0.5毫米黑色墨水的簽字筆填寫在試卷及答題卡的規定位置。

3.請認真核對監考員在答題卡上所粘貼的條形碼上的姓名、准考證號與本人是否相符。

4.作答選擇題,必須用2B鉛筆將答題卡上對應選項的方框塗滿、塗黑;如需改動,請用橡皮擦乾淨後,再選塗其他答案。作答非選擇題,必須用0.5毫米黑色墨水的簽字筆在答題卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律無效。

5.如需作圖,須用2B鉛筆繪、寫清楚,線條、符號等須加黑、加粗。

可能用到的相對原子質量: H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 S 32 Cl 35. 5 K 39 Ca 40 Cr 52 Fe 56 Cu 64 Ag 108 I 127

選 擇 題

單項選擇題:本題包括10 小題,每小題2 分,共計20 分。每小題只有一個選項符合題意。

1.糖類是人體所需的重要營養物質。澱粉分子中不含的元素是

A. 氫 B. 碳 C. 氮 D. 氧

【答案】C

【解析】

【分析】

此題屬於一道簡單題目,考點在於營養物質中糖類的組成元素。

【詳解】澱粉屬於多糖,組成元素為CxH2nOn;蛋白質和氨基酸中含有N元素,故選C。

2.反應NH4Cl+NaNO2NaCl+N2↑+2H2O放熱且產生氣體,可用於冬天石油開採。下列表示反應中相關微粒的化學用語正確的是

A. 中子數為18的氯原子:

B. N2的結構式:N=N

C. Na+的結構示意圖:

D. H2O的電子式:

【答案】D

【解析】

【分析】

此題考查化學用語,化學用語包括:化學式,結構式,電子式,原子結構示意圖以及不同核素的表達,也屬於簡單題

【詳解】A.考察核素的表達:abX,其中a表示X原子的相對原子質量,b表示X原子的質子數,那中子數=a-b,所以A選項表示的是中子數為1的氯原子與題意不符;B考察的結構式,因為氮原子最外層電子數為5,還需要3個電子形成8電子穩定結構,所以倆個氮原子共用3對電子因此氮氣的結構式為氮氮三鍵的形式,故B錯誤;C.考察的原子結構示意圖,鈉原子的核外有11個電子,而鈉離子是由鈉原子失去一個電子形成的,那麼鈉離子的一共有10個電子,C選項有11個,表示的鈉原子的結構示意圖,故錯誤。D.氧原子最外層六個電子,兩個氫分別和氧公用一對電子。D正確。

故選D。

3.下列有關物質的性質與用途具有對應關係的是

A. NH4HCO3受熱易分解,可用作化肥

B. 稀硫酸具有酸性,可用於除去鐵鏽

C. SO2具有氧化性,可用於紙漿漂白

D. Al2O3具有兩性,可用於電解冶煉鋁

【答案】B

【解析】

【詳解】A.NH4HCO3受熱易分解和用作化肥無關,可以用作化肥是因為含有氮元素;

B.硫酸酸性可以和金屬氧化物反應,具有對應關係;

C. 二氧化硫的漂白屬於結合漂白不涉及氧化還原,故和氧化性無關,而且二氧化硫氧化性較弱,只和強還原劑反應例如硫化氫,和其他物質反應主要體現還原性;

D. 電解冶煉鋁,只能說明氧化鋁導電,是離子晶體,無法說明是否具有兩性,和酸鹼都反應可以體現 Al2O3具有兩性。

故選B.

4.室溫下,下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是

A. 0.1 mol·L−1NaOH溶液:Na+、K+、、

B. 0.1 mol·L−1FeCl2溶液:K+、Mg2+、、

C. 0.1 mol·L−1K2CO3溶液:Na+、Ba2+、Cl−、OH−

D. 0.1 mol·L−1H2SO4溶液:K+、、、

【答案】A

【解析】

【分析】

此題考的是離子共存問題,應從選項的條件獲取信息,在從中判斷在此條件的環境中是否有離子會互相反應,能大量共存就是沒有可以互相發生反應的離子存在。

【詳解】A選項是一個鹼性環境,沒有存在能與氫氧根發生反應的離子,故A正確;B選項是一個亞鐵離子和氯離子的環境,選項中有高錳酸根可以與鐵離子反應,故錯誤;C選項是一個鉀離子和碳酸根的環境,選項中存在鋇離子可以與碳酸根發生反應生成沉澱,故錯誤;D選項是氫離子和硫酸根的環境,選項中有硝酸根和亞硫酸氫根,其中硝酸根可以與氫離子結合成硝酸,硝酸具有強氧化性可以氧化亞硫酸氫根,故錯誤。

5.下列實驗操作能達到實驗目的的是

A. 用經水溼潤的pH試紙測量溶液的pH

B. 將4.0 g NaOH固體置於100 mL容量瓶中,加水至刻度,配製1.000 mol·L−1NaOH溶液

C. 用裝置甲蒸乾AlCl3溶液制無水AlCl3固體

D. 用裝置乙除去實驗室所制乙烯中的少量SO2

【答案】D

【解析】

【分析】

此題考點為根據所給實驗操作是否可以達到實驗目的,必須要根據實驗操作推斷出實驗的結果,再與選項中的實驗結果一一對應。屬於簡單常規題目

【詳解】用水潤溼的PH試紙測量溶液的PH會出現人為誤差,實驗數據不準,故A項錯誤;B選項將氫氧化鈉直接置於容量瓶中,加水後氫氧化鈉溶於水會放熱引起實驗誤差或炸裂容量瓶,故錯誤;用甲裝置蒸乾氯化鋁溶液所得的產物因氯離子會發生水解,加熱後水解程度增大,蒸發所得的產物為氫氧化鋁固體,故C錯誤;

【點睛】蒸乾溶液可以得到溶質固體,但必須考慮溶液中弱離子的水解平衡,當溫度升高後會促進弱離子水解,那最後實驗所得產物不一定是溶液的溶質。

6.下列有關化學反應的敘述正確的是

A. Fe在稀硝酸中發生鈍化 B. MnO2和稀鹽酸反應制取Cl2

C. SO2與過量氨水反應生成(NH4)2SO3 D. 室溫下Na與空氣中O2反應制取Na2O2

【答案】C

【解析】

【分析】

相同的反應物,條件不同(如溫度、濃度、過量與少量),反應有可能也不同;

A.鈍化反應應注意必須註明常溫下,濃硝酸與Fe發生鈍化;

B.實驗室製備氯氣的反應中應注意鹽酸的濃度和反應溫度;

C.過量與少量問題應以少量物質為基準書寫產物;

D.鈉的還原性強,其與氧氣反應,溫度不同,產物也不同;

【詳解】A.常溫下,Fe在與濃硝酸發生鈍化反應,故A錯誤;

B.二氧化錳與濃鹽酸在加熱條件下反應制取氯氣,故B錯誤;

C.二氧化硫與過量氨水反應生成硫酸銨,故C正確;

D.常溫下,Na與空氣中的氧氣反應生成Na2O;加熱條件下,鈉與氧氣反應生成Na2O2,故D錯誤;

綜上所述,本題應選C。

【點睛】本題考查常見物質的化學反應,相同的反應物,條件不同(如溫度、濃度、過量與少量),反應有可能也不同,所以在描述化學反應時應注意反應的條件。

7.下列指定反應的離子方程式正確的是

A. 室溫下用稀NaOH溶液吸收Cl2:Cl2+2OH−ClO−+Cl−+H2O

B. 用鋁粉和NaOH溶液反應制取少量H2:Al+2OH−+H2↑

C. 室溫下用稀HNO3溶解銅:Cu+2+2H+Cu2++2NO2↑+H2O

D. 向Na2SiO3溶液中滴加稀鹽酸:Na2SiO3+2H+H2SiO3↓+2Na+

【答案】A

【解析】

【分析】

B.電荷不守恆;

C.不符合客觀事實;

D.應拆分的物質沒有拆分;

【詳解】A.NaOH為強鹼,可以拆成離子形式,氯氣單質不能拆,產物中NaCl和NaClO為可溶性鹽,可拆成離子形式,水為弱電解質,不能拆,故A正確;

B.該離子方程式反應前後電荷不守恆,應改為:2Al+2OH-+2H2O =2AlO2-+3H2,故B錯誤;

C.室溫下,銅與稀硝酸反應生成NO2 ,應改為:3Cu+2NO3-+8H+=2NO+3Cu2++4H2O,故C錯誤;

D.Na2SiO3為可溶性鹽,可以拆成離子形式,應改為:SiO32-++2H+=H2SiO3 ,故D錯誤;

綜上所述,本題應選A.

【點睛】本題考查離子方程式正誤的判斷。判斷離子方程式是否正確可從以下幾個方面進行:①從反應原理進行判斷,如反應是否能發生、反應是否生成所給產物等;②從物質存在形態進行判斷,如拆分是否正確、是否正確表示了難溶物和氣體等;③從守恆角度進行判斷,如原子守恆、電荷守恆、氧化還原反應中的電子守恆等;④從反應的條件進行判斷;⑤從反應物的組成以及反應物之間的配比進行判斷。

8.短週期主族元素X、Y、Z、W的原子序數依次增大,X是地殼中含量最多的元素,Y原子的最外層有2個電子,Z的單質晶體是應用最廣泛的半導體材料,W與X位於同一主族。下列說法正確的是

A. 原子半徑:r(W)> r(Z)> r(Y)> r(X)

B. 由X、Y組成的化合物是離子化合物

C. Z的最高價氧化物對應水化物的酸性比W的強

D. W的簡單氣態氫化物的熱穩定性比X的強

【答案】B

【解析】

【分析】

X是地殼中含量最多的元素,因此X為O元素,Y的最外層有兩個電子,且Y是短週期元素,原子序數大於O,因此Y為Mg元素,Z的單質晶體是廣泛應用的半導體材料,所以Z為Si元素,W與X同主族,且W是短週期元素,原子序數大於X,所以W為S元素;據此解題;

【詳解】A.元素週期表中,同族元素原子半徑隨核電荷數增加而增加,O為於第二週期,其他元素位於第三週期,因此O的原子半徑最小,同週期元素,核電荷數越大,半徑越小,因此原子半徑應為r(Mg)>r(Si)>r(S)>r(O),故A錯誤;

B.X為O元素,Y為Mg元素,兩者組成的化合物氧化鎂為離子化合物,故B正確;

C.Z為Si元素,W為S元素,因為S的非金屬性強於Si,所以S的最高價氧化物對應水化物的酸性強於Si的,故C錯誤;

D.W為S元素,X為O元素,因為O的非金屬性強於S,所以O的氣態氫化物的熱穩定性強於S的,故D錯誤;

總上所述,本題選B.

【點睛】本題考查原子結構與元素性質,題目難度不大,應先根據提示推斷所給原子的種類,再原子結構與元素週期律的關係為解答關鍵,注意掌握原子構成及表示方法,試題培養了學生的分析能力及靈活應用能力。

9.在給定條件下,下列選項所示的物質間轉化均能實現的是

A. NaCl(aq)Cl2(g)FeCl2(s)

B. MgCl2(aq)Mg(OH)2(s)MgO (s)

C. S(s)SO3(g)H2SO4(aq)

D. N2(g)NH3(g)Na2CO3(s)

【答案】B

【解析】

【分析】

A.電解條件時應看清是電解水溶液還是電解熔融態物質;

B.根據‘強鹼制弱鹼’原理製備氫氧化鎂;

C.注意生成二氧化硫與三氧化硫的條件;

D.氨氣、二氧化碳和氯化鈉反應制備碳酸氫鈉是利用碳酸氫鈉的溶解度低;

【詳解】A.氯氣的氧化性強,與鐵單質反應直接生成氯化鐵,故A錯誤;

B.氯化鎂與石灰乳發生複分解反應生成氫氧化鎂,氫氧化鎂高溫煅燒生成氧化鎂和水,故B正確;

C.硫單質在空氣中燃燒只能生成SO2,SO2在與氧氣在催化劑條件下生成SO3,故C錯誤;

D.氨氣與二氧化碳和氯化鈉溶液反應生成碳酸氫鈉,碳酸氫鈉受熱分解可生成碳酸鈉,故D錯誤;

綜上所述,本題應選B。

【點睛】本題考查元素及其化合物之間的相互轉化和反應條件,,解題的關鍵是熟悉常見物質的化學性質和轉化條件。

10.將鐵粉和活性炭的混合物用NaCl溶液溼潤後,置於如圖所示裝置中,進行鐵的電化學腐蝕實驗。下列有關該實驗的說法正確的是

A. 鐵被氧化的電極反應式為Fe−3e−Fe3+

B. 鐵腐蝕過程中化學能全部轉化為電能

C. 活性炭的存在會加速鐵的腐蝕

D. 以水代替NaCl溶液,鐵不能發生吸氧腐蝕

【答案】C

【解析】

【分析】

根據實驗所給條件可知,本題鐵發生的是吸氧腐蝕,負極反應為:Fe-2e-=Fe2-;正極反應為:O2+H2O +4e-=4OH-;據此解題;

【詳解】A.在鐵的電化學腐蝕中,鐵單質失去電子轉化為二價鐵離子,即負極反應為:Fe-2e-=Fe2-,故A錯誤;

B.鐵的腐蝕過程中化學能除了轉化為電能,還有一部分轉化為熱能,故B錯誤;

C.活性炭與鐵混合,在氯化鈉溶液中構成了許多微小的原電池,加速了鐵的腐蝕,故C正確

D.以水代替氯化鈉溶液,水也呈中性,鐵在中性或鹼性條件下易發生吸氧腐蝕,故D錯誤;

綜上所述,本題應選C.

【點睛】本題考查金屬鐵的腐蝕。根據電解質溶液的酸鹼性可判斷電化學腐蝕的類型,電解質溶液為酸性條件下,鐵發生的電化學腐蝕為析氫腐蝕,負極反應為:Fe-2e-=Fe2-;正極反應為:2H+ +2e-=H2;電解質溶液為鹼性或中性條件下,發生吸氧腐蝕,負極反應為:Fe-2e-=Fe2-;正極反應為:O2+H2O +4e-=4OH-。

不定項選擇題:本題包括5 小題,每小題4 分,共計20 分。每小題只有一個或兩個選項符合題意。若正確答案只包括一個選項,多選時,該小題得0 分;若正確答案包括兩個選項,只選一個且正確的得2 分,選兩個且都正確的得滿分,但只要選錯一個,該小題就得0 分。

11.氫氣與氧氣生成水的反應是氫能源應用的重要途徑。下列有關說法正確的是

A. 一定溫度下,反應2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)能自發進行,該反應的ΔH

B. 氫氧燃料電池負極反應為O2+2H2O+4e−4OH−

C. 常溫常壓下,氫氧燃料電池放電過程中消耗11.2 L H2,轉移電子的數目為6.02×1023

D. 反應2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)的ΔH可通過下式估算:

【答案】A

【解析】

【詳解】A.體系能量降低和混亂度增大都有促使反應自發進行的傾向,該反應屬於混亂度減小的反應,能自發說明該反應為放熱反應,即∆H<0,故A正確;

B.氫氧燃料電池,氫氣作負極,失電子發生氧化反應,中性條件的電極反應式為:2H2 - 4e- =4H+,故B錯誤;

C.常溫常壓下,Vm≠22.L/mol,無法根據氣體體積進行微粒數目的計算,故C錯誤;

D.反應中,應該如下估算:∆H=反應中斷裂舊化學鍵的鍵能之和-反應中形成新共價鍵的鍵能之和,故D錯誤;

故選A。

ΔH=反應中形成新共價鍵的鍵能之和−反應中斷裂舊共價鍵的鍵能之和

12.化合物Y具有抗菌、消炎作用,可由X製得。

下列有關化合物X、Y的說法正確的是

A. 1 mol X最多能與2 mol NaOH反應

B. Y與乙醇發生酯化反應可得到X

C. X、Y均能與酸性KMnO4溶液反應

D. 室溫下X、Y分別與足量Br2加成的產物分子中手性碳原子數目相等

【答案】CD

【解析】

【詳解】A.X分子中,1mol羧基消耗1molNaOH,1mol由酚羥基形成的酯基消耗2molNaOH,所以1molX最多能與3molNaOH反應,故A錯誤;

B.比較X與Y的結構可知,Y與乙酸發生酯化反應可得到X,故B錯誤;

C.X和Y分子中都含有碳碳雙鍵,所以均能與酸性高錳酸鉀溶液反應,故C正確;

D.X和Y分子中碳碳雙鍵的位置相同,分別與足量Br2加成後產物的結構相似,所以具有相同數目的手性碳原子,都有3個,故D正確;

故選CD。

13.室溫下進行下列實驗,根據實驗操作和現象所得到的結論正確的是

選項

實驗操作和現象

結論

A

向X溶液中滴加幾滴新制氯水,振盪,再加入少量KSCN溶液,溶液變為紅色

X溶液中一定含有Fe2+

B

向濃度均為0.05 mol·L−1的NaI、NaCl混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,有黃色沉澱生成

Ksp(AgI)> Ksp(AgCl)

C

向3 mL KI溶液中滴加幾滴溴水,振盪,再滴加1mL澱粉溶液,溶液顯藍色

Br2的氧化性比I2的強

D

用pH試紙測得:CH3COONa溶液的pH約為

9,NaNO2溶液的pH約為8

HNO2電離出H+的能力比CH3COOH的強


A. A B. B C. C D. D

【答案】C

【解析】

【詳解】A.先滴加氯水,再加入KSCN溶液,溶液變紅,說明存在Fe3+,而此時的Fe3+是否由Fe2+氧化而來是不能確定的,所以結論中一定含有Fe2+是錯誤的,故A錯誤;

B. 黃色沉澱為AgI,在定量分析中可以看出AgI比AgCl更難溶,則說明Ksp(AgI)

C.溶液變藍說明有單質碘生成,說明溴置換出KI中的碘,根據氧化還原反應的原理得出結論:Br2的氧化性比I2的強,故C正確;

D.CH3COONa和NaNO2溶液濃度未知,所以無法根據pH的大小,比較出兩種鹽的水解程度,也就無法比較HNO2和CH3COOH的電離的難易程度,故D錯誤;

故選C。

14.室溫下,反應+H2OH2CO3+OH−的平衡常數K=2.2×10−8。將NH4HCO3溶液和氨水按一定比例混合,可用於浸取廢渣中的ZnO。若溶液混合引起的體積變化可忽略,室溫時下列指定溶液中微粒物質的量濃度關係正確的是

A. 0.2mol·L−1氨水:c(NH3·H2O)>c()>c(OH−)>c(H+)

B. 0.2mol·L−1NH4HCO3溶液(pH>7):c()>c()>c(H2CO3)>c(NH3·H2O)

C. 0.2mol·L−1氨水和0.2mol·L−1NH4HCO3溶液等體積混合:c()+c(NH3·H2O)=c(H2CO3)+c()+c()

D. 0.6mol·L−1氨水和0.2mol·L−1NH4HCO3溶液等體積混合:c(NH3·H2O)+c()+c(OH−)=0.3mol·L−1+c(H2CO3)+c(H+)

【答案】BD

【解析】

【詳解】A.NH3∙H2O屬於弱電解,部分電離,氨水中存在的電離平衡有:NH3∙H2ONH4++OH-,H2OH++OH-,所以c(OH-)>c(NH4+),故A錯誤;

B.NH4HCO3溶液顯鹼性,說明HCO3-的水解程度大於NH4+的水解,所以c(NH4+)>c(HCO3-),HCO3-水解:HCO3-H2CO3+OH-,NH4+水解:NH4++H2ONH3∙H2O+H+,前者水解程度大,則c(H2CO3)>c(NH3∙H2O),故B正確;

C.由物料守恆,n(N):n(C)=2:1,則有c(NH4+)+c(NH3∙H2O)=2[c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)],故C錯誤;

D.由物料守恆,n(N):n(C)=4:1,則有c(NH4+)+c(NH3∙H2O)=4[c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)]①;電荷守恆有:c(NH4+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)②;結合①②消去c(NH4+)得:c(NH3∙H2O)+c(OH-)=c(H+)+4c(H2CO3)+3c(HCO3-)+2c(CO32-)③,0.2mol/LNH4HCO3與氨水等體積混合後,c(NH4HCO3)=0.1mol/L,由碳守恆有,c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)=0.1mol/L④,將③等式兩邊各加一個c(CO32-),則有c(NH3∙H2O)+c(OH-)+c(CO32-)=c(H+)+c(H2CO3)+3c(H2CO3)+3c(HCO3-)+3c(CO32-),將④帶入③中得,c(NH3∙H2O)+c(OH-)+c(CO32-)=c(H+)+3c(H2CO3)+0.3mol/L,故D正確;

故選BD。

15.在恆壓、NO和O2的起始濃度一定的條件下,催化反應相同時間,測得不同溫度下NO轉化為NO2的轉化率如圖中實線所示(圖中虛線表示相同條件下NO的平衡轉化率隨溫度的變化)。下列說法正確的是

A. 反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH>0

B. 圖中X點所示條件下,延長反應時間能提高NO轉化率

C. 圖中Y點所示條件下,增加O2的濃度不能提高NO轉化率

D. 380℃下,c起始(O2)=5.0×10−4 mol·L−1,NO平衡轉化率為50%,則平衡常數K>2000

【答案】BD

【解析】

【詳解】A.隨溫度升高NO的轉化率先升高後降低,說明溫度較低時反應較慢,一段時間內並未達到平衡,分析溫度較高時,已達到平衡時的NO轉化率可知,溫度越高NO轉化率越低,說明溫度升高平衡向逆方向移動,根據勒夏特列原理分析該反應為放熱反應,∆H<0,故A錯誤;

B.根據上述分析,X點時,反應還未到達平衡狀態,平衡正向移動,所以延長反應時間能提高NO的轉化率,故B正確;

C.Y點,反應已經達到平衡狀態,此時增加O2的濃度,使得正反應速率大於逆反應速率,平衡向正方向移動,可以提高NO的轉化率,故C錯誤;

D.設NO起始濃度為a,NO的轉化率為50%,則平衡時NO、O2和NO2的濃度分別為0.5amol/L、(5×10-4-0.25a)mol/L、0.5amol/L,根據平衡常數表達式K=>=2000,故D正確;

故選BD。


非 選 擇 題

16.N2O、NO和NO2等氮氧化物是空氣汙染物,含有氮氧化物的尾氣需處理後才能排放。

(1)N2O的處理。N2O是硝酸生產中氨催化氧化的副產物,用特種催化劑能使N2O分解。NH3與O2在加熱和催化劑作用下生成N2O的化學方程式為________。

(2)NO和NO2的處理。已除去N2O的硝酸尾氣可用NaOH溶液吸收,主要反應為

NO+NO2+2OH−2+H2O

2NO2+2OH−++H2O

①下列措施能提高尾氣中NO和NO2去除率的有________(填字母)。

A.加快通入尾氣的速率

B.採用氣、液逆流的方式吸收尾氣

C.吸收尾氣過程中定期補加適量NaOH溶液

②吸收後的溶液經濃縮、結晶、過濾,得到NaNO2晶體,該晶體中的主要雜質是________(填化學式);吸收後排放的尾氣中含量較高的氮氧化物是________(填化學式)。

(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾氣,可提高尾氣中NO的去除率。其他條件相同,NO轉化為的轉化率隨NaClO溶液初始pH(用稀鹽酸調節)的變化如圖所示。

①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl−和,其離子方程式為________。

②NaClO溶液的初始pH越小,NO轉化率越高。其原因是________。

【答案】 (1). 2NH3+2O2N2O+3H2O (2). BC (3). NaNO3 (4). NO (5). 3HClO+2NO+H2O3Cl−+2+5H+ (6). 溶液pH越小,溶液中HClO的濃度越大,氧化NO的能力越強

【解析】

【詳解】(1)NH3與O2在加熱和催化劑作用下發生氧化還原反應生成N2O,根據得失電子守恆和原子守恆可知反應有水生成,配平化學方程式為:2NH3+2O2N2O+3H2O,

故答案為:2NH3+2O2N2O+3H2O;

(2)①A.加快通入尾氣的速率,不能提高尾氣中NO和NO2的去除率,不選A;

B.採用氣、液逆流的方式吸收尾氣,可使氣液充分接觸,能提高尾氣中NO和NO2的去除率,選B;

C.定期補充適量的NaOH溶液可增大反應物濃度,能提高尾氣中NO和NO2的去除率,選C。

故答案為:BC;

②由吸收反應:NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O,2NO2+2OH-=NO2-+ NO3-+H2O可知,反應後得到NaNO2和NaNO3混合溶液,經濃縮、結晶、過濾得到NaNO2和NaNO3晶體,因此得到的NaNO2混有NaNO3;由吸收反應可知,若NO和NO2的物質的量之比大於1:1,NO不能被吸收,因此,吸收後排放的尾氣中含量較高的氮氧化物是NO,

故答案為:NaNO3;NO;

(3)①在酸性的NaClO溶液中,次氯酸根離子和氫離子結合生成HClO,HClO和NO發生氧化還原反應生成NO3-和Cl-,根據得失電子守恆及電荷守恆、原子守恆,配平離子方程式為2NO+3HClO+H2O=2 NO3-+3 Cl-+5H+,

故答案為:2NO+3HClO+H2O=2 NO3-+3 Cl-+5H+;

②在相同條件下,氧化劑的濃度越大,氧化能力越強,由反應2NO+3HClO+H2O=2NO3-+3 Cl-+5H+可知,溶液pH越小,溶液中HClO濃度越大,氧化NO的能力越強,

故答案為:溶液pH越小,溶液中HClO濃度越大,氧化NO的能力越強。


17.化合物F是合成一種天然茋類化合物的重要中間體,其合成路線如下:

(1)A中含氧官能團的名稱為________和________。

(2)A→B的反應類型為________。

(3)C→D的反應中有副產物X(分子式為C12H15O6Br)生成,寫出X的結構簡式:________。

(4)C的一種同分異構體同時滿足下列條件,寫出該同分異構體的結構簡式:________。

①能與FeCl3溶液發生顯色反應;

②鹼性水解後酸化,含苯環的產物分子中不同化學環境的氫原子數目比為1∶1。

(5)已知:(R表示烴基,R'和R"表示烴基或氫),寫出以和CH3CH2CH2OH為原料製備的合成路線流程圖(無機試劑和有機溶劑任用,合成路線流程圖示例見本題題幹)。________________________

【答案】 (1). (酚)羥基 (2). 羧基 (3). 取代反應 (4). (5). (6).

【解析】

【分析】

有機物A和SOCl2在加熱條件下發生取代反應生成B,B和甲醇發生酯化反應生成C,C和CH3OCH2Cl在三乙胺存在條件下發生取代反應生成D,D和CH3I在K2CO3條件下發生取代反應生成E,E在LiAlH4條件下發生還原反應生成F,據此解答。

【詳解】(1)由A的結構簡式可知,A中含氧官能團為-OH和-COOH,名稱為(酚)羥基、羧基,

故答案為:(酚)羥基;羧基;

(2)根據以上分析可知,A→B反應-COOH中的羥基被氯原子取代,反應類型為取代反應,

故答案為:取代反應;

(3)觀察對比C、D的結構可知,C→D的反應中酚羥基上的氫原子被-CH2OCH3取代生成D,若兩個酚羥基都發生反應則得到另一種產物,結合副產物X的分子式C12H15O6Br,可知X的結構簡式為,

故答案為:;

(4)C為,C的同分異構體滿足以下條件:①能與FeCl3溶液發生顯色反應,說明含有酚羥基;②鹼性水解後酸化,含苯環的產物分子中不同化學環境的氫原子數目比為1:1,說明含苯環的產物分子中有兩種類型的氫原子且數目相等,應為間苯三酚,則該同分異構體為酚酯,結構簡式為,

故答案為:;

(5)根據逆合成法,若要製備,根據題給信息可先製備和CH3CH2CHO。結合所給原料,1-丙醇催化氧化生成CH3CH2CHO,參考題中E→F的反應條件, 在LiAlH4條件下發生還原反應生成,和HCl發生取代反應生成,在Mg、無水乙醚條件下發生已知中的反應生成,和CH3CH2CHO反應生成,所以合成路線設計為:

CH3CH2CH2OH CH3CH2CHO,

故答案為:CH3CH2CH2OH CH3CH2CHO,

18.聚合硫酸鐵[Fe2(OH)6-2n(SO4)n]m廣泛用於水的淨化。以FeSO4·7H2O為原料,經溶解、氧化、水解聚合等步驟,可製備聚合硫酸鐵。

(1)將一定量的FeSO4·7H2O溶於稀硫酸,在約70 ℃下邊攪拌邊緩慢加入一定量的H2O2溶液,繼續反應一段時間,得到紅棕色黏稠液體。H2O2氧化Fe2+的離子方程式為________;水解聚合反應會導致溶液的pH________。

(2)測定聚合硫酸鐵樣品中鐵的質量分數:準確稱取液態樣品3.000 g,置於250 mL錐形瓶中,加入適量稀鹽酸,加熱,滴加稍過量的SnCl2溶液(Sn2+將Fe3+還原為Fe2+),充分反應後,除去過量的Sn2+。用5.000×10−2 mol·L−1 K2Cr2O7溶液滴定至終點(滴定過程中與Fe2+反應生成Cr3+和Fe3+),消耗K2Cr2O7溶液22.00 mL。

①上述實驗中若不除去過量的Sn2+,樣品中鐵的質量分數的測定結果將________(填“偏大”或“偏小”或“無影響”)。

②計算該樣品中鐵的質量分數(寫出計算過程)_____。

【答案】 (1). 2Fe2++ H2O2+2H+2Fe3++2H2O (2). 減小 (3). 偏大 (4). n()=5.000×10−2 mol·L−1×22.00 mL×10−3 L·mL−1=1.100×10−3 mol

由滴定時→Cr3+和Fe2+→Fe3+,根據電子得失守恆可得微粒關係式:~6Fe2+

(或+14H++6Fe2+6Fe3++2Cr3++7H2O)

則n(Fe2+)=6n()=6×1.100×10−3 mol=6.600×10−3 mol

樣品中鐵元素的質量:

m(Fe)=6.600×10−3 mol×56 g·mol−1=0.3696 g

樣品中鐵元素的質量分數:w(Fe)=×100%=12.32%

【解析】

【分析】

(1)Fe2+具有還原性,H2O2具有氧化性,根據得失電子守恆、原子守恆和電荷守恆書寫離子方程式;根據水解反應的離子方程式分析溶液pH的變化;

(2)①根據Sn2+能將Fe3+還原為Fe2+判斷還原性的強弱,進一步進行誤差分析;

②根據K2Cr2O7溶液的濃度和體積計算消耗的K2Cr2O7物質的量,由得失電子守恆計算n(Fe2+),結合Fe守恆和ω(Fe)的表達式計算。

【詳解】(1)Fe2+具有還原性,在溶液中被氧化成Fe3+,H2O2具有氧化性,其還原產物為H2O,根據得失電子守恆可寫出反應2Fe2++H2O2→2Fe3++2H2O,根據溶液呈酸性、結合原子守恆和電荷守恆,H2O2氧化Fe2+的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;H2O2氧化後的溶液為Fe2(SO4)3溶液,Fe2(SO4)3發生水解反應Fe2(SO4)3+(6-2n)H2O Fe2(OH)6-2n(SO4)n+(3-n)H2SO4,Fe2(OH)6-2n(SO4)n聚合得到聚合硫酸鐵,根據水解方程式知水解聚合反應會導致溶液的酸性增強,pH減小。答案:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 減小

(2)①根據題意,Sn2+能將Fe3+還原為Fe2+,發生的反應為Sn2++2Fe3+=Sn4++2Fe2+,根據還原性:還原劑>還原產物,則還原性Sn2+>Fe2+,實驗中若不除去過量的Sn2+,則加入的K2Cr2O7先氧化過量的Sn2+再氧化Fe2+,導致消耗的K2Cr2O7溶液的體積偏大,則樣品中鐵的質量分數的測定結果將偏大。答案:偏大

② 實驗過程中消耗的n(Cr2O72-)=5.000×10-2mol/L×22.00mL×10-3L/mL=1.100×10-3mol

由滴定時Cr2O72-→Cr3+和Fe2+→Fe3+,根據電子得失守恆,可得微粒的關係式:Cr2O72-~6Fe2+(或Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O)

則n(Fe2+)=6n(Cr2O72-)=6×1.100×10-3mol=6.6×10-3mol

(根據Fe守恆)樣品中鐵元素的質量:m(Fe)=6.6×10-3mol×56g/mol=0.3696g

樣品中鐵元素的質量分數:ω(Fe)=×100%=12.32%。

【點睛】本題以聚合硫酸鐵的製備過程為載體,考查氧化還原型離子方程式的書寫、鹽類的水解、氧化還原滴定的誤差分析和元素質量分數的計算。易錯點是第(2)①的誤差分析,應利用“強制弱”和“先強後弱”的氧化還原反應規律分析。難點是第(2)②,注意理清滴定實驗中物質之間的計量關係。

19.實驗室以工業廢渣(主要含CaSO4·2H2O,還含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)為原料製取輕質CaCO3和(NH4)2SO4晶體,其實驗流程如下:

(1)室溫下,反應CaSO4(s)+(aq)CaCO3(s)+(aq)達到平衡,則溶液中=________[Ksp(CaSO4)=4.8×10−5,Ksp(CaCO3)=3×10−9]。

(2)將氨水和NH4HCO3溶液混合,可製得(NH4)2CO3溶液,其離子方程式為________;浸取廢渣時,向(NH4)2CO3溶液中加入適量濃氨水的目的是________。

(3)廢渣浸取在如圖所示的裝置中進行。控制反應溫度在60~70 ℃,攪拌,反應3小時。溫度過高將會導致CaSO4的轉化率下降,其原因是________;保持溫度、反應時間、反應物和溶劑的量不變,實驗中提高CaSO4轉化率的操作有________。

(4)濾渣水洗後,經多步處理得到製備輕質CaCO3所需的CaCl2溶液。設計以水洗後的濾渣為原料,製取CaCl2溶液的實驗方案:______[已知pH=5時Fe(OH)3和Al(OH)3沉澱完全;pH=8.5時Al(OH)3開始溶解。實驗中必須使用的試劑:鹽酸和Ca(OH)2]。

【答案】 (1). 1.6×104 (2). +NH3·H2O++H2O(或+NH3·H2O++H2O) (3). 增加溶液中的濃度,促進CaSO4的轉化 (4). 溫度過高,(NH4)2CO3分解 (5). 加快攪拌速率 (6). 在攪拌下向足量稀鹽酸中分批加入濾渣,待觀察不到氣泡產生後,過濾,向濾液中分批加入少量Ca(OH)2,用pH試紙測量溶液pH,當pH介於5~8.5時,過濾

【解析】

【分析】

(1)反應CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常數表達式為,結合CaSO4和CaCO3的Ksp計算;

(2)氨水與NH4HCO3反應生成(NH4)2CO3;加入氨水抑制(NH4)2CO3的水解;

(3)溫度過高,(NH4)2CO3分解,使CaSO4轉化率下降;保持溫度、反應時間、反應物和溶劑的量不變,提高CaSO4轉化率即提高反應速率,結合反應的特點從影響反應速率的因素分析;

(4)根據工業廢渣中的成分知,浸取、過濾後所得濾渣中含CaCO3、SiO2、Al2O3和Fe2O3;若以水洗後的濾渣為原料製取CaCl2溶液,根據題給試劑,首先要加入足量鹽酸將CaCO3完全轉化為CaCl2,同時Al2O3、Fe2O3轉化成AlCl3、FeCl3,過濾除去SiO2,結合題給已知,再利用Ca(OH)2調節pH除去Al3+和Fe3+。

【詳解】(1)反應CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)達到平衡時,溶液中====1.6×104。答案:1.6×104

(2)NH4HCO3屬於酸式鹽,與氨水反應生成(NH4)2CO3,反應的化學方程式為NH4HCO3+NH3·H2O=(NH4)2CO3+H2O[或NH4HCO3+NH3·H2O(NH4)2CO3+H2O],離子方程式為HCO3-+NH3·H2O=NH4++CO32-+H2O(或HCO3-+NH3·H2ONH4++CO32-+H2O);浸取廢渣時,加入的(NH4)2CO3屬於弱酸弱鹼鹽,溶液中存在水解平衡:CO32-+NH4++H2OHCO3-+NH3·H2O,加入適量濃氨水,水解平衡逆向移動,溶液中CO32-的濃度增大,反應CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq)正向移動,促進CaSO4的轉化。答案:HCO3-+NH3·H2O=NH4++CO32-+H2O(或HCO3-+NH3·H2ONH4++CO32-+H2O) 增加溶液中CO32-的濃度,促進CaSO4的轉化

(3)由於銨鹽具有不穩定性,受熱易分解,所以溫度過高,(NH4)2CO3分解,從而使CaSO4轉化率下降;由於浸取過程中的反應屬於固體與溶液的反應(或發生沉澱的轉化),保持溫度、反應時間、反應物和溶劑的量不變,提高CaSO4轉化率即提高反應速率,結合外界條件對化學反應速率的影響,實驗過程中提高CaSO4轉化率的操作為加快攪拌速率(即增大接觸面積,加快反應速率,提高浸取率)。答案:溫度過高,(NH4)2CO3分解 加快攪拌速率

(4)工業廢渣主要含CaSO4·2H2O,還含有少量SiO2、Al2O3和Fe2O3,加入(NH4)2CO3溶液浸取,其中CaSO4與(NH4)2CO3反應生成CaCO3和(NH4)2SO4,SiO2、Al2O3和Fe2O3都不反應,過濾後所得濾渣中含CaCO3、SiO2、Al2O3和Fe2O3;若以水洗後的濾渣為原料製取CaCl2溶液,根據題給試劑,首先要加入足量鹽酸將CaCO3完全轉化為CaCl2,發生的反應為CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,與此同時發生反應Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,SiO2不反應,經過濾除去SiO2;得到的濾液中含CaCl2、AlCl3、FeCl3,根據“pH=5時Fe(OH)3和Al(OH)3沉澱完全,pH=8.5時Al(OH)3開始溶解”,為了將濾液中Al3+、Fe3+完全除去,應加入Ca(OH)2調節溶液的pH介於5~8.5[加入Ca(OH)2的過程中要邊加邊測定溶液的pH],然後過濾即可製得CaCl2溶液。答案:在攪拌下向足量稀鹽酸中分批加入濾渣,待觀察不到氣泡產生後,過濾,向濾液中分批加入少量Ca(OH)2,用pH試紙測得溶液pH,當pH介於5~8.5時,過濾

【點睛】本題以工業廢渣為原料製取輕質CaCO3和(NH4)2SO4晶體的實驗流程為載體,考查溶度積的計算、影響鹽類水解的因素、實驗條件的控制、製備實驗方案的設計和對信息的處理能力等。難點是第(4)問實驗方案的設計,設計實驗方案時首先要弄清水洗後濾渣中的成分,然後結合題給試劑和已知進行分析,作答時要答出關鍵點,如pH介於5~8.5等。

20.CO2的資源化利用能有效減少CO2排放,充分利用碳資源。

(1)CaO可在較高溫度下捕集CO2,在更高溫度下將捕集的CO2釋放利用。CaC2O4·H2O熱分解可製備CaO,CaC2O4·H2O加熱升溫過程中固體的質量變化見下圖。

①寫出400~600 ℃範圍內分解反應的化學方程式:________。

②與CaCO3熱分解制備CaO相比,CaC2O4·H2O熱分解制備的CaO具有更好的CO2捕集性能,其原因是________。

(2)電解法轉化CO2可實現CO2資源化利用。電解CO2制HCOOH的原理示意圖如下。

①寫出陰極CO2還原為HCOO−的電極反應式:________。

②電解一段時間後,陽極區的KHCO3溶液濃度降低,其原因是________。

(3)CO2催化加氫合成二甲醚是一種CO2轉化方法,其過程中主要發生下列反應:

反應Ⅰ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH =41.2 kJ·mol−1

反應Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH =﹣122.5 kJ·mol−1

在恆壓、CO2和H2的起始量一定的條件下,CO2平衡轉化率和平衡時CH3OCH3的選擇性隨溫度的變化如圖。其中:

CH3OCH3的選擇性=×100%

①溫度高於300 ℃,CO2平衡轉化率隨溫度升高而上升的原因是________。

②220 ℃時,在催化劑作用下CO2與H2反應一段時間後,測得CH3OCH3的選擇性為48%(圖中A點)。不改變反應時間和溫度,一定能提高CH3OCH3選擇性的措施有________。

【答案】 (1). CaC2O4CaCO3+CO↑ (2). CaC2O4·H2O熱分解放出更多的氣體,製得的CaO更加疏鬆多孔 (3). CO2+H++2e−HCOO−或CO2++2e−HCOO−+ (4). 陽極產生O2,pH減小,濃度降低;K+部分遷移至陰極區 (5). 反應Ⅰ的ΔH>0,反應Ⅱ的ΔH<0,溫度升高使CO2轉化為CO的平衡轉化率上升,使CO2轉化為CH3OCH3的平衡轉化率下降,且上升幅度超過下降幅度 (6). 增大壓強,使用對反應Ⅱ催化活性更高的催化劑

【解析】

【分析】

本題注重理論聯繫實際,引導考生認識並體會化學科學對社會發展的作用,試題以減少CO2排放,充分利用碳資源為背景,考查《化學反應原理》模塊中方程式的計算、電化學、化學平衡移動等基本知識;

【詳解】(1)①令CaC2O4·H2O的物質的量為1mol,即質量為146g,根據圖像,前一階段剩餘固體質量為128,原固體質量為146g,相差18g,說明此階段失去結晶水,第二階段從剩餘固體質量與前一階段剩餘固體質量相對比,少了28g,相差1個CO2,因此400℃-600℃範圍內,分解反應方程式為CaC2O4 CaCO3+CO↑;②CaC2O4·H2O熱分解放出更多的氣體,製得的CaO更加疏鬆多孔,增加與CO2的接觸面積,更好捕捉CO2;

(2)①根據電解原理,陰極上得到電子,化合價降低,CO2+HCO3-+2e-=HCOO-+CO32-,或CO2+H++2e-=HCOO-;

②陽極反應式為2H2O-4e-=O2↑+4H+,pH減小,H+與HCO3-反應,同時部分K+遷移至陰極區;

(3)①根據反應方程式,反應I為吸熱反應,升高溫度,平衡向正反應方向移動,CO2的轉化率增大,反應II為放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應方向進行,CO2的轉化率降低,根據圖像,上升幅度超過下降幅度,因此溫度超過300℃時,CO2轉化率上升;

②依據CH3OCH3選擇性公式,提高CH3OCH3選擇性,化學平衡向正反應方向進行,根據反應II,可以增大壓強,或者使用對反應II催化活性更高的催化劑。

【點睛】本題的難點(1)是文字敘述,應根據圖像和所學知識,結合所問問題進行分析解答;(2)電極反應式的書寫,陰極反應是將CO2還原成HCOO-,先寫出CO2+2e-→HCOO-,然後根據原子守恆,得出CO2+H++2e-=HCOO-,或者為CO2+HCO3-+2e-=HCOO-+CO32-。

21.選做題:本題包括A、B兩小題,請選定其中一小題,並在相應的答題區域內作答。若多做,則按A小題評分。

A.

[物質結構與性質]

Cu2O廣泛應用於太陽能電池領域。以CuSO4、NaOH和抗壞血酸為原料,可製備Cu₂O。

(1)Cu2+基態核外電子排布式為____。

(2)的空間構型為____(用文字描述);Cu2+與OH−反應能生成[Cu(OH)4]2−,[Cu(OH)4]2−中的配位原子為____(填元素符號)。

(3)抗壞血酸的分子結構如圖1所示,分子中碳原子的軌道雜化類型為____;推測抗壞血酸在水中的溶解性:____(填“難溶於水”或“易溶於水”)。

(4)一個Cu2O晶胞(見圖2)中,Cu原子的數目為____。

【答案】 (1). [Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9 (2). 正四面體 (3). O (4). sp3、sp2 (5). 易溶於水 (6). 4

【解析】

【分析】

A.考查物質結構與性質,涉及內容為電子排布式的書寫、空間構型、配合物知識、雜化類型的判斷、溶解性等知識,都屬於基礎性知識,難度係數不大;

【詳解】A.(1)本小題考查電子排布式的書寫,Cu位於第四周期IB族,其價電子排布式為3d104s1,因此Cu2+基態核外電子排布式為[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9;

(2)本小題考查空間構型或配位原子,SO42-中S有4個σ鍵,孤電子對數為(6+2-2-4×2)/2=0,因此SO42-空間構型為正四面體形;[Cu(OH)4]2-中Cu2+提供空軌道,OH-提供孤電子對,OH-只有O有孤電子對,因此[Cu(OH)4]2-中的配位原子為O;

(3)考查雜化類型和溶解性,根據抗壞血酸的分子結構,該結構中有兩種碳原子,單鍵的碳原子和雙鍵的碳原子,單鍵碳原子以sp3雜化,雙鍵的碳原子以sp2雜化;根據抗環血酸分子結構,其中含有-OH,能與水形成分子間氫鍵,增加在水中的溶解度,因此抗壞血酸易溶於水;

(4)考查晶胞的計算,白球位於頂點和內部,屬於該晶胞的個數為8×1/8+1=2,黑球全部位於晶胞內部,屬於該晶胞的個數為4,化學式為Cu2O,因此白球為O原子,黑球為Cu原子,即Cu原子的數目為4;

【點睛】A.有關物質結構與性質的考查,相對比較簡單,考查點也是基本知識,這就要求考生在《物質結構與性質》的學習中夯實基礎知識,同時能夠達到對知識靈活運用,如考查抗壞血酸分子溶解性,可以從乙醇極易溶於水的原因分析;


非選擇題(共80分)

16.(1)2NH3+2O2N2O+3H2O(2)①BC②NaNO3NO(3)①3HClO+2NO+H2O3Cl−+2+5H+②溶液pH越小,溶液中HClO的濃度越大,氧化NO的能力越強

17.1)(酚)羥基、羧基(2)取代反應(3)(4)(5)

18.(1)2Fe2++ H2O2+2H+2Fe3++2H2O減小(2)①偏大②n()=5.000×10−2 mol·L−1×22.00 mL×10−3 L·mL−1=1.100×10−3 mol由滴定時→Cr3+和Fe2+→Fe3+,根據電子得失守恆可得微粒的關係式:~6Fe2+(或+14H++6Fe2+6Fe3++2Cr3++7H2O)則n(Fe2+)=6n()=6×1.100×10−3 mol=6.600×10−3 mol樣品中鐵元素的質量:m(Fe)=6.600×10−3 mol×56 g·mol−1=0.3696 g樣品中鐵元素的質量分數:w(Fe)=×100%=12.32%

19.(15分)

(1)1.6×104

(2)+NH3·H2O++H2O(或+NH3·H2O++H2O)

增加溶液中的濃度,促進CaSO4的轉化

(3)溫度過高,(NH4)2CO3分解 加快攪拌速率

(4)攪拌下向足量稀鹽酸中分批加入濾渣,待觀察不到氣泡產生後,過濾,向濾液中分批加入少量Ca(OH)2,用pH試紙測量溶液pH,當pH介於5~8.5時,過濾

20.(14分)

(1)①CaC2O4CaCO3+CO↑

②CaC2O4·H2O熱分解放出更多的氣體,製得的CaO更加疏鬆多孔

(2)①CO2+H++2e−HCOO−或CO2++2e−HCOO−+

②陽極產生O2,pH減小,濃度降低;K+部分遷移至陰極區

(3)①反應Ⅰ的ΔH>0,反應Ⅱ的ΔH<0,溫度升高使CO2轉化為CO的平衡轉化率上升,使CO2轉化為CH3OCH3的平衡轉化率下降,且上升幅度超過下降幅度

②增大壓強,使用對反應Ⅱ催化活性更高的催化劑

21.(12分)【選做題】

A.[物質結構與性質]

(1)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9 (2)正四面體 O (3)sp3、sp2 易溶於水 (4)4

B.[實驗化學]

(1)作為溶劑、提高丙炔酸轉化率

(2)(直形)冷凝管 防止暴沸

(3)丙炔酸 分液

(4)丙炔酸甲酯的沸點比水的高


22.B.[實驗化學]

丙炔酸甲酯()是一種重要的有機化工原料,沸點為103~105 ℃。實驗室製備少量丙炔酸甲酯的反應為

實驗步驟如下:

步驟1:在反應瓶中,加入14 g丙炔酸、50 mL甲醇和2 mL濃硫酸,攪拌,加熱迴流一段時間。

步驟2:蒸出過量的甲醇(裝置見下圖)。

步驟3:反應液冷卻後,依次用飽和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗滌。分離出有機相。

步驟4:有機相經無水Na2SO4乾燥、過濾、蒸餾,得丙炔酸甲酯。

(1)步驟1中,加入過量甲醇的目的是________。

(2)步驟2中,上圖所示的裝置中儀器A的名稱是______;蒸餾燒瓶中加入碎瓷片的目的是______。

(3)步驟3中,用5%Na2CO3溶液洗滌,主要除去的物質是____;分離出有機相的操作名稱為____。

(4)步驟4中,蒸餾時不能用水浴加熱的原因是________。

【答案】 (1). 作為溶劑、提高丙炔酸的轉化率 (2). (直形)冷凝管 (3). 防止暴沸 (4). 丙炔酸 (5). 分液 (6). 丙炔酸甲酯的沸點比水的高

【解析】

【詳解】B.(1)一般來說,酯化反應為可逆反應,加入過量的甲醇,提高丙炔酸的轉化率,丙炔酸溶解於甲醇,甲醇還作為反應的溶劑;

(2)根據裝置圖,儀器A為直形冷凝管;加熱液體時,為防止液體暴沸,需要加入碎瓷片或沸石,因此本題中加入碎瓷片的目的是防止液體暴沸;

(3)丙炔酸甲酯的沸點為103℃-105℃,製備丙炔酸甲酯採用水浴加熱,因此反應液中除含有丙炔酸甲酯外,還含有丙炔酸,5%的Na2CO3溶液的作用是除去丙炔酸,降低丙炔酸甲酯在水中的溶解度,使之析出,然後通過分液的方法得到丙炔酸甲酯;

(4)水浴加熱提供最高溫度為100℃,而丙炔酸甲酯的沸點為103℃-105℃,採用水浴加熱,不能達到丙炔酸甲酯的沸點,因此採用直接加熱蒸餾。

【點睛】B,《實驗化學》的考查,相對比較簡單,本題可以看作是對製備乙酸乙酯實驗的變形,如碳酸鈉的作用,乙酸乙酯中飽和碳酸鈉的作用是吸收乙醇,除去乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度使之析出等,平時複習實驗時,應注重課本實驗複習,特別是課本實驗現象、實驗不足等等。



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