题目列表(包括答案和解析)
甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,合成甲醇的主要反应为:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH < 0。
原料气的加工过程中常常混有一定量CO2,为了研究不同温度下CO2对该反应的影响,以CO2、CO和H2的混合气体为原料在一定条件下进行实验,结果表明,原料气各组分含量不同时,反应生成甲醇和副产物甲烷的碳转化率是不相同的。实验数据见下表:
CO2%-CO%- H2% (体积分数) | 03070 | 22870 | 42670 | 82270 | 201070 | |||||||||||
反应温度/℃ | 225 | 235 | 250 | 225 | 235 | 250 | 225 | 235 | 250 | 225 | 235 | 250 | 225 | 235 | 250 | |
碳转 化率 (%) | CH3OH | 4.9 | 8.8 | 11.0 | 36.5 | 50.7 | 68.3 | 19.0 | 33.1 | 56.5 | 17.7 | 33.4 | 54.4 | 8.0 | 12.0 | 22.6 |
CH4 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2.8 | 2.8 | 2.8 |
(1)由上表数据可得出多个结论。
结论一:在一定条件下,反应温度越高,碳转化率__________。
结论二:___________________________________________________________
____________________________________________________________________。
为了验证结论二,有科学家又用以下五组不同组成的原料气再次进行实验。
组别 | 体积分数(%) | |||
CO | CO2 | H2 | N2 | |
第1组 | 19.7 | 0.0 | 59.1 | 21.2 |
第2组 | 20.7 | 0.3 | 62.1 | 16.9 |
第3组 | 16.9 | 1.3 | 50.7 | 31.1 |
第4组 | 19.8 | 5.5 | 59.4 | 15.3 |
第5组 | 20.3 | 10.9 | 60.9 | 7.9 |
进行该验证实验时,控制不变的因素有________________、_________________、__________
__________________________________等。
(A)【物质结构与性质】
下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一种化学元素。
(1)T3+的核外电子排布式是____________。
(2)Q、R、M的第一电离能由大到小的顺序是___________________(用元素符号表示)。
(3)下列有关上述元素的说法中,正确的是______________________(填序号)。
①G单质的熔点高于J单质,是因为G单质的金属键较强
②J比X活泼,所以J可以在溶液中置换出X
③将J
④RE3沸点高于QE4,主要是因为前者相对分子质量较大
⑤一个Q2E4分子中含有五个σ键和一个π键
(4)加拿大天文台在太空发现了EQ9R,已知分子中所有原子均形成8电子或2电子稳定结构,是直线形分子,不存在配位键。写出其结构式:_________________。
(5)G与R单质直接化合生成一种离子化合物G3R。该晶体具有类似石墨的层状结构。每层中,G原子构成平面六边形,每个六边形的中心有一个R原子。层与层之间还夹杂一定数量的原子。请问这些夹杂的原子应该是____________(填G或R的元素符号)。
(B)【实验化学】
某资料显示,能使双氧水分解的催化剂有很多种,生物催化剂(如猪肝)、离子型催化剂(如FeCl3)和固体催化剂(如MnO2)等都是较好的催化剂。某实验小组通过测定双氧水分解产生的O2的压强,探究分解过氧化氢的最佳催化剂以及探究最佳催化剂合适的催化条件。
(一)探究一:
实验步骤
(1)往锥形瓶中加入50 mL 1.5%的双氧水
(2)分别往锥形瓶中加
(3)采集和记录数据。
(4)整理数据得出下表
不同催化剂“压强对时间斜率”的比较
催化剂 | 猪肝 | 马铃薯 | 氯化铜 | 氯化铁 | 氧化铜 | 二氧化锰 |
压强对时间的斜率 | 0.191 87 | 0.002 42 | 0.007 93 | 0.030 5 | 0.015 47 | 1.833 6 |
①该“探究一”实验的名称是_____________________________________________________。
②该实验所得出的结论是_______________________________________________________。
(二)探究二:二氧化锰催化的最佳催化条件
该实验小组的同学在进行探究二的实验时,得到了一系列的图表和数据。参看下图和表格分别回答相关问题。
3%的双氧水与不同用量二氧化锰的压力—时间图
表:不同浓度的双氧水在不同用量的二氧化锰作用下收集相同状况下同体积O2所需时间
MnO2 时间 H2O2 | |||
1.5% | 223 s | 67 s | 56 s |
3.0% | 308 s | 109 s | 98 s |
4.5% | 395 s | 149 s | 116 s |
分析图、表中数据我们可以得出:
③同浓度的双氧水的分解速率随着二氧化锰用量的增加而_________________,因而反应时间_______________。
④如果从实验结果和节省药品的角度综合分析,你认为当我们选用3.0%的双氧水,加入___________ g的二氧化锰能使实验效果最佳。你判断的理由是______________________。
⑤该小组的某同学通过分析数据得出了当催化剂用量相同时双氧水的浓度越小反应速率越快的结论,你认为是否正确____________,你的理由是________________________________。
(12分)元素周期表中第四周期元素由于受3d电子的影响,性质的递变规律与短周期元素略有不同。
⑴第四周期过渡元素的明显特征是形成多种多样的配合物。
①CO可以和很多过渡金属形成配合物,如羰基铁[Fe(CO)5]、羰基镍[Ni(CO)4]。CO分子中C原子上有一对孤对电子,C、O原子都符合8电子稳定结构,CO的结构式为 ,与CO互为等电子体的离子为 (填化学式)。
②金属镍粉在CO气流中轻微加热,生成液态Ni(CO)4分子。423K时,Ni(CO)4分解为Ni和CO,从而制得高纯度的Ni粉。试推测Ni(CO)4易溶于下列 。
a.水 b.四氯化碳 c.苯 d.硫酸镍溶液
⑵第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大,总趋势是逐渐增大的。镓的基态原子的电子排布式是 ,Ga的第一电离能却明显低于Zn,原因是 。
⑶用价层电子对互斥理论预测H2Se和BBr3的立体结构,两个结论都正确的是 。
a.直线形;三角锥形 b.V形;三角锥形
c.直线形;平面三角形 d.V形;平面三角形
⑷Fe、Co、Ni、Cu等金属能形成配合物与这些金属原子的电子层结构有关。
①Fe(CO)5常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)5晶体属于 (填晶体类型)。
②CuSO4·5H2O(胆矾)中含有水合铜离子因而呈蓝色,写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式(必须将配位键表示出来) 。
(12分)元素周期表中第四周期元素由于受3d电子的影响,性质的递变规律与短周期元素略有不同。
⑴第四周期过渡元素的明显特征是形成多种多样的配合物。
①CO可以和很多过渡金属形成配合物,如羰基铁[Fe(CO)5]、羰基镍[Ni(CO)4]。CO分子中C原子上有一对孤对电子,C、O原子都符合8电子稳定结构,CO的结构式为 ,与CO互为等电子体的离子为 (填化学式)。
②金属镍粉在CO气流中轻微加热,生成液态Ni(CO)4分子。423K时,Ni(CO)4分解为Ni和CO,从而制得高纯度的Ni粉。试推测Ni(CO)4易溶于下列 。
a.水 b.四氯化碳 c.苯 d.硫酸镍溶液
⑵第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大,总趋势是逐渐增大的。镓的基态原子的电子排布式是 ,Ga的第一电离能却明显低于Zn,原因是 。
⑶用价层电子对互斥理论预测H2Se和BBr3的立体结构,两个结论都正确的是 。
a.直线形;三角锥形 b.V形;三角锥形
c.直线形;平面三角形 d.V形;平面三角形
⑷Fe、Co、Ni、Cu等金属能形成配合物与这些金属原子的电子层结构有关。
①Fe(CO)5常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)5晶体属于 (填晶体类型)。
②CuSO4·5H2O(胆矾)中含有水合铜离子因而呈蓝色,写出胆矾晶体中水合铜离子的结构简式(必须将配位键表示出来) 。
1、B 2、C 3、、C 4、A 5C 6、B 7、C 8、D 9、B 10、BC 11、C 12、BD 13、AC 14、B的
15.题答案:(10分)(每空2分)
(I)(1)10600n/197m% (2)沿玻璃棒向过滤器中的沉淀上加蒸馏水至淹没沉淀,静置使其全部滤出,重复2~3次 (3)① 加入BaCl2溶液,生成的沉淀质量大,测量的相对误差小;②过量的Ca2+可与OH-生成微溶的Ca(OH)2沉淀影响测定结果
(II)(1)4 (2)① 装置中原有空气中的CO2没有排出,最终也被碱石灰吸收 ②反应完成后,装置中的CO2没有全部被碱石灰吸收 ③空气中的CO2和水蒸气被碱石灰吸收
16.16(12分)
(1)Al2O3 + Na2CO32NaAlO2 +CO2↑;(2分)
(2)NaFeO2 + 2H2O = Fe(OH)3↓ + NaOH(2分)。
(3)由于溶液在硅酸钠和偏铝酸钠发生水解,降低pH值有利于水解平衡向正反应方向移动,当pH调到7~8时,使它们水解完全,从而除去SiO32-和AlO2-。(共2分)
(4)2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2O(2分)
(5)①当滴加最后一滴硫代硫酸钠溶液,溶液蓝色褪去,半分钟内不复现(2分)
②94.08%(2分)。
17、(共10分)
(1)HNO3 Ag (每空1分)
(2)氧气 氢氧化铜悬浊液(或其他合理答案) (每空2分)
(3)①4Ag++2H2O = 4Ag↓+4H++O2↑ (2分)
②HCHO+2Ag(NH3)2++2OH- HCOO-+NH4++2Ag↓+3NH3+H2O (2分)
18.(8分)
(1)BD(2分)
(2)C (1分)该反应达到平衡时,平衡常数K=,增大容器体积时,c(CH3OH)和c(CO)等比例减小,由于H2浓度不变,此时的值仍然等于K,所以平衡不移动。(1分)
(3)越高(1分)
原料气含少量CO2有利于提高生成甲醇的碳转化率,CO2含量过高碳转化率又降低且有甲烷生成。(1分)
(4)温度 压强 CO和H2的体积分数之比 (2分)
19、(共12分)
(1) 取代(或水解) 消去(每空1分)
(2) (2分)
(3)+ NaOH
(4)(2分,对1 个即可)
(5)(4分。到(CH2=CH)2CuLi给2分,到苯乙烯给3分,到聚苯乙烯给4 分,漏条件整体扣1 分)
20.(共8分)(1)由题意知(C6H10O5)n+nH2O 3nCH4↑+3nCO2↑
162n 3n
(2)要保证CO和H2的充分利用,则只能是生成的CO和H2必须是1:2。在100m3的天然气中有CH495m3和CO25m3。解设通入的水蒸气为Xm3,则有
CH4+CO2→2H2+2CO CH4+H2O→3H2+CO
5 5 10 10 X X 3X X
2CH4 + O2→ 4H2 + 2CO
95-5-X 2(95-5-X) 95-5-X
所以有,可以得出X=10(m3),
(3)80.5t
21.(共12分)
(1)平面正三角形(1分) N>S>Si(1分)
(2)N2O4(1分) 第四周期ⅤA(1分) 3d54s2(1分)
(3) N2,CO,C22-,CN-(4个中任选3个,每个1分) 1(0.5分) 2(0.5分)
(4)4(1分) 8(1分) 8(0.5分) 16(0.5分)
解析:(1) SiO32-、SO32-、NO3-三种离子中中心原子的杂化类型均为sp2杂化,离子构型为平面正角形,键角为120°(3)π键和σ键共存在,多重键中只有一个是σ键,其余均为π键,如双键中有1个σ键和1个π键,叁键中有1个σ键和2个π键。(4)PO43-中P原子以4个sp3杂化轨道和4个O原子成键,所以P为4配位氧。根据题意可先计算出Si晶胞中Si原子数:8×+6×+4=8(个),SiO2晶胞中Si原子数目与硅晶胞中Si原子数目相同,再可结合SiO2晶体中硅氧原子数目1:2的特点可确定晶胞中O原子数有16个(对题中描述的复杂结构可视为干扰条件)。
21B.答案:(1) MnO2 + 4H+ + 2Cl- = Mn2+ + Cl2 + 2H2O (1分)
(2) 假设一 氯气使布条褪色 假设二 HClO使布条褪色 假设三 盐酸使布条褪色
实验①:把红色干布条放入充满氯气的集气瓶中,布条不褪色;
实验②把红色布条伸入稀盐酸中,红色布条不褪色 (每空1分)
结论:次氯酸使布条褪色 (1分)
(3) 下层液(1分) 上层液 (1分)
(4)会造成环境污染 (1分) (或其它合理答案) (2分)
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com