【化学】天津市十二区县重点学校2020届高三毕业班联考(一)(解析版)
天津市十二区县重点学校2020届高三毕业班联考(一)
第I卷
注意事项:
1.每题选出答案后,用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
2.本卷共12题,每题3分,共36分。在每题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。
以下数据可供解题时参考:
相对原子质量:H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 Mg 24 S 32 Br 80
1.我国在物质制备领域成绩斐然,下列物质属于有机物的是( )
A 砷化铌纳米带
B 全氮阴离子盐
C 聚合氮
D 双氢青蒿素
【答案】D
【详解】A.砷化铌纳米带,不含碳元素,属于无机物,故A不选;
B.全氮阴离子盐分子中不含碳元素,属于无机物,故B不选;
C.聚合氮不含碳元素,属于无机物,故C不选;
D.双氢青蒿素含有C、H、O,是含碳的化合物,属于有机化合物,故D选;
故答案为D。
【点睛】有机物是指含有碳元素的化合物,无机物是指不含有碳元素的化合物;一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等物质中虽然含有碳元素,但是这些物质的性质和无机物相似,把它们归入无机物。
2.下列有关化学用语表示正确的是( )
A. 氮气的电子式: B. 氯原子的结构示意图为:
C. Cr的基态原子价电子排布式为:3d54s1 D. 聚氯乙烯的链节:CH2=CHCl
【答案】C
【详解】A.氮气正确的电子式应为,故A错误;
B.氯元素为17号元素,原子核外有17个电子,结构示意图为,故B错误;
C.Cr为24号元素,根据核外电子排布规律可知基态原子价电子排布式为:3d54s1,故C正确;
D.CH2=CHCl为聚氯乙烯的单体,聚乙烯的链节是-CH2-CHCl-,故D错误;
故答案为C。
3.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是( )
A. 常温常压下,1.8g甲基(—CD3)中含有的电子数为NA
B. 0. lmol环氧乙烷()中含有的共价键数为0. 3 NA
C. 常温下,1L pH=9的CH3COONa溶液中,发生电离的水分子数为1×10-9 NA
D. 加热条件下,含0.2molH2SO4的浓硫酸与足量铜反应,转移电子数小于0.2NA
【答案】D
【详解】A.—CD3的相对质量为12+2×3=18,含电子数为6+3=9,所以1.8g即0.1mol该甲基中含有的电子数为0.9NA,故A错误;
B.一个环氧乙烷分子中共价键数目为7,所以0.1mol环氧乙烷含有的共价键数目为0.7NA,故B错误;
C.常温下,pH=9的CH3COONa溶液中,c(OH-)=10-5mol/L,且全部由水电离,所以发生电离的水分子为10-5mol/L×1L=10-5mol,故C错误;
D.浓硫酸在与铜反应过程中变稀,稀硫酸与铜不反应,所以含0.2molH2SO4的浓硫酸与足量铜反应,转移电子数小于0.2NA,故D正确;
故答案为D。
4.下列说法正确的是( )
A. 最外层都只有2个电子的元素原子性质一定相似
B. 同一周期元素中,第一电离能随原子序数增加而增大
C. I3AsF6晶体中存在I3+离子,I3+离子的几何构型为V形
D. H2O2是一种含有极性键和非极性键的非极性分子
【答案】C
【详解】A.例如Be和He元素最外层都只有2个电子,但二者性质不相似,故A错误;
B.同一周期元素中,第一电离能随原子序数增加而呈增大趋势,但第ⅡA族元素(最外层全满)和第ⅤA族(最外层半满)反常,故B错误;
C.I3+离子中心原子价层电子对数为=4,含有2对孤电子对,所以几何构型为V形,故C正确;
D.H2O2分子中O-O为非极性键,O-H键为极性键,H2O2是展开书页型结构,该物质结构不对称,正负电荷重心不重合,为极性分子,故D错误;
故答案为C。
【点睛】选项D为易错点,要注意H2O2是展开书页型结构,该物质结构不对称;C选项为难点,判断I3+离子中心原子杂化类型可以将其理解成II2+,然后根据价层电子对互斥理论判断,也可以通过等电子体理论判断,I3+的原子数为3,价电子对数为20,与Cl2O为等电子体,等电子体具有相似的空间构型。
5.化学产品在抗击新型冠状病毒的战役中发挥了重要作用,下列说法不正确的是( )
A. 75%的医用酒精常用于消毒,用95%的酒精消毒效果更好
B. “84”消毒液的主要成分是次氯酸钠
C. 用硝酸铵制备医用速冷冰袋是利用了硝酸铵溶于水快速吸热的性质
D. 医用防护口罩中熔喷布生产原料主要是聚丙烯,聚丙烯的单体是丙烯
【答案】A
【详解】A.95%的酒精会使蛋白质迅速变质,从而形成一层膜,阻止酒精的渗入,消毒效果不好,A错误;
B.“84”消毒液的主要成分是次氯酸钠,B正确;
C.硝酸铵溶于水吸收大量的热,使水温迅速降低,可用于制成医用速冷冰袋,C正确;
D.聚丙烯是由丙烯发生加聚反应形成,聚丙烯的单体是丙烯,D正确;
故答案为A。
6.2020年1月南开大学周其林团队因《高效手性螺环催化剂的发现》获得国家自然科学一等奖。下面为两种简单碳螺环化合物,相关的说法正确的是( )
A. 上述两种物质中所有碳原子处于同一平面
B. 螺[3,3]庚烷的一氯代物有2种
C. 螺[3,4]辛烷与3-甲基-1-庚烯互为同分异构体
D. 的名称为螺[5,4]壬烷
【答案】B
【详解】A.上述两种物质中均有4个碳原子与同一饱和碳原子相连,形成四面体结构,不可能所有碳原子处于同一平面,故A错误;
B.螺[3,3]庚烷结构高度对称,有两种环境的氢原子,则一氯代物有2种,故B正确;
C.螺[3,4]辛烷分子式为C8H14,3-甲基-1-庚烯的分子式为C8H16,二者分子式不同,不是同分异构体,故C错误;
D.根据题目所给物质名称,可知的名称为螺[4,5]癸烷,故D错误;
故答案为B。
7.下列指定反应的离子方程式不正确的是( )
A. 向CuSO4溶液中加入Na2O2:2Na2O2+2Cu2++2H2O=4Na++2Cu(OH)2↓+O2↑
B. 向氨化的饱和NaCl溶液中通入足量CO2气体:Na++ NH3·H2O +CO2=NaHCO3↓+NH4+
C. 酸化NaIO3和NaI的混合溶液:I-+IO3-+6H+=I2+3H2O
D. 向Mg(OH) 2悬浊液中加入FeCl3溶液:2Fe3++3Mg(OH)2 =2 Fe(OH)3+3Mg2+
【答案】C
【详解】A.向CuSO4溶液中加入Na2O2,过氧化钠先与水反应生成NaOH和氧气,之后NaOH与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,所以离子方程式为:2Na2O2+2Cu2++2H2O=4Na++2Cu(OH)2↓+O2↑,故A正确;
B.氨化的饱和NaCl溶液呈碱性,可以吸收足量的CO2生成碳酸氢根,而NaHCO3溶解度较小,会析出,所以离子方程式为Na++NH3·H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4+,故B正确;
C.酸化NaIO3和NaI的混合溶液中二者会发生归中反应生成碘单质,离子方程式为5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O,故C错误;
D.Fe(OH)3溶解度更小,所以向Mg(OH)2悬浊液中加入FeCl3溶液会发生沉淀的转化,离子方程式为2Fe3++3Mg(OH)2=2Fe(OH)3+3Mg2+,故D正确;
故答案为C。
8.下列装置能达到实验目的的是( )
A. 熔化Na2CO3 B. 验证SO2氧化性
C. 实验室制取NH3 D. 保存液溴
【答案】B
【详解】A.瓷坩埚中含SiO2,高温下可与Na2CO3发生反应,A错误;
B.由于酸性H2SO3>H2S,所以在水溶液中SO2可与Na2S反应生成H2S,SO2可氧化H2S生成S单质,所以能验证SO2的氧化性,B正确;
C.收集氨气的试管口要放适量的棉花,以防止氨气与空气产生对流现象,C错误;
D.Br2可与橡胶发生反应而腐蚀橡胶,所以盛放液溴的试剂瓶要用玻璃塞,D错误;
故合理选项是B。
9.氮及其化合物的转化过程如图所示。下列分析合理的是( )
A. N2与H2反应生成NH3的原子利用率为100%
B. 催化剂a表面发生了极性共价键的断裂和形成
C. 在催化剂b表面形成氮氧键时,不涉及电子转移
D. 催化剂a、b能提高反应的平衡转化率
【答案】A
【详解】A.据图可知N2与H2反应生成NH3无其他副产物生成,且全部转化,原子利用率为100%,故A正确;
B.催化剂a表面N-N键和H-H键断裂,N-H键形成,即发生非极性共价键的断裂和极性共价键的形成,故B错误;
C.催化剂b表面是氨气催化氧化生成NO的反应,发生的是氧化还原反应,涉及电子转移,故C错误;
D.催化剂可以提高反应速率,但不能改变化学平衡,不能提供转化率,故D错误;
故答案为A。
10.研究生铁的锈蚀,下列分析不正确的是( )
序号
①
②
③
实验
现象
8小时未观察
到明显锈蚀
8小时未观察
到明显锈蚀
1小时观察
到明显锈蚀
A. ①中,NaCl溶液中溶解的O2不足以使生铁片明显锈蚀
B. ②中,生铁片未明显锈蚀的原因之一是缺少H2O
C. ③中正极反应:O2+4e−+ 2H2O ==4OH−
D. 对比①②③,说明苯能隔绝O2
【答案】D
【详解】A. 根据实验现象,③中1小时观察到明显锈蚀,说明NaCl溶液中溶解有O2,只是苯不能隔绝空气中的氧气进入氯化钠溶液,而①中由于是密闭体系,溶解的O2较少,不足以使生铁片明显锈蚀,故A正确;
B. 苯属于非电解质,②中无电解质溶液,不满足电化学腐蚀的条件,故B正确;
C. 根据现象,铁在中性环境下发生吸氧腐蚀,正极反应:O2+4e−+ 2H2O ==4OH−,电极反应式合理,故C正确;
D. 根据现象,③中发生吸氧腐蚀,①③溶液中均溶解由氧气,③中观察到明显锈蚀,说明苯不能隔绝O2,故D错误;
答案选D。
11.下列说法正确的是( )
A. 向NaHCO3溶液中通入CO2至pH=7,则c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)
B. 室温下,浓度均为0.1mol/L的CH3COOH、CH3COONa混合溶液的pH=4,则c(CH3COO-)-c(CH3COOH)=2×(10-4-10-10)mol/L
C. 加水稀释0.1mol/L醋酸溶液,溶液中增大
D. 室温下,NaHA溶液的pH<7,则一定有c(Na+)=c(HA-)+c(H2A)+c(A2-)
【答案】B
【详解】A.若为室温,向NaHCO3溶液中通入CO2至pH=7,则c(H+)=c(OH-),溶液中存在电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-),所以c(Na+)=c(HCO3-)+2c(CO32-);纯的NaHCO3溶液显碱性,所以水解程度大于电离程度,即c(CO32-)
0,分别在一定温度下达到化学平衡状态。下列说法正确的是( )
容器
温度/K
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(CO2)
n(C)
n(CO)
n(CO)
I
977
0.56
1.12
0
0.8
II
977
1.12
1.12
0
x
III
1250
0
0
1.12
y
A. 977 K,该反应的化学平衡常数值为4
B. 达到平衡时,向容器I中增加C的量,平衡正向移动
C. 达到平衡时,容器I中CO2的转化率比容器II中的大
D. 达到平衡时,容器III中的CO的转化率大于28.6%
【答案】C
【详解】A.容器I体积为4L,初始投料为n(CO2)=0.56mol,n(C)=1.12mol,C为固体,不计浓度,所以列三段式有:
平衡常数K==1,故A错误;
B.C为纯固体,向容器Ⅰ中增加C的量,平衡不移动,故B错误;
C.若II的容器体积为I容器体积的二倍,则和I达到等效平衡,两容器中CO2的转化率相同,而实际上,II容器体积与I容器体积相等,所以压强更大,增大压强平衡逆向移动,所以达到平衡时,容器II中CO2的转化率比容器I中的小,故C正确;
D.I与Ⅲ极限转化后起始量相同,若温度相同,则二者达到等效平衡,容器I中CO2转化率为=71.4%,则容器III中的CO的转化率为1-71.4%=28.6%,而实际上Ⅲ
中温度更高,该反应正反应为吸热反应,温度升高平衡正向移动,即向生成CO的方向移动,所以III中的CO的转化率要小于28.6%,故D错误;
故答案为C。
【点睛】利用等效平衡原理分析问题时,先假设一个能达到等效平衡虚拟状态,再分析实际情况与虚拟状态相比改变的条件是什么,平衡会如何移动。
第II卷
注意事项:
1.用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。
2.本卷共4题,共64分。
13.2019年的化学诺贝尔奖颁给了为锂电池研究作出贡献的三位科学家,其研究的是两种常见锂电池:一种是采用镍钴锰酸锂Li(NiCoMn)O2或镍钴铝酸锂为正极的“三元材料锂电池”;另一种是采用磷酸铁锂(LiFePO4)为正极的电池。请回答下列问题:
(1)利用FeSO4、(NH4)2HPO4、LiOH为原料以物质的量之比1∶1∶1反应生成LiFePO4,该化学反应方程式为________________________________________________。
(2)Mn位于元素周期表的_____区(填“s”或“p”或“d”或“ds”或“f”),基态钴原子的未成对电子数为__________,1mol [CoCl (NH3)5] Cl2 中含σ键数目为______NA。
(3)磷元素可以形成多种含氧酸H3PO4、H3PO2、H3PO3、HPO3,这四种酸中酸性最强的是_________________。PO43-的空间构型是_______,中心原子的杂化方式是______。
(4)PH3是_____________分子(填“极性”或“非极性”),其在水中的溶解性比NH3小,原因是______________________________________________________________。
(5)硫化锂Li2S(摩尔质量Mg∙mol-1)的纳米晶体是开发先进锂电池的关键材料,硫化锂的晶体为反萤石结构,其晶胞结构如图。若硫化锂晶体的密度为ag·cm-3,则距离最近的两个S2-的距离是_______________nm。(用含a、M、NA的计算式表示)
【答案】(1). FeSO4+(NH4)2HPO4+LiOH=LiFePO4+(NH4)2SO4+H2O (2). 3 (3). d (4). 21 (5). HPO3 (6). 正四面体 (7). sp3 (8). 极性 (9). NH3能与水分子形成氢键,而PH3不能,所以在水中的溶解性PH3小 (10).
【详解】(1)已知反应物为FeSO4、(NH4)2HPO4、LiOH且物质的量之比为1:1:1,即计量数之比为1:1:1,已知产物有LiFePO4,根据元素守恒可得方程式为:FeSO4+(NH4)2HPO4+LiOH=LiFePO4+(NH4)2SO4+H2O;
(2)Mn位于元素周期表的第四周期第ⅦB族,属于d区;Co元素是27号元素,基态Co原子核外电子排布式为:[Ar]3d74s2,3d上有3个成对电子;[CoCl (NH3)5] Cl2 中Cl-和5个NH3与Co3+之间形成6个配位键,为σ键,每个氨气分子中每个氢原子和氮原子之间形成一个σ键,共6+5×3=21个,所以1mol [CoCl (NH3)5] Cl2 中含σ键数目为21NA;
(3)H3PO4、H3PO2、H3PO3、HPO3可改写成(HO)3PO、(HO)2PO、(HO)3P、(HO)PO2,非羟基氧原子个数分别为1、1、0、2,非羟基氧数目越多,酸性越强,则酸性最强的是,HPO3;PO43-的中心原子价层电子对数为=4,不含孤电子对,所以为正四面体构型,采取sp3杂化;
(4)PH3空间构型为三角锥性,P原子位于顶点,所以正负电荷中心不重合,为极性分子;NH3能与水分子形成氢键,而PH3不能,所以在水中的溶解性PH3小;
(5)根据均摊法,晶胞中X的个数为=4,Y的个数为8,该晶体的化学式为Li2S,所以X代表S2-,Y代表Li+,根据晶胞结构示意图可知,距离最近的两个S2-的距离为面对角线的一半,已知晶胞的密度为ag·cm-3,晶胞的质量m=g,则晶胞的棱长为 ,所以距离最近的两个S2-的距离为nm。
14.布洛芬(Ibuprofen)为非甾体抗炎药,具有镇痛、抗炎作用。其合成路线如下:
请回答下列问题:
(1)A→B的反应类型为_____________ B的分子式为_____________
(2)C中所含官能团的名称为________________
(3)苯中混有A,除杂试剂为_____________,分离方法为______________
(4)检验D中官能团的化学方程式_________________________________________________反应类型为_____________________
(5)比E少4个碳原子的E的同系物,其符合下列条件的同分异构体有_______种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为________________
①遇FeCl3溶液显紫色 ②苯环上只有两个互为对位的取代基
③1mol该物质与足量的金属钠反应产生1mol H2 ④双键碳原子上不连羟基
(6)请结合题中所给信息和所学知识以和CH3CH2OH为原料(其它无机试剂任选)合成______________________________________________________。
【答案】(1). 取代反应 (2). C12H16O (3). 醚键、酯基 (4). 高锰酸钾酸性溶液、NaOH溶液 (5). 分液 (6). +2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O+3H2O
(与银氨溶液反应也可) (7). 氧化反应 (8). 5 (9). (10).
【分析】(6)对比和CH3CH2OH与产物的结构可知需要先将转化为,在与乙醇酯化即可。
【详解】(1)对比A和B的结构简式可知A中苯环上氢原子被代替,所以为取代反应;根据B的结构简式可知B的分子式为C12H16O;
(2)C的官能团为醚键、酯基;
(3)A为苯的同系物,侧链为烷基可以被酸性高锰酸钾氧化,生成苯甲酸,所以苯中混有A时可用高锰酸钾酸性溶液、NaOH溶液除去A,A反应生成苯甲酸钠可溶于水,与苯分层,再采用分液的方法分离即可;
(4)D中官能团为醛基,可以与新制的氢氧化铜悬浊液作用生成砖红色沉淀,方程式为+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O+3H2O,属于氧化反应;
(5)E的分子式为C13H18O2,则比E少4个碳原子的同系物的分子式为C9H10O2,其同分异构体满足:
①遇FeCl3溶液显紫色,说明含有酚羟基;
②苯环上只有两个互为对位的取代基,其中一个必为羟基,则另一个取代基为-C3H5O;
③1mol该物质与足量金属钠反应产生1mol H2,且另一取代基上只有一个氧原子,说明除酚羟基之外还有一个羟基;
④双键碳原子上不连羟基,则满足条件的结构有:、、、、共五种,其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为;
(6)根据分析可知需要先将转化为,与题目所给B得到E的流程相似,所以合成路线为。
【点睛】第5题同分异构体的寻找为本题难点,通过分析可知,苯环上另一个侧链为-C3H5O,有1个不饱和度,除了双键结构,还可以是环状结构,学生容易忽略。
15.某化学小组在实验室选用下图所示装置 (夹持装置略)采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2。
已知:①乙醚的熔点为-116.3℃,沸点为34.6℃。
②Mg和Br2反应非常剧烈,放出大量的热;MgBr2具有强吸水性;MgBr2能与乙醚发生反应 MgBr2 +3C2H5OC2H5MgBr2 • 3C2H5OC2H5。
③不考虑氮气与镁的反应
实验主要步骤如下:
I.选用上述部分装置,正确连接,检查装置的气密性。向装置中加入药品。
II.加热装置A,迅速升温至140℃,并保持140℃加热一段时间,停止加热。
III.通入干燥的氮气,使溴分子缓慢进入装置B中,直至完全加入。
IV.装置B中反应完毕后恢复至室温,过滤,将滤液转移至干燥的烧瓶中,在冰水中冷却,析出晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗产品。
V.用苯洗涤粗产品,过滤,得三乙醚合溴化镁,将其加热至160℃分解得无水 MgBr2。
请回答下列问题:
(1)装置A中使用仪器m的优点是________________________________________。
(2)步骤I中所选装置的正确连接顺序是a _______________ (填小写字母),装置D的作用是___________________________________________________________。
(3)若加热装置A一段时间后发现忘记加入碎瓷片,应该采取的正确操作是________________________________________________。
(4)实验中不能用干燥空气代替干燥N2,原因是___________________________________;
(5)有关步骤V的说法,正确的是___________;
A 可用95%的乙醇代替苯溶解粗品 B 洗涤晶体可选用0℃的苯
C 加热至160℃的主要目的是除去苯 D 该步骤的目的是除去乙醚和可能残留的溴
(6)为测定产品的纯度(假定杂质不参与反应),可用EDTA (简写为Y4-,无色)标准溶液滴定,以络黑T为指示剂(pH=6.3~11.6时显蓝色,pH>11.6时显橙色)。已知: Mg2+与络黑T形成的配合物(Mg2+-络黑T)呈酒红色,Mg2+与Y4-形成的MgY2-为无色;在pH约为9的缓冲溶液中滴定,反应的离子方程式为:Mg2+ + Y4-=MgY2-, Mg2+-络黑T+Y4- =MgY2- +络黑T。
①判断滴定终点的现象为___________________________________________.
②测定前,先称取0.2500g无水MgBr2产品,溶解后,加人2滴络黑T试液作指示剂,用0. 0500 mol·L-1 EDTA标准溶液滴定至终点,消耗EDTA标准溶液25. 00 mL,则测得无水MgBr2产品的纯度是_________(以质量分数表示)。
(7)实验中若温度控制不当,装置B中会产生CH2Br—CH2Br。请设计实验验证 CH2Br—CH2Br的存在:从反应后的混合物中分离提纯得到待测样品,___________________
_______________________________________________________________。(补全实验操作)
【答案】(1). 使系统内压强相等,便于液体顺利流下 (2). efbcg(ef可颠倒,bc可颠倒) (3). 防止倒吸 (4). 停止加热,冷却后补加碎瓷片 (5).
防止镁屑与氧气反应生成的MgO阻碍Mg和Br2的反应 (6). BD (7). 当滴加最后一滴EDTA标准溶液时,溶液由酒红色变为蓝色,且半分钟内溶液颜色保持不变 (8). 92% (9). 取少量样品于试管中,加入NaOH溶液,加热,再加入稀硝酸酸化,滴加AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成,证明有CH2Br-CH2Br。其它合理答案也可
【分析】根据实验步骤,首先需要利用装置A制取乙醚,反应温度为140℃,乙醚会成为气体,将乙醚通入装置B中进行反应,镁和溴反应剧烈,可以在A和B之间连接D装置作为安全瓶,防止倒吸;之后需要通入干燥的氮气将溴吹入B装置进行反应,为控制反应剧烈程度,可选用E装置来通氮气。
【详解】(1)仪器m为恒压滴液漏斗,可以使系统内压强相等,便于液体顺利流下;
(2)根据分析可知装置A中生成乙醚后,需要先连接安全瓶,e进气或f进气均可,之后需要连接B装置,在装置内进行反应,b进或c进均可,之后连接E装置,所以连接顺序为efbcg(ef可颠倒,bc可颠倒);D装置作为安全瓶,防止倒吸;
(3)若忘记加入碎瓷片,需停止加热,冷却后补加碎瓷片;
(4)空气中有氧气,镁屑与氧气反应生成的MgO会阻碍Mg和Br2的反应;
(5)A.已知:MgBr2具有强吸水性,95%的乙醇中有水,不能用95%的乙醇代替,故A错误;
B.为降低产品的溶解损耗,洗涤晶体可选用0℃的苯,故B正确;
C.加热至160℃的主要目的是分解乙醚合溴化镁得到溴化镁,故C错误;
D.溴化镁和乙醚的反应为可逆反应,完全反应后有剩余的乙醚和可能残留的溴,用苯可以洗去,故D正确;
综上所述选BD;
(6)①根据滴定原理,用EDTA(简写为Y4-)标准溶液滴定溴化镁,以铬黑T(简写为In)为指示剂,则指示剂与Mg2+形成酒红色MgIn-,当EDTA与Mg2+反应完全,溶液显示铬黑T的蓝色,故终点为:滴入最后一滴EDTA标准液时,溶液由酒红色变为蓝色,且半分钟内保持不变;
②依据方程式Mg2++Y4-=MgY2-,溴化镁的物质的量=0.0500mol/L×0.025L=0.00125mol,则溴化镁的质量为0.00125mol×184g/mol=0.23g,则无水MgBr2产品的纯度是×100%=92%;
(7)1,2-二溴乙烷可以在NaOH水解生成NaBr,Br-可与硝酸银反应生成氮黄色沉淀,据此可以设计实验:取少量样品于试管中,加入NaOH溶液,加热,再加入稀硝酸酸化,滴加AgNO3溶液,有淡黄色沉淀生成,证明有CH2Br-CH2Br。
16.甲胺铅碘(CH3NH3PbI3)用作全固态钙钛矿敏化太阳能电池的敏化剂,可由CH3NH2、PbI2及HI为原料合成,回答下列问题:
(1)制取甲胺的反应为CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g) ΔH。已知该反应中相关化学键的键能数据如下:
共价键
C—O
H—O
N—H
C—N
C—H
键能/kJ·mol-1
351
463
393
293
414
则该反应的ΔH=________kJ·mol-1。
(2)上述反应中所需的甲醇工业上利用水煤气合成CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0。在一定条件下,将1 mol CO和2 mol H2通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示:
①平衡时,M点CH3OH的体积分数为10%,则CO的转化率为___________。
②X轴上a点的数值比b点________ (填“大”或“小”)。某同学认为上图中Y轴表示温度,你认为他判断的理由是_________________________________________________________。
(3)工业上可采用CH3OHCO+2H2 来制取高纯度的CO和H2。我国学者采用量子力学方法,通过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面上甲醇制氢的反应历程,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。
甲醇(CH3OH)脱氢反应的第一步历程,有两种可能方式:
方式 A:CH3OH* →CH3O* +H* Ea= +103.1kJ·mol-1
方式 B:CH3OH* →CH3* +OH* Eb= +249.3kJ·mol-1
由活化能E值推测,甲醇裂解过程主要历经的方式应为_______(填A、B)。
下图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。
该历程中,放热最多的步骤的化学方程式为_________________________________________。
(4)PbI2与金属锂以LiI-Al2O3固体为电解质组成锂碘电池,其结构示意图如下,电池总反应可表示为:2Li+PbI2=2LiI+Pb,则b极上的电极反应式为:_________________________。
(5)CH3NH2的电离方程式为CH3NH2+H2OCH3NH3++OH-电离常数为kb,已知常温下pkb=-lgkb=3.4,则常温下向CH3NH2溶液滴加稀硫酸至c(CH3NH2)=c(CH3NH3+)时,溶液pH=__________。
【答案】(1). -12 (2). 25% (3). 小 (4). 随着Y值的增大,φ(CH3OH)减小,平衡CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)向逆反应方向进行,故Y为温度 (5). A (6). CHO*+3H*=CO*+4H*(或CHO*=CO*+H*) (7). PbI2+2e-=Pb+2I- 或PbI2+2e-+2Li+=Pb+2LiI (8). 10.6
【详解】(1)反应热等于反应物总键能减去生成物总键能,则CH3OH(g)+NH3(g)⇌CH3NH2(g)+H2O(g)的△H=[351+414×3+463+393×3-(414×3+293+393×2-463×2)]kJ/mol=-12kJ/mol;
(2)①初始投料为1 mol CO和2 mol H2,设转化的CO的物质的量为x,列三段式有:
CH3OH的体积分数为10%,则有=10%,解得x=0.25mol,所以CO的转化率为=25%;
② X表示压强,该反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,则CH3OH的体积分数φ(CH3OH)也越大,b点CH3OH的体积分数φ(CH3OH)大于a点CH3OH的体积分数φ(CH3OH),则X轴上a点的数值比b点小;由图可知,随着Y值减小,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)增大,该反应是放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)也越大,故Y表示温度;
(3)方式A所需活化能更低,反应速率更快,更容易进行,所以甲醇裂解过程主要历经方式应为A;由图象可知,相对能量从112降至-65时,放出的热量最多,放热最多的步骤的化学方程式为CHO*+3H*=CO*+4H*(或CHO*=CO*+H*);
(4)根据电池总反应可知Li被氧化,应为负极,则b即正极,得电子发生还原反应,根据总反应可知电极反应为PbI2+2e-=Pb+2I- 或PbI2+2e-+2Li+=Pb+2LiI;
(5)根据题意kb==10-3.4,所以当c(CH3NH2)=c(CH3NH3+)时,溶液中c(OH-)=10-3.4mol/L,则c(H+)=10-10.6mol/L,所以pH=10.6。
【点睛】焓变=反应物总键能-生成物总键能=正反应活化能-逆反应活化能;反应的活化能越低,反应越容易发生,反应速率越快。