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文檔簡介
2023年湖南卷化學高考真題
一、選擇題:本題共14小題,每小題3分,共42分。在每小題給出的四個選項中,只有一
項是符合題目要求的。
1.中華文化源遠流長,化學與文化傳承密不可分。下列說法錯誤的是
青銅器“四羊方尊,,的主要材質為合金
B.長沙走馬樓出土的竹木簡牘主要成分是纖維素
蔡倫采用堿液蒸煮制漿法造紙,該過程不涉及化學變化
D.銅官窯彩瓷是以黏土為主要原料,經高溫燒結而成
【答案】C
【解析】
【詳解】A.四羊方尊由青銅制成,在當時銅的冶煉方法還不成熟,銅中常含有一些雜質,因此青銅屬合金
范疇,A正確;
B.竹木簡牘由竹子、木頭等原料制成,竹子、木頭的主要成分為纖維素,B正確;
C.蔡倫用堿液制漿法造紙,將原料放在堿液中蒸煮,原料在堿性環境下發生反應使原有的粗漿纖維變成細
漿,該過程涉及化學變化,C錯誤;
D.陶瓷是利用黏土在高溫下燒結定型生成硅酸鋁,D正確;
故答案選C。
2.下列化學用語表述錯誤的是
A.HC1O的電子式:H*O*C1?
B.中子數為10的氧原子:I。
C.NH3分子的VSEPR模型:
2s
D.基態N原子的價層電子排布圖:血
【答案】C
【解析】
【詳解】A.HC1O中O元素成負化合價,在結構中得到H和C1共用的電子,因此HC1O的電子式為
H:O:C1:A正確;
B.中子數為10,質子數為8的O原子其相對原子質量為10+8=18,其原子表示為[O,B正確;
C.根據VSEPR模型計算,NH3分子中有1對故電子對,N還連接有3和H原子,因此NH3的VSEPR模
型為四面體型,C錯誤;
?JS.
D.基態N原子是價層電子排布為2s22P3,其電子排布圖為鹵,D正確;
故答案選C。
3.下列玻璃儀器在相應實驗中選用不合理的是
⑤⑥
A.重結晶法提純苯甲酸:①②③B.蒸儲法分離CH2cb和CCL:③⑤⑥
C.濃硫酸催化乙醇制備乙烯:③⑤D.酸堿滴定法測定NaOH溶液濃度:④⑥
【答案】A
【解析】
【詳解】A.粗苯甲酸中含有少量氯化鈉和泥沙,需要利用重結晶來提純苯甲酸,具體操作為加熱溶解、趁
熱過濾和冷卻結晶,此時利用的玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒,A選項裝置選擇不合理;
B.蒸播法需要用到溫度計以測量蒸汽溫度、蒸儲燒瓶用來盛裝混合溶液、錐形瓶用于盛裝收集到的微分,
B選項裝置選擇合理;
C.濃硫酸催化制乙烯需要控制反應溫度為170℃,需要利用溫度計測量反應體系的溫度,C選項裝置選擇
合理;
D.酸堿滴定法測定NaOH溶液濃度是用已知濃度的酸液滴定未知濃度的堿液,酸液盛裝在酸式滴定管中,
D選項裝置選擇合理;
故答案選Ao
4.下列有關物質結構和性質的說法錯誤的是
A.含有手性碳原子的分子叫做手性分子
B.鄰羥基苯甲醛的沸點低于對羥基苯甲醛的沸點
C.酰胺在酸或堿存在并加熱的條件下可發生水解反應
D.冠醒(18-冠-6)的空穴與K+尺寸適配,兩者能通過弱相互作用形成超分子
【答案】D
【解析】
【詳解】A.手性分子中含有手性碳原子,可以利用分子中知否含有手性碳原子區分物質是否含有手性,A
正確;
B.鄰羥基苯甲醛中含有分子內氫鍵,分子內氫鍵可以降低物質的熔沸點,因此鄰羥基苯甲醛的熔沸點低于
對羥基苯甲醛的熔沸點,B正確;
C.酰胺在酸性條件下反應生成短基和氨基,在堿性條件下反應生成技酸鹽和氨氣,二者均為水解反應,C
正確;
D.冠醒(18-冠-6)的空穴大小為260?320pm,可以適配K+(276pm)、Rb+(304pm),冠醒與離子之間以配位鍵
的形式結合,屬強相互作用,D錯誤;
故答案選D。
5.下列有關電極方程式或離子方程式錯誤的是
A.堿性鋅錦電池的正極反應:MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-
2++
B.鉛酸蓄電池充電時的陽極反應:Pb+2H2O-2e-=PbO2+4H
+2+3
C.K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中:K+Fe+[Fe(CN)6]-=KFe[Fe(CN)6];
D.TiCL加入水中:TiC14+(x+2)H2O=TiO2-xH2Ol+4H++4C「
【答案】B
【解析】
【詳解】A.堿性鋅鏡電池放電時正極得到電子生成MnO(OH),電極方程式為MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH-,
A正確;
+
B.鉛酸電池在充電時陽極失電子,其電極式為:PbSO4-2e+2H2O=PbO2+4H+SO^,B錯誤;
C.K3[Fe(CN)6]用來鑒別Fe2+生成滕氏藍沉淀,反應的離子方程式為K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]J,
C正確;
D.TiC14容易與水反應發生水解,反應的離子方程式為TiC14+(x+2)H2O=TiO2xH2O[+4H++4Cl-,D正確;
故答案選B。
6.日光燈中用到的某種熒光粉的主要成分為3W3(ZX4)2-WY2。已知:X、Y、Z和W為原子序數依次增大的
前20號元素,W為金屬元素?;鶓BX原子s軌道上的電子數和p軌道上的電子數相等,基態X、Y、Z原
子的未成對電子數之比為2:1:3。下列說法正確的是
A,電負性:X>Y>Z>W
B.原子半徑:X<Y<Z<W
C.Y和W的單質都能與水反應生成氣體
D.Z元素最高價氧化物對應的水化物具有強氧化性
【答案】C
【解析】
【分析】根據題中所給的信息,基態X原子s軌道上的電子式與P軌道上的電子式相同,可以推測X為O
元素或Mg元素,由熒光粉的結構可知,X主要形成的是酸根,因此X為0元素;基態X原子中未成鍵電
子數為2,因此Y的未成鍵電子數為1,又因X、Y、Z、W的原子序數依次增大,故Y可能為F元素、Na
元素、A1元素、C1元素,因題目中給出W為金屬元素且熒光粉的結構中Y與W化合,故Y為F元素或
C1元素;Z原子的未成鍵電子數為3,又因其其原子序大于Y,故Y應為F元素、Z其應為P元素;從熒
光粉的結構式可以看出W為某+2價元素,故其為Ca元素;綜上所述,X、Y、Z、W四種元素分別為0、
F、P、Ca,據此答題。
【詳解】A.電負性用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小,根據其規律,同一周期從左到右依
次增大,同一主族從上到下依次減小,故四種原子的電負性大小為:Y>X>Z>W,A錯誤;
B.同一周期原子半徑從左到右依次減小,同一主族原子半徑從上到下依次增大,故四種原子的原子半徑大
小為:Y<X<Z<W,B錯誤;
C.F2與水反應生成HF氣體和02,Ca與水反應生成氫氧化鈣和氫氣,二者均可以生成氣體,C正確;
D.Z元素的最高價氧化物對應的水化物為H3P04,幾乎沒有氧化性,D錯誤;
故答案選C。
7.取一定體積的兩種試劑進行反應,改變兩種試劑的滴加順序(試劑濃度均為O.lmoLLT),反應現象沒有
明顯差別的是
選項試劑①試劑②
A氨水AgNC)3溶液
BNaOH溶液加2由。4)3溶液
CH2c2O4溶液酸性KMnO4溶液
DKSCN溶液FeCl3溶液
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【解析】
【詳解】A.向氨水中滴加AgNC)3溶液并振蕩,由于開始時氨水過量,振蕩后沒有沉淀產生,發生的反應
為AgNO3+2NH3-H2O=Ag(NH3)2NO3+2H2。;向AgNC>3溶液中滴加氨水并振蕩,開始時生成白色
沉淀且沉淀逐漸增多,發生的反應為AgNOs+NHs-HzOnAgOHJ+NH,NOs;當氨水過量后,繼續滴加
氨水沉淀逐漸減少直至沉淀完全溶解,發生的反應為AgOH+2NH3-H2O=Ag(NH3)2OH+2H2。,因此,
改變兩種試劑的滴加順序后反應現象有明顯差別,A不符合題意;
B.向NaOH中滴加A12(SC)4)3溶液并振蕩,由于開始時NaOH過量,振蕩后沒有沉淀產生,發生的反
應為8NaOH+Al?(SO)?=2NaAl()2+3Na2SO4+4H2O;向A12(SO4)3溶液中滴加NaOH并振蕩,
開始時生成白色沉淀且沉淀逐漸增多,發生的反應為6NaOH+Al2(SO4)3=2A1(OH)3J+3Na2SO4;當
NaOH過量后,繼續滴加NaOH沉淀逐漸減少直至沉淀完全溶解,發生的反應為
NaOH+Al(OH)3=NaA102+2H2O,因此,改變兩種試劑的滴加順序后反應現象有明顯差別,B不符合
題意;
C.向H2c2O4溶液中滴加酸性KM11O4溶液并振蕩,由于開始時H2c?。4是過量的,KMnO,可以被
H2c2O4完全還原,可以看到紫紅色的溶液褪為無色,發生的反應為
5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=2MnS04+K2S04+10C02T+8H2O;向KMnO4溶液中滴加酸性
H2c2O4溶液并振蕩,由于開始時KM11O4是過量的,KM11O4逐漸被H2c2O4還原,可以看到紫紅色的
溶液逐漸變淺,最后變為無色,因此,改變兩種試劑的滴加順序后反應現象有明顯差別,C不符合題意;
D.向KSCN溶液中滴加FeCL溶液,溶液立即變為血紅色;向FeCy溶液中滴加KSCN溶液,溶液同樣
立即變為血紅色,因此,改變兩種試劑的滴加順序后反應現象沒有明顯差別,D符合題意;
綜上所述,本題選D。
8.葡萄糖酸鈣是一種重要的補鈣劑,工業上以葡萄糖、碳酸鈣為原料,在澳化鈉溶液中采用間接電氧化反
應制備葡萄糖酸鈣,其陽極區反應過程如下:
CHOCOOHCOO-
H--OHH--OH
HO--HCaCO3HO--H
Ca2+
H--OHH--OH
H--OHH--OH
CHOH
CH2OH_2_2
葡萄糖酸葡萄糖酸鈣
下列說法錯誤的是
A.澳化鈉起催化和導電作用
B.每生成Imol葡萄糖酸鈣,理論上電路中轉移了2moi電子
C.葡萄糖酸能通過分子內反應生成含有六元環狀結構的產物
D,葡萄糖能發生氧化、還原、取代、加成和消去反應
【答案】B
【解析】
【詳解】A.由圖中信息可知,澳化鈉是電解裝置中的電解質,其電離產生的離子可以起導電作用,且B「
在陽極上被氧化為Br2,然后B「2與H2O反應生成HBrO和BL,HBrO再和葡萄糖反應生成葡萄糖酸和
Br.,澳離子在該過程中的質量和性質保持不變,因此,澳化鈉在反應中起催化和導電作用,A說法正確;
B.由A中分析可知,2moiBr「在陽極上失去2mol電子后生成ImolBr?,ImolBr2與H2。反應生成
ImolHBrO,ImolHBrO與Imol葡萄糖反應生成Imol葡萄糖酸,Imol葡萄糖酸與足量的碳酸鈣反應可生
成0.5mol葡萄糖酸鈣,因此,每生成1mol葡萄糖酸鈣,理論上電路中轉移了4mol電子,B說法不正確;
C.葡萄糖酸分子內既有竣基又有羥基,因此,其能通過分子內反應生中六元環狀結構的酯,C說法正確;
D.葡萄糖分子中的1號C原子形成了醛基,其余5個C原子上均有羥基和H;醛基上既能發生氧化反應
生成竣基,也能在一定的條件下與氫氣發生加成反應生成醇,該加成反應也是還原反應;葡萄糖能與酸發
生酯化反應,酯化反應也是取代反應;羥基能與其相連的C原子的鄰位C上的H(P-H)發生消去反應;
綜上所述,葡萄糖能發生氧化、還原、取代、加成和消去反應,D說法正確;
綜上所述,本題選B。
9.處理某銅冶金污水(含CM+、Fe3\Zn2\Ap+)的部分流程如下:
石灰乳Na2s溶液
I4I
污水一”混合槽I沉淀池I_卜昆合槽n|—』沉淀池n|―-出水
沉渣I沉渣n
已知:①溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
Fe(OH)3)
物質CU(OH)2Zn(OH2AI(OH)3
開始沉淀pH1.94.26.23.5
完全沉淀pH3.26.78.246
-36-24
②Ksp(CuS)=6.4xlO,Ksp(ZnS)=1.6xlO。
下列說法錯誤的是
A.“沉渣I”中含有Fe(OH)3和A1(OH)3
B.Na2s溶液呈堿性,其主要原因是S2-+H2OUHS-+OH-
2+
c(Cu)12
C.“沉淀池H”中,當C/+和ZY+完全沉淀時,溶液中一—充4=4.0x1072
clZn)
D.“出水”經陰離子交換樹脂軟化處理后,可用作工業冷卻循環用水
【答案】D
【解析】
【分析】污水中含有銅離子、三價鐵離子、鋅離子、鋁離子,首先加入石灰乳除掉三價鐵離子和鋁離子,
過濾后,加入硫化鈉除去其中的銅離子和鋅離子,再次過濾后即可達到除去其中的雜質,以此解題。
【詳解】A.根據分析可知氫氧化鐵當pH=1.9時開始沉淀,氫氧化鋁當pH=3.5時開始沉淀,當pH=4時,
則會生成氫氧化鋁和氫氧化鐵,即“沉渣I”中含有Fe(OH)3和A1(OH)3,A正確;
B.硫化鈉溶液中的硫離子可以水解,產生氫氧根離子,使溶液顯堿性,其第一步水解的方程式為:
2
S-+H2O^HS-+OH--B正確;
C.當銅離子和鋅離子完全沉淀時,則硫化銅和硫化鋅都達到了沉淀溶解平衡,則
c(Cu2+)c(Cu2+).cS)Ksp(CuS)6.4x10F,“12「市陶
2+2+224
c(Zn)-c(Zn)-c(S)—Ksp(CuS)—1.6xW-'角;
D.污水經過處理后其中含有較多的鈣離子,故“出水”應該經過陽離子交換樹脂軟化處理,達到工業冷卻循
環用水的標準后,才能使用,D錯誤;
故選D。
10.油畫創作通常需要用到多種無機顏料。研究發現,在不同的空氣濕度和光照條件下,顏料雌黃(As2s3)
褪色的主要原因是發生了以下兩種化學反應:
空氣,紫外光
//~AS2O3+H2s2O3
As2s3(s)
、空氣,自然光
HASO+HSO
II3424
下列說法正確的是
A.S2。:和SOj的空間結構都是正四面體形
B.反應I和n中,元素As和s都被氧化
-1](()、)
c.反應I和n中,參加反應的一7-^—-:I<n
n(H2O)
D,反應I和II中,氧化ImolAs2s3轉移的電子數之比為3:7
【答案】D
【解析】
【詳解】A.S?。,的中心原子S形成的4個◎鍵的鍵長不一樣,故其空間結構不是正四面體形,A錯誤;
B.As2s3中As的化合價為+3價,反應I產物AS2O3中As的化合價為+3價,故該過程中As沒有被氧化,
B錯誤;
紫外光
C.根據題給信息可知,反應I的方程式為:2As2S3+6O2+3H2O----------2AS2O3+3H2S2O3,反應II的
自然光n(O.)
方程式為:ASS+7O+6HO^—2ASO+3HSO,則反應I和II中,參加反應的二、:
232223223
n(-H-2)
I>ILC錯誤;
D.As2s3中As為+3價,S為-2價,在經過反應I后,As的化合價沒有變,S變為+2價,則lmolAs2S3失
電子3x4mol=12mol;在經過反應II后,As變為+5價,S變為+6價,則ImolAs2s3失電子
2x2mol+3x8mol=28mol,則反應I和II中,氧化ImolAs2s3轉移的電子數之比為3:7,D正確;
故選D。
11.科學家合成了一種高溫超導材料,其晶胞結構如圖所示,該立方晶胞參數為apm。阿伏加德羅常數的
值為NA。下列說法錯誤的是
A.晶體最簡化學式為KCaB6c6
B.晶體中與K+最近且距離相等的Ca?+有8個
C.晶胞中B和C原子構成的多面體有12個面
32
217x103
D.晶體的密度為,3—g-cm
aN
【答案】C
【解析】
【詳解】A.根據晶胞結構可知,其中K個數:8x-=l,其中Ca個數:1,其中B個數:12x;=6,其中C
82
個數:12xg=6,故其最簡化學式為KCaB6c6,A正確;
B.根據晶胞結構可知,K+位于晶胞體心,Ca位于定點,則晶體中與K+最近且距離相等的Ca?+有8個,
B正確;
C.根據晶胞結構可知,晶胞中B和C原子構成的多面體有14個面,C錯誤;
217
D.根據選項A分析可知,該晶胞最簡化學式為KCaB6c6,則1個晶胞質量為:—g,晶胞體積為
2.17x1032
a3xl0-30cm3,則其密度為,------g-cm-3,D正確;
aN
故選C。
12.常溫下,用濃度為O.OZOOmol.L-1的NaOH標準溶液滴定濃度均為0.0200mol-I71的HC1和
V(標準溶液)
的混合溶液,滴定過程中溶液的隨⑺
CH3coOHpHn=vj待測溶液,)的變化曲線如圖所示。下列說法
錯誤的是
A.Ka(CH3coOH)約為IO"476
+
B.點a:c(Na)=c(cr)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.點b:c(CH3coOH)<c(CH3coer)
D.水的電離程度:a<b<c<d
【答案】D
【解析】
【分析】NaOH溶液和HC1、CH3coOH混酸反應時,先與強酸反應,然后再與弱酸反應,由滴定曲線可知,
a點時NaOH溶液和HC1恰好完全反應生成NaCl和水,CH3co0H未發生反應,溶質成分為NaCl和
CH3coOH;b點時NaOH溶液反應掉一半的CH3coOH,溶質成分為NaCl、CH3coOH和CH3coONa;c
點時NaOH溶液與CH3coOH恰好完全反應,溶質成分為NaCl、CH3coONa;d點時NaOH過量,溶質成
分為NaCl、CH3coONa和NaOH,據止匕解答。
+338
【詳解】A.由分析可知,a點時溶質成分為NaCl和CH3coOH,c(CH3COOH)=0.01OOmol/L,c(H)=lOmol/L,
c(H+)c(CH3coeF)
Ka(CH3coOH)=10476,故A正確;
c(CH3coOH)0.01
B.a點溶液為等濃度的NaCl和CH3coOH混合溶液,存在物料守恒關系
+
c(Na)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO),故B正確;
C.點b溶液中含有NaCl及等濃度的CH3coOH和CH3coONa,由于pH<7,溶液顯酸性,說明CH3coOH
的電離程度大于CH3coO-的水解程度,貝Uc(CH3coOH)<c(CH3co0-),故C正確;
D.c點溶液中CH3coO-水解促進水的電離,d點堿過量,會抑制水的電離,則水的電離程度c>d,故D錯
誤;
答案選D。
13.向一恒容密閉容器中加入ImolCHd和一定量的H?。,發生反應:
n(CHj、
的平衡轉化率按不同投料比
CH4(g)+H2O(g)-CO(g)+3H2(g)CH4Xx=隨溫度的變
n(H2O)?
化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是
%
、
榔
7
)
理
題
斗
S
H寸
O
A.X]<x2
B.反應速率:Vb正〈V。正
C.點a、b、c對應的平衡常數:Ka<Kb=Kc
D.反應溫度為E,當容器內壓強不變時,反應達到平衡狀態
【答案】B
【解析】
【詳解】A.一定條件下,增大水的濃度,能提高CH4的轉化率,即x值越小,CH4的轉化率越大,則X]<X2,
故A正確;
B.b點和c點溫度相同,CH4的起始物質的量都為Imol,b點x值小于c點,則b點加水多,反應物濃度
大,則反應速率:Vb正〉V。正,故B錯誤;
C.由圖像可知,x一定時,溫度升高CH4的平衡轉化率增大,說明正反應為吸熱反應,溫度升高平衡正向
移動,K增大;溫度相同,K不變,則點a、b、c對應的平衡常數:Ka<Kb=Kc,故C正確;
D.該反應為氣體分子數增大的反應,反應進行時壓強發生改變,所以溫度一定時,當容器內壓強不變時,
反應達到平衡狀態,故D正確;
答案選B。
14.N2H,是一種強還原性的高能物質,在航天、能源等領域有廣泛應用。我國科學家合成的某Ru(II)催
+
化齊4(用[L-Ru-NH3]表示)能高效電催化氧化NH3合成N2H4,其反應機理如圖所示。
+
2[L-RU-NH2]2[L-RU-NH2]
(M):------二
下列說法錯誤的是
A.'(11)被氧化至區!1(111)后,配體NH3失去質子能力增強
B.M中Ru的化合價為+3
C.該過程有非極性鍵的形成
D.該過程的總反應式:4NH3-2e-=N2H4+2NH:
【答案】B
【解析】
【詳解】A.Ru(n)被氧化至Ru(m)后,[L-Ru-NH3『+中的Ru帶有更多的正電荷,其與N原子成鍵
后,Ru吸引電子的能力比Ru(H)強,這種作用使得配體NH3中的N—H鍵極性變強且更易斷裂,因此
其失去質子(H+)的能力增強,A說法正確;
B.1<11(11)中口11的化合價為+2,當其變為Ru(III)后,Ru的化合價變為+3,Ru(III)失去2個質子后,N
--|+
原子產生了1個孤電子對,Ru的化合價不變;M為L-Ru-AH?,當[L-Ru-NH?『變為M時,
N原子的孤電子對拆為2個電子并轉移給Rui個電子,其中Ru的化合價變為+2,因此,B說法不正確;
C.該過程M變為[L—Ru—NH2—NH?—Ru—L廣時,有N—N鍵形成,N—N是非極性鍵,C說法正
確;
D.從整個過程來看,4個NH3失去了2個電子后生成了1個N2H4和2個NH:,Ru(H)是催化劑,因
此,該過程的總反應式為4NH3-2e-=N2H4+2NH:,D說法正確;
綜上所述,本題選B。
二、非選擇題:本題共4小題,共58分。
15.金屬Ni對H2有強吸附作用,被廣泛用于硝基或鍛基等不飽和基團的催化氫化反應,將塊狀Ni轉化成
多孔型雷尼Ni后,其催化活性顯著提高。
己知:①雷尼Ni暴露在空氣中可以自燃,在制備和使用時,需用水或有機溶劑保持其表面“濕潤”;
②鄰硝基苯胺在極性有機溶劑中更有利于反應的進行。
某實驗小組制備雷尼Ni并探究其催化氫化性能的實驗如下:
步驟1:雷尼Ni的制備
步驟2:鄰硝基苯胺的催化氫化反應
反應的原理和實驗裝置圖如下(夾持裝置和攪拌裝置略)。裝置I用于儲存H2和監測反應過程。
QLN02雷尼N;
N\雷尼Ni
沙懸浮液
裝置1裝置II
回答下列問題:
(1)操作(a)中,反應的離子方程式是
(2)操作(d)中,判斷雷尼Ni被水洗凈的方法是_______;
(3)操作(e)中,下列溶劑中最有利于步驟2中氫化反應的是;
A.丙酮B,四氯化碳C.乙醇D.正己烷
(4)向集氣管中充入H2時,三通閥的孔路位置如下圖所示:發生氫化反應時,集氣管向裝置II供氣,此
時孔路位置需調節為;
向集氣管中沖入H2電)
集氣管向裝置II供氣◎短缶比
ABCD
(5)儀器M的名稱是;
(6)反應前應向裝置II中通入N2一段時間,目的是;
(7)如果將三頸瓶N中的導氣管口插入液面以下,可能導致的后果是;
(8)判斷氫化反應完全的現象是0
【答案】(1)2A1+2OH-+2H2O=2A1O/+3H2T
(2)取最后一次洗滌液于試管中,滴加幾滴酚酰,如果溶液不變粉紅色,則證明洗滌干凈,否則沒有洗滌
干凈(3)C
(4)C(5)恒壓滴液漏斗
(6)排除裝置中的空氣,防止雷尼Ni自燃
(7)管道中氣流不穩,不利于監測反應過程
(8)集氣管中液面不再改變
【解析】
【分析】本題一道工業流程兼實驗的綜合題,首先用氫氧化鈉溶液溶解鎂鋁合金中的鋁,過濾后先后用堿
和水來洗滌固體保,隨后加入有機溶劑制得雷尼銀懸浮液,用于步驟2中鄰硝基苯胺的催化氫化,以此解
題。
【小問1詳解】
鋁可以和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和氫氣,離子方程式為:2A1+2OH-+2H2O=2A1O[+3H2?;
【小問2詳解】
由于水洗之前是用堿洗,此時溶液顯堿性,故可以用酸堿指示劑來判斷是否洗凈,具體方法為,取最后一
次洗滌液于試管中,滴加幾滴酚醐,如果溶液不變粉紅色,則證明洗滌干凈,否則沒有洗滌干凈;
【小問3詳解】
根據題給信息可知,鄰硝基苯胺在極性有機溶劑中更有利于反應的進行,在丙酮,四氯化碳,乙醇,正己
烷中極性較強的為乙醇,故選C;
【小問4詳解】
向集氣管中充入H2時,氫氣從左側進入,向下進入集氣管,則當由集氣管向裝置II供氣,此時孔路位置需
調節為氣體由下方的集氣管,向右進入裝置II,故選C;
【小問5詳解】
由圖可知,儀器M的名稱是恒壓滴液漏斗;
【小問6詳解】
根據題給信息可知,雷尼Ni暴露在空氣中可以自燃,故反應前向裝置II中通入N2一段時間,目的是排除
裝置中的空氣,防止雷尼Ni自燃;
【小問7詳解】
如果將三頸瓶N中的導氣管口插入液面以下,則會在三頸瓶中產生氣泡,從而導致管道中氣流不穩,不利
于監測反應過程;
【小問8詳解】
反應完成后,氫氣不再被消耗,則集氣管中液面不再改變。
16.聚苯乙烯是一類重要的高分子材料,可通過苯乙烯聚合制得。
I.苯乙烯的制備
(1)已知下列反應的熱化學方程式:
21
1
①C6H5c2H5(g)+yO2(g)=8CO2(g)+5H2O(g)AH1=-4386.9kJ-mor
1
②C6H5cH=CH2(g)+10O2(g)=8CO2(g)+4H2O(g)AH2=-4263.IkJ-mor
1
③H2(g)+1o2(g)=H2O(g)AH3=-241.8kJ-mol
1
計算反應④C6H5c2H5(g)uC6H5cH=CH2(g)+H2(g)的溫=kJ.mor;
(2)在某溫度、lOOkPa下,向反應器中充入Imol氣態乙苯發生反應④,其平衡轉化率為50%,欲將平衡
轉化率提高至75%,需要向反應器中充入mol水蒸氣作為稀釋氣(計算時忽略副反應);
(3)在913K、lOOkPa下,以水蒸氣作稀釋氣。Fez。?作催化劑,乙苯除脫氫生成苯乙烯外,還會發生
如下兩個副反應:
⑤C6H5c2H5(g)UC6H6(g)+CH2=CH2(g)
⑥C6H5c2H5(g)+H2(g)uC6H5cH3(g)+CH4(g)
以上反應體系中,芳香燒產物苯乙烯、苯和甲苯的選擇性
S(s=轉化為愿注野氏苯的量X100%)隨乙苯轉化率的變化曲線如圖所示,其中曲線b代表
已轉化的乙苯總量
的產物是,理由是;
(4)關于本反應體系中催化劑Fe2()3的描述錯誤的是;
AX射線衍射技術可測定Fe2O3晶體結構
B.Fez。?可改變乙苯平衡轉化率
C.Fe203降低了乙苯脫氫反應的活化能
D.改變Fez。?顆粒大小不影響反應速率
II.苯乙烯的聚合
苯乙烯聚合有多種方法,其中一種方法的關鍵步驟是某Cu(I)的配合物促進C6H5cH2X(引發劑,X表示
鹵素)生成自由基C6H5cH2、實現苯乙烯可控聚合。
(5)引發劑C6H5cH2。、C6H5CH2Br>C6H5cH中活性最高的是;
(6)室溫下,①Cu+在配體L的水溶液中形成[Cu(L),了,其反應平衡常數為K;②CuBr在水中的溶度
積常數為Ksp。由此可知,CuBr在配體L的水溶液中溶解反應的平衡常數為(所有方程式中計量系
數關系均為最簡整數比)。
【答案】(1)+118
(2)5(3)①.苯②.反應④為主反應,反應⑤⑥為副反應,苯乙烯的選擇性最大;在恒溫
恒壓下,隨乙苯轉化率的增大,反應⑤正向移動,反應⑥不移動,則曲線b代表產物苯(4)BD
(5)C6H5cH2cl
(6)KKp
【解析】
【小問1詳解】
根據蓋斯定律,將①-②-③可得C6H5c2H5(g)UC6H5cH=CH2(g)+H2(g)
A774=-4386.9kJ/mol-(-4263.1kJ/mol)-(-241.8kJ/mol)=+118kJ/mol;答案為:+118;
【小問2詳解】
設充入H20(g)物質的量為xmol;在某溫度、lOOkPa下,向反應器中充入Imol氣態乙苯發生反應④。乙苯
C6H5c2H5(g)uC6H5CH=CH2(g)+H2(g)
〃(起始)(mol)100
的平衡轉化率為50%,可列三段式2、、,;,此時平衡
〃(轉化)(mol)0.50.50.5
〃(平衡)(mol)0.50.50.5
時混合氣體總物質的量為1.5mol,此時容器的體積為V;當乙苯的平衡轉化率為75%,可列三段式
C6H5c2H5(g)uC6H5CH=CH2(g)+H2(g)
〃(起始)(mol)100
,此時乙苯、苯乙烯、H2物質的量之和為1.75mol,
〃(轉化Xmol)0.750.750.75
〃(平衡)(mol)0.250.750.75
混合氣的總物質的量為(L75+x)mol,在恒溫、恒壓時,體積之比等于物質的量之比,此時容器的體積為
(0.75.
,0.5,2(1.75+x/
175+X(句)1
-——V;兩次平衡溫度相同,則平衡常數相等,則一米一=一號又一,解得x=5;答案為:5;
V1.75+Xy
1.5
【小問3詳解】
曲線a芳香燒產物的選擇性大于曲線b、c芳香燒產物的選擇性,反應④為主反應,反應⑤⑥為副反應,則
曲線a代表產物苯乙烯的選擇性;反應④⑤的正反應為氣體分子數增大的反應,反應⑥的正反應是氣體分
子數不變的反應;在913K、lOOkPa(即恒溫恒壓)下以水蒸氣作稀釋氣,乙苯的轉化率增大,即減小壓強,
反應④⑤都向正反應方向移動,反應⑥平衡不移動,故曲線b代表的產物是苯;答案為:苯;反應④為主
反應,反應⑤⑥為副反應,苯乙烯的選擇性最大;在恒溫恒壓下,隨乙苯轉化率的增大,反應⑤正向移動,
反應⑥不移動,則曲線b代表產物苯;
【小問4詳解】
A.測定晶體結構最常用的儀器是X射線衍射儀,即用X射線衍射技術可測定Fe2C>3晶體結構,A項正確;
B.催化劑不能使平衡發生移動,不能改變乙苯的平衡轉化率,B項錯誤;
C.催化劑能降低反應的活化能,加快反應速率,故Fe2O3可降低乙苯脫氫反應的活化能,C項正確;
D.催化劑顆粒大小會影響接觸面積,會影響反應速率,D項錯誤;
答案選BDo
【小問5詳解】
電負性Cl>Br>L則極性C—C1鍵〉C—Br鍵〉C—I鍵,則C6H5cH2cl更易生成自由基,即活性最高的
是C6H5cH2C1;答案為:C6H5cH2C1;
【小問6詳解】
Cu+在配體L的水溶液中形成[CU(L)2]+,則Cu++2LU[Cu(L)2「的平衡常數K=[;CuBr在水中
c(Cu)-c(L)
+
的溶度積常數Ksp=c(Cu+)?c(Br);CuBr在配體L的水溶液中溶解反應為CuBr+2L#[Cu(L)2]+Br,該反應的
平衡常數為嶇嗎+警等2水時;答案為:KW
17.超純Ga(CH3)3是制備第三代半導體的支撐源材料之一,近年來,我國科技工作者開發了超純純化、超
純分析和超純灌裝一系列高新技術,在研制超純Ga(CH3)3方面取得了顯著成果,工業上以粗錢為原料,制
備超純Ga(CH3)3的工藝流程如下:
機Ga
力納Mu
戕沿
已知:①金屬Ga的化學性質和A1相似,Ga的熔點為29.8℃;
②Et2。(乙醛)和NR3(三正辛胺)在上述流程中可作為配體;
③相關物質的沸點:
物質Ga(CH)EtO
332CH3INR3
沸點/℃55.734.642.4365.8
回答下列問題:
(1)晶體Ga(CH3)3的晶體類型是;
(2)“電解精煉”裝置如圖所示,電解池溫度控制在40-45℃的原因是,陰極的電極反應式為
(3)“合成Ga(CH3)3(Et2O)”工序中的產物還包括Mgl2和CH3MgI,寫出該反應的化學方程式::
(4)“殘渣”經純水處理,能產生可燃性氣體,該氣體主要成分是、
(5)下列說法錯誤的是;
A.流程中Et?。得到了循環利用
B.流程中,“合成Ga2Mg5”至“工序X”需在無水無氧的條件下進行
C.“工序X”的作用是解配Ga(CH3)3(NR3),并蒸出Ga(CH3)3
D.用核磁共振氫譜不能區分Ga(CHs)3和CH3I
(6)直接分解Ga(CH3)3(Et2。)不能制備超純Ga(CHs)3,而本流程采用“配體交換”工藝制備超純
Ga(CH3}的理由是;
(7)比較分子中的C-Ga-C鍵角大小:Ga(CH3)3Ga(CH3%(Et2。)(填或"="),其原
因是O
【答案】(1)分子晶體
(2)①.保證Ga為液體,便于純Ga流出②.Ga3++3e-Ga
;
(3)8CH3l+2Et2O+Ga2Mg5=2Ga(CH3)3(Et2O)+3Mgl2+2CH3MgI
(4)CH4(5)D
(6)NR3沸點較高,易與Galans分離,EtQ的沸點低于Ga(CHs)3,一起氣化,難以得到超純Ga(限)3
(7)①.>②.Ga(CH3)3中Ga為sp2雜化,所以為平面結構,而Ga(CH3)3(Et2。)中Ga為sp3雜化,
所以為四面體結構,故夾角較小
【解析】
【分析】以粗錢為原料,制備超純Ga(CH3)3,粗Ga經過電解精煉得到純Ga,Ga和Mg反應生產Ga2Mg5,
Ga2Mg5和CH3I、Et2。反應生成Ga(CH3%(Et2O)、MgL和CRMgL然后經過蒸發溶劑、蒸儲,除去殘
渣MgL、CH3MgL加入NR3進行配體交換、進一步蒸出得到超純Ga(CH3)3,a2O重復利用,據此解答。
【小問1詳解】
晶體Ga(CH3)3的沸點較低,晶體類型是分子晶體;
【小問2詳解】
電解池溫度控制在40-45℃可以保證Ga為液體,便于純Ga流出;粗Ga在陽極失去電子,陰極
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