(2)c(A,起)=
=0.04mol/L,由v(A)可得Δc(A)=0.018mo1/L,c(A,末)=c(A,起)−Δc(A)=0.022mo1/L;或直接写"三段式”可得计算所需数据;因体积没变,加入的氩气不引起各物质浓度变化,因而转化率不变;(3)a,b,d本来就是不会随反应变化的量,不能作为平衡的标志。
答案:
(1)
<
(2)0.0220.0980%80%(3)c(4)2.5
16.(9分)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2,电解质为KOH溶液。
某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示:
回答下列问题:
(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为、;
(2)闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生,其中b电极上得到的是,电解氯化钠溶液的总反应方程式为;
(3)若每个电池甲烷通入量为1L(标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电最为
(法拉第常数F=9.65×104C∙mol-1,列式计算),最多能产生的氯气体积为
L(标准状况)。
【解析】
(1)总反应式为:
CH4+2O2+2OH-=CO32−+3H2O,正极反应式为2O2+4H2O+8e-=8OH-则负极反应式由总反应式减正极反应式得到;
(2)三个池可看出一二两池为串联的电源,其中甲烷与氧气反应甲烷是还原剂,所在电极为负极,因而与之相连的b电极为阴极,产生的气体为氢气;(3)lmol甲烷氧化失去电子8mol,电量为8×965000C,因题中虽有两个燃料电池,但电子的传递只能用一个池的甲烷量计算,1L为1/22.4mol,可求电量;甲烷失电子是Cl-失电子数的8倍,则得到氢气为4L(CH4——8Cl-——4Cl2)
答案:
(1)2O2+4H2O+8e-=8OH-,CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
(2)H22NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
(3)
×8×9.65×104C·mol-1=3.45×104C4L
17.(9分)实验室制备1,2一二溴乙烷的反应原理如下:
CH3CH2OH
CH2=CH2
CH2=CH2+Br2
BrCH2CH2Br
可能存在的主要副反应有:
乙醇在浓硫酸的存在下在140℃脱水生成乙醚。
用少量溴和足量的乙醇制备1,2一二溴乙烷的装置如下图所示:
有关数据列表如下:
乙醇
1,2−二溴乙烷
乙醚
状态
无色液体
无色液体
无色液体
密度/g·cm-3
0.79
2.2
0.71
沸点/℃
78.5
132
34.6
熔点/℃
−130
9
−116
回答下列问题:
(1)在此制备实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右。
其最主要目的是:
(填正确选项前的字母)
a.引发反应b.加快反应速度
c.防止乙醇挥发d.减少副产物乙醚生成
(2)在装里C中应加入,其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体:
(填正确选项前的字母)
a.水b.浓硫酸
c.氢氧化钠溶液d.饱和碳酸氢钠溶液
(3)判断该制备反应已经结束的最简单方法是:
(4)将1,2二溴乙烷粗产品置于分漏斗中加水,振荡后静置,产物应在层(填“上”、“下”)
(5)若产物中有少量未反应的Br2,最好用洗涤除去;(填正确选项前的字母)
a.水b.氢氧化钠溶液c.碘化钠溶液d.乙醇
(6)若产物中有少量副产物乙醚,可用的方法除去;
(7)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是;但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是。
【解析】
(2)根据题中暗示,当然是选碱来吸收酸性气体;(3)制备反应是溴与乙烯的反应,明显的现象是溴的颜色褪尽;(4)1,2-二溴乙烷的密度大于水,因而在下层;(6)根据表中数据,乙醚沸点低,可通过蒸馏除去,(不能用蒸发,乙醚不能散发到空气中)(7)溴易挥发,冷水可减少挥发。
但如果用冰水冷却会使产品凝固而堵塞导管。
答案:
(1)d
(2)c(3)溴的颜色完全褪去(4)下(5)b
(6)蒸馏(7)避免溴大量挥发;产品1,2-二溴乙烷的沸点低,过度冷却会凝固而堵塞导管。
18−I(6分)下列化合物在核磁共振氢谱中能出现两组峰,且其峰面积之比为3:
1的有
A.乙酸异丙酯B.乙酸叔丁酯
C.对二甲苯D.均三甲苯
【解析】A选项有三种氢;B选项有两种氢,个数比为9∶3;C选项有两种氢,个数比为6∶4,D选项有两种氢,个数比为9∶3
答案:
BD
18−Ⅱ(14分)化合物A是合成天然橡胶的单体,分子式为C5H8。
A的一系列反应如下(部分反应条件略去):
已知:
回答下列问题:
(l)A的结构简式为:
,化学名称是;
(2)B的分子式为:
;
(3)②的反应方程式为;
(4)①和③的反应类型分别是,;
(5)C为单溴代物,分子中有两个亚甲基,④的化学方程式为;
(6)A的同分异构体中不含聚集双烯(C=C=C)结构单元的链状烃还有种,
写出其中互为立体异构体的化合物的结构简式。
【解析】从C5H8可推知其不饱和度为2,是合成天然橡胶单体,框图中还有暗示,则A为异戊二烯。
分解A、B合成的产物:
则A为
,B为
,反应①与溴反应,且产物只增加了2个溴原子,为C−C双键的加成反应,但经反应②后却增加了2个碳碳双键,所以反应②只能是消去反应的结果。
反应③的条件有些怪,不会是加成反应,且题中提示产物C为单溴代物,且有两个亚甲基,则只能是取代,还只能是在环上与酯基相连的那个碳上才符合题目要求,则C的结构简式为
;这个结构在氢氧化钠
水溶液下水解再酸化,反应④就简单了。
(6)小题中异构体要注意立体异构,这在后
面的提问中做出了明确的提示,但题中并没有要求只写二烯烃异构,因而还得注炔类的异
构,这些异构体的碳链结构为:
共七种,除本身外有六种。
答案:
⑴
2−甲基−1,3−丁二烯(异戊二烯)⑵C5H8O2
⑶
⑷加成反应取代反应
⑸
⑹6
[选修3——物质结构与性质]
19-I(6分)下列有关元素锗及其化合物的叙述中正确的是
A.锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳
B.四氯化锗与四氯化碳分子都是四面体构型
C.二氧化锗与二氧化碳都是非极性的气体化合物
D.锗和碳都存在具有原子晶体结构的单质
【解析】A选项中锗是金属而碳是非金属元素,第一电离能当然低于碳;B选项中都应该是分子晶体,分子构型相同;C选项明显有错,金属的氧化物不可能为气体化合物
答案:
BD
19-II(14分)铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝,广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。
回答下列问题:
(1)铜原子基态电子排布式为;
(2)用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。
对金属铜的测定得到以下结果:
晶胞为面心立方最密堆积,边长为361pm。
又知铜的密度为9.00g∙cm-1,则铜晶胞的体积是
cm3、晶胞的质量是g,阿伏加德罗常数为(列式计算,已知Ar(Cu)=63.6);
(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物,这两种化合物都可用于催化乙炔聚合,其阴离子均为无限长链结构(如下图),a位置上Cl原子的杂化轨道类型为。
已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3,另一种的化学式为;
(4)金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,其原因是,反应的化学方应程式为。
【解析】
(2)体积是a3;质量=体积×密度;一个体心晶胞含4个原子,则摩尔质量=
×晶胞质量×NA,可求NA;(3)Cu有+1、+2两种价,题中是+2价的,那+1价的表达当然是K2CuC13;(4)单独不反应,同时作用能反应,回答得说相互促进,分别作用就说一个氧化剂一个能形成配离子。
还原剂是铜,氧化剂是过氧化氢,这方程式不难写,
答案:
⑴1s22s22p63s23p63d104s1⑵4.70×10−234.23×10−22
NA=
=6.01×1023mol-1
⑶sp3K2CuCl3⑷过氧化氢为氧化剂,氨与Cu形成配离子,两者相互促进使反应进行。
Cu+H2O2+4NH3=Cu(NH3)42++2OH-
【选修2——化学与技术】
20−I(6分)污水经过一级、二级处理后,还含有少量Cu2+,Hg2+,Pb2+重金属离子,可加入沉淀剂使其沉淀。
下列物质不能作为沉淀剂的是
A.氨水B.硫化氢气体,
C.硫酸钠溶液D.纯碱溶液、
【解析】题目要求就是生成沉淀,后加的试剂均要求过量。
加氨水会有络合离子的生成,不能全生成沉淀;硫化氢与重金属离子都会有沉淀生成;纯碱加入可调节pH值,使重金属离子沉淀。
答案:
AC
20-II(14分)合成氨的流程示意图如下:
回答下列问题:
(1)工业合成氨的原料是氮气和氢气。
氮气是从空气中分离出来的,通常使用的两种分离方法是,;氢气的来源是水和碳氢化合物,写出分别采用煤和天气为原料制取氢气的化学反应方程式,;
(2)设备A中含有电加热器,触媒和热交换器,设备A的名称是,其中发生的化学反应方程式为;
(3)设备B的名称是,其中m和n是两个通水口,入水口是(填“m”或“n”)。
不宜从相反方向通水的原因是;
(4)设备C的作用是;
(5)在原料气制备过程中混有的CO对催化剂有毒害作用,欲除去原料气中的CO,可通过如下反应来实现:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)
已知1000K时该反应的平衡常数K=0.627,若要使CO的转化超过90%,则起始物中c(H2O):
c(CO)不低于。
【解析】
(1)直接来自于教材;
(2)合成氨设备合成塔;(3)冷凝分离产品设备为冷凝器,入水口
应该在下面,因逆向冷凝效果好;(4)分离器是气一一固分离用设备,(5)拟转化率为90%为基淮做计算,用平衡常数求水与一氧化碳浓度比。
设CO,H2O起始浓度分别为x,ymol/L
y:
x=13.8只要水更多一些,则转化率会超过90%
答案:
(1)液化、分馏与碳反应后除去CO2
C+H2O
CO+H2CH4+H2O
CO+3H2
(2)合成(氨)塔N2(g)+3H2
2NH3
(3)冷却塔(或冷凝器)n
高温气体由冷却塔的上端进入,冷却水从下端进入,逆向冷却效果好
(4)将液氨与未反应的原料气分离(5)13.8