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2025年北京高考真題化學(xué)試題
一、單選題
1.我國(guó)科研人員在研究嫦娥五號(hào)返回器帶回的月壤時(shí),發(fā)現(xiàn)月壤鈦鐵礦(FeTiO3)存在亞納米孔道,吸附并儲(chǔ)存了大
量來(lái)自太陽(yáng)風(fēng)的氫原子。加熱月壤鈦鐵礦可生成單質(zhì)鐵和大量水蒸氣,水蒸氣冷卻為液態(tài)水儲(chǔ)存起來(lái)以供使用。下
列說(shuō)法不正確...的是
A.月壤鈦鐵礦中存在活潑氫
B.將地球上開采的鈦鐵礦直接加熱也一定生成單質(zhì)鐵和水蒸氣
C.月壤鈦鐵礦加熱生成水蒸氣的過程中發(fā)生了氧化還原反應(yīng)
D.將獲得的水蒸氣冷卻為液態(tài)水的過程會(huì)放出熱量
【答案】B
【詳解】
A.月壤鈦鐵礦中的氫來(lái)自太陽(yáng)風(fēng),以原子態(tài)吸附,屬于活潑氫,A正確;
B.地球上的鈦鐵礦若未吸附足夠氫原子,根據(jù)原子守恒可知,加熱可能無(wú)法生成水蒸氣,因此“一定生成”的說(shuō)法
錯(cuò)誤,B錯(cuò)誤;
C.生成水時(shí)H被氧化(0→+1),F(xiàn)e被還原(如+3→0),存在化合價(jià)變化,屬于氧化還原反應(yīng),C正確;
D.水蒸氣液化是物理變化,但會(huì)釋放熱量,D正確;
故選B。
2.下列化學(xué)用語(yǔ)或圖示表達(dá)不正確...的是
A.乙醇的分子模型:B.BF3的VSEPR模型:
102
C.S的原子結(jié)構(gòu)示意圖:D.基態(tài)30Zn原子的價(jià)層電子排布式:3d4s
【答案】C
【詳解】
A.乙醇的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH2OH,分子模型為:,A正確;
1
B.BF3分子中B原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3+(3-1×3)=3,無(wú)孤電子對(duì),其空間構(gòu)型和VSEPR模型均為平面三角形,
2
B正確;
C.S的原子有16個(gè)電子,結(jié)構(gòu)示意圖,C錯(cuò)誤;
D.鋅是30號(hào)元素,基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3d104s2,價(jià)電子排布式為3d104s2,D正確;
故選C。
3.下列說(shuō)法不正確...的是
A.糖類、蛋白質(zhì)和油脂均為天然高分子B.蔗糖發(fā)生水解反應(yīng)所得產(chǎn)物互為同分異構(gòu)體
C.蛋白質(zhì)在酶的作用下水解可得到氨基酸D.不飽和液態(tài)植物油通過催化加氫可提高飽和度
【答案】A
【詳解】
A.糖類中的單糖和二糖不是高分子,油脂也不是高分子,A錯(cuò)誤;
B.蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,二者分子式相同、結(jié)構(gòu)不同,互為同分異構(gòu)體,B正確;
C.蛋白質(zhì)水解的最終產(chǎn)物是氨基酸,酶作為催化劑促進(jìn)反應(yīng),C正確;
D.植物油含不飽和脂肪酸,催化加氫可減少雙鍵,提高飽和度,D正確;
故選A。
4.物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)決定其宏觀性質(zhì)。乙腈(CH3CN)是一種常見的有機(jī)溶劑,沸點(diǎn)較高,水溶性好。下列說(shuō)法不正確...
的是
A.乙腈的電子式:B.乙腈分子中所有原子均在同一平面
C.乙腈的沸點(diǎn)高于與其分子量相近的丙炔D.乙腈可發(fā)生加成反應(yīng)
【答案】B
【詳解】
A.乙腈中存在碳?xì)鋯捂I、碳碳單鍵和碳氮叁鍵,各原子均滿足穩(wěn)定結(jié)構(gòu),電子式正確,A正確;
B.乙腈中甲基碳原子是四面體結(jié)構(gòu),所有原子不可能共面,B錯(cuò)誤;
C.乙腈與乙炔都是分子晶體,乙腈是極性分子,乙炔是非極性分子,分子間作用力乙腈大于乙炔,沸點(diǎn)乙腈高于
乙炔,C正確;
D.乙腈中有碳氮叁鍵,能夠發(fā)生加成反應(yīng),D正確;
故選B。
+
5.下列反應(yīng)中,體現(xiàn)NH4還原性的是
A.NH4HCO3加熱分解有NH3生成
B.NH4Cl和NaNO2的混合溶液加熱有N2生成
C.Mg(OH)2固體在NH4Cl溶液中溶解
D.(NH4)2SO4溶液中滴加BaCl2溶液出現(xiàn)白色沉淀
【答案】B
【詳解】
A.NH4HCO3分解生成NH3,氮的氧化態(tài)保持-3,未發(fā)生氧化還原反應(yīng),A不符合題意;
+?+
B.NH4中的N(-3價(jià))與NO2中的N(+3價(jià))反應(yīng)生成N2(0價(jià)),NH4被氧化,體現(xiàn)還原性,B符合題意;
C.水溶液中,銨根離子可以直接結(jié)合氫氧化鎂弱電離的氫氧根離子,使沉淀溶解平衡向正向移動(dòng),則該氫氧化鎂
溶解過程,無(wú)化合價(jià)變化,沒有體現(xiàn)其還原性,C不符合題意;
+
D.(NH4)2SO4與BaCl2的沉淀反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng),NH4未參與氧化還原,D不符合題意;
故選B。
6.下列方程式與所給事實(shí)不相符...的是
+3+
A.用鹽酸除去鐵銹:Fe2O3?xH2O+6H=2Fe+(3+x)H2O
2+2-
B.用CuSO4溶液除去乙炔中的H2S:Cu+S=CuS↓
C.用乙醇處理廢棄的Na:2C2H5OH+2Na→2C2H5ONa+H2↑
D.將NO2通入水中制備硝酸:3NO2+H2O=2HNO3+NO
【答案】B
【詳解】
+3+
A.鐵銹的成分為Fe2O3·xH2O,能溶于鹽酸生成FeCl3和水,離子方程式為:Fe2O3·xH2O+6H=2Fe+(3+x)H2O,
A正確;
2++
B.H2S為弱酸,離子方程式不能拆成離子,離子方程式為:Cu+H2S=CuS↓+2H,B錯(cuò)誤;
C.乙醇與鈉反應(yīng)生成乙醇鈉和氫氣,化學(xué)方程式正確,C正確;
D.NO2與水反應(yīng)生成硝酸和NO,化學(xué)方程式正確,D正確;
故選B。
7.下列實(shí)驗(yàn)的相應(yīng)操作中,不正確...的是
A.制備并檢驗(yàn)SO2B.實(shí)驗(yàn)室制取O2
為防止有害氣體逸出,先放置浸NaOH溶液的棉實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),先把導(dǎo)管移出水面,再熄
團(tuán),再加熱滅酒精燈
C.分液D.蒸餾
先打開分液漏斗上方的玻璃塞,再打開下方的活
冷卻水從冷凝管①口通入,②口流出
塞
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【詳解】
A.銅與濃硫酸反應(yīng),生成二氧化硫,二氧化硫有毒會(huì)污染空氣,二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸?,可用氫氧化鈉溶液吸
收,所以為防止有害氣體逸出,先放置浸NaOH溶液的棉團(tuán),再加熱,A正確;
B.實(shí)驗(yàn)室制備氧氣時(shí),為了防止水槽中的水倒吸,實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),先把導(dǎo)管移出水面,再熄滅酒精燈,可避免試管
炸裂,B正確;
C.分液時(shí),為了使液體順利流下,需保持分液漏斗內(nèi)部和外界大氣壓相等,所以分液時(shí),先打開分液漏斗上方的
玻璃塞,再打開下方的活塞,將下層液體從下口放出,再將上層液體從上口倒出,操作方法正確,C正確;
D.蒸餾時(shí),為了更好的冷凝效果,冷凝水應(yīng):“下進(jìn)上出”,即②口通入,①口流出,操作方法錯(cuò)誤,D錯(cuò)誤;
故選D。
8.25°C時(shí),在濃NaOH溶液中通入過量Cl2,充分反應(yīng)后,可通過調(diào)控溫度從反應(yīng)后的固液混合物中獲得NaCl和NaClO
固體。已知:NaOH、NaClO、NaCl溶解度(S)隨溫度變化關(guān)系如下圖。
下列說(shuō)法不正確...的是
A.通入Cl2后開始發(fā)生反應(yīng):Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O
B.25℃時(shí),隨反應(yīng)進(jìn)行NaCl先析出
C.將反應(yīng)后的固液混合物過濾,濾液降溫可析出NaClO固體
D.在冷卻結(jié)晶的過程中,大量NaOH會(huì)和NaClO一起析出
【答案】D
【詳解】
A.氯氣與氫氧化鈉反應(yīng),生成氯化鈉,次氯酸鈉和水,開始發(fā)生反應(yīng)為Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O,A正確;
B.25℃時(shí),氯化鈉溶解度最小,隨反應(yīng)進(jìn)行,NaCl逐漸增多,則最先析出,B正確;
C.由于次氯酸鈉的溶解度隨溫度的變化趨勢(shì)較大,將反應(yīng)后的固液混合物過濾,濾液降溫可析出NaClO固體,C正
確;
D.由于氫氧化鈉的溶解度隨溫度的變化趨勢(shì)較小,次氯酸鈉的溶解度隨溫度的變化趨勢(shì)較大,在冷卻結(jié)晶的過程
中,NaClO會(huì)大量析出,氫氧化鈉則不會(huì),D錯(cuò)誤;
故選D。
9.依據(jù)下列事實(shí)進(jìn)行的推測(cè)正確的是
事實(shí)推測(cè)
ANaCl固體與濃硫酸反應(yīng)可制備HCl氣體NaI固體與濃硫酸反應(yīng)可制備HI氣體
BBaSO4難溶于鹽酸,可作“鋇餐”使用BaCO3可代替BaSO4作“鋇餐”
C鹽酸和NaHCO3溶液反應(yīng)是吸熱反應(yīng)鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
DH2O的沸點(diǎn)高于H2SHF的沸點(diǎn)高于HCl
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【詳解】
A.濃硫酸與NaCl反應(yīng)生成HCl主要是因?yàn)闈饬蛩岬姆悬c(diǎn)高,難揮發(fā),但濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,與NaI反應(yīng),氧
化I?生成I2,得不到HI,A錯(cuò)誤;
2+
B.BaSO4不溶于鹽酸,不會(huì)產(chǎn)生有毒的鋇離子,可做鋇餐使用,而BaCO3會(huì)與胃酸反應(yīng)生成有毒的Ba,不能替
代BaSO4,B錯(cuò)誤;
C.鹽酸與NaHCO3反應(yīng)吸熱是特例,而鹽酸與NaOH的中和反應(yīng)是典型的放熱反應(yīng),C錯(cuò)誤;
D.H2O因含有分子間氫鍵,沸點(diǎn)高于H2S,同理HF也含有分子間氫鍵,沸點(diǎn)高于HCl,D正確;
故選D。
10.乙烯、醋酸和氧氣在鈀(Pd)催化下高效合成醋酸乙烯酯(CH2=CHOOCCH3)的過程示意圖如下。
下列說(shuō)法不正確...的是
A.①中反應(yīng)為4CH3COOH+O2+2Pd→2Pd(CH3COO)2+2H2O
B.②中生成CH2=CHOOCCH3的過程中,有σ鍵斷裂與形成
C.生成CH2=CHOOCCH3總反應(yīng)的原子利用率為100%
D.Pd催化劑通過參與反應(yīng)改變反應(yīng)歷程,提高反應(yīng)速率
【答案】C
【詳解】
A.①中反應(yīng)物為CH3COOH、O2、Pd,生成物為H2O和Pd(CH3COO)2,方程式為:4CH3COOH+O2+2Pd→
2Pd(CH3COO)2+2H2O,A正確;
B.②中生成CH2=CHOOCCH3的過程中,有C-H斷開和C-O的生成,存在σ鍵斷裂與形成,B正確;
C.生成CH2=CHOOCCH3總反應(yīng)中有H2O生成,原子利用率不是100%,C錯(cuò)誤;
D.Pd是反應(yīng)的催化劑,改變了反應(yīng)的歷程,提高了反應(yīng)速率,D正確;
故選C。
11.為理解離子化合物溶解過程的能量變化,可設(shè)想NaCl固體溶于水的過程分兩步實(shí)現(xiàn),示意圖如下。
下列說(shuō)法不正確...的是
A.NaCl固體溶解是吸熱過程
B.根據(jù)蓋斯定律可知:a+b=4
C.根據(jù)各微粒的狀態(tài),可判斷a>0,b>0
D.溶解過程的能量變化,與NaCl固體和NaCl溶液中微粒間作用力的強(qiáng)弱有關(guān)
【答案】C
【分析】由圖可知,NaCl固體溶于水的過程分兩步實(shí)現(xiàn),第一步為NaCl固體變?yōu)镹a+和Cl-,此過程離子鍵發(fā)生斷
裂,為吸熱過程;第二步為Na+和Cl-與水結(jié)合形成水合鈉離子和水合氯離子的過程,此過程為成鍵過程,為放熱過
程。
【詳解】
A.由圖可知,NaCl固體溶解過程的焓變?yōu)棣3=+4kJ/mol,為吸熱過程,A正確;
B.由圖可知,NaCl固體溶于水的過程分兩步實(shí)現(xiàn),由蓋斯定律可知ΔH1=ΔH2+ΔH3,即a+b=4,B正確;
C.由分析可知,第一步為NaCl固體變?yōu)镹a+和Cl-,此過程離子鍵發(fā)生斷裂,為吸熱過程,a>0;第二步為Na+
和Cl-與水結(jié)合形成水合鈉離子和水合氯離子的過程,此過程為成鍵過程,為放熱過程,b<0,C錯(cuò)誤;
D.由分析可知,溶解過程的能量變化,卻決于NaCl固體斷鍵吸收的熱量及Na+和Cl-水合過程放出的熱量有關(guān),即
與NaCl固體和NaCl溶液中微粒間作用力的強(qiáng)弱有關(guān),D正確;
故選C。
12.為研究三價(jià)鐵配合物性質(zhì)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)(忽略溶液體積變化)。
-2+3-
已知:[FeCl4]為黃色、[Fe(SCN)]為紅色、[FeF6]為無(wú)色。
下列說(shuō)法不正確...的是
3+--
A.①中濃鹽酸促進(jìn)Fe+4Cl?[FeCl4]平衡正向移動(dòng)
2+-
B.由①到②,生成[Fe(SCN)]并消耗[FeCl4]
C.②、③對(duì)比,說(shuō)明c(Fe3+):②>③
D.由①→④推斷,若向①深黃色溶液中加入KI、淀粉溶液,溶液也無(wú)明顯變化
【答案】D
?1?
【分析】0.1mol·L的FeCl3溶液滴加數(shù)滴濃鹽酸,生成更多的[FeCl4],溶液黃色加深;繼續(xù)滴加1滴KSCN溶
?2+2+3?
液,[FeCl4]轉(zhuǎn)化為[Fe(SCN)],溶液變?yōu)榧t色;再加入NaF固體,[Fe(SCN)]轉(zhuǎn)化為[FeF6],溶液紅色褪去,
變?yōu)闊o(wú)色;再滴加KI溶液、淀粉溶液,無(wú)色溶液未見明顯變化,說(shuō)明I-未被氧化。
【詳解】
?3+--
A.①中滴加數(shù)滴濃鹽酸,試管溶液黃色加深,生成更多的[FeCl4],說(shuō)明濃鹽酸促進(jìn)Fe+4Cl?[FeCl4]平衡正
向移動(dòng),A正確;
?2+2+?
B.由①到②,溶液變?yōu)榧t色,說(shuō)明[FeCl4]轉(zhuǎn)化為[Fe(SCN)],即生成[Fe(SCN)]并消耗[FeCl4],B正確;
C.②、③溶液中,均存在平衡Fe3++SCN??[Fe(SCN)]2+,由于溫度不變,故該反應(yīng)的平衡常數(shù)不變,由于②、
③溶液中含有的初始SCN?濃度相同,且②溶液為紅色,③溶液為無(wú)色,故能說(shuō)明c(Fe3+):②>③,C正確;
D.類似C選項(xiàng)分析,由①→④推斷,溶液中的c(Fe3+)是越來(lái)越小的,若向①深黃色溶液中加入KI、淀粉溶液,
無(wú)法確定①中溶液中的Fe3+的含量是否能夠氧化I-,D錯(cuò)誤;
故選D。
13.一種生物基可降解高分子P合成路線如下。
下列說(shuō)法正確的是
A.反應(yīng)物A中有手性碳原子B.反應(yīng)物A與B的化學(xué)計(jì)量比是1:2
C.反應(yīng)物D與E生成P的反應(yīng)類型為加聚反應(yīng)D.高分子P可降解的原因是由于C—O鍵斷裂
【答案】A
【分析】A與B發(fā)生加成反應(yīng),結(jié)合A的分子式以及P的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,可推出A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,A與B反
應(yīng)生成D,由P的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,反應(yīng)物A與B的化學(xué)計(jì)量比是2:1;D與E反應(yīng)生成高聚物P和水。
【詳解】
A.反應(yīng)物A中有1個(gè)手性碳原子,如圖所示,A正確;
B.由分析可知,反應(yīng)物A與B的化學(xué)計(jì)量比是2:1,B錯(cuò)誤;
C.反應(yīng)物D與E反應(yīng)生成高聚物P和水,有小分子生成,為縮聚反應(yīng),C錯(cuò)誤;
D.由高分子P的結(jié)構(gòu)可知,P中的酰胺基易水解,導(dǎo)致高分子P可降解,即高分子P可降解的原因是由于C—N鍵
斷裂,D錯(cuò)誤;
故選A。
14.用電解Na2SO4溶液(圖1)后的石墨電極1、2探究氫氧燃料電池,重新取Na2SO4溶液并用圖2裝置按i→iv順序
依次完成實(shí)驗(yàn)。
實(shí)電壓
電極I電極Ⅱ關(guān)系
驗(yàn)/V
i石墨1石墨2a
新石
ii石墨1b
墨
a>d>c>b>0
新石
iii石墨2c
墨
iv石墨1石墨2d
下列分析不正確...的是
A.a(chǎn)>0,說(shuō)明實(shí)驗(yàn)i中形成原電池,反應(yīng)為2H2+O2=2H2O
B.b<d,是因?yàn)閕i中電極Ⅱ上缺少H2作為還原劑
C.c>0,說(shuō)明iii中電極I上有O2發(fā)生反應(yīng)
D.d>c,是因?yàn)殡姌OI上吸附H2的量:iv>iii
【答案】D
?+
【分析】按照?qǐng)D1電解Na2SO4溶液,石墨1為陽(yáng)極,發(fā)生反應(yīng)2H2O?4e=O2↑+4H,石墨1中會(huì)吸附少量氧
??
氣;石墨2為陰極,發(fā)生反應(yīng)2H2O+2e=H2↑+2OH,石墨2中會(huì)吸附少量氫氣;圖2中電極Ⅰ為正極,氧氣發(fā)
生還原反應(yīng),電極Ⅱ?yàn)樨?fù)極。
【詳解】
A.由分析可知,石墨1中會(huì)吸附少量氧氣,石墨2中會(huì)吸附少量氫氣,實(shí)驗(yàn)i會(huì)形成原電池,a>0,反應(yīng)為2H2+O2=2H2O,
A正確;
B.因?yàn)閕i中電極Ⅱ?yàn)樾率?,不含有H2,缺少H2作為還原劑,故導(dǎo)致b<d,B正確;
C.圖2中,電極Ⅰ發(fā)生還原反應(yīng),實(shí)驗(yàn)iii中新石墨可能含有空氣中的少量氧氣,c>0,說(shuō)明iii中電極I上有O2發(fā)
生反應(yīng),C正確;
D.d>c,實(shí)驗(yàn)iii與實(shí)驗(yàn)iv中電極Ⅰ不同,d>c,是因?yàn)殡姌OI上吸附O2的量:iv>iii,D錯(cuò)誤;
故選D。
二、解答題
15.通過MgCl2和[Mg(NH3)6]Cl2的相互轉(zhuǎn)化可實(shí)現(xiàn)NH3的高效存儲(chǔ)和利用。
(1)將Mg的基態(tài)原子最外層軌道表示式補(bǔ)充完整:。
(2)NH3分子中H—N—H鍵角小于109°28',從結(jié)構(gòu)角度解釋原因:。
(3)[Mg(NH3)6]Cl2的晶胞是立方體結(jié)構(gòu),邊長(zhǎng)為anm,結(jié)構(gòu)示意圖如下。
①[Mg(NH3)6]Cl2的配體中,配位原子是。
-1-3
②已知[Mg(NH3)6]Cl2的摩爾質(zhì)量為Mg?mol,阿伏加德羅常數(shù)為NA,該晶體的密度為g?cm。
(1nm=10-7cm)
(4)MgCl2和NH3反應(yīng)過程中能量變化示意圖如下。
①室溫下,MgCl2和NH3反應(yīng)生成[Mg(NH3)6]Cl2而不生成[Mg(NH3)]Cl2。分析原因:。
②從平衡的角度推斷利于[Mg(NH3)6]Cl2脫除NH3生成MgCl2的條件并說(shuō)明理由:。
【答案】
(1)
(2)CH4中碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,孤電子對(duì)數(shù)為0;NH3中氮原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,孤電子對(duì)數(shù)為1;孤電
子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥能力大于成鍵電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥能力,CH4分子中H-C-H的鍵角為109°28′,故
NH3分子中H-N-H的鍵角小于109°28′
4M21
(3)N3×10
aNA
(4)生成[Mg(NH3)6]Cl2的活化能更低根據(jù)MgCl2和NH3反應(yīng)過程中的能量變化示意圖可得到反應(yīng)的熱化
學(xué)方程式為MgCl2(s)+6NH3(g)=[Mg(NH3)6]Cl2(s)ΔH<0,該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體系數(shù)減小的放熱反應(yīng),故低壓高
溫有利于脫除NH3生成MgCl2。
【詳解】
(1)Mg是第12號(hào)元素,其基態(tài)最外層電子的電子排布式為3s2,故其基態(tài)原子最外層軌道表示式為:
。
(2)CH4中碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,孤電子對(duì)數(shù)為0;NH3中氮原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,孤電子對(duì)數(shù)為1;孤
電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥能力大于成鍵電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥能力,CH4分子中H-C-H的鍵角為109°28′,
故NH3分子中H-N-H的鍵角小于109°28′。
2+
(3)①[Mg(NH3)6]Cl2的內(nèi)界為[Mg(NH3)6],故其配體為NH3,由于N原子有孤電子對(duì),所以配位原子為N;
11
②根據(jù)均攤法,該晶胞中[Mg(NH)]2+的個(gè)數(shù)為8×+6×+1=4,Cl-的個(gè)數(shù)為8,故每個(gè)晶胞中含有4個(gè)
3682
4M
mg
晶胞NA4M21-3
[Mg(NH3)6]Cl2,則晶體的密度為ρ==-733=3×10g?cm。
V晶胞(a×10)cmaNA
(4)①由MgCl2和NH3反應(yīng)過程中的能量變化示意圖可知,反應(yīng)生成[Mg(NH3)6]Cl2的活化能更低,故室溫下易于
生成[Mg(NH3)6]Cl2;
②根據(jù)MgCl2和NH3反應(yīng)過程中的能量變化示意圖可得到反應(yīng)為放熱反應(yīng),即
MgCl2(s)+6NH3(g)=[Mg(NH3)6]Cl2(s)ΔH<0,該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體系數(shù)減小的放熱反應(yīng),脫除NH3生成MgCl2是
指逆反應(yīng)方向,故低壓高溫有利于脫除NH3生成MgCl2。
16.鉛酸電池是用途廣泛并不斷發(fā)展的化學(xué)電源。
(1)十九世紀(jì),鉛酸電池工作原理初步形成并延續(xù)至今。
放電
鉛酸電池工作原理:PbO2+Pb+2H2SO4?2PbSO4+2H2O
充電
①充電時(shí),陰極發(fā)生的電極反應(yīng)為。
②放電時(shí),產(chǎn)生a庫(kù)侖電量,消耗H2SO4的物質(zhì)的量為mol。已知:轉(zhuǎn)移1mol電子所產(chǎn)生的電量為96500庫(kù)
侖。
2-
③35%~40%H2SO4作為電解質(zhì)溶液性質(zhì)穩(wěn)定、有較強(qiáng)的導(dǎo)電能力,SO4參與電極反應(yīng)并有利于保持電壓穩(wěn)定。該
2-2-2-
體系中SO4不氧化Pb,SO4氧化性弱與其結(jié)構(gòu)有關(guān),SO4的空間結(jié)構(gòu)是。
④鉛酸電池儲(chǔ)存過程中,存在化學(xué)能的緩慢消耗:PbO2電極在H2SO4作用下產(chǎn)生的O2可將Pb電極氧化。O2氧化Pb發(fā)
生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
(2)隨著鉛酸電池廣泛應(yīng)用,需要回收廢舊電池材料,實(shí)現(xiàn)資源的再利用。回收過程中主要物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系示意圖如
下。
2+
①將PbSO4等物質(zhì)轉(zhuǎn)化為Pb的過程中,步驟I加入NaOH溶液的目的是。
②步驟Ⅱ、Ⅲ中H2O2和K2S2O8作用分別是。
(3)鉛酸電池使用過程中,負(fù)極因生成導(dǎo)電性差的大顆粒PbSO4,導(dǎo)致電極逐漸失活。通過向負(fù)極添加石墨、多孔碳
等碳材料,可提高鉛酸電池性能。碳材料的作用有(填序號(hào))。
a.增強(qiáng)負(fù)極導(dǎo)電性
b.增大負(fù)極材料比表面積,利于生成小顆粒PbSO4
c.碳材料作還原劑,使PbO2被還原
【答案】
a
(1)PbSO+2e-=Pb+SO2-正四面體形2Pb+O+2HSO=2PbSO+2HO
449650022442
(2)使硫酸鉛轉(zhuǎn)化為氫氧化鉛,便于后續(xù)的溶解H2O2的作用為還原劑,K2S2O8的作用為氧化劑
(3)ab
【詳解】
-2-
(1)①充電時(shí),陰極發(fā)生還原反應(yīng),PbSO4得到電子變成Pb,其發(fā)生的電極反應(yīng)為:PbSO4+2e=Pb+SO4;
a
②根據(jù)放電時(shí)的反應(yīng),每消耗1molH2SO4,轉(zhuǎn)移1mol電子;產(chǎn)生a庫(kù)倫電量,轉(zhuǎn)移的電子為mol,故消耗H2SO4
96500
a
的物質(zhì)的量為mol;
96500
1
③SO2-的中心原子S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4+(6+2?2×4)=4+0=4,故其空間結(jié)構(gòu)為正四面體形;
42
④Pb在H2SO4作用下與氧氣反應(yīng),會(huì)生成PbSO4和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Pb+O2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。
(2)廢舊鉛酸電池通過預(yù)處理得到PbSO4、PbO、PbO2;加入NaOH,使PbSO4轉(zhuǎn)化為Pb(OH)2,過濾得到Pb(OH)2、
2+
PbO、PbO2;若加入H2O2,在酸性條件下生成含Pb溶液,電解后生成Pb;若加入K2S2O8,在堿性條件下可生成
PbO2。
①由以上分析可知,加入NaOH,使PbSO4轉(zhuǎn)化為Pb(OH)2,過濾得到Pb(OH)2、PbO、PbO2,其目的是為了使硫
2-
酸鉛轉(zhuǎn)化為氫氧化鉛,便于后續(xù)的溶解SO4;
2+
②由以上分析可知,加入H2O2,在酸性條件下生成含Pb溶液,說(shuō)明PbO2被H2O2還原,故H2O2的作用為還原劑;
加入K2S2O8,在堿性條件下可生成PbO2,說(shuō)明Pb(OH)2、PbO被K2S2O8氧化,故K2S2O8的作用為氧化劑。
(3)由于負(fù)極會(huì)生成導(dǎo)電性差的大顆粒PbSO4,石墨可以導(dǎo)電,多孔碳可以增加負(fù)極材料的比表面積,故碳材料
的作用可以增強(qiáng)負(fù)極的導(dǎo)電性,且有利于生成小顆粒PbSO4,故a、b正確;
負(fù)極的主要材料是Pb,且電解質(zhì)環(huán)境為酸性,故負(fù)極不存在PbO2,碳材料不能使PbO2被還原,c錯(cuò)誤;
故選ab。
17.一種受體拮抗劑中間體P合成路線如下。
SOCl2
已知:①RCOOH→RCOCl
堿
②試劑a是。
(1)I分子中含有的官能團(tuán)是硝基和。
(2)B→D的化學(xué)方程式是。
(3)下列說(shuō)法正確的是(填序號(hào))。
a.試劑a的核磁共振氫譜有3組峰
b.J→K的過程中,利用了(CH3CH2)3N的堿性
c.F→G與K→L的反應(yīng)均為還原反應(yīng)
(4)以G和M為原料合成P分為三步反應(yīng)。
已知:
①M(fèi)含有1個(gè)sp雜化的碳原子。M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。
②Y的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。
(5)P的合成路線中,有兩處氨基的保護(hù),分別是:
①A→B引入保護(hù)基,D→E脫除保護(hù)基;
②。
【答案】
(1)氟原子(或碳氟鍵)、羧基
(2)
(3)bc
(4)
(5)E→F引入保護(hù)基,Y→P脫除保護(hù)基
【分析】
A為苯胺,與乙酸反應(yīng)得到B:,與濃硫酸和濃硝酸加熱發(fā)生消化反應(yīng)得到D:
,D水解得到E為,E與試劑a反應(yīng)得到F,F(xiàn)與H2發(fā)生還原反應(yīng)得到G,I
與SOCl2堿性條件下反應(yīng)得到J,J與CH3OH反應(yīng)得到K,根據(jù)K的分子式可以確定K為:
,K還原得到L,L進(jìn)一步反應(yīng)得到M,根據(jù)M的分子式可以確定M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:
,G與M經(jīng)過三步反應(yīng)得到P。
【詳解】
(1)I分子含有的官能團(tuán)為硝基、氟原子(或碳氟鍵)、羧基;
(2)B()與濃硫酸和濃硝酸加熱發(fā)生消化反應(yīng)得到D:,方程式為:
;
(3)a、試劑a中有一種等效氫原子,核磁共振氫譜顯示一組峰,a錯(cuò)誤;
b、J→生成有HCl,加入堿性物質(zhì)(CH3CH2)3N,與生成HCl反應(yīng),促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行,b正確;
c、根據(jù)分析F→G與K→L的反應(yīng)均為硝基轉(zhuǎn)化為氨基,為還原反應(yīng),c正確;
故選bc;
(4)
①根據(jù)M的分子式和M含有1個(gè)sp雜化的碳原子,得出M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:;
②M()與G在N=C雙鍵上先發(fā)生加成反應(yīng)得到X,X的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:
,X在堿性條件下脫除CH3OH得到Y(jié),Y的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:
,最后發(fā)生已知的反應(yīng)得到P,Y的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:
;
(5)根據(jù)分析,另一處保護(hù)氨基的反應(yīng)為:E→F引入保護(hù)基,Y→P脫除保護(hù)基。
18.利用工業(yè)廢氣中的H2S制備焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)的一種流程示意圖如下。
已知:
物質(zhì)H2CO3H2SO3
-7-11-2-8
Ka(25°C)Ka1=4.5×10、Ka2=4.7×10Ka1=1.4×10Ka2=6.0×10
(1)制SO2
已知:
1
HS(g)+O(g)=S(s)+HO(g)ΔH=-221.2kJ?mol-1
2222
-1
S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-296.8kJ?mol
由H2S制SO2的熱化學(xué)方程式為。
(2)制Na2S2O5
I.在多級(jí)串聯(lián)反應(yīng)釜中,Na2CO3懸濁液與持續(xù)通入的SO2進(jìn)行如下反應(yīng):
第一步:2Na2CO3+SO2+H2O?Na2SO3+2NaHCO3
第二步:
NaHCO3+SO2?NaHSO3+CO2
Na2SO3+SO2+H2O?2NaHSO3
Ⅱ.當(dāng)反應(yīng)釜中溶液pH達(dá)到3.8~4.1時(shí),形成的NaHSO3懸濁液轉(zhuǎn)化為Na2S2O5固體。
①Ⅱ中生成Na2S2O5的化學(xué)方程式是。
②配堿槽中,母液和過量Na2CO3配制反應(yīng)液,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是。
③多次循環(huán)后,母液中逐漸增多的雜質(zhì)離子是,需除去。
④尾氣吸收器中,吸收的氣體有。
-1
(3)理論研究Na2SO3、NaHCO3與SO2的反應(yīng)。一定溫度時(shí),在1L濃度均為1mol?L的Na2SO3和NaHCO3的混合溶液中,
2--
隨n(SO2)的增加,SO3和HCO3平衡轉(zhuǎn)化率的變化如圖。
①0~amol,與SO2優(yōu)先反應(yīng)的離子是。
-2-
②a~bmol,HCO3平衡轉(zhuǎn)化率上升而SO3平衡轉(zhuǎn)化率下降,結(jié)合方程式解釋原因:。
【答案】
-1
(1)2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1036.8kJ?mol
2?
(2)2NaHSO3=Na2S2O5+H2ONaHCO3+SO2?NaHSO3+CO2SO4CO2
2?-
(3)SO3a~bmol時(shí),產(chǎn)生的二氧化碳逸出,使反應(yīng)正向進(jìn)行,HCO3平衡轉(zhuǎn)化率上升,亞硫酸氫根濃度增
-2-
大,抑制了的亞硫酸根和二氧化硫的反應(yīng),所以HCO3平衡轉(zhuǎn)化率上升而SO3平衡轉(zhuǎn)化率下降
【分析】硫化氫通入燃燒爐中燃燒,生成了二氧化硫,還有少量氮?dú)?,氧氣等,二氧化硫與碳酸鈉在反應(yīng)釜中反應(yīng),
產(chǎn)生的廢氣用氫氧化鈉吸收,出料液離心分離得到產(chǎn)品,母液中含有亞硫酸氫鈉,返回配堿槽中循環(huán)使用。
【詳解】
(1)已知:
1
反應(yīng)Ⅰ:HS(g)+O(g)=S(s)+HO(g)ΔH=-221.2kJ?mol-1
2222
-1
反應(yīng)Ⅱ:S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-296.8kJ?mol
-1-1
將Ⅰ×2+Ⅱ×2得:2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)ΔH=(-221.2×2)+(-296.8×2)kJ?mol=-1036.8kJ?mol,
-1
所以由H2S制SO2的熱化學(xué)方程式為2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1036.8kJ?mol;
(2)①當(dāng)反應(yīng)釜中溶液pH達(dá)到3.8~4.1時(shí),形成的NaHSO3懸濁液轉(zhuǎn)化為Na2S2O5固體,根據(jù)元素守恒,還有水生
成,化學(xué)方程式:2NaHSO3=Na2S2O5+H2O;
②根據(jù)多級(jí)串聯(lián)反應(yīng)釜中的化學(xué)方程式可知,除了生成的焦亞硫酸鈉外,母液中有亞硫酸氫鈉剩余,又因?yàn)?/p>
Ka2(H2SO3)>Ka2(H2CO3),亞硫酸氫鈉與過量Na2CO3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為:NaHSO3+Na2CO3=NaHCO3+
Na2SO3;
③在燃燒爐中反應(yīng)冷卻后的氣體中混有氧氣,氧氣能氧化亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉,生成硫酸鈉,所以多次循環(huán)后,
2?
母液中逐漸增多的雜質(zhì)離子是SO4,需除去;
④碳酸氫鈉與二氧化硫發(fā)生的化學(xué)方程式為,NaHCO3+SO2?NaHSO3+CO2,生成了二氧化碳,二氧化碳用氫氧
化鈉吸收,轉(zhuǎn)化成碳酸鈉,可到多級(jí)串聯(lián)反應(yīng)釜中循環(huán)使用,所以尾氣吸收器中,吸收的氣體有CO2;
2?
答案:2NaHSO3=Na2S2O5+H2O;NaHCO3+SO2?NaHSO3+CO2;SO4;CO2;
2?
(3)①由圖可知,①0~amol,時(shí),碳酸氫根平衡轉(zhuǎn)化率較低,而亞硫酸根的平衡轉(zhuǎn)化率較高,所以SO3與SO2優(yōu)
先反應(yīng);
-12?
②一定溫度時(shí),在1L濃度均為1mol?L的Na2SO3和NaHCO3的混合溶液中,發(fā)生的反應(yīng)為:SO3+SO2+
???-
H2O?2HSO3,HCO3+SO2?HSO3+CO2,a~bmol時(shí),產(chǎn)生的二氧化碳逸出,使反應(yīng)正向進(jìn)行,HCO3平衡轉(zhuǎn)化
-2-
率上升,亞硫酸氫根濃度增大,抑制了的亞硫酸根和二氧化硫的反應(yīng),所以HCO3平衡轉(zhuǎn)化率上升而SO3平衡轉(zhuǎn)化率
下降。
2?-
答案:SO3;a~bmol時(shí),產(chǎn)生的二氧化碳逸出,使反應(yīng)正向進(jìn)行,HCO3平衡轉(zhuǎn)化率上升,亞硫酸氫根濃度增大,
-2-
抑制了的亞硫酸根和二氧化硫的反應(yīng),所以HCO3平衡轉(zhuǎn)化率上升而SO3平衡轉(zhuǎn)化率下降。
?+
19.化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)對(duì)認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)的方向和限度具有指導(dǎo)意義。實(shí)驗(yàn)小組研究測(cè)定“MnO2+2Br+4H?
2+
Mn+Br2+2H2O”平衡常數(shù)的方法,對(duì)照理論數(shù)據(jù)判斷方法的可行性。
(1)理論分析
①Br2易揮發(fā),需控制生成c(Br2)較小。
4
②根據(jù)25℃時(shí)K=6.3×10分析,控制合適pH,可使生成c(Br2)較小;用濃度較大的KBr溶液與過量MnO2反應(yīng),反
-2+
應(yīng)前后c(Br)幾乎不變;c(Mn)=c(Br2),僅需測(cè)定平衡時(shí)溶液pH和c(Br2)。
③Br2與水反應(yīng)的程度很小,可忽略對(duì)測(cè)定干擾;低濃度HBr揮發(fā)性很小,可忽略。
(2)實(shí)驗(yàn)探究
序
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及現(xiàn)象
號(hào)
25℃,將0.200mol?L-1KBr溶液(pH≈1)與過量MnO混合,密閉并攪拌,充分反應(yīng)
I2
后,溶液變?yōu)辄S色,容器液面上方有淡黃色氣體。
25℃,將0.200mol?L-1KBr溶液(pH≈2)與過量MnO混合,密閉并攪拌,反應(yīng)時(shí)間
Ⅱ2
與I相同,溶液變?yōu)榈S色,容器液面上方未觀察到黃色氣體。
測(cè)定I、Ⅱ反應(yīng)后溶液的pH;取一定量反應(yīng)后溶液,加入過量KI固體,用NaSO標(biāo)
Ⅲ223
準(zhǔn)溶液滴定,測(cè)定c(Br2)。
已知:I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6;Na2S2O3和Na2S4O6溶液顏色均為無(wú)色。
①Ⅲ中,滴定時(shí)選用淀粉作指示劑,滴定終點(diǎn)時(shí)的現(xiàn)象是。用離子方程式表示KI
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