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文檔簡介
2025年河北高考真題化學試題
一、單選題
1.河北省古建筑數(shù)量大,歷史跨度長,種類齊全,在我國建筑史上占有非常重要的地位。下列古建筑組件主要成
分屬于有機物的是
A.基石B.斗拱C.青瓦D.琉璃
A.AB.BC.CD.D
【答案】B
【詳解】
A.古建筑中的基石一般使用石質材料,常用的石材有花崗巖、青石等,花崗巖的主要成分是硅酸鹽,青石的主要
成分是CaCO3,均屬于無機物,A錯誤;
B.斗拱是由木材制成的,木材的主要成分是纖維素,屬于有機物,B正確;
C.青瓦是由黏土燒制而成的傳統(tǒng)建筑材料,黏土的主要成分為含水的鋁硅酸鹽,屬于無機物,C錯誤;
D.琉璃的主要成分是二氧化硅,屬于無機物,D錯誤;
故選B。
2.下列不符合實驗安全要求的是
A.酸、堿廢液分別收集后直接排放B.進行化學實驗時需要佩戴護目鏡
C.加熱操作時選擇合適的工具避免燙傷D.乙醇應存放在陰涼通風處,遠離火種
【答案】A
【詳解】
A.酸、堿廢液需中和處理達標后才能排放,直接排放會污染環(huán)境,不符合安全要求,A錯誤;
B.實驗時佩戴護目鏡是防止化學試劑濺入眼睛的必要防護措施,B正確;
C.選擇合適的加熱工具如坩堝鉗,可避免直接接觸高溫物體導致燙傷,C正確;
D.乙醇易燃,存放于陰涼通風處并遠離火源是防止火災的安全措施,D正確;
故選A。
3.高分子材料在生產(chǎn)、生活中得到廣泛應用。下列說法錯誤的是
A.ABS高韌性工程塑料用于制造汽車零配件B.聚氯乙烯微孔薄膜用于制造飲用水分離膜
C.聚苯乙烯泡沫用于制造建筑工程保溫材料D.熱固性酚醛樹脂用于制造集成電路的底板
【答案】B
【詳解】
A.ABS高韌性工程塑料常用于汽車零配件,因其良好的機械性能,A正確;
B.聚氯乙烯(PVC)含塑化劑等添加劑,可能釋放有害物質,不適合用于飲用水分離膜(常用材料如聚丙烯),B
錯誤;
C.聚苯乙烯泡沫具有優(yōu)良保溫性能,廣泛用于建筑工程保溫,C正確;
D.熱固性酚醛樹脂耐高溫、絕緣性好,適合制造集成電路底板,D正確;
故選B。
4.設NA是阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法錯誤的是
A.18gH2O晶體內氫鍵的數(shù)目為2NA
?1
B.1L1mol?L的NaF溶液中陽離子總數(shù)為NA
C.28g環(huán)己烷和戊烯的混合物中碳原子的數(shù)目為2NA
D.鉛酸蓄電池負極增重96g,理論上轉移電子數(shù)為2NA
【答案】B
【詳解】
A.每個水分子在冰中形成4個氫鍵,但每個氫鍵被兩個分子共享,故每個分子貢獻2個氫鍵。18gH2O為1mol,
氫鍵數(shù)目為2NA,A正確;
B.NaF溶液中陽離子包括Na+和H+。Na+為1mol,根據(jù)電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(F?)+c(OH?),鈉離子不
++
會水解,并且水電離出少量氫離子,則有n(Na)+n(H)>1mol,所以陽離子總數(shù)大于NA,B錯誤;
C.環(huán)己烷和戊烯的最簡式均為CH2,28g混合物含2molCH2單元,對應2mol碳原子,碳原子數(shù)目為2NA,C正確;
2?
D.鉛酸蓄電池負極反應為Pb+SO4?2e?=PbSO4↓。增重96g對應生成1molPbSO4,轉移2mol電子,數(shù)目為:2NA,
D正確;
故選B。
5.下列化學用語表述正確的是
22
A.中子數(shù)為12的氖核素:12NeB.氯化鎂的電子式:
2?
C.甲醛分子的球棍模型:D.CO3的價層電子對互斥模型:
【答案】C
【詳解】
22
A.氖原子的質子數(shù)為10,中子數(shù)為12,故氖核素10Ne,A錯誤;
B.氯化鎂為離子化合物,電子式為,B錯誤;
C.甲醛(HCHO)分子為平面三角形結構,球棍模型中原子大小、連接方式應與實際結構相符。甲醛中C原子連
接2個H原子和1個O原子,且為平面結構,題中模型符合甲醛分子結構特點,C正確;
4+2?3×2
D.對于CO2?,中心C原子的價層電子對數(shù)=3+=3,孤電子對數(shù)為0,價層電子對互斥模型應為平面三
32
角形,D錯誤;
故選C。
6.丁香揮發(fā)油中含丁香色原酮(K)、香草酸(M),其結構簡式如下:
下列說法正確的是
A.K中含手性碳原子B.M中碳原子都是sp2雜化
C.K、M均能與NaHCO3反應D.K、M共有四種含氧官能團
【答案】D
【詳解】
A.由圖知,K中環(huán)上碳原子均為sp2雜化,飽和碳原子均為甲基碳原子,所以不含手性碳原子,A錯誤;
B.M中環(huán)上碳原子和羧基上的碳原子均為sp2雜化,甲基碳原子為sp3雜化,B錯誤;
?
C.由于酸性:羧酸>碳酸>苯酚>HCO3,所以K中的酚羥基不能與NaHCO3溶液反應,K中不含能與NaHCO3溶
液反應的官能團,M中羧基可與NaHCO3溶液反應,C錯誤;
D.K、M中共有羥基、醚鍵、羰基、羧基四種含氧官能團,D正確;
故選D。
7.如圖所示裝置(加熱、除雜和尾氣處理裝置任選)不能完成相應氣體的制備和檢驗的是
A.電石與飽和NaCl溶液B.Na2SO3固體與70%的濃H2SO4
C.大理石與稀HClD.Al2S3固體與水
【答案】C
【詳解】
A.電石與飽和NaCl溶液反應制備C2H2,C2H2中含有不飽和鍵,可使酸性KMnO4溶液褪色,能完成相應氣體的制
備和檢驗,A不符合題意;
B.Na2SO3固體與70%的濃H2SO4反應制備SO2,SO2可使酸性KMnO4溶液褪色,能完成相應氣體的制備和檢驗,B
不符合題意;
C.大理石與稀HCl反應制備CO2,CO2不可使酸性KMnO4溶液褪色,不能完成相應氣體的制備和檢驗,C符合題意;
D.Al2S3固體遇水水解生成Al(OH)3和H2S,H2S可使酸性KMnO4溶液褪色,能完成相應氣體的制備和檢驗,D不符
合題意;
故選C。
8.化學研究應當注重宏觀與微觀相結合。下列宏觀現(xiàn)象與微觀解釋不符的是
選項宏觀現(xiàn)象微觀解釋
A氮氣穩(wěn)定存在于自然界中氮分子中存在氮氮三鍵,斷開該共價鍵需要較多的能量
苯不能使溴的CCl溶液褪
B4苯分子中碳原子形成了穩(wěn)定的大π鍵
色
C天然水晶呈現(xiàn)多面體外形原子在三維空間里呈周期性有序排列
氯化鈉晶體熔點高于氯化離子晶體中離子所帶電荷數(shù)越少,離子半徑越大,離子
D
鋁晶體晶體熔點越低
A.AB.BC.CD.D
【答案】D
【詳解】
A.氮氣的穩(wěn)定性源于氮分子中的三鍵,鍵能高難以斷裂,A正確;
B.苯因大π鍵結構穩(wěn)定,難以與溴發(fā)生加成或取代,B正確;
C.水晶的規(guī)則外形由原子三維有序排列(晶體結構)導致,C正確;
D.氯化鈉熔點高于氯化鋁的真實原因是氯化鋁為分子晶體而非離子晶體,選項中將二者均視為離子晶體并用離子
電荷和半徑解釋,不符合實際,D錯誤;
故選D。
9.W、X、Y、Z為四種短周期非金屬元素,W原子中電子排布已充滿的能級數(shù)與最高能級中的電子數(shù)相等,X與
W同族,Y與X相鄰且Y原子比X原子多一個未成對電子,Z位于W的對角線位置。下列說法錯誤的是
A.第二電離能:X<YB.原子半徑:Z<W
C.單質沸點:Y<ZD.電負性:W<X
【答案】A
【分析】W、X、Y、Z為四種短周期非金屬元素,W原子中電子排布已充滿的能級數(shù)與最高能級中的電子數(shù)相等,
則W價電子排布式可能是:1s22s22p2或1s22s22p63s23p4,若W是C,X與W同族,則X是Si,Y與X相鄰且Y
原子比X原子多一個未成對電子,則Y是P,Z位于W的對角線位置,則滿足條件的Z是P,與Y重復;故W是
S;X與W同族,則X是O;Y與X相鄰且Y原子比X原子多一個未成對電子,則Y是N;Z位于W的對角線位
置,則Z是F。
【詳解】
A.O的第二電離能高于N,因為O+的電子構型為2p3(半充滿),失去電子需更高能量,而N+的電子構型為2p2,
失去電子相對容易,因此X(O)的第二電離能大于Y(N),A錯誤;
B.同主族從上到下,原子半徑變大,同周期,從左到右原子半徑變小,F(xiàn)(Z)位于第二周期,S(W)位于第三周
期,原子半徑S>O>F,即:Z<W,B正確;
C.N2與F2都是分子晶體,F(xiàn)2范德華力大,沸點高,C正確;
D.同主族從上到下,電負性逐漸減小,O的電負性大于S,D正確;
故選A。
10.科研工作者設計了一種用于廢棄電極材料LixCoO2(x<1)再鋰化的電化學裝置,其示意圖如下:
已知:參比電極的作用是確定LixCoO2再鋰化為LiCoO2的最優(yōu)條件,不干擾電極反應。下列說法正確的是
?+
A.LixCoO2電極上發(fā)生的反應:LixCoO2+xe+xLi=LiCoO2
1
B.產(chǎn)生標準狀況下5.6LO時,理論上可轉化mol的LiCoO
21?xx2
2?
C.再鋰化過程中,SO4向LixCoO2電極遷移
D.電解過程中,陽極附近溶液pH升高
【答案】B
【分析】由裝置圖可知,該裝置中有直流電源,為電解池,則LixCoO2(x<1)轉化為LiCoO2過程中,Co元素化合
?+
價由+(4?x)降為+3,LixCoO2得電子發(fā)生還原反應,為陰極,電極反應式為LixCoO2+(1?x)e+(1?x)Li=
?+
LiCoO2,Pt電極為陽極,失電子,發(fā)生還原反應,電極反應式為2H2O?4e=O2↑+4H,據(jù)此回答。
【詳解】
?+
A.由分析知,LixCoO2電極上發(fā)生的反應:LixCoO2+(1?x)e+(1?x)Li=LiCoO2,A錯誤;
1
B.由電極反應式可知,產(chǎn)生標準狀況下5.6L(即0.25mol)O時轉移1mol電子,理論上轉化mol的LiCoO,B
21?xx2
正確;
2?
C.SO4為陰離子,應向陽極移動,即向Pt電極遷移,C錯誤;
+
D.由陽極電極反應式可知,電解過程中,陽極產(chǎn)生H、消耗H2O,酸性增強,則陽極附近pH降低,D錯誤;
故選B。
11.SmCok(k>1)是一種具有優(yōu)異磁性能的稀土永磁材料,在航空航天等領域中獲得重要應用。SmCok的六方晶胞
511151
示意圖如下,晶胞參數(shù)a=500pm、c=400pm,M、N原子的分數(shù)坐標分別為(,,)、(,,)。設N是阿伏加德
662662A
羅常數(shù)的值。
下列說法錯誤的是
111
A.該物質的化學式為SmCoB.體心原子的分數(shù)坐標為(,,)
5222
890√3?3
C.晶體的密度為?22g?cmD.原子Q到體心的距離為100√41pm
3NA×10
【答案】D
【詳解】
11
A.由晶胞圖知,白球位于體心,晶胞中數(shù)目為1,黑球位于頂角、棱心、體內,晶胞中數(shù)目為8×+8×+2=5,
84
結合題意知,白球為Sm、黑球為Co,該物質化學式為SmCo5,A正確;
111
B.體心原子位于晶胞的中心,其分數(shù)坐標為(,,),B正確;
222
1
×(150+59×5)g
.每個晶胞中含有個,晶胞底面為菱形,晶胞體積為√32,則晶體密度為NA890√3
C1“SmCo5”ac?=3=?22g?
2√a2ccm33NA×10
2
cm?3,C正確;
1
D.原子Q的分數(shù)坐標為(0,,1),由體心原子向上底面作垂線,垂足為上底面面心,連接該面心與原子Q、體心與
2
原子Q可得直角三角形,則原子Q到體心的距離=√2502+2002pm=50√41pm,
D錯誤;
故選D。
12.氮化鎵(GaN)是一種重要的半導體材料,廣泛應用于光電信息材料等領域,可利用反應Ga2O3(s)+2NH3(g)?
2GaN(s)+3H2O(g)制備。反應歷程(TS代表過渡態(tài))如下:
下列說法錯誤的是
A.反應ⅰ是吸熱過程
B.反應ⅱ中H2O(g)脫去步驟的活化能為2.69eV
C.反應ⅲ包含2個基元反應
D.總反應的速控步包含在反應ⅱ中
【答案】D
【詳解】
A.觀察歷程圖可知,反應ⅰ中Ga2O3(s)+NH3(g)的相對能量為0,經(jīng)TS1、TS2、TS3完成反應,生成Ga2O2NH(s)和
H2O,此時的相對能量為0.05eV,因此體系能量在反應中增加,則該反應為吸熱過程,A正確;
B.反應ⅱ中因H2O(g)脫去步驟需要經(jīng)過TS5,則活化能為0.70eV與TS5的相對能量差,即3.39eV-0.70eV=2.69eV,
B正確;
C.反應ⅲ從Ga2ON2H2(s)生成2GaN(s)+H2O(g)經(jīng)歷過渡態(tài)TS6、TS7,說明該反應分兩步進行,包含2個基元反
應,C正確;
D.整反應歷程中,活化能最高的步驟是反應ⅲ中的TS7對應得反應步驟(活化能為3.07eV),所以總反應的速控步
包含在反應ⅲ中,D錯誤;
故選D。
13.下列實驗操作及現(xiàn)象能得出相應結論的是
選
實驗操作及現(xiàn)象結論
項
化學平衡向NO減少的
A向盛有NO與NO的恒壓密閉容器中通入一定體積的N,最終氣體顏色變淺2
2242方向移動
?
以KCrO為指示劑,用AgNO標準溶液滴定溶液中的Cl,先出現(xiàn)白色沉淀,后出Ksp(AgCl)
B243
現(xiàn)磚紅色沉淀<Ksp(Ag2CrO4)
向盛有2mLFeCl溶液的試管中加入過量鐵粉,充分反應后靜置,滴加KSCN溶液
C3Fe2+具有還原性
無明顯變化;靜置,取上層清液滴加幾滴氯水,溶液變紅
向盛有2mL飽和NaSO溶液的試管中滴加雞蛋清溶液,振蕩,有沉淀析出;加蒸
D24蛋白質沉淀后活性改變
餾水稀釋,再振蕩,沉淀溶解
A.AB.BC.CD.D
【答案】C
【詳解】
A.恒壓條件下通入N2,容器體積增大,NO2和N2O4的濃度均降低,平衡向NO2增加顏色的方向移動,A錯誤;
-10-12
B.AgCl的Ksp(1.8×10)小于Ag2CrO4的Ksp(1.1×10),但AgCl先沉淀是因為其溶度積更小,B錯誤;
C.Fe3+被Fe還原為Fe2+,滴加氯水后Fe2+被氧化為Fe3+,證明Fe2+具有還原性,C正確;
D.飽和Na?SO4使蛋白質鹽析,加水后沉淀溶解,說明未破壞蛋白質活性,D錯誤;
故選C。
2+3??4??1?1
14.已知Cu和L結合形成兩種配離子[CuL]和[CuL2]常溫下,0.100mol?L的H3L和0.002mol?L的CuSO4混
2+
2?3?c(Cu)
2+
合溶液中,HL和L的濃度對數(shù)lgc(實線)、含銅微粒的分布系數(shù)δ(虛線)[例如δCu=2+?4?]與溶
c(Cu)+c([CuL])+c([CuL2])
液pH的關系如圖所示:
下列說法錯誤的是
A.Cu2++L3??[CuL]?,K=109.4
B.HL2??H++L3?,K=10?11.6
C.圖中a點對應的pH=4.2
2?4??3?
D.當pH=6.4時,體系中c(HL)>c([CuL2])>c([CuL])>c(L)
【答案】C
【分析】HL2?和L3?之間存在HL2??H++L3?轉化關系,則pH較小時,平衡逆向移動,以HL2?為主,則c(HL2?)>
c(L3?),lgc(HL2?)>lgc(L3?),則曲線I代表lgc(HL2?),曲線II代表lgc(L3?),隨著pH增大,HL2??H++L3?正
3?2+3?2+3??3??4?
向移動,c(L)增大,Cu和L結合形成配離子的反應依次為Cu+L?[CuL]K1、L+[CuL]?[CuL2]K2,
因此隨pH增大,2+持續(xù)減小,為曲線III,?,先增大后減小,為曲線IV,4?一直增大,為曲線V,
δCuδ[CuL]δ[CuL2]
據(jù)此回答。
【詳解】
2+?3?
A.曲線III和曲線IV的交點代表δCu2+=δ[CuL]?,即c(Cu)=c([CuL]),由圖可知,此時lgc(L)=?9.4,帶入平
c([CuL]?)1
衡表達式得K===109.4,A正確;
1c(Cu2+)c(L3?)10?9.4
B.曲線I和曲線II的交點代表lgc(L3?)=lgc(HL2?),即c(L3?)=c(HL2?),此時pH=11.6,帶入平衡常數(shù)表達式得
c(L3?)?c(H+)
K==10?11.6,B正確;
c(HL2?)
4??3?3?
C.曲線IV和曲線V得交點代表,?4?,即[][],此時,可得
δ[CuL]=δ[CuL2]c(CuL2)=c(CuL)lgc(L)=?7.2L+
4?
?4?c([CuL2])17.2
[CuL]?[CuL]的平衡常數(shù)K===10,a點時,δ2+=δ4?,帶入K×
22c(L3?)?c([CuL]?)10?7.2Cu[CuL2]1
c([CuL]?)c([CuL]4?)1
K=×2==109.4×107.2=1016.6,解得c(L3?)=10?8.3mol/L,且a點對應c(HL2?)=
2c(L3?)?c(Cu2+)c(L3?)?c([CuL]?)c2(L3?)
c(L3?)?c(H+)
0.1mol/L,帶入HL2??H++L3?的平衡常數(shù)K==10?11.6,計算得c(H+)=10?4.3mol/L,故pH=4.3,C
c(HL2?)
錯誤;
2??13??6.2
D.當pH=6.4時,最大,接近,結合B項中平衡常數(shù)可計算得,4?,
c(HL)10mol/Lc(L)≈10mol/Lδ[CuL2]=0.90
4??3?
δ[CuL]?=0.09結合Cu元素守恒知,c([CuL2])=0.90×0.002mol/L=1.8×10mol/L,c([CuL])=0.09×
?42?4??3?
0.002mol/L=1.8×10mol/L,因此體系中c(HL)>c([CuL2])>c([CuL])>c(L),D正確;
故選C。
二、解答題
15.氫碘酸常用于合成碘化物。某化學興趣小組用如圖裝置(夾持裝置等略)制備氫碘酸。
步驟如下:
?。贏中加入150mLH2O和127gI2,快速攪拌,打開K1通入H2S,反應完成后,關閉K1,靜置、過濾得濾液;
ⅱ.將濾液轉移至B中,打開K2通入N2,接通冷凝水,加熱保持微沸,直至H2S除盡;
ⅲ.繼續(xù)加熱蒸餾,C中收集沸點為125~127℃間的餾分,得到117mL氫碘酸(密度為1.7g?mL?1,HI質量分數(shù)為
57%)。
回答下列問題:
(1)儀器A的名稱:,通入H2S發(fā)生反應的化學方程式:。
(2)步驟ⅰ中快速攪拌的目的:(填序號)
a.便于產(chǎn)物分離b.防止暴沸c.防止固體產(chǎn)物包覆碘
(3)步驟ⅰ中隨著反應的進行,促進碘溶解的原因(用離子方程式表示)。
(4)步驟ⅱ中的尾氣常用(填化學式)溶液吸收。
(5)步驟ⅱ實驗開始時的操作順序:先通入N2,再加熱;步驟ⅲ實驗結束時相對應的操作順序:。
(6)列出本實驗產(chǎn)率的計算表達式:。
(7)氫碘酸見光易分解,易被空氣氧化,應保存在。
【答案】
(1)圓底燒瓶I2+H2S=S+2HI
(2)c
--
(3)I2+I?I3
(4)NaOH
(5)先停止加熱,再通一段時間的N2后關閉K2
117×1.7×57
(6)%
128
(7)密封的棕色細口瓶中,并放在避光低溫處
【分析】I2的氧化性比S強,A中發(fā)生I2+H2S=S↓+2HI,過濾除去S,得到含H2S的HI濾液;將濾液轉移到B中,
先通氮氣、加熱保持微沸除去H2S,升高溫度,收集沸點為125℃~127℃間的餾分,得到117mL密度為1.7g/mL,
質量分數(shù)為57%的HI溶液。
【詳解】
(1)儀器A的名稱為圓底燒瓶;I2的氧化性比S強,通入H2S發(fā)生反應的化學方程式為I2+H2S=S↓+2HI;
(2)I2在水中的溶解度較小,生成的S可能包裹在其表面阻止反應的繼續(xù)進行,故步驟ⅰ中快速攪拌的目的是防止
固體產(chǎn)物包覆碘,選c;
----
(3)I2和I會發(fā)生反應:I2+I?I3,步驟ⅰ中隨著反應的進行,生成的HI電離出的I與I2反應促進I2的溶解,本空
--
答案為I2+I?I3;
(4)步驟ⅱ中的尾氣為H2S,有毒,是酸性氣體,常用NaOH溶液吸收;
(5)為確保蒸餾裝置內的HI全部進入C中,步驟ⅲ實驗結束時相對應的操作順序為:先停止加熱,再通一段時間
的N2后關閉K2;
(6)127gI2的物質的量為0.5mol,n理論(HI)=2×0.5mol=1mol,m理論(HI)=1mol×128g/mol=128g、m實際(HI)=117mL×
117mL×1.7g/mol×57%117×1.7×57%117×1.7×57
1.7g/mol×57%,故HI的產(chǎn)率=×100%=×100%=%;
128g128128
(7)氫碘酸見光易分解,易被空氣氧化,應保存在密封的棕色細口瓶中,并放在避光低溫處。
16.鉻鹽產(chǎn)品廣泛應用于化工、醫(yī)藥、印染等領域。通過閉環(huán)生產(chǎn)工藝將鉻鐵礦轉化為重鉻酸鉀同時回收利用鉀資
源,可實現(xiàn)綠色化學的目標。過程如下:
已知:鉻鐵礦主要成分是Fe(CrO2)2、Mg(CrO2)2、Al2O3、SiO2。
回答下列問題:
(1)基態(tài)鉻原子的價層電子排布式:。
(2)煅燒工序中Fe(CrO2)2反應生成K2CrO4的化學方程式:。
(3)浸取工序中濾渣Ⅰ的主要成分:Fe2O3、H2SiO3、、(填化學式)。
(4)酸化工序中需加壓的原因:。
(5)濾液Ⅱ的主要成分:(填化學式)。
(6)補全還原、分離工序中發(fā)生反應的化學方程式。
Fe(CO)5+_____+_____=Cr(OH)3↓+_____+_____+_____CO
(7)濾渣Ⅱ可返回工序。(填工序名稱)
【答案】
(1)3d54s1
400~500℃
(2)4Fe(CrO2)2+7O2+16KOH2Fe2O3+8K2CrO4+8H2O
(3)Al(OH)3MgO
(4)增大CO2的溶解度,保證酸化反應充分進行
(5)KHCO3
(6)Fe(CO)5+K2CrO4+4H2O=Cr(OH)3↓+Fe(OH)3↓+2KOH+5CO↑
(7)煅燒
【分析】鉻鐵礦主要成分是Fe(CrO2)2、Mg(CrO2)2、Al2O3、SiO2,與過量KOH在空氣中煅燒,生成K2CrO4、Fe2O3、
MgO,KAlO2、K2SiO3;通入KHCO3-K2CO3/CO2浸取,生成Al(OH)3、H2SiO3,F(xiàn)e2O3、MgO不反應,故濾渣Ⅰ為:
Al(OH)3、H2SiO3,F(xiàn)e2O3、MgO,通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾分離出K2CrO4固體,濾液Ⅰ中含有K2CrO4;將K2CrO4
中加水溶解,并通入過量CO2酸化,將K2CrO4轉化為K2Cr2O7,同時副產(chǎn)物KHCO3生成,將K2Cr2O7與KHCO3分離,
濾液Ⅱ的主要溶質為KHCO3;Fe(CO)5做還原劑,將濾液Ⅰ中剩余的K2CrO4還原為Cr(OH)3,自身轉化為Fe(OH)3進入
濾渣Ⅱ,KOH進一步處理得K2CO3,循環(huán)使用,據(jù)此分析;
【詳解】
(1)Cr為24號元素,基態(tài)鉻原子的價層電子排布式:3d54s1;
(2)煅燒工序中Fe(CrO2)2與過量KOH、空氣中氧氣反應生成K2CrO4、Fe2O3、H2O,根據(jù)得失電子守恒,原子守
400~500℃
恒,化學方程式:4Fe(CrO2)2+7O2+16KOH2Fe2O3+8K2CrO4+8H2O;
(3)根據(jù)分析可知,濾渣Ⅰ的主要成分:Fe2O3、H2SiO3、Al(OH)3、MgO;
(4)向K2CrO4中加水溶解,并通入過量CO2酸化,將K2CrO4轉化為K2Cr2O7,加大壓強,可以增大CO2的溶解度,
使液體中CO2濃度增大,保證酸化反應充分進行;
(5)根據(jù)分析可知,濾液Ⅱ的主要溶質為KHCO3;
(6)Fe(CO)5做還原劑,將濾液Ⅰ中剩余的K2CrO4還原為Cr(OH)3,自身轉化為Fe(OH)3,鐵元素由0價升高到+3價,
Cr由+6價降低到+3價,根據(jù)得失電子守恒,原子守恒,化學方程式:Fe(CO)5+K2CrO4+4H2O=Cr(OH)3↓
+Fe(OH)3↓+2KOH+5CO↑;
(7)濾渣Ⅱ含有Cr(OH)3和Fe(OH)3可返回煅燒工序。
17.乙二醇(EG)是一種重要的基礎化工原料,可通過石油化工和煤化工等工業(yè)路線合成。
(1)石油化工路線中,環(huán)氧乙烷(EO)水合工藝是一種成熟的乙二醇生產(chǎn)方法,環(huán)氧乙烷和水反應生成乙二醇,伴隨生
成二乙二醇(DEG)的副反應。
主反應:EO(aq)+H2O(l)=EG(aq)ΔH<0
副反應:EO(aq)+EG(aq)=DEG(aq)
體系中環(huán)氧乙烷初始濃度為1.5mol?L?1,恒溫下反應30min,環(huán)氧乙烷完全轉化,產(chǎn)物中n(EG):n(DEG)=10:1。
?1?1
①0~30min內,v總(EO)=mol?L?min。
②下列說法正確的是(填序號)。
a.主反應中,生成物總能量高于反應物總能量
b.0~30min內,v總(EO)=v總(EG)
c.0~30min內,v主(EG):v副(DEG)=11:1
d.選擇適當催化劑可提高乙二醇的最終產(chǎn)率
(2)煤化工路線中,利用合成氣直接合成乙二醇,原子利用率可達100%,具有廣闊的發(fā)展前景。反應如下:2CO(g)+
3H2(g)?HOCH2CH2OH(g)ΔH。按化學計量比進料,固定平衡轉化率α,探究溫度與壓強的關系。α分別為0.4、0.5
和0.6時,溫度與壓強的關系如圖:
①代表α=0.6的曲線為(填“L1”“L2”或“L3”);原因是。
②ΔH0(填“>”“<”或“=”)。
xy(Y)xz(Z)
③已知:反應aA(g)+bB(g)?yY(g)+zZ(g),K=,x為組分的物質的量分數(shù)。M、N兩點對應的體系,
xxa(A)xb(B)
Kx(M)Kx(N)(填“>”“<”或“=”),D點對應體系的Kx的值為。
py(Y)pz(Z)
④已知:反應aA(g)+bB(g)?yY(g)+zZ(g),K=,p為組分的分壓。調整進料比為n(CO):n(H)=m:3,
ppa(A)pb(B)2
?4
系統(tǒng)壓強維持p0MPa,使α(H2)=0.75,此時Kp=MPa(用含有m和p0的代數(shù)式表示)。
【答案】
(1)0.05mol?L?1?min?1cd
(2)L1該反應為氣體體積減小的反應,溫度相同時,增大壓強,平衡正向移動,平衡轉化率增大<
1
=12
m-1.520.752
(pMPa)(pMPa)
m0m0
【詳解】
Δc總(EO)1.5mol?L?1
(1)①0~30min內,環(huán)氧乙烷完全轉化,v(EO)===0.05mol?L?1?min?1;
總Δt30min
②a.ΔH=生成物總能量?反應物總能量,主反應中,ΔH<0,則生成物總能量低于反應物總能量,a錯誤;
b.由題中信息可知主反應伴隨副反應發(fā)生,EG作為主反應的生成物同時也是副反應的反應物,即EG濃度的變化
量小于EO濃度的變化量,0~30min內,v總(EO)>v總(EG),b錯誤;
c.主反應中,v主(EG)=v主(EO),副反應v副(EG)=v副(DEG),同一反應體系中物質一量變化量之比等于濃度變化
量之比,產(chǎn)物中n(EG):n(DEG)=10:1,即c(EG):c(DEG)=10:1,v總(EG)=v主(EG)?v副(EG),反應時間相同,則
v主(EG)?v副(EG)
v總(EG):v副(DEG)=10:1,=10:1,則v主(EG):v副(DEG)=11:1,c正確;
v副(DEG)
d.選擇適當催化劑可提高主反應的選擇性,可提高乙二醇的最終產(chǎn)率,d正確;
故選cd;
(2)①2CO(g)+3H2(g)?HOCH2CH2OH(g)ΔH該反應為氣體體積減小的反應,溫度相同時,增大壓強,平衡正向
移動,平衡轉化率增大,p(L1)>p(L2)>p(L3),故L1、L2、L3對應α為0.6、0.5、0.4;
②由圖可知,壓強相同時,溫度升高,平衡轉化率減小,說明升高溫度平衡逆向移動,則正反應為放熱反應,Δ?<0;
③M、N的進料相同,平衡轉化率相等,平衡時各組分物質的量分數(shù)分別相等,則Kx(M)=Kx(N);D點對應的平衡
轉化率為0.5,根據(jù)題中信息,該反應按化學計量比進料,設起始加入2molCO和3molH2,列三段式:
2CO(g)+3H2(g)?HOCH2CH2OH(g)
起始(mol)230
,平衡時,CO、H、HOCHCHOH的物質的量分數(shù)分別
轉化(mol)11.50.5222
平衡(mol)11.50.5
1
為1、1、1,6;
Kx=1312=12
326()()
23
④設起始加入mmolCO和3molH2,此時α(H2)=0.75,列三段式:
2CO(g)+3H2(g)?HOCH2CH2OH(g)
起始(mol)m30
,平衡時,氣體總的物質的量為mmol,CO、H、
轉化(mol)1.52.250.752
平衡(mol)m-1.50.750.75
0.75
m-1.50.750.75p0MPa
HOCHCHOH平衡分壓分別
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