1、26.(15)正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。发生的反应如下: CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CHO反应物和产物的相关数据列表如下:沸点/。c 密度/(gcm -3) 水中溶解性正丁醇 11.72 0.8109 微溶正丁醛 75.7 0.8017 微溶实验步骤如下:将 6.0gNa2Cr2O7 放入 100mL 烧杯中,加 30mL 水溶解,再缓慢加入 5mL 浓硫酸,将所得溶液小心转移至 B 中。在 A 中加入 4.0g 正丁醇和几粒沸石,加热。当有蒸汽出现时,开始滴加 B 中溶液。滴加过程中保持反应温度为 9095,在 E 中收集 90以下的馏分。
2、将馏出物倒入分液漏斗中,分去水层,有机层干燥后蒸馏,收集 7577馏分,产量 2.0g。回答下列问题:(1)实验中,能否将 Na2Cr2O7 溶液加到浓硫酸中,说明理由。(2)加入沸石的作用是 。若加热后发现未加沸石,应采取的正确方法是 。(3)上述装置图中,B 仪器的名称是 ,D 仪器的名称是 。(4)分液漏斗使用前必须进行的操作是 (填正确答案标号) 。a.润湿 b.干燥 c.检漏 d.标定(5)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分水时,水在 层(填“上”或“下”(6)反应温度应保持在 9095,其原因是 。(7)本实验中,正丁醛的产率为 %。赏析:以合成正丁醛为载体考察化学实验知识。涉及浓硫酸
3、稀释、沸石作用、仪器名称、分液操作、分层分析、原因分析和产率计算。(1)不能将 Na2Cr2O7 溶液加到浓硫酸中,应该将浓硫酸加到 Na2Cr2O7 溶液,因为浓硫酸溶于水会放出大量热,容易溅出伤人。(2)沸石的作用是防止液体暴沸,若加热后发现未加沸石,应采取的正确方法冷却后补加,以避免加热时继续反应而降低产率。(3)B 仪器是分液漏斗,D 仪器是冷凝管。(4)分液漏斗使用前必须检查是否漏水。(5)因为正丁醛的密度是 0.8017 gcm-3,比水轻,水层在下层。(6)反应温度应保持在 9095,根据正丁醛的沸点和还原性,主要是为了将正丁醛及时分离出来,促使反应正向进行,并减少正丁醛进一步氧
4、化。(7)按反应关系,正丁醛的理论产量是:4.0g =3.9g,实际产量是 2.0g,产率为:7274Na2Cr2O7H2SO4 加热100%=51.3%。2.03.9参考答案:(1)不能,浓硫酸溶于水会放出大量热,容易溅出伤人。(2)防止液体暴沸;冷却后补加;(3)分液漏斗;冷凝管。(4)c(5)下(6)为了将正丁醛及时分离出来,促使反应正向进行,并减少正丁醛进一步氧化。(7)51%28.(14 号)在 1.0 L 密闭容器中放入 0.10molA(g),在一定温度进行如下反应应:A(g) B(g)C(g) H=+85.1kJmol 1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:时间
5、 t/h 0 1 2 4 8 16 20 25 30总压强 p/100kPa 4.91 5.58 6.32 7.31 8.54 9.50 9.52 9.53 9.53回答下列问题:(1)欲提高 A 的平衡转化率,应采取的措施为 。(2)由总压强 P 和起始压强 P0 计算反应物 A 的转化率 (A)的表达式为 。平衡时 A 的转化率为_ ,列式并计算反应的平衡常数 K 。(3)由总压强 p 和起始压强 p0 表示反应体系的总物质的量 n 总 和反应物 A 的物质的量n(A) ,n 总 = mol,n(A)= mol。下表为反应物 A 浓度与反应时间的数据,计算 a= 反应时间 t/h 0 4
6、8 16C(A)/( molL-1)0.10 a 0.026 0.0065分析该反应中反应反应物的浓度 c(A )变化与时间间隔( t)的规律,得出的结论是 ,由此规律推出反应在 12h 时反应物的浓度 c(A )为 molL-1赏析:考察化学平衡知识,涉及平衡移动,转化率、平衡常数、平衡计算、反应速率、表格数据分析。(1)根据反应是放热反应特征和是气体分子数增大的特征,要使 A 的转化率增大,平衡要正向移动,可以采用升高温度、降低压强的方法。(2)反应前气体总物质的量为 0.10mol,令 A 的转化率为 (A),改变量为 0.10(A) mol,根据差量法,气体增加 0.10(A)mol,
7、由阿伏加德罗定律列出关系:= (A)=( 1)100% ;(A)=( 1)100%=94.1%0.100.10+0.10(A) pOp ppo 9.534.91平衡浓度 C(C)=C(B)=0.194.1%=0.0941mol/L,C(A)=0.1-0.0941=0.0059mol/L,K= =1.50.094120.0059(3) = n=0.1 ;其中,n(A)=0.1(0.1 0.1)=0.1(2 )0.10n pOp ppo ppo ppon(A)=0.1(2 )=0.051 C(A)=0.051/1=0.051mol/L7.314.91每间隔 4 小时,A 的浓度为原来的一半。当反应
8、 12 小时时,C(A)=0.026/2=0.013mol/L参考答案:(1)升高温度、降低压强(2)(A)=( 1) 100%;94.1%;K= =1.5;ppo 0.094120.0059(3)0.1 ;0.1(2 ) ;ppo ppo0.051;每间隔 4 小时,A 的浓度为原来的一半。0.01337.化学选修 3:物质结构与性质 (15 分)前四周期原子序数依次增大的元素 A,B,C,D 中,A 和 B 的价电子层中未成对电子均只有 1 个,平且 A 和 B+的电子相差为 8;与 B 位于同一周期的 C 和 D,它们价电子层中的未成对电子数分别为 4 和 2,且原子序数相差为 2。回答
9、下列问题: (1)D 2+的价层电子排布图为_。(2)四种元素中第一电离最小的是_,电负性最大的是_。 (填元素符号)(3)A、B 和 D 三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。该化合物的化学式为_;D 的配位数为_;列式计算该晶体的密度_gcm -3。(4)A 、B +和 C3+三种离子组成的化合物 B3CA6,其中化学键的类型有_;该化合物中存在一个复杂离子,该离子的化学式为_,配位体是_。参考答案:(1)(2)K F(3)K 2NiF4; 6 =3.4394+592+1986.02102340021307101827(14 分) 某研究小组为了探究一种无机矿物质 X(仅含四种元素 )的
10、组成和性质,设计并完成如下实验:另取 10.80gX 在惰性气流中加热至完全分解,得到 6.40g 固体 1.请回答如下问题:(1)画出白色沉淀 1 中金属元素的原子结构示意图_,写出气体甲的电子式_。(2)X 的化学式是_,在惰性气流中加热 X 至完全分解的化学反应方程式为_。(3)白色沉淀 2 在空气中变成红褐色沉淀的原因是_(用化学反应方程式表示) 。(4)一定条件下,气体甲与固体 1 中的某种成分可能发生氧化还原反应,写出一个可能的化学反应方程式_,并设计实验方案验证该反应的产物_。【答案解析】 (1) (2)CaFe(CO 3) 2 CaFe(CO 3) 2 CaO+FeO+2CO2
11、(3)4Fe(OH) 2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(4)2FeO+CO 2 Fe2O3+CO 检验方法:将固体用盐酸溶解 ,加入 KSCN 溶液,若溶液呈红色,证明有 Fe(III);检测 CO:将气体通入灼烧 CuO,黑色固体变成红色。28 (14 分)在全球一致倡导低碳经济的大背景下,对碳及其氧化物的化学热力学、动力学研究有助于人类充分利用化石燃料,消除氧化物对环境的负面影响(1)以 CO 和 O2 为电极燃料,以 KOH 溶液为电解质组成燃料电池,请写出该电池的负极反应式 (2)25时,1mol 石墨和 1mol CO 完全燃烧放出热量分别为 393.5kJ、283.0kJ请写出
12、石墨不完全燃烧时的热化学方程式 (3)25时,反应 2CO2(g)2CO(g)+O 2(g)的平衡常数 K=1.721046在一个体积可变的密闭容器中充入一定量 CO2、CO、O 2 的混合气体,以下说法正确的是 A要使容器中的反应开始时向 CO2 分解的方向进行,起始时三种气体的物质的量浓度应满足的关系是 1.7210 46B达平衡后,其他条件不变时,升高温度或增加容器的压强,平衡均逆向移动C平衡常数 K 随温度的升高而增大D平衡常数 K 随压强的增大而减小(4)25时,在一个保持恒温恒容的密闭容器中充入一定量 CO2、CO、O 2 的混合气体,从起始到 t1 时刻达到平衡状态,速率变化如图
13、所示在 t2 时刻再加入一定量的 CO2 后于 t3时刻达到新的平衡,请画出 t2t 3 的速率变化图(需标出 v 正 ,v 逆 ) 【答案与解析】:(1)碱性条件下,燃料电池的负极上 CO 失电子生成 CO32,负极反应式为 CO2e+4OHCO 32+2H2O,故答案为:CO2e +4OHCO 32+2H2O;(2)25时,1mol 石墨和 1mol CO 完全燃烧放出热量分别为 393.5kJ、283.0kJ,则C(石墨,s)+O 2(g)=CO 2(g)H=393.5kJ/mol,CO(g)+O 2(g)=CO 2( g)H= 283.0kJ/mol根据盖斯定律得:C (石墨, s)+
14、O 2(g)CO(g)H=110.5 kJ/mol;故答案为:C(石墨,s)+O 2(g)CO(g)H=110.5 kJ/mol ;(3)A当 1.7210 46,平衡正移,所以要使容器中的反应开始时向 CO2 分解的方向进行,起始时三种气体的物质的量浓度应满足的关系是1.7210 46,故 A 错误;B该反应为分解反应正方向为吸热反应,所以升高温度平衡正移,该反应正方向为体积增大的方向,所以增大压强平衡逆移,故 B 错误;C该反应为分解反应正方向为吸热反应,所以升高温度平衡正移,K 增大,故 C 正确;D平衡常数 K 只随温度的变化而变化,所以增大压强平衡常数不变,故 D 错误;故答案为:C
15、;(4)25时,在一个保持恒温恒容的密闭容器中充入一定量 CO2、CO、O 2 的混合气体,从起始到 t1 时刻达到平衡状态,速率变化如图所示在 t2 时刻再加入一定量的 CO2 后正反应速率瞬间增大,然后逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,于 t3 时刻达到新的平衡,依此作图为 ,故答案为: 37 【化学选修三:物质结构与性质】 (15 分)黄血盐(亚铁氰化钾,K 4Fe(CN ) 6)易溶于水,广泛用做食盐添加剂(抗结剂) ,食盐中黄血盐的最大使用量为 10mgkg1 黄血盐经长时间火炒,超过 400时会分解生成剧毒的氰化钾回答下列问题:(1)写出基态 Fe2+的核外电子排布式 K 4Fe(CN) 6中 Fe2+与 CN 之间的作用力是 (2)CN 中碳原子的杂化方式为 ;1molCN 中含有 键的数目为 (3)金属钾、铁的晶体的晶胞结构如图,钾、铁两种晶体晶胞中金属原子的配位数之比为 2:3 (4)黄血盐溶液与稀硫酸加热时发生非氧化还原反应,生成硫酸盐和一种与 CN 是等电子体的气态化合物,反应化学方程式为
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