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1．某校活动小组的同学拟用乙烯催化还原二氧化硫的方法来制取单质硫。 （1）甲组同学用乙醇脱水的反应来制取纯净的乙烯气体，其反应原理及制备装置如下： 主反应:C2H5OH====CH2=CH2↑+H2O 副反应:C2H5OH+2H2SO4（浓) =====C+2SO2↑+5H2O; C+H2SO4（浓) ========CO2↑+2SO2↑+2H2O ① 仪器M的名称是_______________。 ② 装置B 中盛放的试剂可能是____________。 ③ 装置C 的作用是______________ （2）乙组同学用甲组同学制得的乙烯并结合下列装置进行乙烯催化还原二氧化硫的实验。 ① 装置E的作用是___________；装置G的作用是_____________。 ② 玻璃管中有硫及二氧化碳生成，该反应的化学方程式为_________。 ③ 用下列装置检验G中逸出的气体含有氧化产物CO2。 装置正确的连接顺序为G_________，证明G中逸出的气体含有CO2的现象为_______。 【答案】⑴ ① 圆底烧瓶 ② NaOH溶液（或其他合理答案） ③ 检验CO2和SO2是否除尽 ⑵ ① 混合C2H4与SO2气体 将生成的硫蒸气冷却为固体 ② C2H4+3SO2 3S+2CO2+2H2O ③ I J H 品红溶液不褪色，澄清石灰水变浑浊 【解析】(1）① 仪器M的名称是圆底烧瓶； ② 因乙烯中混有SO2和CO2，装置B 中应盛放NaOH溶液除去混有的杂质酸性气体； ③ SO2和CO2均能使澄清石灰水变浑浊， 装置C的作用是检验CO2和SO2是否除尽； (2）① 装置E可使C2H4与SO2气体完全混合并可通过控制活塞调整两气体的比例；装置G利用冰水混合物降温，使生成的硫蒸气冷却为固体； ② 乙烯和SO2反应生成硫及二氧化碳，根据电子转移守恒及原子守恒，该反应的化学方程式为C2H4+3SO2 3S+2CO2+2H2O； ③因氧化产物CO2中可能混有未反应的SO2，需要通过溴水除去SO2，并借助品红溶液检验SO2是否全部除去，则装置正确的连接顺序为G I J H，并根据品红溶液不褪色，澄清石灰水变浑浊来证明G中逸出的气体含有CO2。 【题型】填空题 【难度】一般 2．近几年我国大面积发生雾霾天气，其主要原因是SO2、NOx，挥发性有机物等发生二次转化，研究碳、氮、硫及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。 （1）在一定条件下，CH4可与NOx反应除去NOx，已知有下列热化学方程式： ①CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) △H＝-890.3 kJ·mol-1 ②N2(g)＋2O2(g)====2NO2(g) △H＝+67.0 kJ·mol-1 ③H2O(g)＝H2O(l) △H＝-41.0 kJ·mol-1 则CH4(g)＋2NO2(g) ===CO2(g)＋2H2O(g)＋N2 (g) △H＝_____kJ·mol-1； (2)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫，将得到的Na2SO3溶液进行电解，其中阴阳膜组合电解装置如图一所示，电极材料为石墨。 ① a表示_____离子交换膜(填'阴'或 '阳')。A—E分别代表生产中的原料或产品。其中C为硫酸，则A表示_______。 ②阳极的电极反应式为____________________。
(3)SO2经过净化后与空气混合进 行催化氧化可制取硫酸，其中SO2发生催化氧化的反应为： 2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)。若在T1℃、0.1 MPa条件下，往一密闭容器通入SO2和O2 ，测得容器内总压强与反应时间如图二所示。 ①图中A点时，SO2的转化率为________。 ②在其他条件不变的情况下，测得T2℃时压强的变化曲线如图所示，则C点的正反应速率v0(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为v0(正)_____vA(逆) (填'>'、'<'或' ==""> ③图中B点的压强平衡常数Kp=______。(Kp=压强平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数) (4)为了清除NO、NO2、N2O4 对大气的污染，常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理。现有由a mol NO、b molNO2、c molN2O4组成的混合气体恰好被VL氢氧化钠溶液吸收（无气体剩余），则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为______________。 【答案】⑴ -875.3 ⑵① 阳 NaOH溶液 ② SO32--2e-+H2O=2H++SO42- ⑶ ① 45% ② > ③ 24300（MPa）-1 ⑷
mol·L-1 【解析】(1)①CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) △H＝-890.3 kJ·mol-1，②N2(g)＋2O2(g)
2NO2(g) △H＝+67.0 kJ·mol-1，③H2O(g)＝H2O(l) △H＝-41.0 kJ·mol-1，根据盖斯定律，将①-②-③×2得：CH4(g)＋2NO2(g)
CO2(g)＋2H2O(g)＋N2 (g) △H＝(-890.3 kJ·mol-1)-(+67.0 kJ·mol-1)-(-41.0 kJ·mol-1)×2=-875.3kJ·mol-1，故答案为：-875.3； (2) ①从C为硫酸可知，硫酸根来源于亚硫酸根放电．故b为阴离子交换膜，a为阳离子交换膜，在阴极区应为水放电生成氢气和氢氧根离子，故A为氢氧化钠，E为氢气，故答案为：阳；NaOH溶液； ②阳极应为亚硫酸根放电生成硫酸根，反应的离子方程式为SO32--2e-+H2O=2H++SO42-，故答案为：SO32--2e-+H2O=2H++SO42- ； (3) ①设氧气消耗物质的量为x， 2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) 起始量(mol) 2a a 0 变化量(mol) 2x x 2x 平衡量(mol)2a-2x a-x 2x
3．草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备。用水钴矿（主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、 A12O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等）制取CoC2O4·2H2O工艺流程如下：
已知：①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等； ②酸性条件下，ClO3-不会氧化Co2+，ClO3-转化为Cl-； ③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表： （1）浸出过程中加入Na2SO3的主要目的是________。 （2）向浸出液中加入NaClO3的离子反应方程式：_________。 （3）已知：常温下NH3·H2O
NH4+＋OH- Kb＝1.8×10-5 H2C2O4
H+＋HC2O4- Ka1＝5.4×10-2 HC2O4-
H＋C2O42- Ka2＝5.4×10-5 则该流程中所用(NH4)2C2O4溶液的pH______7（填'＞'或'＜'或'='）。 （4）加入(NH4)2C2O4 溶液后析出晶体，再过滤、洗涤，洗涤时可选用的试剂有：________。 A．蒸馏水 B．自来水 C．饱和的(NH4)2C2O4溶液 D．稀盐酸 （5）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如右图1，萃取剂的作用是________；其使用的适宜pH范围是________。 A．2.0～2.5 B．3.0～3.5 C．4.0～4.5 （6）CoC2O4·2H2O热分解质量变化过程如图2所示。其中600℃以前是隔绝空气加热，600 ℃以后是在空气中加热。A、B、C均为纯净物；C点所示产物的化学式是________。
【答案】 ⑴ 将Co3+、Fe3+还原为Co2+、Fe2+（只要回答到将Co3+还原为Co2+均给分，）； ⑵ ClO3-＋6Fe2+ + 6H+= Cl-＋6Fe3+ + 3H2O ⑶ ＜ ⑷ A ⑸ 除去溶液中的Mn2+ B ⑹ Co2O3 【解析】(1)亚硫酸钠具 有还原性，能还原氧化性离子Fe3+、Co3+，所以浸出过程中加入Na2SO3的目的是将Fe3+、Co3+还原，还原为Fe2+、Co2+； (2)NaClO3具有氧化性，能将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+，自身被还原生成氯离子，同时生成水，离子反应方程式为ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O； (3)盐类水解，谁强显谁性，NH3·H2O⇌NH4++OH- Kb=1.8×10-5，HCO4-⇌H++C2O42- K a2=5.4×10-5，所以(NH4)2C2O4溶液中铵根离子水解大于草酸根离子水解，溶液呈酸性，即PH＜7； (4)为除去(NH4)2C2O4 晶体表面的附着液，洗涤时可选用蒸馏水洗涤，这样可得到更纯净的晶体，故答案为A； (5)根据流程图可知，此时溶液中存在Mn2+、Co2+金属离子；由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知，调节溶液PH在3.0～3.5之间，答案为B，可使Mn2+完全沉淀，并防止Co2+转化为Co(OH)2沉淀； (6)由图可知，C点钴氧化物质量为8.03g，0.1molCo元素质量为5.9g，氧化物中氧元素质量为8.03g-5.9g=2.13g，则氧化物中Co原子与O原子物质的量之比为0.1mol：
≈2:3，故C的Co氧化物为Co2O3。【题型】填空题 【难度】一般 4．由P、S、Cl、Ni等元素组成的新型材料有着广泛的用途，回答下列问题。 (1)基态Cl原子核外电子占有的原子轨道数为___个，P、S、Cl的第一电离能由大到小顺 序为_______。 (2)PCl3分子中的中心原子杂化轨道类型是______，该分子构型为_______。 (3)PH4Cl的电子式为______ ，Ni与CO能形成配合物Ni(CO)4，该分子中π键与σ键个数比为________。 ⑷己知MgO与NiO的晶体结构（如图1）相同，其中Mg2+和Ni2+的离子半径分别为66 Pm和 69 pm，则熔点：MgO___NiO(填'>'、'<>
(5)若NiO晶胞中离子坐标参数A为(0,0,0)，B为（1,1,0)，则C离子坐标参数为______。 (6)一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成'单分子层'，可以认为O2-作密置单层排列， Mi2+填充 其中（如图2），己知O2-的半径为a m，每平方米面积上分散的该晶体的质量为____g。（用a、NA表示） 【答案】⑴ 9 Cl> P > S ⑵ sp3 三角锥形
⑶ 1∶1 ⑷ > Mg2+半径比Ni2+小，MgO的晶格能比NiO大 ⑸ （1，1/2，1/2） ⑹
或
【解析】(1)基态 Cl原子电子排布为1s22s22p63s23p7，此时其核外电子占有的原子轨道数为9，同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大强酸，P元素原子3p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能：Cl＞P＞S，故答案为：9；Cl＞P＞S； (2)PCl3中P原子杂化轨道数为 1/2(5+3)=4，采取 sp3杂化方式，1对孤对电子对，所以该分子构型为三角锥形，故答案为：sp3；三角锥形；(3)PH4Cl的电子式为
，Ni与CO能形成配合物Ni(CO)4，该分子中σ键为：1×4+4=8与π键个数为：2×4=8，所以个数之比为1：1，故答案为：
；1：1； (4)Mg2+半径比Ni2+小，所以氧化镁的晶格能大于氧化镍，则熔点：MgO＞NiO，故答案为：＞；Mg2+半径比Ni2+小，MgO的晶格能比NiO大； (5)NiO晶胞中离子坐标参数A为(0，0，0)，B为(1，1，0)，而C离子的x系坐标与Bx系坐标相同，y、z系坐标都在中点上，所以C离子坐标参数为(1，1/2，1/2)，故答案为：(1，1/2，1/2)；
5．有机物M是有机合成的重要中间体，制备M的一种合成路线如下（部分反应条件和试剂已略去）
已知： ①A的密度是相同条件下H2密度的38倍；其分子的核磁共振氢谱中有3组峰； ②
③
请回答下列问题： （1）B的化学名称为______________。A中官能团的电子式为________________。 （2）C中共面的原子最多有________个。I的结构简式为_____________________。 （3）F→G的化学方程式为________________________________________________。 （4）M不可能发生的反应为_______________（填选项字母） A.加成反应 B.氧化反应 C.取代反应 D.消去反应 （5）同时满足下列条件的E的同分异构体有_________种。 ①能与FeCl3溶液发生显色反应 ②能与NaHCO3反应 ③含有—个—NH2 （6）参照上述合成路线，以
为原料（无机试剂任选），设计制备
的合成路线：_ ____ ____。 【答案】⑴ 丙二醛
⑵ 9
⑶
⑷ D ⑸ 10 ⑹
【解析】A的密度是相同条件下H2密度的38倍，则A的相对分子质量为76，其分子的核磁共振氢谱中有3组峰，根据流程图，A属于醇类，且含有3个碳原子，则B为丙二醛，A为丙二醇。根据信息 ②，F为
；结合H和M的结构和信息③，I为
。 (1)B为丙二醛。A为丙二醇，其中官能团为羟基，电子式为
，故答案为：丙二醛；
； (2)C为丙二酸，羧基中的羰基是平面结构，C中共面的原子最多有9个。I为
，故答案为：9；
； (3)F为
，F→G的化学方程式为
，故答案为：
； (4)M中含有羧基和羟基，可以发生取代反应，羟基能够被氧化，含有肽键，能够发生水解反应，含有苯环，能够发生与氢气的加成反应，不能发生消去反应，故选D； (5)E为
。①能与FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚羟基，②能与NaHCO3反应，说明含有羧基，③含有—个—NH2，说明苯环上含有1个羧基、1个羟基和1个氨基，同时满足条件的E的同分异构体有：当氨基和羧基位于邻位时，羟基有4种位置，即4种同分异构体；当氨基和羧基位于间位时，羟基有4种位置，即4种同分异构体；当氨基和羧基位于对位时，羟基有2种位置，即2种同分异构体；共10种，故答案为：10； (6)以
为原料制备
，可以首先制得
，再由
发生缩聚反应即可。由
制
，需要将溴原子水解为羟基，再氧化就可以得到羧基，将硝基还原就可以得到氨基，因此合成路线为：
，故答案为：
。 【题型】填空题 【难度】一般 |
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