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1、填空题 (12分)本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答。若两题都做,则按A题评分。
A.用于合成氨的工业煤气中含有H2S、C2H5SH(乙酸醇)、COS(羰基硫)、CS2等含硫化合物,工业上无机硫常用氧化锌法处理,有机硫可用钴钼催化加氢处理。
H2S+ZnO=ZnS+H2O;C2H5SH+ZnO=ZnS+C2H4+H2O
C2H5SH+H2=C2H6+H2S;COS+H2=CO+H2S;CS2+4H2=CH4+2H2S
(1)钴原子在基态时核外电子排布式为?。
(2)下列有关分子结构的说法正确的是?。
A.C2H4分子中有5个
键处1个
键
B.COS分子(结构如右图)中键能C=O>C=S
C.H2S分子呈V形结构
D.CH4、C2H6分子中碳原子均采用sp3杂化
(3)下列有关说法不正确的是?。
A.H2O、CO、COS均是极性分子
B.相同压强下沸点:Cs2>COS
>CO2
C.相同压强下沸点:C2H
5SH>C2H5OH
D.相同压强下沸点:CO>N2
(4)
-ZnS的晶胞结构如右图,晶胞中S2-数目为:?个。

(5)具有相似晶胞结构的ZnS和ZnO,ZnS熔点为1830℃,ZnO熔点为1975℃,后者较前者高是由于?。
(6)钼的一种配合物化学式为:Na3[Mo(CN)8]·8H2O,中心原子的配位数为?。
B.烃醛结合反应有机合成中颇为重要,绿色催化剂的固体铌酸酸倍受研究者关注。铌酸具有较高的催化活性及稳定性。反应原理如下:

实验方法是在25mL烧瓶中加入铌酸、10mL甲醇和 0.5mL苯甲醛,在回流状态下反应2h,反应的产率和转化率均非常高。
(1)采用回流反应2h的目的是?。
(2)在反应中甲醇需过量,其原因是?。
?(3)不同铌酸用量对产率和转化率影响,如下表:
铌酸用量/mol
| 0.01
| 0.02
| 0.03
| 0.05
| 0.1
| 0.15
| 0.2
| 0.6
|
产率%
| 87.3
| 88.2
| 90.3
| 94.2
| 92.9
| 93.1
| 91.8
| 92.3
|
转化率%
| 89.7
| 92.1
| 93.9
| 98.9
| 94.9
| 95.7
| 93.9
| 94.3
|
?在上述苯甲醛与甲醇缩合反应实验中催化剂铌酸的最佳用量为?。
(4)催化剂的回收利用性能是考察催化剂的一项极为重要的指标。铌酸催化剂循环使用次数对产率的影响如右下图,这说明铌酸催化剂的优点之一是?。
(5)用铌酸作催化剂时,不同的醛与甲醇的缩合反应的转化率和产率如下表:
序号
| 醛
| 醇
| 转化率%
| 产率%
|
1
| 邻羟基苯甲醛
| 甲醇
| 94.3
| 89.6
|
2
| 邻羟基苯甲醛
| 甲醇
| 93.6
| 88.7
|
3
| 邻氯苯甲醛
| 甲醇
| 93.1
| 87.3
|
4
| 间硝基苯甲醛
| 甲醇
| 54.2
| 34.1
|
5
| 邻硝基苯甲醛
| 甲醇
| 89.9
| 79.5
|
6
| 对硝基苯甲醛
| 甲醇
| 65.7
| 41.9
|

从表中得出的不同的醛与甲醇缩合反应影响转化率和产率的规律是?。
参考答案:A.(12分),每空均为2分
(1)[Ar]3d74s2或1s22s22p63s23p63d74s2
(2)ABCD(漏选1—2个得1分,漏选2个以上不得分)
(3)C
(4)4
(5)氧离子半径比硫离子小,晶格能大
(6)8
B.(12分),每空均为2分
(1)该反应较慢,需在沸腾条件下反应较长时间,为了不使甲醇和苯甲醛的蒸汽逸了损失。(2分)
(2)提高苯甲醛的转化率(2分)
(3)0.05mol(2分)
(4)催化剂可重复多次使用,对产率的影响很少(只减少2%左右)(2分
(5)①相同取代基时,产率或转化率;邻位>间位;②不同取代基时,产率或转化率,供电子基团(羟基、烷基等)>吸电子基团(硝基、卤素等)(14分)
本卷当中所有合理答案,均参照给分
本题解析:略
本题难度:简单
2、选择题 某工厂用CaSO4、H2O、NH3、CO2制备(NH4)2SO4。其工艺流程如下:

下列推断不合理的是? ( )。
A.往甲中通CO2有利于(NH4)2SO4生成
B.生成1 mol(NH4)2SO4至少消耗2 mol NH3
C.在实际生产中CO2可被循环使用
D.直接蒸干滤液能得到纯净的(NH4)2SO4
参考答案:D
本题解析:该反应原理为2NH3+CO2+H2O=(NH4)2CO3,CaSO4+(NH4)2CO3=CaCO3↓+(NH4)2SO4,CaCO3
CaO+CO2↑。直接蒸干会导致(NH4)2SO4分解。
本题难度:一般
3、选择题 有关化工生产原理说法正确的是( )
A.工业上制粗硅:SiO2 + C
Si + CO2↑
B.海水提镁的主要步骤为

C.海水提溴原理

D.硫酸工业的接触室、合成氨工业的合成塔和氯碱工业的电解槽都有热交换器
参考答案:C
本题解析:
正确答案:C
A、SiO2+C
2CO↑+Si
B 电解MgCl2的水溶液得不到Mg,应电解无水MgCl2
C 正确
D、氯碱工业的电解槽没有热交换器
本题难度:简单
4、实验题 (8分,每空2分)工业上制取CuCl2的生产流程如下:
?
请结合下表数据,回答下列问题:
物?质
| Fe(OH)2
| Cu(OH)2
| Fe(OH)3
|
溶度积/25℃
| 8.0×10-16
| 2.2×10-20
| 4.0×10-38
|
完全沉淀时的pH范围
| ≥9.6
| ≥6.4
| 3~4
|
⑴溶液A中加入NaClO的目的是?;
⑵在溶液B中加入CuO的作用是?;
⑶操作a的目的是?;
⑷在Cu(OH)2加入盐酸使Cu(OH)2转变为CuCl2。采用多量盐酸和低温蒸干的目的是?。
参考答案:⑴?将Fe2+氧化为Fe3+而使分离更加完全
⑵调节溶液的pH为3~4,使F
e3+完全转变为F
e(OH)3沉淀而分离Fe3+
⑶洗涤Cu(OH)2表面的可溶性杂质
⑷抑制Cu2+的水解
本题解析:略
本题难度:一般
5、选择题 合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。哈伯法合成氨需要在20-50MPa的高压和500℃的高温下,并用铁作为催化剂,氨的转化率为10%-15%;最近美国俄勒冈大学的化学家使用了一种名为trans-Fe(DMeOPrPE)2的催化剂,在常温下合成出氨。下列有关说法中错误的是
A.新的催化剂降低了反应所需要的能量
B.新法合成和哈伯法相比不需要在高温条件下,可节约大量能源
C.新法合成能在常温下进行是因为催化剂降低了反应的活化能
D.哈伯法合成氨是吸热反应,新法合成氨是放热反应
参考答案:D
本题解析:略
本题难度:简单