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1、大题标准练(六)(分值:43分,建议用时:25分钟)非选择题:共43分。每个试题考生都必须作答。26(15分)氯苯是燃料、医药、有机合成的中间体,是重要的有机化工产品。实验室制取氯苯的装置如下图(加热和固定仪器的装置略去)。答复以下问题: (1)a和b仪器组合成制取氯气的装置,反响无需加热,那么a装置中的固体反响物可以是_(填字母序号)。AMnO2BKMnO4CK2Cr2O7(2)把氯气通入反响器d中(d装置有FeCl3和苯),加热维持反响温度4060 ,温度过高会生成过多的二氯苯。对d加热的方法是_。(3)装置c出口的气体成分有HCl、Cl2、水蒸气和_。(4)制取氯苯的化学方程式为_。(5
2、)装置d中的反响完成后,工业上要进行水洗、碱洗及食盐枯燥,才能蒸馏。碱洗之前要水洗,其目的是_。用10%NaOH溶液碱洗时发生氧化复原反响的化学反响方程式为_。(6)生成的氯气中存在HCl、H2O等杂质气体,假设需要增加一个装置除去水蒸气,请画出该装置图,并标明所用试剂。(7)工业生产中苯的流失情况如下表所示:工程二氯苯氯化尾气蒸气成品不确定苯耗合计苯流失量kg/t11.75.420.82.049.389.2那么10 t苯可制得成品氯苯_t(列出计算式即可。氯苯和苯的相对分子质量分别是112.5和78)。【思路分析】利用固液反响不加热原理制备氯气,制备的氯气中混有HCl、H2O等杂质气体,水蒸
3、气需用盛有浓硫酸的洗气瓶除去;氯气、FeCl3和苯在装置d中发生反响生成氯苯,所得产物要经水洗、碱洗、枯燥等操作才能蒸馏得到最终产物。【解析】(1)装置a不需要加热即可制备氯气,那么a装置中的固体反响物是KMnO4或K2Cr2O7,MnO2和浓盐酸反响需要加热,故B、C正确。(2)温度控制在4060 ,需要水浴加热。(3)苯的沸点较低,受热易挥发,因此装置c出口的气体中还含有苯蒸气。 (4)以FeCl3为催化剂,苯和氯气发生取代反响生成氯苯。(5)产品中含有少量Cl2、HCl、FeCl3等无机物杂质,Cl2、HCl和FeCl3均溶于水,因此水洗的目的是除去HCl、FeCl3和Cl2等无机物,节
4、省碱的用量,降低本钱。氯气和氢氧化钠溶液发生氧化复原反响,生成氯化钠、次氯酸钠和H2O:Cl22NaOH=NaClNaClOH2O。(6)除去Cl2中的水蒸气(枯燥Cl2),一般将气体通过盛有浓硫酸的洗气瓶。(7)根据苯的流失情况,1 t苯参与反响苯流失量为89.2 kg/t1 t89.2 kg0.089 2 t,因此10 t苯参与反响,氯苯的产量是10(10.089 2) t。【答案】(15分)(1)BC(2分)(2)水浴加热(1分)(3)苯蒸气(1分)(5)洗去FeCl3、Cl2、HCl等无机物,节省碱的用量,降低本钱(2分)Cl22NaOH=NaClNaClOH2O(2分)(6)(2分,
5、或其他合理答案)(7)10(10.089 2)(3分)27(14分)煤的气化是对煤进行深加工的重要方法,其主要反响是碳和水蒸气反响生成水煤气。 (1)在101 kPa、150 时,各1 mol的碳、一氧化碳和氢气在足量的氧气中充分燃烧并恢复至原温度,所放出的热量分别为393.7 kJ、283.0 kJ、242.0 kJ,请写出煤的气化反响的热化学方程式:_;请从热力学角度简述该反响在某条件下能够正向进行的原因:_。(2)在恒容密闭容器里,按物质的量之比为11参加一定量的碳和水蒸气反响生成水煤气。一定条件下到达平衡,当改变反响的某一条件时,以下变化能说明平衡一定向正反响方向移动的是_(填字母序号
6、)。A正反响速率先增大后减小B化学平衡常数K减小C混合气体的平均相对分子质量减小D反响物气体体积分数增大(3)一定条件下煤的气化产物还可以发生反响,700 时,向容积为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反响:CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g),反响过程中测定的局部数据见下表:反响时间/minn(CO)/moln(H2O)/mol0 1.20 0.60 5 0.80100.20请根据表格答复以下问题:计算反响在5 min内由氢气表示的反响速率为_。列式并计算该反响在700 时的化学平衡常数K_;假设温度升至800 ,上述反响平衡常数为0.64,那么正反响为_(填“吸热或“
7、放热)反响。将上表中达平衡后的混合气体恢复至室温,用200 mL 2 mol/L NaOH溶液进行吸收,充分反响后假设溶液体积不变,以下说法不正确的选项是_(HCO电离常数约为41011,CaCO3的溶度积常数约为3109)。Ac(Na)c(H)c(OH)c(HCO)2c(CO)Bc(H2CO3)v逆时,平衡向正反响方向移动。(3)根据v可计算反响速率;根据平衡常数的表达式可计算化学平衡常数;根据电荷守恒、质子守恒和物料守恒解答。【解析】(1)根据题目信息,分别写出热化学方程式:C(s)O2(g)=CO2(g)H393.7 kJ/molCO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJ/mo
8、lH2(g)O2(g)=H2O(g)H242.0 kJ/mol根据盖斯定律,可得煤气化的热化学反响方程式为C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJ/mol。该反响的正反响为熵增加的反响,故在一定条件下能正向进行。(2)当v正v逆时,化学平衡向正反响方向移动。正反响速率先增大后减小,说明反响正向进行,A项正确;化学平衡常数减小,平衡向逆反响方向移动,B项错误;该反响中,反响物的平均相对分子质量为18,生成物的平均相对分子质量为15,故混合气体的平均相对分子质量减小说明平衡向正反响方向移动,C项正确;反响物气体体积分数增大说明平衡向逆反响方向移动,D项错误。(3) CO(g)H
9、2O(g)CO2(g)H2(g)起始物质的量/mol 1.20 0.60 0 05 min时物质的量/mol 0.80 0.20 0.40 0.4010 min时物质的量/mol 0.80 0.20 0.40 0.405 min内氢气的反响速率v(H2)0.04 mol/(Lmin)。由题表数据可判断,5 min时反响到达平衡,700 时化学平衡常数K1。温度升高到800 ,平衡常数减小,说明平衡向逆反响方向移动,那么该反响的正反响为放热反响。混合气体中0.4 mol CO2与0.4 mol NaOH刚好反响生成0.4 mol NaHCO3,根据电荷守恒可知A项正确;由于NaHCO3的水解程度
10、大于电离程度,故c(H2CO3)c(CO),B项错误;根据物料守恒c(Na)c(CO)c(H2CO3)c(HCO),根据质子守恒c(CO)c(OH)c(H2CO3)c(H),两式联立可得c(Na)c(OH)c(H)c(HCO)2c(H2CO3),C项正确;NaHCO3溶液中存在HCOHCO,设平衡时电离出c(CO)a mol/L,那么41011,解得a2105.5,参加等体积、等浓度的CaCl2,Qc13109,能产生碳酸钙沉淀,D项正确。【答案】(14分)(1)C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJ/mol(2分)该反响的正向混乱度增大(或正反响是熵增的反响)(2分)(
11、2)AC(2分)(3)v(H2)0.04 mol/(Lmin)(2分)1(2分)放热(2分)B(2分)28(14分)镁的化合物在化工生产和药物合成上有重要用途。某兴趣小组以一种工业废渣(主要成分为MgCO3、MgSiO3和少量Fe的氧化物)为原料制备MgCO33H2O。实验过程如下: (1)滤渣的成分为_(填化学式),过滤装置在使用一段时间后需用NaOH溶液清洗,用化学方程式表示其清洗原理:_。(2)参加H2O2的目的是_,一段时间后,溶液中有气泡出现并放热,那么产生气泡的原因是_。(3)萃取分液中要用到分液漏斗,分液漏斗在使用前须洗干净并_。萃取分液的目的是_(填序号)。A除去水溶液中的铁离
12、子B增加镁离子在水中的溶解度C富集铁元素,可以回收利用(4)萃取后得到的水溶液制备MgCO33H2O的实验操作:边搅拌边向溶液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成,静置。_,确定沉淀完全后,过滤、_,得到MgCO33H2O。【思路分析】废渣主要成分为MgCO3、MgSiO3和少量Fe的氧化物,参加40%的硫酸酸溶,滤渣为H2SiO3,滤液中含有硫酸镁、硫酸亚铁(可能也含硫酸铁),参加H2O2氧化Fe2,然后参加有机萃取剂萃取Fe3,分液后可除去溶液中的Fe3,分液后水溶液中含有Mg2,然后经过一系列操作,得到MgCO33H2O,以此解答该题。【解析】(1)废渣主要成分为MgCO3、MgSiO
13、3和少量Fe的氧化物,参加40%的硫酸后,生成可溶的硫酸镁、硫酸亚铁(可能也含硫酸铁)和不溶的H2SiO3,故滤渣为H2SiO3;由于H2SiO3不溶于水,容易堵塞过滤器,使用一段时间后可用NaOH溶液来洗涤。 (2)H2O2溶液与Fe2发生氧化复原反响,反响的离子方程式为2Fe22HH2O2=2Fe32H2O;溶液中有气泡产生的原因是产生的Fe3催化H2O2分解生成O2。(3)分液漏斗在使用之前必须洗干净并检查是否漏水;萃取分液的目的是将混合溶液中的Fe3除去,并富集回收利用。(4)检验溶液中Mg2是否沉淀完全,可取上层清液少许,参加Na2CO3溶液看是否有沉淀产生;从溶液中得到碳酸镁晶体的操作为过滤、洗涤、枯燥。【答案】(14分)(1)H2SiO3(2分)H2SiO32NaOH=Na2SiO32H2O(2分) (2)将Fe2氧化成Fe3(2分)Fe3催化H2O2分解(1分)(3)检漏(1分)AC(2分)(4)取上层清液少许,滴加Na2CO3溶液,观察是否有沉淀生成(2分)用水洗涤固体23次、低温枯燥(2分)
限制150内