山东省日照市2024届高考化学二模试卷 Word版含解析(5)

2025-09-16

2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g). 初始浓度(10﹣3mol?L﹣1):1 3.60 0 0 转化浓度(10﹣3mol?L﹣1):0.9 0.9 0.45 0.9 平衡浓度(10﹣3mol?L﹣1):0.1 2.7 0.45 0.9 K=

=5000L?mol﹣1,

因Ⅰ、Ⅱ温度相同,初始浓度相等,催化剂对平衡移动无影响,则平衡不移动,但Ⅱ的速率大,则Ⅱ先达到化学平衡,Ⅰ、Ⅱ达平衡时NO的浓度相同,而Ⅲ的温度高,则反应速率最大且平衡逆移,即达到化学平衡时c(NO)增大,实验Ⅱ、Ⅲ条件下混合气体中NO浓度

随时间变化的趋势曲线图为,

故答案为:5000L?mol﹣1;

【点评】本题考查较为综合,涉及反应热的计算、化学反应速率和化学平衡的影响因素与图象的关系、平衡常数的计算等知识,为高频考点,其中(3)③是难点,把握控制变量法分析反应速率的影响因素及图象为解答的关键,题目难度较大.

10.锂离子电池广泛应用于日常电子产品中,也是电动汽车动力电池的首选.正极材料的选择决定了锂离子电池的性能.磷酸铁钾(LiFePO4)以其高倍率性、高比能量、高循环特性、高安全性、低成本、环保等优点而逐渐成为“能源新星”.

(1)磷酸铁锂电池比钻酸锂电池或锰酸锂电池更环保的原因是 磷酸铁锂电池不会产生重金属污染 .

(2)高温固相法是磷酸铁锂生产的主要方法.通常以铁盐、磷酸盐和锂盐为原料,按化学计量比充分混匀后,在惰性气氛的保护中先经过较低温预分解,再经高温焙烧,研磨粉碎制成.

其反应原理如下:①完成上述化学方程式.

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Li2CO3+2FeC2O4?2H2O+2NH4H2PO4═2LiFePO4+2NH3↑+3CO2↑+ 2CO↑ + 7H2O↑ ②理论上,反应中每转移0.15mol电子,会生成LiFePO4 23.7 g. ③反应需在惰性气氛的保护中进行,其原因是 防止Fe(II)被氧化 .

(3)磷酸铁锂电池装置如图所示,其中正极材料橄榄石型LiFePO4通过粘合剂附着在铝箔表面,负极石墨材料附着在铜箔表面,电解质为溶解在有机溶剂中的锂盐. 电池工作时的总反应为:LiFePO4+6C

Li1﹣xFePO4+LixC6,则放电时,正极的电极反应

式为 Li1﹣xFePO4+xLi++xe﹣═LiFePO4 .充电时,Li+迁移方向为 由左向右 (填“由左向右”或“由右向左”),图中聚合物隔膜应为 阳 (填“阳”或“阴”)离子交换膜. (4)废旧磷酸铁锂电池的正极材料(主要成分为LiFePO4,难溶于水,不与强碱反应)可通过湿法回收锂和铁,其过程如下:

①碱溶.加入强碱溶液除去铝箔及其氧化物,过滤.

②酸浸.在过滤后的滤渣中加入H2SO4和H2O2的混合溶液,发生反应的离子方程式为 2LiFePO4+2H++H2O2═2Li++2Fe3++2PO43﹣+2H2O ,得到浸出液.

③分离锂和铁.向浸出液中加碱调节溶液的pH使铁元素沉淀,当pH为 2.7 时,铁恰好沉淀完全(已知Ksp[Fe(OH)3]=1×10﹣39当离子浓度小于l×10﹣5mo1?L﹣1时,可认为该离子沉淀完全)

【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用;原电池和电解池的工作原理. 【专题】电化学专题;物质的分离提纯和鉴别. 【分析】(1)重金属离子会产生污染; (2)①根据原子守恒分析;

②C2O42﹣中C的化合价为+3价,生成CO和CO2,C元素的化合价分别为+2价、+3价,根据电子与LiFePO4的关系计算; ③亚铁离子容易被氧气氧化;

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(3)放电时,Li1﹣xFePO4在正极上得电子发生氧化反应;充电时,阳离子向阴极移动;电解质为锂盐,锂离子通过交换膜向正极移动;

(4)②LiFePO4中亚铁离子在酸性条件下,被双氧水氧化为铁离子;

③当离子浓度小于l×10﹣5mo1?L﹣1时,可认为该离子沉淀完全,结合Ksp[Fe(OH)3]计算.【解答】解:(1)钴酸锂电池或锰酸锂电池中含有重金属离子,重金属离子会产生污染,所以磷酸铁锂电池比钴酸锂电池或锰酸锂电池更环保; 故答案为:磷酸铁锂电池不会产生重金属污染; (2)①由原子守恒可知,

Li2CO3+2FeC2O4?2H2O+2NH4H2PO4═2LiFePO4+2NH3↑+3CO2↑+2CO↑+7H2O↑; 故答案为:2CO↑、7H2O↑;

②C2O42﹣中C的化合价为+3价,生成CO和CO2,C元素的化合价分别为+2价、+3价,生成2molCO转移2mol电子,同时生成2molLiFePO4,则当反应中每转移0.15mol电子,生成0.15molLiFePO4,其质量为23.7g; 故答案为:23.7;

③亚铁离子容易被氧气氧化,所以要隔绝氧气,即反应需在惰性气氛的保护中进行; 故答案为:防止Fe(II)被氧化; (3)电池工作时的总反应为:LiFePO4+6C

Li1﹣xFePO4+LixC6,放电时,Li1﹣xFePO4

在正极上得电子发生氧化反应,正极反应为Li1﹣xFePO4+xLi++xe﹣═LiFePO4;充电时,正极与外接电源的正极相连为阳极,阳离子向阴极移动,即Li+由左向右移动;电解质为锂盐,锂离子通过交换膜向正极移动,所以交换膜应该为阳离子交换膜; 故答案为:Li1﹣xFePO4+xLi++xe﹣═LiFePO4;由左向右;阳;

(4)②LiFePO4中亚铁离子在酸性条件下,被双氧水氧化为铁离子,则发生反应的离子方程式为2LiFePO4+2H++H2O2═2Li++2Fe3++2PO43﹣+2H2O; 故答案为:2LiFePO4+2H++H2O2═2Li++2Fe3++2PO43﹣+2H2O;

③当离子浓度小于l×10﹣5mo1?L﹣1时,可认为该离子沉淀完全,Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH﹣),则c3(OH﹣)=

,所以c(OH﹣)=

×10﹣11mol/L

≈0.464×10﹣11mol/L,则c(H+)=2.155×10﹣3mol/L,所以pH≈2.7; 故答案为:2.7.

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【点评】本题综合考查了物质的制备原理、原电池和电解池工作原理及相关计算,侧重于学生的分析能力和计算能力的考查,熟悉原电池、电解池工作原理及各个电极发生反应、明确溶度积数的表达式是解题关键,题目难度中等.

三、[化学-选修5:有机化学基础]

11.OPA是医药中间体,可用作内窥镜手术用器械高效安全抗菌消毒剂,也用于合成新抗血小板聚集药吲哚波芬.有关OPA的转化关系如图:

已知:

①A是摩尔质量为106g?mol﹣1的烃

②同一个碳原子上连两个羟基不稳定,会脱去一分子的水生成醛基 ③无α﹣H (醛基相邻碳上的氢)的醛能发生歧化反应,如:2HCHO+KOHCH3OH+HCOOK 回答下列问题:

(1)A的名称是 邻二甲苯 .

(2)检验B中溴元素的方法正确是 d . a.加入氯水振荡,观察上层是否有红棕色

b.滴加硝酸酸化的硝酸银,观察有无浅黄色沉淀生成

c.滴加NaOH溶液共热,再加硝酸银溶液,观察有无浅黄色沉淀

d.滴加NaOH溶液共热,后加稀硝酸酸化,再加硝酸银溶液,观察有无浅黄色沉淀 (3)OPA的结构简式是

,OPA分子中最多有 16 个原子共平面.

(4)D中官能团的名称是 羟基、羧基 ,E是一种聚酯类高分子化合物,由D生成E的化学反应方程式为

注明反应条件),该反应的类型为 缩聚反应 .

(不必

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(5)D的同分异构体中含有苯环且苯环上的取代基至少有两个,能水解且能发生银镜反应的共有 19 种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱为4组峰,且面积之比为l:2:2:3的是 【考点】有机物的推断.

【专题】有机推断;结构决定性质思想;演绎推理法;有机化合物的获得与应用. 【分析】A是摩尔质量为106g?mol﹣1的烃,A和溴发生取代反应生成C,根据C的结构简式知,A为邻二甲苯,其结构简式为

,A和溴在铁作催化剂条件下发生取代反

(写出其结构简式).

应生成B,根据B的分子式知,B的结构简式为,C发生卤代烃的

水解反应,再脱水后生成OPA为,结合已知反应信息③可知,邻苯二甲醛反

应生成D,D的结构简式为,E是一种聚酯类高分子化合物,D发生缩

聚反应生成E,则E的结构简式为,据此解答.

【解答】解:A是摩尔质量为106g?mol﹣1的烃,A和溴发生取代反应生成C,根据C的结构简式知,A为邻二甲苯,其结构简式为

,A和溴在铁作催化剂条件下发生取

代反应生成B,根据B的分子式知,B的结构简式为,C发生卤代

烃的水解反应,再脱水后生成OPA为,结合已知反应信息③可知,邻苯二甲

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