有一平均相对分子质量为30.4的CO、C2H4和O2的混合气

更新 2022-09-03
科目化学
题型填空题
难度较易
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有一平均相对分子质量为30.4的CO、C₂H₄和O₂的混合气体，经点燃完全反应后，测得反应后混合气体中不再有CO和C₂H₄。试通过计算填空：
(1)原混合气体中氧气所占的体积分数为__________。
(2)原混合气体中一氧化碳的体积分数(用x表示)的取值范围为(用百分比表示)__________。
(3)原混合气体中乙烯的体积分数(用y表示)的取值范围为(用百分比表示)__________。

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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．乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用 $C a C_{2}$ 与水反应生成乙炔。
(1) $C a C_{2}$ 中 ${C_{2}}^{2 -}$ 与 ${O_{2}}^{2 +}$ 互为等电子体， ${O_{2}}^{2 +}$ 的电子式可表示为；1 $m o l$ ${O_{2}}^{2 +}$ 中含有的 $π$ 键数目为。
(2)将乙炔通入 $[C u (N H_{3})_{2}] C l$ 溶液生成 $C u_{2} C_{2}$ 红棕色沉淀。 $C u^{+}$ 基态核外电子排布式为。
(3)乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈 $(H_{2} C = C H - C \equiv N)$ 。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是；分子中处于同一直线上的原子数目最多为。
(4) $C a C_{2}$ 晶体的晶胞结构与 $N a C l$ 晶体相似（如图所示），但 $C a C_{2}$ 晶体中含有的中哑铃形 ${C_{2}}^{2 -}$ 的存在，使晶胞沿一个方向拉长。 $C a C_{2}$ 晶体中1个 $C a^{2 +}$ 周围距离最近的 ${C_{2}}^{2 -}$ 数目为。

B．对硝基甲苯是医药、染料等工业的一种重要有机中间体，它常以浓硝酸为硝化剂，浓硫酸为催化剂，通过甲苯的硝化反应制备。

一种新的制备对硝基甲苯的实验方法是：以发烟硝酸为硝化剂，固体 $N a H S O_{4}$ 为催化剂（可循环使用），在 $C C l_{4}$ 溶液中，加入乙酸酐（有脱水作用），45 $℃$ 反应1h 。反应结束后，过滤，滤液分别用5% $N a H C O_{3}$ ,溶液、水洗至中性，再经分离提纯得到对硝基甲苯。
(l)上述实验中过滤的目的是。
(2) 滤液在分液漏斗中洗涤静置后，有机层处于层（填"上"或'下"）；放液时，若发现液体流不下来，其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外，还有。
(3) 下列给出了催化剂种类及用量对甲苯硝化反应影响的实验结果。

催化剂	n（催化剂）	硝化产物中各种异构体质量分数(%)	总产率（%）
n（甲苯）	对硝基甲苯	邻硝基甲苯	间硝基甲苯
浓 $H_{2} S O_{4}$	1.0	35.6	60.2	4.2	98.0
1.2	36.5	59.5	4.0	99.8
$N a H S O_{4}$	0.15	44.6	55.1	0.3	98.9
0.25	46.3	52.8	0.9	99.9
0.32	47.9	51.8	0.3	99.9
0.36	45.2	54.2	0.6	99.9

① $N a H S O_{4}$ 催化制备对硝基甲苯时，催化剂与甲苯的最佳物质的量之比为。
②由甲苯硝化得到的各种产物的含量可知，甲苯硝化反应的特点是。
③与浓硫酸催化甲苯硝化相比， $N a H S O_{4}$ 催化甲苯硝化的优点有、。

题型：未知
难度：未知

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以水氯镁石(主要成分为 $M g C l_{2} \cdot 6 H_{2} O$ )为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下

(l)预氨化过程中有 $M g (O H)_{2}$ 沉淀生成，已知常温下 $M g (O H)_{2}$ 的 $K s p = 1.8 \times 10^{- 12}$ ，若溶液中 $c (O H^{-}) = 3.0 \times 10^{- 5} m o l / L$ ，则溶液中 $c (M g^{2 +})$ =。
(2)上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式为。
(3)高温煅烧碱式碳酸镁得到 $M g O$ 。取碱式碳酸镁4.66 $g$ ，高温煅烧至恒重，得到固体2.00 $g$ 和标准状况下 $C O_{2}$ 0.896 $L$ ，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。
(4)若热水解不完全，所得碱式碳酸镁中将混有 $M g C O_{3}$ ，则产品中镁的质量分数（填 "升高"、"降低"或"不变"）。

题型：未知
难度：未知

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阿立哌唑( $A$ )是一种新的抗精神分裂症药物，可由化合物 $B$ 、 $C$ 、 $D$ 在有机溶剂中通过以下两条路线合成得到。

线路一：

线路二：

(1) $E$ 的结构简式为。
(2)由 $C$ 、 $D$ 生成化合物 $F$ 的反应类型是。
(3)合成 $F$ 时还可能生成一种相对分子质量为285的副产物 $G$ ， $G$ 的结构简式为。
(4) $H$ 属于 $α -$ 氨基酸，与 $B$ 的水解产物互为同分异构体。 $H$ 能与 $F e C l_{3}$ 溶液发生显色反应，且苯环上的一氯代物只有2种。写出两种满足上述条件的 $H$ 的结构简式：。
(5)已知：，写出由 $C$ 制备化合物线路一的合成路线流程图（无机试剂任选）。合成路线流程图示例如下：

题型：未知
难度：未知

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下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理。

（1）方法Ⅰ中氨水吸收燃煤烟气中 $S O_{2}$ 的化学反应为：

能提高燃煤烟气中 $S O_{2}$ 去除率的措施有（填字母）。
A．增大氨水浓度 B.升高反应温度
C.使燃煤烟气与氨水充分接触 D. 通入空气使 $H S O_{3}^{-}$ 转化为 $S O_{4}^{2 -}$

采用方法Ⅰ脱硫，并不需要预先除去燃煤烟气中大量的 $C O_{2}$ ，原因是（用离子方程式表示）。
（2）方法Ⅱ重要发生了下列反应：

$S (g)$ 与 $O_{2} (g)$ 反应生成 $S O_{2} (g)$ 的热化学方程式为。

（3）方法Ⅲ中用惰性电极电解 $N a H S O_{3}$ 溶液的装置如上图所示。阳极区放出气体的成分为。（填化学式）

题型：未知
难度：未知

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正极材料为 $L i C o O_{2}$ 的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。
（1）橄榄石型 $L i F e P O_{4}$ 是一种潜在的锂离子电池正极材料，它可以通过 $(N H_{4})_{2} F e (S O_{4})_{2}$ 、 $H_{3} P O_{4}$ 与 $L i O H$ 溶液发生共沉淀反应，所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而制得。
①共沉淀反应投料时，不将 $(N H_{4})_{2} F e (S O_{4})_{2}$ 和 $L i O H$ 溶液直接混合的原因是。
②共沉淀反应的化学方程式为。
③高温成型前，常向 $L i F e P O_{4}$ 中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后的 $L i F e P O_{4}$ 的导电性能外，还能。
（2）废旧锂离子电池的正极材料试样（主要含有 $L i C o O_{2}$ 及少量 $A l, F e$ 等）可通过下列实验方法回收钴、锂。

① 在上述溶解过程中， $S_{2} {O_{3}}^{2 -}$ 被氧化成 $S {O_{4}}^{2 -}$ ， $L i C o O_{2}$ 在溶解过程中反应的化学方程式为。
② $C o (O H)_{2}$ 在空气中加热时，固体残留率随温度的变化，如下图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水，则1000℃时，剩余固体的成分为（填化学式）；在350~400℃范围内，剩余固体的成分为。（填化学式）。

题型：未知
难度：未知

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