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文档简介
1、1.化学与生活密切相关。下列说法正确的是a. 海水制盐后可以利用氯碱工业,电解饱和食盐水制备金属钠b. 海带中的碘是以i形式存在,向浸泡过海带灰的水中滴加淀粉,有蓝色出现c. 电热水器用镁棒防止内胆腐蚀,原理是牺牲阳极的阴极保护法d. 工业上对煤进行干馏、液化和气化等物理方法处理,目的是降低污染和获得更多化工原料【答案】c【解析】【详解】a.金属钠不能通过电解饱和食盐水制得,需电解熔融状态的nacl制取,故a错误;b. i遇淀粉不会显蓝色,故b错误;c. 热水器内胆主要为铁,镁棒与铁形成原电池,镁做负极,铁为正极,为牺牲阳极的阴极保护法,故c正确;d. 煤的干馏属于化学方法,故d错误;故答案选
2、:c。2.我国自主研发的对二甲苯绿色合成项目取得新进展,其合成过程如图所示。下列说法不正确的是a. 异戊二烯所有碳原子可能共平面b. 可用溴水鉴别m和对二甲苯c. 对二甲苯的一氯代物有2种d. m的某种同分异构体含有苯环且能与钠反应放出氢气【答案】d【解析】【详解】a. 异戊二烯中2个碳碳双键所确定的平面重合时,所有碳原子共平面,a正确;b. m中含有碳碳双键可使溴水褪色,对二甲苯与溴水可发生萃取,使溶液分层,有机层显橙红色,可用溴水鉴别,b正确;c. 对二甲苯的一氯代物有氯原子在苯环上1种,在甲基上1种,合计2种,c正确;d. m的分子式为c8h12o,某种同分异构体含有苯环,则剩余基团为c
3、2h7-,无此基团,d错误;答案为d【点睛】碳碳双键与溴水中的溴发生加成反应使溴水褪色;对二甲苯与溴水萃取使溴水褪色,但有机层显橙红色。3.氢化钙(cah2)固体是一种储氢材料,遇水反应生成氢氧化钙和氢气,是登山运动员常用的能源提供剂。某化学兴趣小组设计制取氢化钙的装置如下(固定装置已略去)。下列说法不正确的是a. 装置a:制取h2,离子方程式为zn2hzn2h2b 装置b:用于除去h2中杂质,中盛有naoh溶液,中盛有浓硫酸c. 装置c:制取cah2,先点燃c处酒精灯,后打开a中分液漏斗的活塞d. 装置d:竖直导管作用是平衡压强,观察h2流速以调节反应的进行【答案】c【解析】【分析】装置a稀
4、盐酸和锌反应制取氢气,b装置除去氢气中的hcl气体和水蒸气,装置c为反应发生装置,制取氢化钙,装置d用于观察h2流速以调节反应的进行。【详解】a. 装置a:稀盐酸和锌反应制取氢气,离子方程式为zn2hzn2h2,故a正确;b. 装置b:用于除去h2中杂质,需先除hcl气体再除水蒸气故中盛有naoh溶液,中盛有浓硫酸,故b正确;c. 装置c:制取cah2,需先打开a中分液漏斗的活塞一段时间后点燃c处酒精灯,防止钙与氧气反应和氢气不纯发生爆炸,故c错误;装置d:竖直导管的作用是平衡压强,观察h2流速以调节反应的进行,故d正确;故答案选:c。4.4种短周期元素w、x、y、z的原子序数依次增大,其原子
5、的最外层电子数之和为19,w和x元素原子内质子数之比为1:2,x2+和z-离子的电子数之差为8,下列说法不正确的是 ( )a. 与w相邻的同主族元素可制成重要的半导体材料b. x单质不可能置换出w单质c. 元素原子半径从大到小的顺序是x、y、zd. w、y、z元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是hzo4【答案】b【解析】四种短周期元素w、x、y、z的原子序数依次增大,其原子的最外层电子数之和为19,w和x元素原子内质子数之比为1:2,x2+和z-的电子数之差为8。若w是h元素,则x是he元素,he是稀有气体,不会形成x2+,故舍去;若w是he元素,则x是be元素、z是f元素,其原子的最外
6、层电子数之和为19,则y最外层电子数是8,y是ne,与题意不符,故舍去;若w是li元素,则x是c元素、c原子不能形成简单离子,故舍去;若w是be元素,则x是o元素、o原子不能形成简单阳离子,故舍去;若w是b元素,则x是ne元素,ne是稀有气体,不会形成x2+,故舍去;若w是c元素,则x是mg元素、z是cl元素,其原子的最外层电子数之和为19,则y最外层电子数是5,为p元素,符合题意。a根据上述推断,w为c,与c相邻的同主族元素是si,si可制成重要的半导体材料,故a正确;b.根据化学反应:2mg+co22mgo+c,该反应为置换反应,故b错误;c.x、y、z分别为mg、p、cl,同周期元素从左
7、到右原子半径逐渐减小,则元素原子半径从大到小的顺序是x、y、z,故c正确;d.根据上述分析,w是c元素,y是p元素、z是cl元素,元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物酸性越强,所以酸性最强的是hclo4,故d正确;故选b。点睛:本题考查元素的推断,4种短周期元素w、x、y、z的原子序数依次增大,z的原子序数最大且小于18, x2+和z-离子的电子数之差为8,则可直接断定x为mg、z为cl,然后根据元素周期律的有关知识解答即可。5.用na表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述中正确的是a. 1.00 mol nacl中含有nacl分子数为nab. 18g d2o
8、和18g h2o中含有的质子数均为10nac. 1mol fe高温条件下与水蒸反应,电子转移数为3nad. 12g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为0.5 na【答案】d【解析】a、氯化钠由钠离子和氯离子构成,故1mol氯化钠中含1mol钠离子即na个,不含nacl分子,选项a错误;b、重水的摩尔质量为20g/mol,故18g重水的物质的量为0.9mol,故含质子为9na个,选项b错误;cfe与水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁,反应中转移电子的物质的量为:1mol×(-0)=mol,转移电子的数目为na,选项c错误;d、根据石墨的结构利用分摊法分析知
9、,一个六元环中平均含有2个碳原子,12g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为0.5na,选项d正确;答案选d。6.甲烷在加热条件下可还原氧化铜,气体产物除水蒸气外,还有碳的氧化物,某化学小组利用如图装置探究其反应产物。【查阅资料】co能与银氨溶液反应:co2ag(nh3)22oh=2ag2nh4co322nh3;cu2o为红色,不与ag反应,发生反应:cu2o2h=cu2cuh2o。(1)装置a中反应的化学方程式为_。(2)按气流方向各装置从左到右的连接顺序为a_。(3)实验中滴加稀盐酸的操作是_。(4)已知气体产物中含有co,则装置c中可能观察到的现象是_;装置f的作用为_。(5)当反应结
10、束后,装置d处试管中固体全部变为红色。设计实验证明红色固体中含有cu2o:_;欲证明红色固体中是否含有cu,甲同学设计如下实验:向少量红色固体中加入适量的0.1 mol/l agno3溶液,发现溶液变蓝,据此判断红色固体中含有cu。乙同学认为该方案不合理,欲证明甲同学的结论,还需要增加对比实验,完成表中内容。实验步骤(不要求写出具体的操作过程)预期现象与结论_若观察到溶液不变蓝,则证明红色固体中含有cu【答案】 (1). al4c312hcl=3ch44alcl3 (2). fdbecg (3). 先打开分液漏斗上口的玻璃塞(或先将分液漏斗上口的玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔),再将分液漏斗下
11、面的旋塞打开,使稀盐酸缓慢滴下 (4). 试管内有黑色固体生成 (5). 除去甲烷中的hcl和h2o (6). 取少量红色固体,加入适量稀硫酸,若溶液变蓝色,则证明含cu2o (7). 取少量的cu2o固体于试管中,加入适量的0.1 mol/l agno3溶液【解析】【分析】装置a中反应是稀盐酸和al4c3反应生成氯化铝和甲烷,甲烷在加热条件下可还原氧化铜,气体产物除水蒸气外,还有碳的氧化物,生成的甲烷气体通过装置f吸收混有的氯化氢,干燥气体,通过装置d加热还原氧化铜,通过装置b检验生成的水蒸气,通过装置e检验吸收生成产物二氧化碳,通过装置c中银氨溶液验证一氧化碳,co能与银氨溶液反应:co2
12、ag(nh3)22oh=2ag2nh4co322nh3,最后用排水法吸收和收集尾气,据此解答。【详解】(1)装置a中反应是稀盐酸和al4c3反应生成氯化铝和甲烷,反应的化学方程式为:al4c312hcl=3ch44alcl3;(2)装置a中反应是稀盐酸和al4c3反应生成氯化铝和甲烷,甲烷在加热条件下可还原氧化铜,气体产物除水蒸气外,还有碳的氧化物,生成的甲烷气体通过装置f干燥,通过装置d加热还原氧化铜,通过装置b检验生成的水蒸气,通过装置e检验吸收生成产物二氧化碳,通过装置c中银氨溶液验证一氧化碳,co能与银氨溶液反应:2ag(nh3)22oh=2ag2nh4co322nh3,最后用排水法吸
13、收和收集气体,按气流方向各装置从左到右的连接顺序为 afdbecg;(3)实验中滴加稀盐酸的操作是:先打开分液漏斗上口的玻璃塞(或先将分液漏斗上口的玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔),再将分液漏斗下面的旋塞打开,使稀盐酸缓慢滴下;(4)气体含有一氧化碳,c中银氨溶液被一氧化碳还原生成银单质,试管内有黑色固体生成,f是除去甲烷中杂质气体氯化氢和水蒸气;(5)当反应结束后,装置d处试管中固体全部变为红色,实验证明红色固体中含有cu2o的方法为:取少量红色固体,加入适量稀硫酸,若溶液变蓝色,说明含铜离子,则证明含cu2o;欲证明红色固体中是否含有cu,甲同学设计如下实验:向少量红色固体中加入
14、适量的0.1mol/lagno3溶液,发现溶液变蓝,据此判断红色固体中含有cu。乙同学认为该方案不合理,欲证明甲同学的结论,还需要增加对比实验:即取少量的cu2o固体于试管中,加入适量的0.1mol/lagno3溶液,若溶液不变蓝,则可以排除红色固体中氧化亚铜的干扰,证明其中含铜。7.随着科学技术的发展和环保要求不断提高,co2的捕集利用技术成为研究的重点。.工业上使用的捕碳剂有nh3和(nh4)2co3,它们与co2可发生如下可逆反应:nh3(l)h2o(l)co2(g)nh4hco3(aq)h12nh3(l)h2o(l)co2(g)(nh4)2co3(aq)h2(nh4)2co3(aq)h
15、2o(l)co2(g)2nh4hco3(aq)h3则h3_(用含h1、h2的代数式表示)。.目前国际空间站处理co2的一个重要方法是将co2还原,所涉及的化学反应方程式为co2(g)4h2(g)ch4(g)2h2o(g),已知:h2的体积分数随温度的升高而增加。(1)该反应的s_0(填“”“”或“”),该反应的h_0(填“”或“”)。(2)在恒容密闭容器中通入等物质的量的co2和h2并发生上述反应,t 下,co2物质的量浓度c(co2)随时间t变化的曲线如图所示。下列能说明反应达到平衡状态的是_(填字母代号)。a体系压强保持不变b混合气体密度保持不变c甲烷和水蒸气的物质的量之比保持不变dh2的
16、质量分数保持不变(3)t下,反应前20 s的平均反应速率v(h2)_(用含a、b的代数式表示)。(4)t下,该反应的平衡常数k_(用含a、b的代数式表示)。(5)若降低温度,反应重新达到平衡,则v(正)_;co2转化率_(填“增大”“减小”或“不变”)。.工业上常用高浓度的k2co3溶液吸收co2,得溶液x,再利用电解法使k2co3溶液再生,其装置示意图如图所示:(1)在阳极区发生的反应包括_和hhco3=co2h2o。(2)简述co32在阴极区再生的原理:_。(3)nh3·bh33h2o2=nh4bo24h2o。下列说法正确的是_。a电流从左侧电极经过负载后流向右侧电极bbo2通过
17、质子交换膜向正极移动c负极附近溶液ph增大d正极的反应式为3h2o26h6e=6h2o【答案】 (1). 2h1h2 (2). (3). (4). ad (5). mol/(l·s) (6). (7). 减小 (8). 增大 (9). 4oh4e=2h2oo2或2h2o4e=4ho2 (10). 阴极h放电产生h2,oh浓度变大并与hco3反应使co32再生 (11). d【解析】【详解】inh3(l)h2o(l)co2(g)nh4hco3(aq)h12nh3(l)h2o(l)co2(g)(nh4)2co3(aq)h2(nh4)2co3(aq)h2o(l)co2(g)2nh4hco3
18、(aq)h3利用盖斯定律计算×2-得到(nh4)2co3(aq)h2o(l)co2(g)2nh4hco3(aq)h32h1h2;.(1)该反应正反应方向气体分子数减少,则s0,已知h2的体积分数随温度的升高而增加,说明温度升高,平衡逆向移动,正反应方向为放热反应,则h0;(2)a.该反应前后气体分子数不等,反应过程中体系压强发生变化,当体系压强不变时,说明反应达到平衡状态,故a正确;b.反应前后气体总质量不变,容器体积不变,气体密度始终不变,不能说明反应达到平衡状态,故b错误;c.从反应开始到平衡,甲烷和水蒸气的物质的量之比均为1:2,始终不变,不能说明反应达到平衡状态,故c错误;d
19、.h2的质量分数保持不变,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故d错误;故答案选:ad;(3)由图1可知:反应前20秒co2物质的量浓度减少(a-b)mol/l,则h2物质的量浓度减少4(a-b)mol/l,平均速率mol/(l·s);(4)起始时通入等物质的量的co2和h2,二者的起始浓度相等,均为a mol/l,减少的浓度分别为(a-b) mol/l和4(a-b) mol/l,平衡浓度分别为b mol/l、(4b-3a)mol/l,ch4和水蒸气的平衡浓度分别为(a-b) mol/l和2(a-b) mol/l,该反应的平衡常数;(5)降低温度,v(正)减小,平衡正向移动,co
20、2转化率增大;.(1)由图2可知:阳极区oh-失电子生成o2,电极反应式为或;(2)阴极的电极反应为,c(h+)减小,电离平衡正向移动,可以使co32-再生;(3)由反应nh3·bh33h2o2=nh4bo24h2o可知h2o2中氧元素化合价下降发生还原反应,为原电池的正极,nh3·bh3中b元素化合价升高,发生氧化反应,为原电池的负极。a. 电流从正极流向负极,即从右侧电极经过负载后流向左侧电极,故a错误;b. 放电时,阴离子向负极移动,所以bo2通过质子交换膜向负极移动,故b错误;c. nh3bh3为负极失电子发生氧化反应,电极反应式为,所以负极附近溶液ph减小,故c错
21、误;d. 右侧h2o2为正极得到电子发生还原反应,电极反应式为,故d正确;故答案选:d。【点睛】化学平衡状态的特征:逆、定、动、变、等,据此来判断化学反应是否达到平衡,正逆反应速率相同,各组分含量保持不变,以及衍生的物理量中变量不变分析判断。8.一定条件下,ch4与h2o(g)发生反应:ch4(g)h2o(g)co(g)3h2(g)。设起始z,在恒压下,平衡时ch4的体积分数(ch4)与z和t(温度)的关系如图所示。下列说法正确的是 a. 该反应的焓变h<0b. 图中z的大小为a<3<bc. 图中x点对应的平衡混合物中3d. 温度不变时,图中x点对应的平衡在加压后(ch4)减
22、小【答案】b【解析】【分析】由图象可知升高温度,甲烷的体积分数减小,说明升高温度平衡正向移动,则正反应为吸热反应,起始=z,z越小,说明加入甲烷的物质的量相对水来说越多,含量越大,以此解答该题。【详解】a. 升高温度,甲烷的体积分数减小,说明升高温度平衡正向移动,则该反应的焓变h>0,故a错误;b. 起始=z,z越小,说明甲烷相对越多,达到平衡时甲烷的含量越多,则z的大小为b>3>a,故b正确;c. 起始=3,水和甲烷按1:1反应,达到平衡时,二者比值不等于3,故c错误;d. 增大压强,平衡逆向移动,所以平衡在加压后(ch4)增大,故d错误。故答案选:b。9.镓(ga)、锗(
23、ge)、硅(si)、硒(se)的单质及某些化合物如砷化镓、磷化镓等都是常用的半导体材料,应用于航空航天测控、光纤通讯等领域。回答下列问题:(1)硒常用作光敏材料,基态硒原子的核外电子排布式为ar_;与硒同周期的p区元素中第一电离能大于硒的元素有_种;seo3的空间构型是_。(2)根据元素周期律,原子半径ga _as,第一电离能ga _as。(填“大于”或“小于”)(3)水晶的主要成分是二氧化硅,在水晶中硅原子的配位数是_,硅与氢结合能形成一系列的二元化合物sih4、si2h6等,与氯、溴结合能形成sicl4 、sibr4,上述四种物质的沸点由高到低的顺序为_,丁硅烯(si4h8)中键与键个数之
24、比为_。(4)gan、gap、gaas都是很好的半导体材料,晶体类型与晶体硅类似,熔点如下表所示,分析其变化原因_。(5)gan晶体结构如图所示。已知六棱柱底边边长为a cm,阿伏加德罗常数的值为na。晶体中ga原子采用六方最密堆积方式,每个ga原子周围距离最近的ga原子数目为_。从gan晶体中“分割”出的平行六面体如图所示。若该平行六面体的体积为cm3,gan晶体的密度为_g/cm3(用a、na表示)。【答案】 (1). (2). 3 (3). 平面三角形 (4). > (5). < (6). 4 (7). (8). 11:1 (9). 结构相似前提下,原子晶体的熔沸点与成键原子
25、的半径呈反比,原子半径大小为n<p<as,因此gan的熔点最高,gaas的熔点最低 (10). 12 (11). 【解析】【分析】(1)按要求画出硒原子的核外电子排布式即可,同一周期中,元素的第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第va族元素第一电离能大于相邻元素;气态分子中se原子孤电子对数为0,价层电子对数为3,因此为平面三角形;(2)同周期主族元素的原子半径随原子序数的递增而逐渐减小,据此来分析即可;(3)二氧化硅中1个硅原子结合4个氧原子,同时每个氧原子结合2个硅原子,对于分子晶体来讲,相对分子质量越大,分子间作用力越强,沸点越高;(4)原子晶体中各原子之间是靠共价键形
26、成的,在成键数相同的情况下,共价键的强度受成键原子的半径大小影响,半径越小则键能越大,n、p、as同属第va族,因此三种物质的结构相似,而原子半径大小为n<p<as,因此gan的熔点最高,gaas的熔点最低;(5)从六方晶胞的面心原子分析,上、中、下分别有3、6、3个配位原子,故配位数为12,接下来分析其化学式,位于晶胞顶点的原子为6个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为,位于晶胞面心的原子为2个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为,位于晶胞侧棱的原子为3个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为,位于晶胞底面上的棱棱心的原子为4个晶胞共用,对一个晶胞的贡献为,位于晶胞体心的原子为1个晶胞共用,对一个晶胞的贡
27、献为1,因此该结构为,再根据体积来计算密度即可。【详解】(1)硒是34号元素,其核外电子排布式为,根据分析可知同周期中只有as、br、kr三种元素的第一电离能大于硒,而的结构为平面三角形;(2)同周期主族元素的原子半径随原子序数的递增而逐渐减小,因此镓原子的半径大于砷原子,砷原子处于第va族,其4p轨道处于半充满的稳定状态,第一电离能较大,因此砷原子的第一电离能大于镓原子;(3)根据分析,水晶晶体中硅原子的配位数为4,几种分子晶体的熔沸点可以按照相对分子质量的大小来排列,因此沸点有:,丁硅烯的结构与丁烯类似,分子中有8个键,1个双键,2个键,因此分子中的键与键的数个数之比为11:1;(4)原子晶体中各原子之间是靠共价键形成的,在成键数相同的情况下,共价键的强度受成键原子的半径大小影响,半径越小则键能越大,n、p、as同属第va族,因此三种物质的结构相似,而原子半径大小为n<p<as,因此gan的熔点最高,gaas的熔点最低;(5)从六方晶胞的面心原子分析,上、中、下分别有3、6、3个配位原子,故镓原子的配位数为12;根据分析得出化学式为,质量为,该六棱柱的底面为正六边形,边长为a cm,底面的面积为6个边长为a cm的正三角形面积之和,因此该底面的面积为,高为2倍的正四面体高,因此体积为,代入密度公式有。10.
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