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…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2024年上外版必修2化学上册月考试卷含答案考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共7题,共14分)1、指出下列说法正确的是()A.生物体内进行的缓慢氧化反应是放热反应。B.化学键形成时释放的能量越多,化学键越活泼。C.需要加热条件的化学反应都是吸热反应D.1mol硫酸与足量氢氧化钠发生中和反应生成水所释放的热量称为中和热。2、复旦大学研发的一种新型水锂电池,一极采用复合膜包裹的金属锂,另一极采用锰酸锂(LiMn2O4),以0.5mol·L-1Li2SO4水溶液作电解质;安全性能和成本较现有的锂离子电池都具有明显的优势。下列有关该电池的说法不正确的是()
A.电极a是负极,电极b是正极B.工作时电池的总反应为:LiMn2O4+Li=Li2Mn2O4C.放电时,溶液中Li+从a向b迁移D.电池放电时的阳极反应式为:Li2Mn2O4−e-=LiMn2O4+Li+3、在常温常压下断裂1mol指定共价键时吸收的能量如下表:。共价键(1mol)C—H键C—C键C=C键H—H键吸收的能量/kJ413.4347.7615436
则下列有关CH2=CH2+H2—→CH3CH3反应的说法正确的是A.生成1mol乙烷时反应放出能量123.5kJB.生成物的总能量为2828.1kJC.该反应为加成反应,可以实现完全转化D.该反应为放热反应,无需加热即可实现4、有两种金属混合物3.4g,与足量的盐酸反应放出H22.24L(标况下),这两种金属可能是A.铜和铁B.镁和铝C.锌和铝D.锌和铁5、已知:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)。现将体积之比为1:2的NO2和SO2的混合气体置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是A.混合气体总物质的量保持不变B.混合气体密度保持不变C.NO2(g)和SO2(g)的体积比保持不变D.每消耗1molSO2,同时消耗0.5molSO3(g)6、在盛有足量A的体积可变的密闭容器中,加入B,发生反应:A(s)+2B(g)4C(g)+D(g)△H<0;在一定温度;压强下达到平衡。平衡时C的物质的量与加入的B的物质的量的变化关系如图:下列说法正确的是。
A.当温度升高后,则图中θ>45°B.若再加入少量A,正、逆反应速率均增大C.平衡时B的转化率为50%D.若再加入B,则平衡后反应体系气体密度减小7、某恒容密闭容器中充入一定量SO2和O2进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0,图甲表示反应速率(v)与温度(T)的关系、图乙表示T1时,平衡体系中SO2的体积分数与压强(p)的关系。下列说法正确的是()
图甲图乙A.图甲中,曲线1表示正反应速率与温度的关系B.图乙中,a、b两点的反应速率:v(a)>v(b)C.图甲中,d点时,混合气体的平均摩尔质量不再改变D.图乙中,c点的正、逆反应速率:v(逆)<v(正)评卷人得分二、填空题(共6题,共12分)8、蛋白质是构成生物体内的基本物质;蛋白质的组成元素主要有氢;碳、氮、氧、硫,同时还有微量元素铁、锌等。回答下列问题:
(1)碳、氮、氧三元素的第一电离能由小到大的顺序为________________(用元素符号表示);
(2)N3-的立体构型是___________形:与N3-互为等电子体的一种分子是___________(填分子式)。
(3)将足量的氨水逐滴地加入到ZnSO4溶液中,先生成沉淀,然后沉淀溶解生成配合物[Cu(NH3)4SO4,配位化合物中的阳离子结构式为___________;SO42-中的硫原子杂化方式为___________;用价层电子对互斥理论解释SO42-的键角大于SO32-的原因是_________________________________。
(4)碲化锌晶体有两种结构,其中一种晶胞结构如下图,晶胞中与Zn原子距离最近的Te原子围成____体图形;与Te原子距离最近的Te原子有___个;若Zn与距离最近的Te原子间距为apm,则晶体密度为____g/cm3。
(已知相对原子质量:Zn-65、Te-128)9、(1)近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极;电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下图:
请回答下列问题:
①Pt(a)电极反应式为___________;
②如果该电池工作时电路中通过2mol电子,则消耗的CH3OH有___________mol。
(2)某科研单位利用电化学原理用SO2来制备硫酸;装置如图所示。电极为多孔的材料,能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。
①通入SO2的电极,其电极反应式为___________。
②电解质溶液中的H+通过质子膜___________(填“向左”“向右”或“不”)移动。
③电池总反应式为___________。10、某温度时;在2L密闭容器中X;Y、Z三种气态物质的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线如图所示,由图中数据分析:
(1)该反应的化学方程式为______。
(2)反应开始至2min,用Z表示的平均反应速率为______,平衡时X的转化率为______,此时加入1体积Ar,反应速率_______(填“变大”;“变小”、“不变”)
(3)下列叙述能说明上述反应达到化学平衡状态的是_____(填序号)。
A.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化。
B.混合气体的压强不随时间的变化而变化。
C.单位时间内每消耗3molX;同时生成2molZ
D.混合气体的总质量不随时间的变化而变化。
E.混合气体的密度不再发生改变11、一定温度下,将1molN2O4充入容积固定为2L的密闭容器中,发生反应:N2O42NO2(g)。经2s达到化学平衡状态,此时测得容器中c(NO2)=0.2mol/L。
(1)下列说法中,一定能说明该反应达到平衡状态的是___________(填序号)。
A.正、逆反应均已停止B.v(NO2)=2v(N2O4)
C.容器中c(NO2):c(N2O4)=2∶1D.混合气体的密度不变。
E.混合气体的压强不变F.混合气体的颜色不变。
(2)0~2s内反应的平均速率v(NO2)=___________。
(3)达到平衡时容器中c(N2O4)=___________。
(4)达到平衡时,N2O4转化率为___________。12、在一定温度下;将冰醋酸加水稀释,溶液的导电能力I随加入水的体积V变化的曲线如图所示。请回答下列问题:
(1)“0"点冰醋酸不能导电的原因是_____________。
(2)a、b、c三点对应的溶液中,c(H+)由小到大的顺序为____________。
(3)a、b、c三点对应的溶液中,CH3COOH的电离程度最大的是___________。
(4)若使c点对应的溶液中的c(CH3COO-)增大,在下列措施中,可行的是_______(填字母)。
A.加热B.加KOH固体C.加水D.加CH3COONa固体E.加锌粒。
(5)在稀释过程中,随着醋酸浓度的降低,下列始终保持增大趋势的是_________。
A.c(H+)B.H+个数C.CH3COOH分子数D.
(6)由表格中的电离平衡常数判断可以发生的反应是____________。弱酸化学式HClOH2CO3电离平衡常数K=3×10-8Ka1=4.4×10-7Ka2=4.7×10-11
A.NaClO+NaHCO3=HClO+Na2CO3
B.2HClO+Na2CO3=2NaClO+CO2↑+H2O
C.2NaClO+CO2+H2O=2HClO+Na2CO3
D.NaClO+CO2+H2O=HClO+NaHCO313、某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。
回答下列问题:
(1)实验过程中铜网出现黑色和红色交替的现象。
①红色变成黑色的反应是2Cu+O22CuO;
②黑色变为红色的化学方程式为_________。
在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明乙醇催化氧化反应是_____反应。
(2)甲和乙两个水浴作用不相同,甲的作用是________(填“加热”或“冷却”,下同);乙的作用是________。
(3)反应进行一段时间后,试管a中能收集到多种物质,它们是___________(任写两种即可)。评卷人得分三、判断题(共7题,共14分)14、天然纤维耐高温。(_______)A.正确B.错误15、锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细。(__)A.正确B.错误16、常温下烷烃与酸、碱、强氧化剂不反应。(___)A.正确B.错误17、天然纤维耐高温。(_______)A.正确B.错误18、天然橡胶聚异戊二烯()为纯净物。(___)A.正确B.错误19、煤和石油都是混合物____A.正确B.错误20、所有的金属常温下都是固态_________A.正确B.错误评卷人得分四、工业流程题(共4题,共40分)21、研究氮的循环和转化对生产;生活有重要的价值。
I.(1)实验室制备氨气的收集方法为___________。
Ⅱ.氨是重要的化工原料。某工厂用氨制硝酸和铵盐的流程如下图所示。
(2)设备1中发生反应的化学方程式为___________,设备2中通入的物质A是___________。
Ⅲ.氨氮废水的去除是当前科学研究的热点问题。氨氮废水中的氮元素多以和的形式存在。某工厂处理氨氮废水的流程如下:
(3)过程①的目的是将转化为并通过鼓入大量空气将氨气吹出,写出转化为的离子方程式___________。
(4)过程②加入NaClO溶液可将氨氮转化为无毒物质,反应后含氮元素、氯元素的物质的化学式分别为___________、___________。
(5)含余氯废水的主要成分是NaClO以及HClO,X可选用以下哪种溶液以达到去除余氯的目的(填序号)___________。
a.KOHb.c.d.NaCl22、高纯二氧化硅可用来制造光纤。某蛇纹石的成分见下表:
通过下图流程可由蛇纹石制备较纯净的二氧化硅。
(1)蛇纹石中涉及的可溶性金属氧化物有___________________(写化学式)。
(2)步骤①中涉及SiO2反应的离子方程式为_________________________。
(3)滤渣A的成分有__________________(填化学式)。
(4)步骤②中洗涤沉淀的方法是_____________________________________________。
(5)步骤③反应的化学方程式为_______________________________________;实验室进行步骤③需要用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯、玻璃棒、________和____________。23、电解锰渣主要含MnSO4、MnO2、PbSO4、CaSO4及少量的SiO2、Fe2(SO4)3。利用电解锰渣回收铅的工艺如下图所示:
已知:Ksp(PbSO4)=2.6×10−8,Ksp(PbCO3)=7.4×10−14,Ksp(CaCO3)=2.8×10−9;回答下列问题:
(1)“还原酸浸”时,MnO2被还原的离子方程式为_________。
(2)“浸出液”含有的盐类主要有MnSO4和少量的CaSO4、____,经除杂后得到精制MnSO4溶液。下图为MnSO4的溶解度随温度的变化曲线,从精制MnSO4溶液中获得MnSO4晶体的方法为____。
(3)“浸铅”反应PbSO4+2CH3COO-⇌Pb(CH3COO)2+能发生的原因是_____________。
(4)若“浸铅”后所得溶液中c(Pb2+)=c(Ca2+)=0.1mol·L−1,为实现铅与钙的分离,应控制“沉铅”溶液中c()的范围为__________mol·L−1。(当溶液中金属离子浓度小于10−5mol·L−1;可以认为该离子沉淀完全。)
(5)“沉铅”时,若用同浓度的(NH4)2CO3溶液代替NH4HCO3溶液,会生成Pb2(OH)2CO3。原因是________。
(6)“沉铅”的主要副产物除CH3COONH4外,还有_________。24、以铝土矿(主要成分为含和等杂质)为原料制备耐高温陶瓷材料和晶体的工艺流程如下:
(1)滤渣Ⅰ的主要成分是_______(填化学式)。
(2)向滤液Ⅰ中加入过量溶液,发生的离子反应有_______、_______。
(3)滤液Ⅲ中的可以转化为循环使用,写出转化反应的化学方程式:_______。
(4)在滤渣Ⅱ中加入盐酸,经过蒸发浓缩、_______、_______、低温干燥,获得晶体。
(5)X是一种有毒气体,当制备AlN的反应中产生3.36L(标准状况)气体X时,制得AlN________g。评卷人得分五、原理综合题(共2题,共12分)25、请运用化学反应原理的相关知识回答下列问题:
(1)焦炭可用于制取水煤气。测得12g碳与水蒸气完全反应生成水煤气时;吸收了131.6kJ热量。该反应的热化学方程式为________。该反应的△S______0(选填“>”;“<”或“=”),该反应在______条件下能自发进行(选填“高温”、“低温”或“任意温度”)。
(2)CO是有毒的还原性气体,工业上有重要的应用。CO是高炉炼铁的还原剂,其主要反应为:Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g)ΔH=akJmol-1
①已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)ΔH1=+489.0kJmol-1
C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)ΔH2=+172.5kJmol-1
则a=___________。
②工业上高炉炼铁反应的平衡常数表达式K=______;温度升高后,K值_______(选填“增大”;“不变”或“减小”)。
③在T℃时;该反应的平衡常数K=64,在恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示加入物质,反应经过一段时间后达到平衡。
。
Fe2O3
CO
Fe
CO2
甲/mol
1.0
1.0
1.0
1.0
乙/mol
1.0
2.0
1.0
1.0
下列说法正确的是____________(填字母)
a.若容器内气体密度恒定时;标志反应达到平衡状态。
b.甲容器中CO的平衡转化率为60%;大于乙。
c.甲;乙容器中;CO的平衡浓度之比为2∶3
d.由于容器的体积未知;所以无法计算该条件下甲容器中CO的平衡转化率。
(3)甲醇(CH3OH)燃料电池是以铂为电极,以KOH溶液为电解质溶液,在两极区分别加入CH3OH和O2即可产生电流。正极加入的物质是______;负极的电极反应是___________。26、引火铁是反应活性很强的准纳米级的铁粉,可以通过Fe3O4与H2反应制得。一定温度下,在2L体积可变的密闭容器中发生下列反应:Fe3O4(s)+4H2(g)⇌3Fe(s)+4H2O(g)
(1)该反应平衡常数的表达式为K=____。已知1000℃时K=4.0,1300℃时K=3.5,则正反应为____(选填“放热”“吸热”)反应。
(2)下图纵坐标表示固体质量。曲线a代表的反应,在建立平衡过程中的平均速率υ(H2)为______。曲线a与曲线b所代表的反应,体系压强的大小关系是______。
(3)将平衡状态A转变为B,则需要改变的外界条件是_____。
(4)某温度下保持体积不变,向曲线b的平衡状态中,通入一定量的H2O(g)重新达到平衡后,H2和H2O(g)的浓度之比______(选填“增大”“减小”“不变”)。说明理由______。
(5)1300℃时,测得体系中H2和H2O(g)的浓度分别为0.1mol/L、1.6mol/L,则此时υ正_______υ逆(选填“大于”“小于”“等于”),其原因是______。评卷人得分六、结构与性质(共2题,共8分)27、在一密闭容器中发生反应N2+3H22NH3;△H<0;达到平衡后,只改变某一个条件时,反应速率与反应时间的关系如图所示,回答下列问题:
(1)处于平衡状态的时间段是______(填选项);A.t0~t1B.t1~t2C.t2~t3D.t3~t4E.t4~t5F.t5~t6
(2)t1、t4时刻分别改变的一个条件是(填选项);
A.增大压强B.减小压强C.升高温度。
D.降低温度E.加催化剂F充入氮气。
t1时刻__________;t4时刻__________;
(3)依据(2)中的结论,下列时间段中,氨的百分含量最高的是________(填选项);
A.t0~t1B.t2~t3C.t3~t4D.t5~t6
(4)如果在t6时刻,从反应体系中分离出部分氨,t7时刻反应达到平衡状态,请在图中画出反应速率的变化曲线_________;
(5)一定条件下,合成氨反应达到平衡时,测得混合气体中氨气的体积分数为20%,则反应后与反应前的混合气体体积之比为____________________。28、判断正误。
(1)高级脂肪酸甘油酯是高分子化合物_____
(2)天然的不饱和高级脂肪酸甘油酯都是简单甘油酯_____
(3)植物油可以使酸性高锰酸钾溶液褪色_____
(4)高级脂肪酸和乙酸互为同系物_____
(5)氢化油又称人造脂肪,通常又叫硬化油_____
(6)油脂的氢化与油脂的皂化都属于加成反应_____
(7)油脂在碱性条件下的水解一定得到高级脂肪酸钠和甘油_____
(8)鱼油(主要成分是二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸)不是油脂_____
(9)氢化油的制备方法是在加热植物油时,加入金属催化剂,通入氢气,使液态油脂变为半固态或固态油脂___
(10)植物油经过氢化处理后会产生有害的副产品反式脂肪酸甘油酯,摄入过多的氢化油,容易堵塞血管而导致心脑血管疾病_____参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、A【分析】【详解】
A.物质与氧气发生的氧化反应都是放热反应;故A正确;
B.键能越大越不容易拆开;就越稳定,故B错误;
C.燃烧都是放热反应;但需要加热到着火点,故C错误;
D.1mol硫酸完全中和生成2mol水;着火点是生成1mol水时释放的能量,故D错误;
正确答案是A。
【点睛】
本题考查的知识虽然基础,但是回答时必须注意关键字。2、D【分析】【分析】
电极a为采用复合膜包裹的金属锂,易失电子,作负极,电极b为锰酸锂(LiMn2O4);作正极;在原电池中,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
【详解】
A.由以上分析知,电极a的材料为金属锂,易失电子,作负极,则电极b作正极;A正确;
B.电池工作时,负极Li-e-==Li+,正极LiMn2O4+e-+Li+==Li2Mn2O4,总反应为:LiMn2O4+Li=Li2Mn2O4;B正确;
C.放电时,溶液中的阳离子(Li+)从负极(a)向正极(b)迁移;C正确;
D.电池放电时;为原电池,电极只讲正;负极,不讲阴、阳极,D不正确;
故选D。3、A【分析】表中给出化学键的键能;根据键能可以计算反应热;没有给出物质能量,无法计算生成物总能量;放热和吸热与是否需要加热无关。
【详解】
A.生成1mol乙烷时,反应热为(615+413.4+436-347.7-413.4)kJ/mol=-123.5kJ/mol;则反应放出能量为123.5kJ,故A正确;
B.没有给出反应物的总能量;则由已知数据无法算出生成物的总能量,故B错误;
C.该反应为加成反应;且为可逆反应,故不可以实现完全转化,故C错误;
D.该反应为放热反应;需在催化剂且加热条件下实现,放热和吸热与是否需要加热无关,故D错误;
答案选A。
【点睛】
注意A项,反应热=反应物总键能-生成物总键能;反应热=生成物总能量-反应物总能量。4、C【分析】【分析】
用极限法和电子守恒计算各金属与足量盐酸反应放出标准状况下2.24LH2所需金属的质量;再依据混合物的特点判断。
【详解】
n(H2)==0.1mol,用极限法和电子守恒,生成0.1molH2需要Fe、Mg、Al、Zn的质量依次为5.6g(×56g/mol=5.6g)、2.4g(×24g/mol=2.4g)、1.8g(×27g/mol=1.8g)、6.5g(×65g/mol=6.5g);
A项,Cu与稀盐酸不反应,生成标准状况下2.24LH2需消耗Fe的质量为5.6g>3.4g;A项不可能;
B项,生成标准状况下2.24LH2需消耗Mg的质量为2.4g<3.4g,消耗Al的质量为1.8g<3.4g;B项不可能;
C项,生成标准状况下2.24LH2需消耗Zn的质量为6.5g>3.4g,消耗Al的质量为1.8g<3.4g;C项可能;
D项,生成标准状况下2.24LH2需消耗Zn的质量为6.5g>3.4g,消耗Fe的质量为5.6g>3.4g;D项不可能;
答案选C。
【点睛】
本题也可以用通式解,设金属的相对原子质量为Ar;金属与盐酸反应后的化合价为+x,则。
2M+2xHCl=2MClx+xH2↑
2×Arg22.4xL
3.4g2.24L
=解得=17
Fe、Mg、Al、Zn与足量盐酸反应,相对原子质量与化合价的比值依次为28、12、9、32.5,其中Fe、Zn的大于17,Mg、Al的小于17,Cu与盐酸不反应,由于是两种金属的混合物,则必须介于两种金属之间,对比各选项,Zn和Al可能。5、C【分析】【分析】
【详解】
A.该反应为气体体积不变的反应;无论平衡与否混合气体总物质的量保持不变,混合气体总物质的量保持不变不能作为反应达到平衡状态的标志,选项A不符合;
B.反应在密闭容器中进行;容器体积不变,反应物均为气体,故无论平衡与否混合气体密度保持不变,密度不变不能作为反应达到平衡状态的标志,选项B不符合;
C.起始NO2(g)和SO2(g)的体积比为1:2;但反应计量数中为1:1,反应末达平衡时两者体积比会发生变化,一量体积比保持不变,则两者的物质的量应保持不变,反应达平衡状态,选项C符合;
D.每消耗1molSO2,同时消耗0.5molSO3(g);则正逆反应速率不相等,反应没达到平衡状态,选项D不符合;
答案选C。6、C【分析】【详解】
A.该反应的正反应为放热反应,压强一定,温度升高平衡逆向移动,C减少,B增多,则θ<45°;A错误;
B.A为固态物质;A的增减不影响反应速率,B错误;
C.根据图可知;平衡时C的物质的量与加入的B的物质的量相等,假设加入B的物质的量为a,平衡时生成的C的物质的量为a,则根据系数之比,转化的B的物质的量为a/2,则B的转化率为50%,C正确;
D.由于体积可变;再加入B,新平衡与原平衡时等效平衡,所以平衡后反应体系气体密度不变,D错误。
故选C。7、C【分析】【详解】
A.反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H<0;正反应放热,升高温度,平衡逆向移动,逆反应速率大于正反应速率,则曲线1表示逆反应速率与温度的关系,故A错误;
B.温度恒定时,a、b两点对应的压强是b的大,压强越大,反应速率越快,a、b两点对应的反应速率:va<vb;故B错误;
C.d点表示温度为T0时;正;逆反应速率相等,说明反应达到平衡,则混合气体的平均摩尔质量不再改变,故C正确;
D.c点时;二氧化硫的含量小于平衡时的含量,反应需要向生成二氧化硫的方向进行,即向逆反应方向进行,所以v(逆)>v(正),故D错误;
故选C。二、填空题(共6题,共12分)8、略
【分析】【分析】
(1)根据元素的第一电离能变化规律分析;
(2)原子个数相等且价电子数相等的微粒为等电子体,N3-与CO2互为等电子体;二者结构相似;
(3)在络合物中心离子Cu与氨分子之间形成配位键,外界离子SO42-中S原子采用sp3杂化,从中心原子是否含有孤电子对分析SO42-、SO32-;
(4)根据碲化锌晶体结构;采用均摊方法计算微粒数目;并计算晶体密度。
【详解】
(1)一般情况下同一周期的元素,元素的原子序数越大,元素的第一电离能越大,但由于N原子最外层电子处于2p轨道的半充满稳定状态,所以失去电子比O难,即第一电离能N>O,因此碳、氮、氧三元素的第一电离能由小到大的顺序为C
(2)原子个数相等且价电子数相等的微粒为等电子体,则与N3-互为等电子体的分子有:N2O或CO2或CS2等,N3-与CO2互为等电子体,二者结构相似,所以N3-的立体构型是为直线型结构;
(3)在配合物[Cu(NH3)4]SO4中的内界离子的中心Cu2+离子,与NH3的N原子形成配位键,结合4个氨分子,配位化合物中的阳离子[Cu(NH3)4]2+为正四面体形;SO42-为外界离子,其中S原子采用sp3杂化,无论是SO42-还是SO32-,S原子都是采用sp3杂化,由于SO42-中没有孤对电子,SO32-的中心S原子上有孤对电子;孤对电子对成键电子对有排斥作用,使其键角变小;
(4)根据碲化锌晶体结构中Te与Zn相对位置可知:晶胞中与Zn原子距离最近的Te原子有四个,它们围成正四面体形;Te原子位于晶胞的顶点和面心上,在一个晶胞中与Te原子位置最近且相等的Te原子在三个平面的中心,通过一个顶点能够形成8个晶胞,由于每个Te原子重复数了2次,所以与Te原子距离最近的Te原子有含有Te原子个数:(3×8)÷2=12个;若与Zn距离最近的Te原子间距为apm,由于Zn原子位于正方体的对角线的处;则晶胞对角线为4apm,晶胞的边长L为pm,在一个晶胞中含有Te:×6=4,含有Zn原子为4个,即一个晶胞中含有4个ZnTe,故晶体密度为g/cm3。
【点睛】
本题是对物质结构的考查,涉及电离能、化学键、等电子体、电子的杂化、晶胞计算等,需要学生具备扎实的基础,(4)中计算为易错点,对学生空间想象与数学计算能力有一定的要求,难度中等。【解析】C2O或CO2或BeCl2sp3两种离子的中心硫原子均为sp3杂化,SO42-中没有孤对电子,SO32-有一对孤对电子,孤电子对对成键电子有挤压作用,因此键角更小正四面体129、略
【分析】【详解】
(1)①燃料电池中通入燃料的一极为负极,通入氧气的一极为正极,电解质为酸性环境,则Pt(a)电极为负极,电极反应式为
②根据负极反应式可知,如果该电池工作时电路中通过2mol电子,则消耗的CH3OH有mol;
(2)该装置为原电池装置,欲用SO2来制备硫酸,根据S元素化合价的变化可知,通入SO2的一极为负极;则通入氧气的一极为正极;
①通入SO2的电极为负极,S元素化合价升高,产物为硫酸根离子,电解质溶液为酸性环境,则其电极反应式为
②原电池中,阳离子移动向正极,则电解质溶液中的H+通过质子膜向右移动;
③正极的电极反应式为故电池总反应式为【解析】向右10、略
【分析】【详解】
(1)根据图像可知X和Y是反应物,Z是生成物,达到平衡时X、Y、Z的变化量分别是(mol)0.3、0.1、0.2,变化量之比是3:1:2,所以该反应的化学方程式为
(2)内生成的Z是0.2mol,浓度变化是0.1mol/L,则Z的平均反应速率为0.1mol/L÷2min=0.05平衡时消耗的X是0.3mol,X的起始量是1mol,则X的平衡转化率是30%;此时加入1体积Ar;反应物浓度不变,因此反应速率不变;
(3)A.正反应体积减小,则混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化说明反应达到平衡状态,A正确;B.正反应体积减小,混合气体的压强不随时间的变化而变化说明反应达到平衡状态,B正确;C.单位时间内每消耗3molX,同时生成2molZ均表示正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,C错误;D.根据质量守恒定律可知混合气体的总质量始终不变,则混合气体的总质量不随时间的变化而变化不能说明反应达到平衡状态,D错误;E.反应前后容器体积和质量均不变,因此密度始终不变,则混合气体的密度不再发生改变不能说明反应达到平衡状态,E错误;答案选AB。【解析】0.0530%不变AB11、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)A.化学平衡是动态平衡;正;逆反应不可能停止,故A错误;
B.用不同物质表示的化学反应速率之比=化学计量数之比,故v(NO2)=2v(N2O4)无法判断平衡状态;B错误;
C.达到化学平衡时各物质的浓度不再发生变化;但具体量的关系与初始量和平衡移动程度有关,故C错误;
D.容积为2L;气体质量不变,故混合气体的密度始终不变,D错误;
E.该反应是气体分子数增大的反应;压强是一个不断变化的量,当混合气体的压强不变时,说明反应已达平衡,E正确;
F.NO2红棕色,N2O4无色;只要不平衡混合气体的颜色就会改变,混合气体的颜色不变说明反应已达平衡,F正确。
答案为EF;
(2)经2s达到化学平衡状态,此时测得容器中c(NO2)=0.2mol/L,0~2s内反应的平均速率v(NO2)=0.2mol/L÷2s=0.1mol/(L·s);故答案为0.1mol/(L·s);
(3)将1molN2O4充入容积固定为2L的密闭容器中,N2O4的初始浓度为0.5mol/L,发生反应:N2O42NO2(g),平衡时c(NO2)=0.2mol/L,则达到平衡时容器中c(N2O4)=0.5mol/L-0.1mol/L=0.4mol/L;故答案为0.4mol/L;
(4)达到平衡时,N2O4转化率为:0.1mol/L÷0.5mol/L×100%=20%;故答案为20%。【解析】①.EF②.0.1mol/(L·s)③.0.4mol/L④.20%12、略
【分析】【分析】
本题需要通过图像判断加水稀释等操作对于醋酸电离的影响;能利用K的大小分析方程式正误。
【详解】
(1)在冰醋酸中,CH3COOH以分子形式存在,未电离,故“O”点时不导电,故答案为:“O”点时CH3COOH还没有发生电离;
(2)溶液的导电能力越强,c(H+)越大,故a、b、c三点对应的溶液中,c(H+)由小到大的顺序为c<a<b,故答案为:c<a<b;
(3)加水稀释,促进CH3COOH的电离,故c点对应的溶液中CH3COOH的电离程度最大;故答案为:c;
(4)A.加热可以使CH3COOH的电离平衡右移,c(CH3COO-)增大;故A项正确;
B.加KOH固体,OH-与H+反应使平衡右移,c(CH3COO-)增大;故B项正确;
C.加水虽然会使平衡右移,但c(CH3COO-)减小;故C项错误;
D.加CH3COONa固体虽然会使平衡左移,但c(CH3COO-)增大;故D项正确;
E.加入锌粒会消耗H+,使平衡右移,c(CH3COO-)增大;故E项正确;
故答案为:ABDE。
(5)A.加水稀释,电离平衡右移,在稀释过程中,溶液体积增大的程度大于氢离子增大的程度,则c(H+)减小;故A项错误;
B.加水稀释,电离平衡右移,H+个数始终保持增大趋势;故B项正确;
C.加水稀释,电离平衡右移,CH3COOH分子数始终保持减小趋势;故C项错误;
D.加水稀释,电离平衡右移,n(H+)始终保持增大趋势,n(CH3COOH)始终保持减小趋势,始终保持增大趋势;故D项正确;
故答案为:BD。
(6)A.因为Ka2<K;所以反应方程式违反强酸制弱酸,故A项错误;
B.因为K<Ka1;所以反应方程式违反强酸制弱酸,故B项错误;
C.因为Ka2<K;所以反应方程式违反强酸制弱酸,故C项错误;
D.因为Ka1>K;所以反应方程式满足强酸制弱酸,故D项正确;
故答案为:D。
【点睛】
本题重点是要读取图像信息,同时掌握通过K的大小判断反应是否发生的一般方法。【解析】①.“O”点时CH3COOH还没有发生电离②.c<a<b③.c④.ABDE⑤.BD⑥.D13、略
【分析】【分析】
乙醇易挥发;在甲中水浴加热下,同空气一同进入反应管内,在反应管中,乙醇与空气在铜的催化作用下发生氧化反应生成乙醛,乙中试管在冷水冷却下用于收集乙醛,该反应不能充分进行,还可收集到乙醇;水等。
【详解】
(1)黑色变为红色是因为发生反应:CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O;该反应是乙醇的催化氧化反应,铜在反应中作催化剂;熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明该反应是一个放热反应。
(2)根据反应流程可知:在甲处用热水浴加热使乙醇挥发;与空气中的氧气混合,有利于下一步反应的进行;乙处用冷水浴降低温度,使生成的乙醛冷凝为液体,聚集在试管的底部。
(3)乙醇的催化氧化实验中乙醇、乙醛和水的沸点相差不大,且乙醛可部分被氧化生成乙酸,在试管a中能收集到这些不同的物质。【解析】CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O放热加热冷却乙醛、乙醇、水、乙酸等三、判断题(共7题,共14分)14、A【分析】【详解】
天然纤维性能为耐高温、抗腐蚀、抗紫外线、轻柔舒适、光泽好等,则天然纤维耐高温,故答案为正确;15、B【分析】略16、A【分析】【详解】
烷烃中碳碳以单键连接,碳的其它键都与H相连,结构稳定,所以常温下烷烃与酸、碱、强氧化剂不反应,故上述说法正确。17、A【分析】【详解】
天然纤维性能为耐高温、抗腐蚀、抗紫外线、轻柔舒适、光泽好等,则天然纤维耐高温,故答案为正确;18、B【分析】【分析】
【详解】
天然橡胶分子所包含的链节数不同,即n值不同,所以天然橡胶聚异戊二烯为混合物,该说法错误。19、A【分析】【详解】
煤和石油都是复杂的混合物,故对;20、B【分析】【详解】
金属汞,在常温下都是液态,故错误四、工业流程题(共4题,共40分)21、略
【分析】【分析】
Ⅱ.由题给流程可知;设备1中发生的反应为在催化剂作用下,氨气与空气中的氧气反应生成一氧化氮和水,设备2中一氧化氮;氧气和水反应生成硝酸,设备3中氨气与硝酸反应生成硝酸铵;
Ⅲ.由题给流程可知;过程①发生的反应为废水中的铵根离子与氢氧化钠溶液共热反应生成氨气,得到含有一水合氨或氨气的低浓度的氨氮废水;过程②发生的反应为加入的次氯酸钠溶液与废水中的氨氮发生氧化还原反应生成氮气;氯化钠和水,得到含余氯废水;过程③发生的反应为含余氯废水中的次氯酸钠以及次氯酸与加入的亚硫酸钠反应发生氧化还原反应生成氯化钠、硫酸钠和水,得到达标的废水。
【详解】
(1)氨气极易溶于水;密度比空气小,则实验室用向下排空气法收集氨气,故答案为:向下排空气法;
(2)由分析可知,设备1中发生的反应为在催化剂作用下,氨气与空气中的氧气反应生成一氧化氮和水,反应的化学方程式为设备2中一氧化氮、氧气和水反应生成硝酸,则通入的物质为氧气或空气,故答案为:或者空气;
(3)由分析可知,过程①发生的反应为废水中的铵根离子与氢氧化钠溶液共热反应生成氨气,反应的离子方程式为故答案为:
(4)由分析可知,过程②发生的反应为加入的次氯酸钠溶液与废水中的氨氮发生氧化还原反应生成氮气、氯化钠和水,故答案为:N2;NaCl;
(5)由分析可知,过程③发生的反应为含余氯废水中的次氯酸钠以及次氯酸与加入的亚硫酸钠反应发生氧化还原反应生成氯化钠、硫酸钠和水,得到达标的废水,故选b。【解析】向下排空气法或者空气N2NaClb22、略
【分析】【分析】
用足量的氢氧化钠浸泡,二氧化硅可以和氢氧化钠反应生成硅酸钠,过滤得滤液A为硅酸钠溶液,MgO和Fe2O3不能与氢氧化钠反应,滤渣A为MgO和Fe2O3;氧化钠;氧化钾与水反应生成氢氧化钠和氢氧化钾;硅酸钠溶液中加入盐酸生成硅酸沉淀,过滤、洗涤得滤渣B为硅酸,煅烧硅酸可得二氧化硅;
(1)氧化钠;氧化钾、氧化铁、氧化镁、二氧化硅中;氧化钠、氧化钾为可溶性金属氧化物;
(2)二氧化硅为酸性氧化物;与氢氧化钠反应生成硅酸钠和水;
(3)与氢氧化钠溶液不反应的氧化物为滤渣;
(4)加入盐酸后的沉淀为硅酸;选择洗涤过滤后的硅酸的方法;
(5)硅酸不稳定受热易分解生成二氧化硅和水;依据灼烧固体操作选择合适的仪器。
【详解】
(1)蛇纹石中含有的可溶性金属氧化物有Na2O、K2O;它们能与水反应生成氢氧化钠和氢氧化钾;
(2)二氧化硅属于酸性氧化物,可与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水,反应的离子方程式为:SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;
(3)氧化钠与氧化钾属于可溶性氧化物,氧化铝属于两性氧化物,二氧化硅属于酸性氧化物,上述四种物质都能溶解在氢氧化钠溶液中,氧化镁和氧化铁属于碱性氧化物且难溶于水,因此,滤渣A的成分有MgO和Fe2O3;
(4)步骤②生成沉淀的成分是硅酸;洗涤过滤出的沉淀的方法是:向过滤器中注入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流出后,重复上述操作两到三次;
(5)步骤③用灼烧的方法使硅酸分解生成二氧化硅,化学方程式为:H2SiO3SiO2+H2O,实验室灼烧固体时需要用到的仪器有坩埚、泥三角、酒精灯、玻璃棒、坩埚钳和三脚架。【解析】Na2O、K2OSiO2+2OH-=SiO32-+H2OMgO和Fe2O3向漏斗中注入蒸馏水至浸没沉淀,让水自然流下,重复操作2~3次H2SiO3SiO2+H2O坩埚钳三脚架23、略
【分析】【分析】
电解锰渣在还原酸浸时;硫酸锰;硫酸铅、二氧化硅、硫酸钙不反应,二氧化锰和硫酸铁与硫化铅发生氧化还原反应,使得浸出液中含有硫酸锰、少量硫酸钙和硫酸亚铁,固体中的硫酸铅在浸铅时与醋酸铵反应生成醋酸铅,醋酸铅在沉铅时与碳酸氢铵反应生成碳酸铅。
(1)
由流程图可知,“还原酸浸”时,MnO2与PbS在酸性条件下发生氧化还原反应,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知,反应的离子方程式为:MnO2+PbS+4H++=Mn2++PbSO4+S+2H2O。
(2)
“还原酸浸”时,硫酸铁与PbS发生氧化还原反应,铁离子被还原为亚铁离子,因此浸出液中含有的盐类还有FeSO4;由硫酸锰的溶解度随温度的变化曲线可知,随温度升高,MnSO4溶解度下降,因此采用蒸发结晶、趁热过滤、洗涤的方法从精制MnSO4溶液中获得MnSO4晶体。
(3)
醋酸铅比硫酸铅更难溶,当加入醋酸根离子时,CH3COO-结合Pb2+形成更难溶的醋酸铅,促使PbSO4(s)Pb2+(aq)+(aq)平衡正向移动,从而发生反应PbSO4+2CH3COO-⇌Pb(CH3COO)2+
(4)
当溶液中金属离子浓度小于10-5mol/L时,可以认为该离子完全沉淀,则当铅离子完全沉淀时,c()===7.410-9mol/L;使钙离子开始沉淀的c()===2.810-8mol/L,因此溶液中c()的范围为:7.4×10-9mol/L~2.8×10-8mol/L或7.4×10-9mol/L)<2.8×10-8mol/L。
(5)
碳酸根离子的水解程度大于碳酸氢根离子的水解程度,产生较多的氢氧根离子与二价铅离子、碳酸根离子结合生成Pb2(OH)2CO3。
(6)
由于“浸铅”反应PbSO4+2CH3COONH4⇌Pb(CH3COO)2+(NH4)2SO4,因此“沉铅”的主要副产物除CH3COONH4外,还有(NH4)2SO4。【解析】(1)MnO2+PbS+4H++=Mn2++PbSO4+S+2H2O
(2)FeSO4蒸发结晶;趁热过滤,洗涤。
(3)CH3COO-结合Pb2+形成难电离物质,使PbSO4(s)Pb2+(aq)+(aq)平衡正向移动。
(4)7.4×10-9~2.8×10-8或7.4×10-9)<2.8×10-8
(5)更易水解生成OH-,从而易生成Pb2(OH)2CO3
(6)(NH4)2SO424、略
【分析】【分析】
铝土矿中加过量盐酸酸浸,可以先把不溶于盐酸的SiO2除去,Al2O3和Fe2O3与盐酸反应生成AlCl3和FeCl3,故滤渣I主要是SiO2,滤液I主要有盐酸、AlCl3和FeCl3。加入过量NaOH溶液,H+、Al3+、Fe3+与OH-反应生成H2O、Fe(OH)3,Fe(OH)3以滤渣II形式被分离出去,滤液II(主要成分OH-)与NaHCO3溶液反应,生成Na2CO3(滤液III中还含有生成的NaCl)和Al(OH)3。Al(OH)3经过灼烧等一系列变化生成产物AlN,Na2CO3溶液中通入CO2生成NaHCO3以循环使用。
【详解】
(1)根据分析可知,滤渣I的主要成分是
(2)滤液I中主要存在它们与过量碱反应的离子方程式为
(3)滤液Ⅲ中的钠盐主要是其中与反应可以转化为
(4)由溶液获得晶体一般采用蒸发浓缩;冷却结晶、过滤(洗涤)等操作;
(5)由参加反应的元素可以判断有毒气体为则反应的化学方程式为当生成时,生成的AlN为即【解析】冷却结晶过滤(洗涤)4.1五、原理综合题(共2题,共12分)25、略
【分析】【详解】
(1)12g碳(1mol)与水蒸气完全反应生成水煤气时,吸收了131.6kJ热量,则该反应的热化学方程式为C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.6kJ/mol。正反应体积增大;则该反应的△S>0,由于正反应吸热,则根据△G=△H-T△S<0可知该反应在高温条件下能自发进行。
(2)①已知:
ⅰ.Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)ΔH1=+489.0kJmol-1
ⅱ.C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)ΔH2=+172.5kJmol-1
则根据盖斯定律可知ⅰ-ⅱ×3即得到Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g);所以a=489.0-172.5×3=-28.5。
②根据Fe2O3(s)+3CO(g)⇌2Fe(s)+3CO2(g)可知工业上高炉炼铁反应的平衡常数表达式K=c3(CO2)/c3(CO);正反应放热,温度升高后平衡逆向移动,K值减小。
③a.反应前后容器容积不变;但气体的质量是变化的,因此若容器内气体密度恒定时,标志反应达到平衡状态,a正确;
b.依据三段式可知。
由于反应前后体积不变,可以用物质的量代替物质的量浓度计算平衡常数,则根据平衡常数可知解得x=0.6,则CO的平衡转化率为60%;
则根据平衡常数可知解得y=1.4,则CO的平衡转化率为70%,因此甲中小于乙,b错误;
c.由于容器的容积不确定;则甲;乙容器中,CO的平衡浓度之比不一定为2∶3,c错误;
d.根据以上分析可知可计算该条件下甲容器中CO的平衡转化率;d错误;
答案选a。
(3)原电池中正极得到电子,所以甲醇(CH3OH)燃料电池中正极加入的物质是氧气,负极通入的是甲醇,电解质溶液显碱性,则负极的电极反应是CH3OH-6e-+8OH-=CO+6H2O。【解析】C(s)+H2O(g)=
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