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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2025年岳麓版拓展型课程化学下册阶段测试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8题,共16分)1、气体A、B分别为0.6mol和0.5mol,在0.4L密闭容器中发生反应:3A+BaC+2D,经5min后,此时气体C为0.2mol;又知在此反应时间内,D的平均反应速率为0.1mol/(L·min),下面的结论正确的是A.此时,反应混合物总物质的量为1molB.B的转化率20%C.A的平均反应速率为0.1mol/(L·min)D.a值为32、某小组拟从苦卤(含Br-等)中提取溴;设计的流程如图所示:
下列说法错误的是A.提取溴包括浓缩、氧化、提取B.步骤1和4利用的原理是氯的失电子能力比溴的强C.步骤3的离子方程式为SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+SOD.步骤2利用的原理是液溴的挥发性(或低沸点性)3、下列气体不可用排水法来收集的气体是A.NOB.NO2C.H2D.CH44、用如图所示装置及药品进行实验,能达到对应实验目的的是。
A.图1:除去CO2气体中混有的HClB.图2:制备并收集SO2C.图3:加热熔融的纯碱固体D.图4:用海水制取蒸馏水5、某化工厂为了综合利用生产过程中生成的CaSO4,与相邻的合成氨厂联合设计了以下制备(NH4)2SO4的工艺流程:
下列有关说法错误的是A.将滤液蒸干,即可提取产品(NH4)2SO4B.通入足量氨气使悬浊液呈碱性有利于CO2的吸收C.副产品是生石灰,X是CO2,其中CO2可循环利用D.沉淀池中发生的主要反应为CaSO4+CO2+2NH3+H2OCaCO3↓+(NH4)2SO4,6、为确定HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱;某同学设计了如图所示的装置,下列有关叙述正确的是()
A.HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性依次增强B.A中锥形瓶中生成CO2气体C.B中装饱和Na2CO3溶液,用于除去A中挥发出的HCl气体D.C中装Na2SiO3溶液,预期现象是先出现白色沉淀后又逐渐溶解7、下列实验现象与实验操作不相匹配的是()
。
实验操作。
实验现象。
A
向盛有饱和硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸。
有刺激性气味气体产生;溶液变浑浊。
B
在表面皿中加入少量胆矾;再加入3mL浓硫酸,搅拌。
固体由蓝色变白色。
C
用同一针筒先后抽取80mL氯气;20mL水;振荡。
气体完全溶解;溶液变为黄绿色。
D
向二氧化硫水溶液中滴加氯化钡溶液;再滴加双氧水。
产生白色沉淀。
A.AB.BC.CD.D8、某小组利用下面的装置进行实验;②;③中溶液均足量,操作和现象如下表。
资料:CaS遇水完全水解。
由上述实验得出的结论不正确的是A.③中白色浑浊是CaCO3B.②中溶液pH降低的原因是:H2S+Cu2+=CuS↓+2H+C.实验①中CO2过量发生的反应是:CO2+H2O+S2-=CO32-+H2SD.由实验I和II不能比较H2CO3和H2S酸性的强弱评卷人得分二、填空题(共6题,共12分)9、向某密闭容器中充入等物质的量的气体M和N;一定条件下发生反应,达到平衡后,只改变反应的一个条件,测得容器中物质的浓度;反应速率随时间的变化如图1、图2所示。
回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为_______,其_______(填“>”、“<”或“=”)0。
(2)30min时改变的条件是____,40min时改变的条件是____,请在图2中画出30min~40min的正逆反应速率变化曲线以及标出40min~50min内对应的曲线_____。
(3)0~8min内,_______;50min后,M的转化率为_______(保留三位有效数字)。
(4)20min~30min内,反应平衡时的平衡常数K=_______。10、晶体硼熔点为1873K;其结构单元为正二十面体,结构如图所示。氮化硼(BN)有多种相结构,例如六方相氮化硼与立方相氮化硼,结构如图所示,六方相氮化硼与石墨相似,具有层状结构;立方相氮化硼是超硬材料。回答下列问题:
(1)基态硼原子有___种不同能量的电子,第二周期中,第一电离能介于硼元素与氮元素之间的元素有___种。
(2)晶体硼为___(填晶体类型),结构单元由___个硼原子构成,共含有___个B-B键。
(3)关于氮化硼两种晶体的说法,正确的是___。
a.立方相氮化硼含有σ键和π键。
b.六方相氮化硼层间作用力小;所以质地软。
c.两种晶体均为分子晶体。
d.两种晶体中的B-N键均为共价键。
(4)NH4BF4是合成氮化硼纳米管的原料之一,1molNH4BF4含有___mol配位键。11、油气开采;石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢;需要回收处理并加以利用。
H2S热分解反应:2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)ΔH4=170kJ·mol-1,在1373K、100kPa反应条件下,对于n(H2S):n(Ar)分别为4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的H2S-Ar混合气,热分解反应过程中H2S转化率随时间的变化如下图所示。
(1)n(H2S):n(Ar)越小,H2S平衡转化率___________,理由是___________
(2)n(H2S):n(Ar)=1:9对应图中曲线___________,计算其在0~0.1s之间,H2S分压的平均变化率为___________kPa·s-1。12、以下是合成乙酰水杨酸(阿司匹林)的实验流程图;请你回答有关问题:
已知:阿司匹林;水杨酸和乙酸酐的相对分子量分别为:180、138、102.
(1)制取阿司匹林的化学反应方程式为_________________;反应类型____________;
(2)水杨酸分子之间会发生缩合反应生成聚合物,写出用除去聚合物的有关离子方程式______________________________________________;
(3)抽滤装置如图所示,仪器A的名称___________;该操作时在仪器A中加入滤纸,用蒸馏水湿润后,应________(选择下列正确操作的编号);再转移液体①微开水龙头;②开大水龙头;③微关水龙头;④关闭水龙头。
(4)下列有关抽滤的说法中正确的是________
A.抽滤是为了加快过滤速率;得到较大颗粒的晶体。
B.不宜用于过滤胶状沉淀或颗粒太小的沉淀。
C.当吸滤瓶内液面高度快达到支管口时;应拔掉链接支管口的橡皮管,从支管口倒出。
D.将晶体转移至布氏漏斗时;若有晶体附在烧杯内壁,应用蒸馏水淋洗至布氏漏斗中。
E.洗涤沉淀时;应使洗涤剂快速通过沉淀。
(5)用冷水洗涤晶体的目的_______________________;
(6)取2.000g水杨酸、5.400g乙酸酐反应,最终得到产品1.566g。求实际产率_______;13、亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的杀菌消毒剂;同时也是对烟气进行脱硫;脱硝的吸收剂。
Ⅰ.以氯酸钠(NaClO3)为原料制备NaClO2粗品的工艺流程如下图所示:
已知:
i.纯ClO2易分解爆炸,空气中ClO2的体积分数在10%以下比较安全;
ii.NaClO2在碱性溶液中稳定存在;在酸性溶液中迅速分解;
iii.NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出NaClO2∙3H2O,等于或高于38℃时析出NaClO2晶体,高于60℃时分解成NaClO3和NaCl。
(1)试剂A应选择_________。(填字母)
a.SO2b.浓硝酸c.KMnO4
(2)反应②的离子方程式为_________。
(3)已知压强越大,物质的沸点越高。反应②结束后采用“减压蒸发”操作的原因是________。
(4)下列关于上述流程的说法中,合理的是_________。(填字母)
a.反应①进行过程中应持续鼓入空气。
b.反应①后得到的母液中;溶质的主要成分是NaCl
c.反应②中NaOH溶液应过量。
d.冷却结晶时温度选择38℃,过滤后进行温水洗涤,然后在低于60℃下进行干燥,得到粗产品NaClO2
Ⅱ.采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫;脱硝。
(5)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度为323K,NaClO2溶液浓度为5×10−3mol/L。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表:。离子SO42−SO32−NO3−NO2−Cl−c/(mol/L)8.35×10−46.87×10−61.5×10−41.2×10−53.4×10−3
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式_________。
②由实验结果可知,脱硫反应速率_________(填“大于”或“小于”)脱硝反应速率。除SO2和NO在烟气中的初始浓度不同外,还可能存在的原因是_________。(答出两条即可)14、实验室模拟工业生产食品香精菠萝酯()的简易流程如下:
有关物质的熔、沸点如表:。苯酚氯乙酸苯氧乙酸熔点/℃436299沸点/℃181.9189285
试回答下列问题:
(1)反应室I中反应的最佳温度是104℃,为较好地控制温度在102℃~106℃之间,加热时可选用___(选填字母)。
A.火炉直接加热B.水浴加热C.油浴加热。
(2)分离室I采取的操作名称是___。
(3)反应室I中发生反应的化学方程式是___。
(4)分离室II的操作为:①用NaHCO3溶液洗涤后分液;②有机层用水洗涤后分液;洗涤时不能用NaOH溶液代替NaHCO3溶液,其原因是___(用化学方程式表示)。评卷人得分三、原理综合题(共5题,共10分)15、(1)NO、NO2是常见的氧化物。用H2或CO催化还原NO可达到消除污染的目的。
已知:2NO(g)=N2(g)+O2(g)∆H=-180.5kJ/mol
2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)∆H=+571.6kJ/mol
则用H2催化还原NO消除污染的热化学方程式是___________。
(2)合成甲醇的反应2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)∆H=-90.8kJ/mol,t℃下此反应的平衡常数为160,此温度下,在密闭容器中开始只加入CO、H2,反应l0min后测得各组分的浓度如表:。物质H2COCH3OH浓度(mol/L)0.20.10.4
①写出该反应的平衡常数表达式K=___________。
②该时间段内反应速率v(H2)=___________。
③比较此时正、逆反应速率的大小:v正___________v逆(填“>”;“<”或“=”)
④反应达到平衡后,保持其它条件不变,若将容器的体积扩大一倍,v正___________(填“增大”、“减小”或“不变”),v逆___________(填“增大”、“减小”或“不变”),平衡向___________(填“逆向”、“正向”或“不”)移动。16、习近平总书记近日对制止餐饮浪费作出重要指示。氨的合成对解决粮食危机有着重要意义。目前该研究领域已经催生了三位诺贝尔化学奖得主。
(1)德国化学家哈伯对研究“N2(g)+3H2(g)2NH3(g)”反应贡献巨大,1918年荣获诺贝尔化学奖,已知该反应在298K时,△H=-92.2kJ/mol,Kc=4.1×106(mol/L)-2,若从平衡常数角度分析,反应限度已经较大,但为何化工生产中还需要使用催化剂:_________。
(2)合成氨反应在催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态):
第一步N2(g)→2N*;H2(g)→2H*(慢反应)
第二步N*+H*NH*;NH*+H*NH2*;NH2*+H*NH3*;(快反应)
第三步NH3*NH3(g)(快反应)
比较第一步反应的活化能E1与第二步反应的活化能E2的大小:E1__________E2(填“>”、“<”或“=”),判断理由是_______________________。
(3)2007年,德国科学家埃特尔发现了合成氨催化机理,开创了表面动力学的研究。研究发现,常温恒压密闭容器中,N2在催化剂表面可以与水发生反应:2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g)
①下列各项能够作为判断该反应一定达到平衡的依据是___________(填标号)。
A.容器中N2(g)、NH3(g)、O2(g)的浓度之比为2:4:3
B.N2与NH3浓度之比恒定不变。
C.v(N2)正=2v(NH3)逆
D.混合气体中氨气的质量分数不变。
E.压强保持不变。
②平衡后若分别改变下列一个条件,可以使N2转化率增大的是___________(填标号)
A.转移掉部分O2B.转移掉部分NH3
C.适当增加H2O(l)的量D.增加N2的量。
(4)向一个恒温恒压容器充入1molN2和3molH2模拟合成氨反应;下图为不同温度下平衡时混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系图。
若体系在T1、60MPa下达到平衡。
①此时平衡常数Kp_______(MPa)-2(用平衡分压代替平衡浓度计算;分压=总压×物质的量分数;计算结果保留3位小数)。
②T1_____________T2(填“>”、“<”或“=”)。17、氮是地球上含量较丰富的一种元素;氮的化合物在工业生产和生活中有重要的作用。
(1)四氧化二氮是火箭推进器的燃料,它与二氧化氮可以相互转化。一定条件下,密闭容器内发生化学反应:△H>0;达到平衡时,当分别改变下列某一条件,回答:
①达到平衡时,升高温度,平衡将______移动(填“正向”;“逆向”或“不”)。
②达到平衡时,保持体积不变充入Ar气时,平衡将______移动(填“正向”;“逆向”或“不”)。
③达到平衡时,保持容器容积不变,再通入一定量N2O4,达到平衡时NO2的百分含量______(填“增大”;“减小”或“不变”)。
(2)消除汽车尾气污染物中NO的反应平衡常数表达式为:
已知:
写出此反应的热化学方程式______,该反应______(填“高温”或“低温”)能自发进行。
(3)在催化剂作用下,H2可以还原NO消除污染,反应的化学方程式为:将2molNO和1molH2充入一个1L恒容的密闭容器中,经相同时间测得混合气体N2的体积分数与温度的关系如图所示。则低于900K时,N2的体积分数______(填“是”或“不是”)对应温度下平衡时的体积分数,原因是______。高于900K时,N2的体积分数降低的可能原因是______(任写一点)。
(4)氨气是生产氮肥的主要原料,一定温度下,在体积为1L的密闭容器中充入1molN2和2molH2合成氨反应达到平衡状态时,测得N2的转化率为25%,则达平衡时该反应的中衡常数K=______(列出计算式)。18、2019年10月27日;国际清洁能源会议(ICCE2019)在北京开幕,碳化学成为这次会议的重要议程。甲醇;甲醛(HCHO)等碳化合物在化工、医药、能源等方面都有广泛的应用。
(1)甲醇脱氢法可制备甲醛(反应体系中各物质均为气态);反应生成1molHCHO过程中能量变化如图1。
已知:
则反应_______
(2)氧化剂可处理甲醛污染,结合图2分析春季(水温约为15℃)应急处理被甲醛污染的水源应选择的试剂_______(填化学式)。
(3)纳米二氧化钛催化剂可用于工业上合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)∆H=akJ∙mol-1。
①按投料比将H2与CO充入VL恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,测定CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图3所示。则a=_______(填“>”或“<”)0;压强由小到大的关系是_______。
②在温度为T1℃,向某恒容密闭容器中充入H2和CO发生上述反应,起始时达到平衡时,CO的转化率为图3中的M点对应的转化率,则在该温度下,对应的N点的平衡常数为_______(保留3位有效数字)。
(4)工业上利用CH4(混有CO和H2)与水蒸气在一定条件下制取H2:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)∆H=+203kJ∙mol-1.该反应的逆反应速率表达式为为速率常数,在某温度下测得实验数据如下表所示:。CO浓度()H2浓度()逆反应速率()0.1c18.0c2c116.0c20.156.75
由上述数据可得该温度下,c2=_______,该反应的逆反应速率常数K=_______
(5)科研人员设计了甲烷燃料电池并用于电解。如图所示,电解质是掺杂了Y2O3与ZrO2的固体,可在高温下传导O2-。
①C极的Pt为_______极(选填“阳”或“阴”)。
②该电池工作时负极反应方程式为_______。
③用该电池电解饱和食盐水,一段时间后收集到标况下气体总体积为112mL,则电解后所得溶液在25℃时pH=_______(假设电解前后NaCl溶液的体积均为500mL)。19、亚硝酰氯(NOCl)是有机物合成中的重要试剂,为红褐色液体或黄色气体,具有刺鼻恶臭味,遇水反应生成一种氢化物和两种氧化物。某学习小组在实验用C12和NO制备NOCl并测定其纯度;相关实验(装置略去)如下。请回答:
(1)制备Cl2发生装置可______(填大写字母),反应的离子方程式为_______。
(2)欲收集一瓶干燥的氯气,选择装置,其连接顺序为:a→________(按气流方向,用小写字母表示),若用到F,其盛装药品为_________。
(3)实验室可用下图装置制备亚硝酰氯(NOCl)
①实验室也可用B装置制备NO,上图X装置的优点为__________(至少写出两点)
②检验装置气密性并装入药品,打开k2,然后再打开____(填“k1”或“k3”),通入一段时间气体,其目的为________;然后进行其他操作,当Z有一定量液体生成时,停止实验。
③若无装肖Y,则Z中NOCl可能发生反应的化学方程式为_________
(4)取Z中所得液体mg溶于水,配制成250mL溶液,取出25.00mL,以K2CrO4溶液为指示剂,用cmol/LAgNO3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为22.50mL.已知:Ag2CrO4为砖红色固体;Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1×10-12,则亚硝酰氯(NOC1)的质量分数为____(用代数式表示,不必化简)。评卷人得分四、有机推断题(共1题,共10分)20、G是一种治疗心血管疾病的药物;合成该药物的一种路线如下。
已知:R1CH2BrR1CH=CHR2
完成下列填空:
(1)写出①的反应类型_______。
(2)反应②所需的试剂和条件_______。
(3)B中含氧官能团的检验方法_______。
(4)写出E的结构简式_______。
(5)写出F→G的化学方程式_______。
(6)写出满足下列条件,C的同分异构体的结构简式_______。
①能发生银镜反应;②能发生水解反应;③含苯环;④含有5个化学环境不同的H原子。
(7)设计一条以乙烯和乙醛为原料(其它无机试剂任选)制备聚2-丁烯()的合成路线_______。(合成路线常用的表达方式为:AB目标产物)评卷人得分五、结构与性质(共4题,共36分)21、硼是第ⅢA族中唯一的非金属元素;可以形成众多的化合物。回答下列问题:
(1)基态硼原子的电子排布式为_______,占据最高能级的电子云轮廓图为_______形。
(2)氨硼烷是目前最具潜力的储氢材料之一。
①氨硼烷能溶于水,其主要原因是_______。
②分子中存在配位键,提供孤电子对的原子是_______(填元素符号);与互为等电子体的分子_______(任写一种满足条件的分子式)。
③氨硼烷分子中与N相连的H呈正电性,与B原子相连的H呈负电性,它们之间存在静电相互吸引作用,称为双氢键,用“”表示。以下物质之间可能形成双氢键的是_______。
A.和B.LiH和HCNC.和D.和
(3)自然界中含硼元素的钠盐是一种天然矿藏,其化学式写作实际上它的结构单元是由两个和两个缩合而成的双六元环,应该写成其结构如图1所示,它的阴离子可形成链状结构,阴离子中B原子的杂化轨道类型为_______,该晶体中不存在的作用力是_______(填字母)。
A.离子键B.共价键C.氢键D.金属键。
(4)硼氢化钠是一种常用的还原剂;其晶胞结构如图2所示:
①的配位数是_______。
②已知硼氢化钠晶体的密度为代表阿伏伽德罗常数的值,则与之间的最近距离为_______nm(用含的代数式表示)。
③若硼氢化钠晶胞上下底心处的被取代,得到晶体的化学式为_______。22、开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。
(1)化合物A(H3BNH3)是一种潜在的储氢材料,可由六元环状物质(HB=NH)3通过如下反应制得:3CH4+2(HB=NH)3+6H2O=3CO2+6H3BNH3。请回答:
①H3BNH3中是否存在配位键_______(填“是”或“否”),B、C、N、O第一电离能由大到小的顺序为_______,CH4、H2O、CO2三分子按照键角由大到小的顺序排列为_______。
②与(HB=NH)3互为等电子体的分子为_______(填分子式)。
③人工可以合成硼的一系列氢化物,其物理性质与烷烃相似,故称之为硼烷。工业上可采用LiAlH4和BCl3在一定条件下制备乙硼烷B2H6,该反应的化学方程式为_______。
④在硼酸盐中,阴离子有链状、环状、骨架状等多种结构形式。图a为一种无限长链状结构的多硼酸根,其化学式为_______,图b为硼砂晶体中阴离子,其中硼原子采取的杂化方式为_______。
(2)一种铜合金具有储氢功能。
①Cu2+的价层电子排布式为_______。
②铜及其它许多金属及其化合物都可以发生焰色反应,其原因是_______。
③铜的单质中按ABCABC⋯方式堆积,设铜原子半径为apm,则该晶体的密度为_______g/cm3(阿伏伽德罗常数值为NA)23、I.元素周期表中80%左右的非金属元素在现代技术包括能源;功能材料等领域占有极为重要的地位。
(1)氮及其化合物与人类生产、生活息息相关,基态N原子中电子在2p轨道上的排布遵循的原则是_____,N2F2分子中N原子的杂化方式是_______,1molN2F2含有____个δ键。
(2)高温陶瓷材料Si3N4晶体中N-Si-N的键角大于Si-N-Si的键角,原因是_______。
II.金属元素铁;铜及其化合物在日常生产、生活有着广泛的应用。
(1)铁在元素周期表中的位置_________。
(2)配合物Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于_____(填晶体类型)。Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子吸之和为18,则x=________。
(3)N2是CO的一种等电子体,两者相比较沸点较高的为_______(填化学式)。
(4)铜晶体中铜原子的堆积方式如下图甲所示。
①基态铜原子的核外电子排布式为___________。
②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为___________。
(5)某M原子的外围电子排布式为3s23p5,铜与M形成化合物的晶胞如下图乙所示(黑点代表铜原子)。已知该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为_________pm。(只写计算式)。24、I.元素周期表中80%左右的非金属元素在现代技术包括能源;功能材料等领域占有极为重要的地位。
(1)氮及其化合物与人类生产、生活息息相关,基态N原子中电子在2p轨道上的排布遵循的原则是_____,N2F2分子中N原子的杂化方式是_______,1molN2F2含有____个δ键。
(2)高温陶瓷材料Si3N4晶体中N-Si-N的键角大于Si-N-Si的键角,原因是_______。
II.金属元素铁;铜及其化合物在日常生产、生活有着广泛的应用。
(1)铁在元素周期表中的位置_________。
(2)配合物Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于_____(填晶体类型)。Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子吸之和为18,则x=________。
(3)N2是CO的一种等电子体,两者相比较沸点较高的为_______(填化学式)。
(4)铜晶体中铜原子的堆积方式如下图甲所示。
①基态铜原子的核外电子排布式为___________。
②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为___________。
(5)某M原子的外围电子排布式为3s23p5,铜与M形成化合物的晶胞如下图乙所示(黑点代表铜原子)。已知该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为_________pm。(只写计算式)。评卷人得分六、实验题(共3题,共6分)25、氢化钙(CaH2)固体是登山运动员常用的能源提供剂。氢化钙要密封保存;一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气。氢化钙通常用氢气与金属钙加热制取,下图是模拟制取装置。
(1)装置B的作用是___________________;装置D的作用是_______________________;
(2)利用实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后装入药品;打开分液漏斗活塞,________(请按正确的顺序填入下列步骤的序号)。
①加热反应一段时间②收集气体并检验其纯度③关闭分液漏斗活塞④停止加热;充分冷却。
(3)为了确认进入装置C的氢气已经干燥,应在B、C之间再接一装置,该装置中加入的试剂是______。
(4)甲同学设计一个实验,测定上述实验中得到的氢化钙的纯度。请完善下列实验步骤。①样品称量②加入________溶液(填化学式),搅拌、过滤③________(填操作名称)④_______(填操作名称)⑤称量碳酸钙。
(5)乙同学利用如图装置测定上述实验中得到的氢化钙的纯度。他称取46mg所制得的氢化钙样品,记录开始时注射器活塞停留在10.00mL刻度处,反应结束后充分冷却,活塞最终停留在57.04mL刻度处。(上述气体体积均在标准状况下测定)试通过计算求样品中氢化钙的纯度:__________________________。
26、碘酸钙[Ca(IO3)2]是无色斜方晶体,可由KClO3、I2、Ca(OH)2等原料制得。实验室制取Ca(IO3)2·H2O的实验流程如图:
已知:①碘酸是易溶于水;不溶于有机溶剂的强酸;
②碘酸氢钾[KH(IO3)2]与碱中和生成正盐;
③Ca(IO3)2·6H2O是一种难溶于水的白色固体;在碱性条件下不稳定。
(1)仪器a的名称为___。
(2)仪器b的作用是__和导出生成的Cl2。
(3)该实验中三颈烧瓶适宜的加热方式为___,三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为__。
(4)为加快三颈烧瓶中的反应速率,可采取的措施是___。
(5)制得的KH(IO3)2溶液中还会含有少量I2,为使后续制得较纯净的Ca(IO3)2,需除去I2。除去少量I2的实验操作:向制得的KH(IO3)2溶液中滴入淀粉溶液,再用__(填“乙醇”或“四氯化碳”)多次萃取、___,最终KH(IO3)2溶液为___(填“无色”或“蓝色”)。
(6)Ca(IO3)2·6H2O加热升温过程中剩余固体的质量分数w(w=)随温度变化的关系如图2所示。
①100℃时,剩余固体的化学式为___;540℃时,剩余固体的化学式为__。
②设计以上述除碘后的水溶液为原料,制取Ca(IO3)2·H2O的实验方案:向水溶液中__。[实验中必须使用的试剂:Ca(OH)2粉末、AgNO3溶液]27、按如图所示装置进行铁和水蒸气反应的实验。
(1)铁粉与水蒸气反应的化学方程式是:________
(2)为检验生成的气体产物,需从图中选择必要的装置,其正确的连接顺序为用接口字母表示__________,描述能验证气体产物的实验现象______。
(3)停止反应,待装置冷却后,取出反应过的铁粉混合物,加入过量的稀硫酸充分反应,过滤.经检验上述滤液中不含这不能说明铁粉与水蒸气反应所得产物中不含价的铁.原因是用离子方程式说明________
(4)为了得到白色的沉淀,并尽可能使沉淀长时间保持白色,有同学设计如图所示的装置。通电后,溶液中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。下列说法中正确的是________填序号
A.电源中的b为正极;a为负极。
B.可以用NaCl溶液作为电解液。
C.A;B两端都必须用铁作电极。
D.阴极发生的反应是
(5)高铁酸钠是一种新型净水剂.高铁酸钠可以与水反应生成红褐色胶状物并放出无色气体,写出高铁酸钠与水反应的离子方程式___________
(6)用溶液滴定可以进行铁元素含量的测定步骤如下:
a.称取绿矾产品;溶解,在250mL容量瓶中定容;
b.量取待测溶液于锥形瓶中;
c.用硫酸酸化的溶液滴定至终点。
重复三次滴定实验所消耗溶液的体积如下表:。滴定序号消耗溶液体积123
计算上述样品中的质量分数为_____________。参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、B【分析】【详解】
A.在此反应时间内,D的平均反应速率为0.1mol/(L·min),则反应产生D物质的物质的量为n(D)=0.1mol/(L·min)×5min×0.4L=0.2mol,根据物质反应转化关系可知:每反应产生2molD,同时会消耗3molA和1molB,则反应产生0.2mol的D,消耗A是0.3mol,消耗B是0.1mol,因此5min后,反应混合物总物质的量n(总)=(0.6-0.3)mol+(0.5-0.1)mol+0.2mol+0.2mol=1.1mol;A错误;
B.根据选项A分析可知在5min内消耗B的物质的量是0.1mol,则B的转化率为:×100%=20%;B正确;
C.根据选项A分析可知在5min内消耗A的物质的量是0.3mol,则用A表示的平均反应速率v(A)==0.15mol/(L•min);C错误;
D.由以上分析可知:在5min内产生C;D的物质的量相等;则C、D的化学计量数相等,故a=2,D错误;
故合理选项是B。2、B【分析】【分析】
氯气与溴离子发生氧化还原反应生成溴单质,用热空气将溴单质吹出,再与二氧化硫反应生成HBr和硫酸,HBr再与氯气反应生成溴单质;最后蒸馏得到纯溴;
【详解】
A.提取溴过程中溴离子被氧化生成溴单质;步骤4富集溴元素,步骤5通过蒸馏收集溴单质,包括浓缩;氧化、提取,A正确;
B.步骤1和4反应的离子方程式均是Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,氧化性:Cl2>Br2,非金属性:Cl>Br;即氯的得电子能力比溴的强,B错误;
C.步骤3是溴单质与二氧化硫反应生成HBr和硫酸,离子方程式为SO2+Br2+2H2O=4H++2Br-+C正确;
D.步骤2利用的原理是液溴的挥发性;可用热空气将溴单质吹出,D正确;
故选:B。3、B【分析】【分析】
【详解】
A.NO难溶于水;NO能用排水法收集,故不选A;
B.NO2和水反应生成硝酸和NO,NO2不能用排水法收集;故选B;
C.H2难溶于水,H2能用排水法收集,故不选C;
D.CH4难溶于水,CH4能用排水法收集;故不选D;
选B;4、D【分析】【分析】
【详解】
A.能与溶液反应而损耗,应该用饱和溶液;选项A错误;
B.Cu不能与稀硫酸反应产生选项B错误;
C.瓷甘埚中含有高温加热纯碱时发生反应:瓷坩埚被腐蚀,选项C错误;
D.海水中含有杂质;可采用蒸馏法使海水淡化,选项D正确。
答案选D。5、A【分析】【详解】
A.加热蒸干会使(NH4)2SO4受热分解,应将滤液蒸发浓缩、冷却结晶来提取(NH4)2SO4;故A错误;
B.CO2溶解度小,而氨气极易溶于水,先通入氨气使溶液呈碱性,能吸收更多的CO2;B正确;
C.CaSO4溶解度大于CaCO3,在沉淀池中CaSO4转化为CaCO3,进入煅烧炉,分解为生石灰,同时产生能循环利用的CO2;故C正确;
D.沉淀池中微溶的CaSO4转化为难溶的CaCO3;D正确;
答案为A。6、B【分析】【分析】
A.盐酸为强酸,H2CO3和H2SiO3为弱酸;根据元素的非金属性判断酸性的强弱;
B.根据强酸制弱酸原理进行分析判断;
C.Na2CO3和HCl;二氧化碳均发生反应;
D.硅酸不溶于水。
【详解】
A.盐酸是强酸,元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水合物酸性越强,非金属性C>Si,因此酸性:H2CO3>H2SiO3,所以HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性依次减弱;A项错误;
B.要确定HCl、H2CO3、H2SiO3的酸性强弱;采用强酸制取弱酸原理,用稀盐酸和碳酸钙反应制取二氧化碳,用二氧化碳和硅酸钠溶液制取硅酸,所以锥形瓶中用于制取二氧化碳,B项正确;
C.Na2CO3和HCl、二氧化碳都反应,所以B中应该用饱和的NaHCO3溶液除去A中挥发出的HCl气体;C项错误;
D.硅酸不溶于水;所以实验现象为出现白色沉淀,D项错误;
答案选B。7、C【分析】【详解】
A.硫代硫酸钠溶液的试管中滴加稀盐酸;生成有刺激性气味的二氧化硫气体;单质硫、氯化钠和水,单质硫微溶于水,所以溶液变浑浊,故A正确;
B.浓硫酸具有吸水性;胆矾遇到浓硫酸失去结晶水,蓝色晶体变为白色粉末,故B正确;
C.用同一针筒先后抽取80mL氯气、20mL水,振荡,氯气与水反应:Cl2+H2O⇌H++Cl−+HClO,1体积水可溶解2体积Cl2;所以气体不能完全溶解,故C错误;
D.向二氧化硫水溶液中滴加氯化钡溶液;无现象,再滴加双氧水,二氧化硫被氧化成硫酸,硫酸与氯化钡生成白色的硫酸钡沉淀,故D正确;
答案选C。
【点睛】
根据具体的反应判断实验现象,一定需要弄清实验原理。8、C【分析】【分析】
实验I:向盛有Na2S溶液的①中持续通入CO2至过量;②中产生黑色沉淀,溶液的pH降低,说明生成了硫化氢气体,同时生成了硫酸;③中产生白色沉淀,该浑浊遇酸冒气泡,说明二氧化碳被氢氧化钙溶液吸收生成了碳酸钙沉淀;
实验II:向盛有NaHCO3溶液的①中持续通入H2S气体至过量;②中产生黑色沉淀,溶液的pH降低,是因为过量的硫化氢气体与硫酸铜溶液反应生成了硫化铜黑色沉淀,同时生成了硫酸;③中产生白色沉淀,该浑浊遇酸冒气泡,说明反应生成了二氧化碳,被氢氧化钙溶液吸收生成了碳酸钙沉淀。
【详解】
A.由上述分析可知,③中白色浑浊是CaCO3;不可能是CaS,CaS遇水完全水解,故A结论正确;
B.②中溶液降低的原因:H2S+Cu2+=CuS↓+2H+;产生黑色沉淀,溶液的pH降低,故B结论正确;
C.实验①中过量CO2发生的反应是2CO2+2H2O+S2-=2HCO3-+H2S;故C结论错误;
D.根据实验I和II中现象:I中通二氧化碳有硫化氢生成;II中通硫化氢有二氧化碳生成,故不能比较H2CO3和H2S酸性的强弱;故D结论正确;
答案为C。二、填空题(共6题,共12分)9、略
【分析】【详解】
(1)依据图1中各物质的浓度变化量可得到0-20min,M、N浓度减少量为1.5mol/L,P浓度增加量为3mol/L,则反应的化学方程式为由图1可知,40min时平衡发生了移动,而P、M、N的浓度没有改变,且改变压强和使用催化剂平衡不移动,则改变的条件是温度,30min时P、M、N浓度均减小则改变的条件为扩大容器体积,压强减小,反应速率减小,由图2可知40min时速率增大,则40min时改变的条件是升高温度,而生成物P的浓度在减小,依据勒夏特列原理可判断该反应的
(2)由(1)分析可知,30min时改变的条件是扩大容器的体积;40min时改变的条件是升高温度;在图2中画出30min~40min的正逆反应速率变化曲线以及标出40min~50min内对应的曲线为
(3)8min时,M、N、P的物质的量浓度相等,设
则解得x=2,故8min时,0~8min内;
50min后;M;N、P的物质的量浓度相等,故M的转化率为33.3%;
(4)由图1可知,20min~30min内,为平衡状态,M、N的平衡浓度为1.5mol/L,P的平衡浓度为3mol/L,则反应平衡时的平衡常数K=【解析】(1)<
(2)扩大容器的体积升高温度
(3)33.3%
(4)410、略
【分析】【分析】
(1)基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1;电子位于1s;2s、2p三个能量不同的能级上;同周期元素,从左到右,第一电离能呈增大的趋势,由于全充满和半充满的缘故,ⅡA族和ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素;
(2)由晶体硼熔点为1873K可知,晶体硼为熔沸点高、硬度大的原子晶体;在硼原子组成的正二十面体结构中,每5个面共用一个顶点,每个面拥有这个顶点的每2个面共用一个B-B键,每个面拥有这个B-B键的
(3)a.由图可知;立方相氮化硼中N原子和B原子之间只存在单键;
b.由图可知;六方相氮化硼层间为分子间作用力,分子间作用力小;
c.由图可知;立方相氮化硼为空间网状结构,属于原子晶体;
d.非金属元素之间易形成共价键;
(4)NH4BF4是由NH4+和BF4—构成,NH4+中N原子和其中一个H原子之间存在配位键、BF4—中B原子和其中一个F原子之间存在一个配位键。
【详解】
(1)基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1;电子位于1s;2s、2p三个能量不同的能级上,则有3种不同能量的电子;同周期元素,从左到右,第一电离能呈增大的趋势,由于全充满和半充满的缘故,ⅡA族和ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素,则介于硼元素与氮元素之间的有Be、C、O三种元素,故答案为:3;3;
(2)由晶体硼熔点为1873K可知,晶体硼为熔沸点高、硬度大的原子晶体;在硼原子组成的正二十面体结构中,每5个面共用一个顶点,每个面拥有这个顶点的每个等边三角形拥有的顶点为20个等边三角形拥有的顶点为×20=12;每2个面共用一个B-B键,每个面拥有这个B-B键的每个等边三角形占有的B-B键为20个等边三角形拥有的B-B键为×20=30;故答案为:12;30;
(3)a.由图可知;立方相氮化硼中N原子和B原子之间只存在单键,则立方相氮化硼中含有σ键,不存在π键,故错误;
b.由图可知;六方相氮化硼层间为分子间作用力,分子间作用力小,导致其质地软,故正确;
c.由图可知;立方相氮化硼为空间网状结构,属于原子晶体,故错误;
d.非金属元素之间易形成共价键;所以N原子和B原子之间存在共价键,故正确;
bd正确,故答案为:bd;
(4)NH4BF4是由NH4+和BF4—构成,NH4+中N原子和其中一个H原子之间存在配位键、BF4—中B原子和其中一个F原子之间存在一个配位键,所以含有2个配位键,则1molNH4BF4含有2mol配位键,故答案为:2。【解析】①.3②.3③.原子晶体④.12⑤.30⑥.bd⑦.211、略
【分析】【分析】
2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)ΔH4=170kJ·mol-1,该反应正方向为体积增大的反应,降低压强,平衡会向正反应方向移动;则对于n(H2S):n(Ar)为4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的H2S-Ar混合气在图中对应的曲线分别是a、b;c、d、e。
【详解】
(1)由于正反应是体积增大的可逆反应,n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分压越小,相当于降低压强,平衡向正反应方向移动,因此H2S平衡转化率越高;
(2)n(H2S):n(Ar)越小,H2S平衡转化率越高,所以n(H2S):n(Ar)=1:9对应的曲线是d;根据图像可知n(H2S):n(Ar)=1:9反应进行到0.1s时H2S转化率为0.24;假设在该条件下;硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和9mol,则根据三段式可知:
此时H2S的压强为≈7.51kPa,H2S的起始压强为10kPa,所以H2S分压的平均变化率为=24.9kPa·s-1。【解析】(1)越高n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分压越小,平衡向正反应方向进行,H2S平衡转化率越高。
(2)d24.912、略
【分析】【详解】
(1)水杨酸和乙酸酐在浓硫酸的条件下发生取代反应生成乙酰水杨酸,方程式为:(2)在除去聚合物并提纯阿司匹林的过程中;可以将阿司匹林与碳酸氢钠反应使羧基变为羧酸钠,且酯基不水解,这样使阿司匹林溶于水,聚合物难溶于水,将聚合物除去,再将阿司匹林的钠盐盐酸酸化可得阿司匹林,过程中涉及的离子方程式为:
.(3)该仪器的名称为布氏漏斗。布氏漏斗中加入滤纸,用蒸馏水湿润后,应先微开水龙头,不能大开,避免滤纸破损。故选①。(4)A.抽滤能为了加快过滤速率,但不能使沉淀的颗粒变大,故错误;B.颗粒太小的沉淀不能用抽滤的原因是颗粒太小的容易在滤纸上形成一层密实的沉淀,不容易透过,故正确;C.当吸滤瓶内液面高度快达到支管口时,应拔掉吸滤瓶上的橡皮管,从吸滤瓶上口倒出溶液,而不能从吸滤瓶支管口倒出溶液,故错误;D.将晶体转移至布氏漏斗时,若有晶体附在烧杯内壁,应用滤液来淋洗布氏漏斗,因为滤液是饱和溶液,冲洗是不会使晶体溶解,同时又不会带入杂质,故错误;E.洗涤沉淀时,应先关小水龙头,然后蒸馏水缓缓淋洗,再打开水龙头抽滤,不能使洗涤剂快速通过沉淀,故错误。故选B。(5)阿司匹林在冷水中的溶解度减小,所以用冷水洗涤晶体可以除去晶体表面附着的杂质,并减少阿司匹林因溶解而引起的损耗。(6)根据方程式分析,乙酸酐过量,用水杨酸计算阿司匹林的质量为g,实际产率为=60%。【解析】取代反应布氏漏斗①B除去晶体表面附着的杂质,并减少阿司匹林因溶解而引起的损耗60%13、略
【分析】【详解】
NaClO3和浓H2SO4在反应器①中发生还原反应生成ClO2和Na2SO4,所以试剂A可以用二氧化硫,ClO2在反应器②中与双氧水、氢氧化钠反应生成亚氯酸钠,再得到其晶体。
(1)根据上面的分析可以知道试剂A为SO2,故选a,因此,本题正确答案是:a。
(2)反②中ClO2被双氧水还原成ClO2−,反应的离子方程式为2OH−+2ClO2+H2O22ClO2−+O2+2H2O,因此,本题正确答案是:2OH−+2ClO2+H2O22ClO2−+O2+2H2O
(3)含水的NaClO2受热易分解,所以亚氯酸钠溶液中获得晶体,温度不能太高,所以反应②结束后采用“减压蒸发”操作,在较低温度蒸发浓缩,可防止温度过高.NaClO2分解。因此,本题正确答案是:在较低温度蒸发浓缩,可防止温度过高.NaClO2分解。
(4)根据信息纯ClO2易分解爆炸,空气中ClO2的体积分数在10以下比较安全,所以要持续通过量的空气,NaClO2在碱性溶液中稳定存在,在酸性溶液中迅速分解,所以反应②中碱要过量,因为试剂A为二氧化硫,NaClO3被还原成ClO2,所以反应①后得到的母液中,溶质的主要成分是,Na2SO4。故选acd,因此;本题正确答案是:acd。
(5)①亚氯酸钠具有氧化性,且NaClO2溶液呈碱性,则NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式因此,本题正确答案是:
②由实验结果可以知道,在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多,因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率.原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高,因此,本题正确答案是:大于;NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高。【解析】a2OH−+2ClO2+H2O22ClO2−+O2+2H2O减压可以使物质沸点降低,实验较低温度下进行蒸发,可避免NaClO2因温度高而发生分解acd4OH−+3ClO2−+4NO4NO3−+3Cl−+2H2O大于SO2比NO溶解度更大;在此条件下SO2还原性更强;脱硝反应活化能更大14、略
【分析】【分析】
用苯氧乙酸和丙烯醇发生酯化反应制得菠萝酯,苯氧乙酸用苯酚和氯乙酸反应制得,考虑到它们溶沸点的差异,最好选择温度让苯酚,氯乙酸,苯氧乙酸都成为液体,反应室I中反应的最佳温度是104℃,水浴加热温度太低,苯氧乙酸沸点99摄氏度,水浴温度会使它凝固,不利于分离,火炉直接加热,会使苯酚,氯乙酸,苯氧乙酸全都生成气体,不利于反应,故选择油浴。生成的菠萝酯属于酯类,在碱性条件下会发生水解,所以不能用NaOH溶液代替NaHCO3溶液。
【详解】
(1)火炉直接加热温度比较高;会让苯酚和氯乙酸变成蒸汽,不利于它们之间的反应,还会使苯氧,故温度不能太高,水浴加热温度较低,不能让氯乙酸和苯酚熔化,故温度也不能太低,可以使所有物质都成液体,为较好地控制温度在102℃~106℃之间,加热时可选用油浴加热;
答案为:C;
(2)分离室I是将反应不充分的原料再重复使用;为了增加原料的利用率,要把苯酚和氯乙酸加入反应室1,操作名称为蒸馏;
答案为:蒸馏;
(3)反应室1为苯酚和氯乙酸发生取代反应,制得苯氧乙酸,+HCl;
答案为:+HCl;
(4)分离室II发生的反应是苯氧乙酸和丙烯醇发生酯化反应,制取菠萝酯,由于酯在NaHCO3溶液中的溶解度较小,可以析出,随后分液即可,如用NaOH会使酯发生水解,故不能用NaOH溶液代替NaHCO3溶液,化学方程式为+NaOH+HOCH2CH=CH2
答案为+NaOH+HOCH2CH=CH2。【解析】C蒸馏+HCl+NaOH+HOCH2CH=CH2三、原理综合题(共5题,共10分)15、略
【分析】【详解】
(1)已知:①2NO(g)=N2(g)+O2(g)∆H=-180.5kJ/mol
②2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)∆H=+571.6kJ/mol
根据盖斯定律,将①-②,整理可得:2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(l)∆H=-752.1kJ/mol;
(2)①化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比,则反应2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)的化学平衡常数表达式K=
②根据方程式可知:反应产生0.4mol/L的CH3OH(g),消耗H2的浓度为0.4mol/L×2=0.8mol/L,则该时间段内反应速率v(H2)==0.08mol/(L·min);
③Qc=<160,说明反应未达到平衡,反应正向进行,因此v正>v逆;
④反应达到平衡后,保持其它条件不变,若将容器的体积扩大一倍,反应混合物的浓度都减小,则v正减小,v逆减小。容器的容积扩大,使反应体系的压强减小,减小压强,化学平衡逆向移动。【解析】2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(l)∆H=-752.1kJ/mol0.08mol/(L·min)>减小减小逆向16、略
【分析】【详解】
(1)①尽管催化剂不能使化学平衡发生移动;但使用催化剂可以加快化学反应速率,缩短达到平衡所需要的时间,从而可以提高单位时间内的产量。
(2)由题给信息知,第一步反应慢,说明该步反应的活化能较大,而第2步反应快,而反应越快,说明其活化能越小,故第一步反应的活化能E1大于第2步反应的活化能E2,即活化能:E1>E2;
(3)①A.化学方程式中N2(g)、NH3(g)、O2(g)的系数比就是2:4:3,所以N2(g)、NH3(g)、O2(g)的浓度之比为2:4:3时;反应可能是处于平衡状态,也可能未达到平衡状态,不能作为判断平衡的标志,A错误;
B.N2是反应物,NH3是生成物;若二者浓度之比恒定不变,则反应达到平衡状态,B正确;
C.任何时刻都存在关系:v(NH3)正=2v(N2)正,若v(N2)正=2v(NH3)逆,则v(NH3)正=4v(NH3)逆;反应正向进行,未处于平衡状态,C错误;
D.该反应是反应前后气体体积不等的反应;若混合气体中氨气的质量分数不变,则反应处于平衡状态,D正确;
E.该反应是在恒温恒压下进行;任何时刻压强保持不变,因此不能根据压强不变判断反应是否处于平衡状态,E错误;
故合理选项是BD;
②A.转移掉部分O2,即减小生成物浓度,化学平衡正向移动,可以提高N2转化率;A正确;
B.转移掉部分NH3,即减小生成物浓度,平衡正向移动,可以提高N2转化率;B正确;
C.由于水的状态是液态,其物质的浓度不变,所以改变其物质的量,化学平衡不移动,因此不能改变N2转化率;C错误;
D.增加N2的量;该物质本身浓度增大,平衡正向移动,但是平衡正向移动消耗量小于加入量,总的来说它的转化率还是降低,D错误;
故合理选项是AB;
(4)①对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)开始时n(N2)=1mol,n(H2)=3mol,n(NH3)=0,假设反应的N2的物质的量为x,则根据物质反应转化关系可知平衡时各种气体的物质的量分别是n(N2)=(1-x)mol,n(H2)=(3-3x)mol,n(NH3)=2xmol。根据图象可知在T1和60MPa条件下达到平衡时NH3的体积分数是60%,则解得x=0.75mol,则平衡时n(N2)=0.25mol,n(H2)=0.75mol,n(NH3)=1.5mol,则平衡时N2的物质的量分数为0.1,H2的物质的量分数为0.3,NH3的物质的量分数为0.6,在温度不变时,气体的物质的量的比等于压强之比,所以化学平衡常数Kp=
②从图像来看,当压强不变时,T1时NH3的体积分数大于T2时,由于该反应的正反应是放热反应,升高温度,化学平衡逆向移动,NH3的含量降低,说明温度:T1<T2。【解析】①.使用催化剂,主要目的是加快反应速率,提高单位时间内的产量②.>③.活化能越大,一般分子成为活化分子越难,反应速率越慢④.BD⑤.AB⑥.0.037⑦.<17、略
【分析】【详解】
(1)①该反应的正反应是吸热反应;根据平衡移动原理,升高温度,化学平衡向吸热的移动,所以升高温度,化学平衡正向移动;
②达到平衡时,保持体积不变充入Ar气时,反应体系中任何一种物质的浓度不变,因此加入Ar气对化学平衡移动无影响;因此化学平衡不发生移动平衡;
③达到平衡时,保持容器容积不变,再通入一定量N2O4,导致反应体系压强增大。根据平衡移动原理:增大压强,化学平衡向气体体积减小的方向移动。该反应的正反应是气体体积增大的方向,因此增大压强,化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动,当反应再次达到平衡时NO2的百分含量减小;
(2)根据平衡常数可知该可逆反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g);
已知:①
②
③
根据盖斯定律,将②×2-③-①,整理可得:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ/mol;
根据方程式可知:该反应的正反应是气体混乱程度减小的放热反应,由反应自由能公式△G=△H-T△S<0,可知当△G<0;反应可自发进行,可判断该反应在低温下就可以自发进行;
(3)根据图象可知:在低于900K时,N2的体积分数随温度的升高而增大,在900K以后,温度升高,N2的体积分数减小,说明在低于900K时反应正向进行,未处于平衡状态。温度升高,反应速率加快,反应产生更多N2,因此N2的体积分数随温度的升高而增大。在900K以后,温度升高,N2的体积分数减小,这是由于该反应的正反应是放热反应,在反应达到平衡后,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,导致N2的体积分数随温度的升高而减小;在高于900K时,N2的体积分数降低的可能原因是升高温度平衡逆向移动或发生的副反应增多或由于任何催化剂都有一定的使用温度范围;温度升高导致催化剂的活性降低等;
(4)在一定温度下,在体积为1L的密闭容器中充入1molN2和2molH2合成氨,发生反应:N2+3H22NH3,反应达到平衡状态时,测得N2的转化率为25%,则此时N2的物质的量是mol,H2的物质的量是NH3的物质的量是由于容器的容积是1L,则各种气体的平衡浓度分别是c(N2)=mol/L,c(H2)=mol/L,c(NH3)=mol/L,故该反应的化学平衡常数计算式为K=【解析】正向不减小2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ/mol低温不是该反应为放热反应,平衡时N2的体积分数应随着温度的升高而降低催化剂的活性下降(或升温平衡逆向移动或副反应增多等)18、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)由图1知①结合②所以
(2)根据图2知,当温度为15℃时,次氯酸钙对甲醛的去除率更高,所以选择Ca(ClO)2;
(3)①根据图3,当压强为p1时,CO的平衡转化率随温度的升高而降低,即温度升高,平衡逆向移动,又温度升高,平衡向吸热方向移动,所以逆反应方向是吸热反应,则a<0;当温度为T1时,由p3到p1,CO的平衡转化率升高,即平衡向气体系数之和减小的方向移动,此时压强增大,故压强由小到大为p321;
②由图3可以看出;M点与N点的温度相同,则M点与N点的平衡常数相同,列出三段式:
则
(4)根据表中数据列出方程组:①②③三式联立解得c2=0.2,k=104;
(5)①图中左侧装置是原电池;右侧装置是电解质,左侧原电池中,下端电极是O2参与反应,该电极是正极,与之相连的C电极是阳极;
②左侧原电池中,上端电极是负极,导电介质为O2-离子,电极反应式为
③电解饱和食盐水的反应式为气体总体积为112mL,即0.005mol,则生成的氢气和氯气分别为0.0025mol,所以生成的NaOH是0.005mol,其浓度为溶液中所以pH=12【解析】+34.5<4.170.2阳1219、略
【分析】(1)实验室制备Cl2可以用二氧化锰与浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水,或者用高锰酸钾固体与浓盐酸混合反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水,则发生装置可选择图中的A或B,反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O或2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;正确答案:A或B;MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O或2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
(2)制得的氯气中含有氯化氢及水蒸气,所以需要利用饱和食盐水除去氯化氢后再用浓硫酸进行干燥,然后再根据氯气的密度比空气大的性质,用向上排空气法收集,氯气是大气污染物,需要进行尾气处理,可以用碱石灰做吸收剂,故装置连接顺序为:a→fgcbdejh,F装置内其盛装饱和食盐水,除去氯化氢气体;正确答案:fgcbdejh;饱和食盐水。
(3)①实验室也可用B装置制备NO;图X装置的优点为排除装置内空气的干扰;可以随开随用,随关随停;正确答案:排除装置内空气的干扰;可以随开随用,随关随停。
②检验装置气密性并装入药品,打开k2,然后再打开k3,通入一段时间气体,其目的是为排净三颈烧瓶中的空气,防止一氧化氮和NOCl变质;正确答案:K3;排尽三颈烧瓶中的空气防止NO和NOCl变质。
③NOCl与水反应生成盐酸、一氧化氮和二氧化氮,反应的化学方程式为:2NOCl+H2O=2HCl+NO↑+NO2↑;正确答案:2NOCl+H2O=2HCl+NO↑+NO2↑。
(4)取Z中所得液体mg溶于水,取25.00mL溶液中存在:n(NOCl)=n(Cl-)=n(Ag+)=c×22.50×10-3=0.0225cmol,则250mL溶液中,n(NOCl)=0.225cmol,所以亚硝酰氯(NOC1)的质量分数为0.225c×65.5/m×100%=14.7375c/m×100%;正确答案:14.7375c/m×100%或写成[c×22.5×10-3×10×65.5]/m×100%。【解析】A或BMnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O或2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2Ofgcbdejh饱和食盐水排除装置内空气的干扰;可以随开随用,随关随停K3排尽三颈烧瓶中的空气防止NO和NOCl变质2NOCl+H2O=2HCl+NO↑+NO2↑14.7375c/m×100%或写成×100%四、有机推断题(共1题,共10分)20、略
【分析】【分析】
化合物A分子式是C7H8,结构简式是根据物质反应过程中碳链结构不变,结合D分子结构及B、C转化关系,可知B是B发生催化氧化反应产生C是C与Br2在光照条件下发生甲基上的取代反应产生D是D与HCHO发生信息反应产生的分子式是C9H8O2的E是:E与I2反应产生F是:F与NaOH的乙醇溶液共热,发生消去反应产生G:然后结合物质性质逐一分析解答。
【详解】
根据上述分析可知A是B是C是D是E是F是G是
(1)反应①是与O2在催化剂存在的条件下加热,发生氧化反应产生故该反应的类型为氧化反应;
(2)反应②是与Br2在光照条件下发生甲基上的取代反应产生故所需试剂和条件是Br2;光照;
(3)B结构简式是含有的官能团是醛基-CHO,检验其存在的方法是:取样,滴加少量新制的Cu(OH)2悬浊液;加热煮沸,若产生砖红色沉淀,就说明物质分子中含有醛基;
(4)根据上述推断可知E的结构简式是
(5)F是与NaOH乙醇溶液共热,发生消去反应产生G:则F→G的化学方程式为:+NaOHNaI+H2O+
(6)化合物C是C的同分异构体满足下列条件:①能发生银镜反应,说明分子中含有-CHO;②能发生水解反应,说明含有酯基;③含苯环;④含有5个化学环境不同的H原子,则其可能的结构简式是
(7)CH2=CH2与HBr在一定条件下发生加成反应产生CH3-CH2Br,CH3-CH2Br与CH3CHO发生信息反应产生CH3CH=CHCH3,CH3CH=CHCH3在一定条件下发生加聚反应产生聚2-丁烯,故合成路线为:CH2=CH2CH3-CH2BrCH3CH=CHCH3【解析】氧化反应Br2、光照取样,滴加少量新制的Cu(OH)2悬浊液,加热煮沸,若产生砖红色沉淀,说明含有醛基+NaOHNaI+H2O+CH2=CH2CH3-CH2BrCH3CH=CHCH3五、结构与性质(共4题,共36分)21、略
【分析】【分析】
根据B的原子序数和电子排布规律;写出其电子排布式并判断电子排布的最高能级为2p,判断其电子云轮廓图;根据氨硼烷的结构,判断其溶于水的原因是与水分子形成氢健和配位键形成条件判断提供孤电子对的原子;根据等电子体概念找出等电子体分子;根据题中信息,判断形成双氢键的正确选项;根据题中所给结构,由σ键个数判断B原子的杂化方式和该晶体中不存在的作用力;根据晶胞的结构,利用“均摊法”进行晶胞的相关计算;据此解答。
(1)
B的原子序数为5,核外有5个电子,则B基态原子核外电子排布式为1s22s22p1,能级最高的是2p能级,p轨道为哑铃形;答案为1s22s22p1;哑铃。
(2)
①氨硼烷能溶于水;其主要原因是氨硼烷与水分子间形成氢键;答案为氨硼烷与水分子间形成氢键。
②分子中,B原子提供空轨道,NH3中N原子提供1对孤电子对,形成配位键;原子总数相同、价电子总数相同的微粒为等电子体,用相邻原子代替N、B原子可以得到其等电子体分子C2H6;答案为N;C2H6。
③A.和分子中的H均呈正电性,和不能形成双氢键;故A不符合题意;
B.LiH为离子化合物;LiH和HCN不能形成双氢键,故B不符合题意;
C.分子中与B原子相连的H呈负电性,分子中与N相连的H呈正电性,与能形成双氢键;故C符合题意;
D.和分子中的H均呈正电性,和不能形成双氢键;故D不符合题意;
答案为C。
(3)
由的结构可知,阴离子中形成3个σ键的B原子(无孤电子对)的杂化轨道类型为sp2,形成4个σ键的B原子(无孤电子对)的杂
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