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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年华师大新版拓展型课程化学下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8题,共16分)1、已知25℃下水的离子积Kw=1×10-14,此温度下,下列说法错误的是A.纯水加入NaOH固体,水的电离程度减小B.纯水加入FeCl3固体,pH升高C.0.005mol·L-1的硫酸溶液,pH=2D.0.01mol·L-1的氢氧化钠溶液,pH=122、常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是A.使甲基橙显橙色的溶液中:K+、Na+、Cl-、Al3+B.=10-12的溶液中:Cu2+、C.滴加KSCN溶液显红色的溶液中:K+、Cl-、I-D.水电离的c(OH-)=1×10-13mol·L-1的溶液中:K+、Cl-、CH3COO-、Mg2+3、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4、除去下列物质中的杂质(括号中为杂质),采用的试剂和除杂方法正确的是。选项含杂质的物质试剂除杂方法AC2H2(H2S)溴水洗气B乙酸乙酯(乙酸)乙醇萃取C苯(苯酚)溴水过滤D乙醇(水)生石灰蒸馏
A.AB.BC.CD.D5、下列关于应用套管实验装置(部分装置未画出)进行的实验;下列叙述错误的是()
A.利用甲装置可以制取少量HFB.利用乙装置可以验证Na2O2与水反应既生成氧气,又放出热量C.利用丙装置验证KHCO3和K2CO3的热稳定性,X中应放的物质是KHCO3D.利用丁装置制取SO2,并检验其还原性,小试管中的试剂可为酸性KMnO4溶液6、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.D7、某同学利用锌、氧化铜和稀硫酸制取铜,他设计了两套方案,方案Ⅰ:利用锌与足量稀硫酸反应制氢气,氢气还原氧化铜;方案Ⅱ:氧化铜溶于稀硫酸生成硫酸铜,然后用锌与硫酸铜反应制备铜。下列关于方案Ⅰ和Ⅱ的评价不正确的是()A.方案Ⅱ比方案Ⅰ操作简便B.等质量的锌,相同条件下在方案Ⅰ和方案Ⅱ中制得的铜的质量相同C.等质量的H2SO4参加反应,方案Ⅰ制取铜的质量比方案Ⅱ的少D.为了加快锌与稀硫酸反应,可以在溶液中加入少量氧化铜8、下列各实验的叙述正确的是。
。选项。
实验内容。
实验目的或结论。
A
以甲基橙作指示剂,用一定浓度的NaOH溶液滴定一定体积、一定浓度的草酸溶液[已知K1(H2C2O4)=5.4×10-2、K2(H2C2O4)=6.4×10-5]
证明草酸是二元酸。
B
某样品进行焰色反应时产生黄色火焰。
该样品是钠盐。
C
将溴水、苯、FeBr3混合于烧瓶中。
制备溴苯。
D
常温下,用pH计分别测定浓度均为0.1mol/L的NaClO溶液和CH3COONa溶液的pH
比较HClO和CH3COOH的酸性强弱。
A.AB.BC.CD.D评卷人得分二、填空题(共6题,共12分)9、水丰富而独特的性质与其结构密切相关。
(1)对于水分子中的共价键,依据原子轨道重叠的方式判断,属于_________键;依据O与H的电负性判断,属于_________共价键。
(2)水分子中,氧原子的价层电子对数为_________,杂化轨道类型为_________。
(3)下列事实可用“水分子间存在氢键”解释的是_________(填字母序号)。
a.常压下;4℃时水的密度最大。
b.水的沸点比硫化氢的沸点高160℃
c.水的热稳定性比硫化氢强。
(4)水是优良的溶剂,常温常压下极易溶于水,从微粒间相互作用的角度分析原因:_________(写出两条)。
(5)酸溶于水可形成的电子式为_________;由于成键电子对和孤电子对之间的斥力不同,会对微粒的空间结构产生影响,如中H-N-H的键角大于中H-O-H的键角,据此判断和的键角大小:________(填“>”或“<”)。10、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=_______。11、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_______;12、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)13、如图所示的初中化学中的一些重要实验;请回答下列问题:
(1)图A称量NaCl的实际质量是___。
(2)图B反应的实验现象是__。
(3)图C反应的表达式为__。
(4)图D实验目的是__。14、根据所学知识回答下列问题。
(1)0.1mol•L-1的NaHCO3溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为__。
(2)已知:常温时,H2R的电离平衡常数Ka1=1.23×10-2,Ka2=5.60×10-8,则0.1mol•L-1的NaHR溶液显__(填“酸”;“中”或“碱”)性。
(3)实验室用AlCl3(s)配制AlCl3溶液的操作为__,若将AlCl3溶液蒸干并灼烧至恒重;得到的物质为___(填化学式)。
(4)25℃时,将足量氯化银分别放入下列4种溶液中,充分搅拌后,银离子浓度由大到小的顺序是___(填标号);③中银离子的浓度为_____mol•L-1。(氯化银的Ksp=1.8×10-10)
①100mL0.1mol•L-1盐酸②100mL0.2mol•L-1AgNO3溶液。
③100mL0.1mol•L-1氯化铝溶液④100mL蒸馏水评卷人得分三、原理综合题(共8题,共16分)15、过渡元素铜的配合物在物质制备;尖端技术、医药科学、催化反应、材料化学等领域有着广泛的应用。请回答下列问题:
(1)科学家推测胆矾(CuSO4·5H2O)的结构示意图可简单表示如下图:
用配合物的形式表示胆矾的化学式为______;的空间构型为______,其中硫原子的轨道杂化方式为______。
(2)Cu能与(SCN)2反应生成Cu(SCN)2。1mol(SCN)2中含有的π键数目为______;(SCN)2对应的酸有两种,分别为硫氰酸和异硫氰酸其中异硫氰酸的沸点较高,原因是______。
(3)向硫酸铜溶液中,加入NaCl固体,溶液由蓝色变为黄绿色,则溶液中铜元素的主要存在形式是______(写微粒符号);向上述溶液中继续滴加浓氨水,先有蓝色沉淀生成,继续滴加浓氨水后,沉淀溶解,溶液变为深蓝色。沉淀溶解的原因是______(用离子方程式表示)。
(4)Cu单独与氨水、过氧化氢都不反应,但能与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,发生的化学方程式为______。16、(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。17、十九大报告提出“要像对待生命一样对待生态环境”;对硫;氮等元素形成的有毒有害气体进行处理成为科学研究热点。请回答下列问题:
Ⅰ.SO2主要来源于含硫燃料的燃烧,燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g)ΔH=-681.8kJ/mol对煤进行脱硫处理以减少SO2的排放。T℃时,将煤燃烧产生的气体收集于一密闭容器中,发生上述反应,测得各物质的浓度与反应时间的关系如下:。时间(min)
浓度(mol•L-1)01020304050O21.000.790.600.600.640.64CO200.420.800.800.880.88
(1)10~20min内,平均反应速率v(SO2)=__;升高温度,该反应的平衡常数K__(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断,改变的条件可能是___(填字母)。
A.通入一定量的O2
B.加入一定量的碳酸钙粉末。
C.适当缩小容器的体积。
D.加入合适的催化剂。
Ⅱ.NOx的排放主要来自于汽车尾气,NOx的脱除方法基本一致;即设法将其转化为氮气。
(3)已知:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)ΔH1=-113kJ/mol
6NO2(g)+O3(g)=3N2O5(g)ΔH2=-227kJ/mol
4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g)ΔH3=-57kJ/mol
则2O3(g)=3O2(g)是___反应(填“放热”或“吸热”),O3氧化脱除氮氧化物的总反应是NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)ΔH4=___kJ/mol,最后将NO2与恰当的还原剂反应转化为N2而脱除。
(4)常见的汽车尾气处理原理是使尾气(含适当比例的NO;CO)通过装有高效催化剂的处理装置;发生反应:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。请根据以下相关数据,分析采用此法能否有效消除NO、CO尾气污染___(填“能”或“否”),理由是__(通过必要的计算加以说明)。反应25℃时的平衡常数反应I:2NO(g)N2(g)+O2(g)K1=1×1030反应II:2CO2(g)2CO(g)+O2(g)K2=1×10-92
(5)用NH3催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染,其反应原理为:NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g)。一定温度下,在某恒定压强为P的密闭容器中充入一定量的NO、NO2和NH3,达到平衡状态后,容器中含n(NO)=amol,n(NO2)=2amol,n(NH3)=2amol,n(N2)=2bmol,且N2(g)的体积分数为请计算此时的平衡常数Kp=__(用只含P的代数式表示,且化至最简式。已知:对于有气体参加的反应,可用某组分的平衡分压代替物质的量浓度计算平衡常数,记作KP。某组分的平衡分压=P×该组分的物质的量分数)。18、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)。19、近年来;全球丙烯需求快速增长,研究丙烷制丙烯有着重要的意义。
相关反应有:
Ⅰ.C3H8在无氧条件下直接脱氢:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)∆H1=+124kJ·mol−1
Ⅱ.逆水煤气变换:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)∆H2
Ⅲ.CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯:C3H8(g)+CO2(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(g)∆H3
已知:CO和H2的燃烧热分别为−283.0kJ·mol−1、−285.8kJ·mol−1;
H2O(g)=H2O(l)∆H=−44kJ·mol−1
请回答:
(1)反应Ⅱ的∆H2=___________kJ·mol−1。
(2)下列说法正确的是___________
A.升高温度反应Ⅰ的平衡常数增大。
B.选择合适的催化剂可以提高丙烷平衡转化率和丙烯选择性。
C.反应Ⅱ能自发,则∆S<0
D.恒温恒压下通入水蒸气有利于提高丙烷转化率。
(3)在不同压强下(0.1MPa、0.01MPa),反应Ⅰ中丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化如图所示,请计算556℃反应Ⅰ的平衡常数Kp=___________(对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kp;如p(B)=p·x(B),p为平衡总压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。
(4)反应Ⅰ须在高温下进行,但温度过高时易发生副反应,导致丙烯选择性降低,且高温将加剧催化剂表面积炭,导致催化剂迅速失活。工业上常用CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯。请说明原因:________。
(5)研究表明,二氧化碳氧化丙烷脱氢制取丙烯可采用铬的氧化物为催化剂,其反应机理如图所示。该工艺可以有效消除催化剂表面的积碳,维持催化剂活性,原因是_____。
20、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)。21、(1)科学家经过研究发现中国霾接近中性;其主要原因如图所示:
请判断A是__(填化学符号)。
(2)为探究本地区雾霾中的可溶性颗粒的成分;某化学研究性小组进行了实验探究。
[查阅资料]雾霾颗粒样品中可能含有SOCOSOHCONOCl-、Br-及一种常见阳离子;现进行如图实验:
请回答下列问题:
①根据上述实验,雾霾浸取液中一定含有的离子是__,肯定没有的离子是__。
②若气体D遇空气会变成红棕色,则沉淀A中一定含有__(填化学式)。
(3)当前频繁出现的雾霾天气与汽车尾气的排放有一定的关系。通过NOx传感器可监测NOx的含量;其工作原理示意图如图:
①Pt电极上发生的是___反应(填“氧化”或“还原”)。
②写出Pt电极的电极反应式___。
③写出NiO电极的电极反应式__。22、研究二氧化硫;氮氧化物等大气污染物的治理具有重要意义;请回答下列问题:
I.为减少SO2的排放;将煤转化为清洁气体燃料。已知:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH=-110.4kJ·mol-1
(1)写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式_________________________。
(2)洗涤含SO2的烟气,含以下物质的溶液可作洗涤剂的是____________________。
A.NaHSO3B.NaHCO3C.BaCl2D.FeCl3
II.NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(3)汽车尾气中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)ΔH>0
①T℃时,2L密闭气缸中充入4molN2和1molO2发生反应,5min后达平衡,测得NO为1mol。计算该温度下,N2的平均反应速率v(N2)=_______________,反应的平衡常数K=____________。
②如图曲线a表示该反应在温度T℃下N2的物质的量随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的物质的量随时间的变化,则改变的条件可能是____________(写出一条即可)III.汽车燃油不完全燃烧时会产生CO。
(4)有人设想按2CO(g)=2C(s)+O2(g)反应除去CO,但事实上该反应在任何温度下都不能实现,由此判断该反应的ΔH_______0。(填写“>”;“<”或者“=”)
(5)在汽车尾气系统中安装催化转化器可降低尾气中污染物的排放,其反应为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。已知该反应在570K时的平衡常数的数值为1×1059,但反应速率极慢。为了提高尾气的净化效率在实际操作中最可行的措施是_____。
A.升高温度B.增大压强C.使用高效催化剂评卷人得分四、有机推断题(共1题,共5分)23、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、元素或物质推断题(共3题,共15分)24、周期表前三周期元素A;B、C、D;原子序数依次增大,A的基态原子的L层电子是K层电子的两倍;B的价电子层中的未成对电子有3个;C与B同族;D的最高价含氧酸为酸性最强的无机含氧酸。请回答下列问题:
(1)C的基态原子的电子排布式为_____________;D的最高价含氧酸酸性比其低两价的含氧酸酸性强的原因是___________________________。
(2)杂化轨道分为等性和不等性杂化,不等性杂化时在杂化轨道中有不参加成键的孤电子对的存在。A、B、C都能与D形成中心原子杂化方式为____________的两元共价化合物。其中,属于不等性杂化的是____________(写化学式)。以上不等性杂化的化合物价层电子对立体构型为_________,分子立体构型为_______________________________。
(3)以上不等性杂化化合物成键轨道的夹角________(填“大于”;“等于”或“小于”)等性杂化的化合物成键轨道间的夹角。
(4)A和B能形成多种结构的晶体。其中一种类似金刚石的结构,硬度比金刚石还大,是一种新型的超硬材料。其结构如下图所示(图1为晶体结构,图2为切片层状结构),其化学式为________________。实验测得此晶体结构属于六方晶系,晶胞结构见图3。已知图示原子都包含在晶胞内,晶胞参数a=0.64nm,c=0.24nm。其晶体密度为________________(已知:=1.414,=1.732,结果精确到小数点后第2位)。
25、物质A由4种元素组成;按如下流程进行实验。
已知:
①每一步反应均完全②溶液D仅含一种溶质。
③沉淀E不溶于酸④溶于
请回答:
(1)物质A的组成元素为_______(元素符号),其化学式为_______。
(2)写出A与双氧水反应的化学方程式_______。
(3)写出F至G的离子方程式_______。
(4)设计实验检验溶液D中的主要离子_______。26、Ⅰ.电镀废水中常含有阴离子A,排放前可加CuSO4溶液处理;使之转化为沉淀B,按如图流程进行实验。
已知:B含三种元素;气体D标况下密度2.32g/L;混合气体l无色无味;气体F标况下密度为1.25g/L。请回答:
(1)组成B的三种元素是_______,气体D的分子式是______。
(2)写出固体C在足量氧气中灼烧的方程式_______。
(3)固体C在沸腾的稀盐酸中会生成一种弱酸和一种白色沉淀,该白色沉淀是共价化合物(测其分子量为199),则反应的化学方程式是________。
Ⅱ.某兴趣小组为验证卤素单质的氧化性强弱,打开弹簧夹,向盛有NaBr溶液的试管B和分液漏斗C中同时通入少量Cl2;将少量分液漏斗C中溶液滴入试管D中,取试管D振荡,静止后观察现象。实验装置如图:
(4)说明氧化性Br2>I2的实验现象是________。
(5)为了排除Cl2对溴置换碘实验的干扰,需确认分液漏斗C中通入Cl2未过量。试设计简单实验方案检验_________。评卷人得分六、结构与性质(共2题,共8分)27、超细铜粉主要应用于导电材料;催化剂等领域中。超细铜粉的某制备方法如下:
(1)Cu2+的价电子排布式为____。
(2)下列关于[Cu(NH3)4]SO4的说法中,正确的有____。(填字母序号)
A.[Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键;极性键和配位键。
B.[Cu(NH3)4]SO4的组成元素中第一电离能最大的是氧元素。
C.[Cu(NH3)4]SO4的外界离子的空间构型为正四面体。
(3)SO32-离子中S原子的杂化方式为____,SO32-离子的空间构型为____。
(4)与SO3互为等电子体的一种分子的分子式是____
(5)下图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图,由此可确定该氧化物的化学式为______。
28、铈外围电子排布(n-2)f1(n-1)d1ns2是原子序数为58的一种最早有实际用途的稀土元素;铈及其化合物的用途十分广泛。
(1)铈在元素周期表中的位置是_____;属于_____区元素。
(2)硝酸铈铵Ce(NH4)2(NO3)6中,N的杂化方式为_____;Ce、C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为_____。
(3)已知CeX3的熔点为CeF3:1460℃、CeCl3:848℃、CeBr3:732℃、CeI3:760℃,依F、Cl、Br、I顺序,从CeX3中化学键的离子性和共价性说明熔点的变化原因:______________________________________。
(4)铈的一种氧化物具有独特的晶体结构和较高的储存和释放氧的能力;可形成氧空位,具有催化氧化性能,有着十分广阔的应用开发前景,其晶体结构如图所示:
这种铈的氧化物的化学式为_____;晶胞中氧离子的配位数为_____。参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、B【分析】【详解】
A.向纯水中加入NaOH固体,NaOH电离产生OH-,使溶液中c(OH-)增大;水的电离平衡逆向移动,因此水的电离程度减小,A正确;
B.纯水中加入FeCl3固体,FeCl3电离产生Fe3+,消耗水电离产生的OH-,使水的电离平衡正向移动,最终达到平衡时溶液中c(H+)>c(OH-);溶液显酸性,故pH减小,B错误;
C.0.005mol·L-1的硫酸溶液中c(H+)=2c(H2SO4)=2×0.005mol/L=0.01mol/L;故溶液pH=2,C正确;
D.0.01mol·L-1的氢氧化钠溶液中c(OH-)=0.01mol/L,则c(H+)=mol/L=10-12mol/L;所以溶液pH=12,D正确;
故合理选项是B。2、A【分析】【详解】
A.甲基橙变色范围是3.1~4.4,使甲基橙显橙色的溶液显酸性,含有大量H+,H+与选项离子之间不能发生任何反应;可以大量共存,A符合题意;
B.=10-12的溶液显酸性,含有大量H+,H+与会反应产生H2O、CO2,不能大量共存,且Cu2+、在溶液中会反应产生Cu(OH)2沉淀和CO2气体;也不能大量共存,B不符合题意;
C.滴加KSCN溶液显红色的溶液中含有Fe3+,Fe3+与会反应产生Fe(OH)3沉淀和CO2气体,不能大量共存;与I-反应产生Fe2+、I2;也不能大量共存,C不符合题意;
D.水电离的c(OH-)=1×10-13mol·L-1的溶液可能显酸性,也可能显碱性。在酸性溶液中,H+与CH3COO-会产生弱酸CH3COOH,不能大量共存;在碱性溶液中含有大量OH-,OH-与Mg2+会反应产生Mg(OH)2沉淀;也不能大量共存,D不符合题意;
故合理选项是A。3、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。4、D【分析】【详解】
A.溴水与乙炔会发生加成反应;A项错误;
B.乙醇与乙酸乙酯互溶;引入杂质,B项错误;
C.苯酚与溴水生成三溴苯酚;三溴苯酚溶于苯,C项错误;
D.水与生石灰反应生成氢氧化钙;低温不分解,可以蒸馏法得到乙醇,D项正确;
故选D。5、A【分析】【分析】
【详解】
A.HF会腐蚀玻璃;不能用玻璃仪器作为制备氟化氢的装置,故A错误;
B.利用乙装置在p处放带火星的木条,木条复燃,则可以验证Na2O2与水反应生成氧气,将q管放入到水中,有气泡冒出,则证明Na2O2与水反应是放出热量;故B正确;
C.利用丙装置验证KHCO3和K2CO3的热稳定性,Y中温度高,X中温度低,物质在温度低的环境中受热分解,温度高的不分解,说明更加稳定性,因此X中应放的物质是KHCO3;故C正确;
D.利用丁装置制取SO2,生成的二氧化硫再与内管中盛装的高锰酸钾溶液反应,高锰酸钾溶液褪色,则说明SO2有还原性;故D错误。
综上所述,答案为A。6、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。7、B【分析】【分析】
A.方案I需要加热条件且生成的氢气不一定完全反应;
B.I中锌生成的氢气和CuO反应时;部分氢气不参与反应;
C.等质量的硫酸参加反应;I中生成的氢气不能完全参加反应;
D.原电池能加快负极材料参加反应。
【详解】
A.方案I需要加热条件且生成的氢气不一定完全反应;所以造成原料和能源的浪费,且操作方案II比方案I操作简便,A项正确,不符合题意;
B.I中锌生成的氢气和CuO反应时;部分氢气不参与反应,所以等质量的锌,相同条件下方案I和方案II中制得的质量不同,B项错误,符合题意;
C.等质量的硫酸参加反应,I中生成的氢气不能完全参加反应,所以等质量的H2SO4参加反应;方案I制取铜的质量比方案II的少,C项正确,不符合题意;
D.锌置换出Cu;Zn;Cu和稀硫酸构成原电池,原电池能加快负极材料参加反应,所以为了加快锌与稀硫酸的反应,可以在溶液中加入少量的CuO,D项正确,不符合题意;
答案选B。8、D【分析】分析:欲证明草酸是二元酸,可用一定浓度的NaOH溶液滴定一定体积、一定浓度的草酸溶液,根据消耗的n(NaOH)=2n(H2C2O4),证明草酸是二元酸,由于是强碱滴弱酸,滴定终点时溶液显碱性,选用酚酞为指示剂;焰色反应时产生黄色火焰,说明样品含有钠元素,不一定是钠盐;制备溴苯用液溴,不用溴水;通过测等浓度的NaClO溶液和CH3COONa溶液的pH,比较其大小,根据水解原理来比较HClO和CH3COOH的酸性强弱是可行之法。
详解:A.滴定终点时溶液显碱性,应选酚酞作指示剂,根据消耗的n(NaOH)=2n(H2C2O4),证明草酸是二元酸,故A错误;B.焰色反应时产生黄色火焰,只能证明样品中含有钠元素,不能确定是钠盐,故B错误;C.制备溴苯应用液溴,而不是溴水,故C错误;D.常温下,用pH计分别测定浓度均为0.1mol/L的NaClO溶液和CH3COONa溶液的pH;pH越大溶液的碱性越强,对应的酸越弱,故D正确;综合以上分析,本题应选D。
点睛:本题考查对实验目的或结论的评价,答题时要注意试验细节,强碱滴定弱酸,应用酚酞作指示剂,而不能用甲基橙;焰色反应时产生黄色火焰,该样品不一定是钠盐;制备溴苯应用液溴,而不是溴水。二、填空题(共6题,共12分)9、略
【分析】【详解】
(1)对于水分子中的共价键,依据原子轨道重叠的方式判断,属于键;O与H的电负性不同;共用电子对偏向于O,则该共价键属于极性共价键;
(2)水分子中,氧原子的价层电子对数为杂化轨道类型为sp3;
(3)a.水中存在氢键;导致冰的密度小于水的密度,且常压下,4℃时水的密度最大,a正确;
b.水分子间由于存在氢键,使分子之间的作用力增强,因而沸点比同主族的H2S高,b正确;
c.水的热稳定性比硫化氢强的原因是其中的共价键的键能更大;与氢键无关,c错误;
故选ab;
(4)极易溶于水的原因为NH3和H2O极性接近;依据相似相溶原理可知,氨气在水中的溶解度大;氨分子和水分子间可以形成氢键,大大增强溶解能力;
(5)的电子式为有1对孤电子对,有2对孤电子对,孤电子对之间的排斥力大于孤电子对与成键电子对之间的排斥力,水中键角被压缩程度更大,故和的键角大小:>【解析】(1)极性。
(2)4sp3
(3)ab
(4)NH3和H2O极性接近;依据相似相溶原理可知,氨气在水中的溶解度大;氨分子和水分子间可以形成氢键,大大增强溶解能力。
(5)>10、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)411、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%12、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13、略
【分析】【分析】
(1)托盘天平的平衡原理:称量物质量=砝码质量+游码质量;
(2)镁在空气中剧烈燃烧;放出大量的热,发出耀眼的白光,生成白色固体氧化镁;
(3)图C表示铜和氧气在加热条件下生成黑色氧化铜;
(4)图D表示加压气体体积缩小;
【详解】
(1)称量物质量=砝码质量+游码质量;15=NaCl质量+3,NaCl的实际质量是15g-3g=12g;
(2)镁在空气中燃烧的现象是:放出大量的热;发出耀眼的白光,生成白色固体;
(3)图C的表达式为:铜+氧气氧化铜;
(4)图D表示加压气体体积缩小,实验目的是验证分子之间的存在间隙;【解析】12g放出大量的热,发出耀眼的白光,生成白色固体铜+氧气氧化铜验证分子之间的存在间隙14、略
【分析】【详解】
(1)NaHCO3在水溶液中发生电离:NaHCO3=Na++电离产生是会发生电离作用:H++也会发生水解作用:+H2OH2CO3+OH-。发生电离、水解作用都会消耗离子导致c(Na+)>c();电离产生H+使溶液显酸性;水解产生OH-,使溶液显碱性。由于其水解作用大于电离作用,最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),但盐水解程度是微弱的,主要以盐电离产生的离子存在,所以c()>c(OH-);溶液中的H+除会电离产生,还有H2O电离产生,而只有电离产生,故离子浓度:c(H+)>c(),因此该溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为:c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c();
(2)在0.1mol•L-1的NaHR溶液中,存在HR-的电离作用:HR-R2-+H+,电离产生H+使溶液显酸性,同时也存在着水解中:HR-+H2OH2R+OH-,水解产生OH-,使溶液显碱性,其平衡常数Kh=<Ka2=5.60×10-8,说明HR-的电离作用大于水解作用;因此NaHR溶液显酸性;
(3)AlCl3是强酸弱碱盐,在溶液中会发生水解作用:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,导致溶液变浑浊,由于水解产生HCl,因此根据平衡移动原理,若用固体配制溶液时,将其溶解在一定量的浓盐酸中,增加了H+的浓度,就可以抑制盐的水解,然后再加水稀释,就可以得到澄清溶液;若将AlCl3溶液蒸干,水解平衡正向进行直至水解完全,HCl挥发逸出,得到的固体是Al(OH)3,然后将固体灼烧至恒重,Al(OH)3分解产生Al2O3和H2O,最后得到的固体是Al2O3;
(4)氯化银在水中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq);Ag+、Cl-都会抑制物质的溶解,溶液中Ag+、Cl-浓度越大;其抑制AgCl溶解的程度就越大。
①100mL0.1mol•L-1盐酸中c(Cl-)=0.1mol/L;
②100mL0.2mol•L-1AgNO3溶液中c(Ag+)=0.2mol/L;
③100mL0.1mol•L-1氯化铝溶液中c(Cl-)=0.1mol/L×3=0.3mol/L;
④100mL蒸馏水中不含Cl-、Ag+;对氯化银在水中溶解无抑制作用。
它们抑制AgCl溶解程度③>②>①>④,AgNO3溶液中含有Ag+,该溶液中含有的c(Ag+)最大;则这四种液体物质中银离子浓度由大到小的顺序是:②>④>①>③;
③中c(Cl-)=0.3mol/L,由于AgCl的溶度积常数Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,则该溶液中c(Ag+)==6.0×10-10mol/L。【解析】c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c()酸将AlCl3(s)溶解在较浓的盐酸中,然后加水稀释Al2O3②>④>①>③6.0×10-10三、原理综合题(共8题,共16分)15、略
【分析】【详解】
(1)根据结构示意图可知:Cu2+与4个H2O分子的O原子形成4个配位键,所以Cu2+的配位体是H2O,配位数是4,用配合物的形式表示胆矾的化学式为[Cu(H2O)4]SO4·H2O;
在中S原子采用sp3杂化,形成4个σ键,离子中含有的价层电子对数为:4+=4,不含孤电子对,所以离子的空间结构为正四面体形;
(2)根据元素原子结构可知气体(SCN)2的分子结构式是N≡C—S—-S—C≡N。共价单键都是σ键,共价三键中1个σ键2个π键,在1个(SCN)2中含有4个π键,则在1mol(SCN)2中含有的π键数目为4NA;
(SCN)2对应的酸有两种,分别为硫氰酸和异硫氰酸其中异硫氰酸的沸点较高,这是由于硫氰酸分子之间只存在分子间作用力,没有形成氢键,而在异硫氰酸分子之间除存在分子间作用力外,还形成了氢键,氢键的形成增加了分子之间的吸引作用,导致异硫氰酸的沸点比硫氰酸高;
(3)向硫酸铜溶液中,加入NaCl固体,溶液由蓝色变为黄绿色,这是由于发生如下转化:[Cu(H2O)4]2+(aq)(蓝色)+4Cl-(aq)[CuCl4]2-(aq)(黄色)+4H2O(aq),因此此时溶液中铜元素的主要存在形式是[Cu(Cl)4]2-;
向该溶液中加入氨水,首先是[Cu(Cl)4]2-电离产生的Cu2+与氨水中的电解质NH3·H2O电离产生的OH-结合产生Cu(OH)2蓝色沉淀,当氨水过量时,又发生反应:Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O,形成了铜氨络离子[Cu(NH3)4]2+;从而使溶液变为深蓝色;
(4)Cu单独与氨水、过氧化氢都不反应,但能与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,这是由于Cu被氧化产生的Cu2+与NH3结合形成络离子[Cu(NH3)4]2+,H2O2得到电子被还原为OH-,发生反应的化学方程式为:Cu+H2O2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。【解析】①.[Cu(H2O)4]SO4·H2O②.正四面体③.sp3杂化④.4NA⑤.异硫氰酸分子之间能形成氢键⑥.[Cu(Cl)4]2-⑦.Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O⑧.Cu+H2O2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O16、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17、略
【分析】【详解】
(1)在10~20min内,O2的浓度由0.79mol/L变为0.60mol/L,减小了0.19mol/L,则根据物质反应转化关系可知:反应消耗SO2的浓度△c(SO2)=2×0.19mol/L=0.38mol/L,则平均反应速率v(SO2)==0.038mol•L-1•min-1;
该反应的正反应是放热反应,当升高温度时,化学平衡逆向移动,化学平衡常数K将减小;
根据表格数据可知:反应在20min时已经达到平衡,在30min后,O2浓度增大,CO2浓度增大了0.08mol/L,方程式物质的化学计量数O2、CO2是1:2,说明改变的条件可能是通入一定量的O2;也可能是适当缩小容器的体积,使化学平衡正向移动,最终达到平衡状态,故合理选项是AC;
(3)已知:①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)ΔH1=-113kJ/mol
②6NO2(g)+O3(g)=3N2O5(g)ΔH2=-227kJ/mol
③4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g)ΔH3=-57kJ/mol
根据盖斯定律,②×2-③×3,整理可得④:2O3(g)=3O2(g)ΔH=-283kJ/mol<0;说明该反应是放热反应;
将整理可得NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)ΔH4=-198kJ/mol;
(4)已知:反应I:2NO(g)N2(g)+O2(g)K1=1×1030
反应II:2CO2(g)2CO(g)+O2(g)K2=1×10-92
将反应I-II,整理可得2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),该反应的化学平衡常数K===2.5×10121;K的数值很大,说明该反应向正方向进行的程度很大,因此该法能有效消除NO;CO尾气污染;
(5)对于反应NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g),在一定温度下,在某恒定压强为P的密闭容器中充入一定量的NO、NO2和NH3,达到平衡状态后,容器中含n(NO)=amol,n(NO2)=2amol,n(NH3)=2amol,n(N2)=2bmol,且N2(g)的体积分数为根据方程式可知:每反应产生2个N2,就会同时产生3个H2O(g),可由平衡产生n(N2)=2bmol,得到n(H2O)=3bmol,此时气体的总物质的量n(气)总=amol+2amol+2amol+2bmol+3bmol=5(a+b)mol,由于N2(g)的体积分数为则解得b=5amol,故平衡时气体总物质的量为n(气)总=5(a+b)mol=5(a+5a)=30amol,所以平衡时各种气体的体积分数为x(NO)=x(NO2)=x(NH3)=x(N2)=x(H2O)=因此此时的平衡常数Kp=【解析】0.038mol•L-1•min-1减小AC放热-198能由反应I和II的平衡常数,可知2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的K==2.5×10121数值很大,该反应向正方向进行的程度很大18、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)19、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)已知:CO和H2的燃烧热分别为−283.0kJ·mol−1、−285.8kJ·mol−1,可得①CO(g)+O2(g)=CO2(g)∆H=−283.0kJ·mol−1
②H2(g)+O2(g)=H2O(l)∆H=−285.8kJ·mol−1
③H2O(g)=H2O(l)∆H=−44kJ·mol−1
根据盖斯定律,将②-①-③,整理可得CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)∆H2=+41.2kJ/mol;答案:+41.2;
(2)A.反应I的正反应是吸热反应;升高温度,反应Ⅰ的化学平衡正向移动,使其化学平衡常数增大,A正确;
B.选择合适的催化剂只能改变反应速率;但不能使化学平衡发生移动,因此不能提高丙烷平衡转化率,B错误;
C.根据(1)计算可知反应Ⅱ热化学方程式为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)∆H2=+41.2kJ/mol;该反应的正反应是吸热反应,反应不能自发,C错误;
D.该反应的正反应是气体体积增大的反应;在恒温恒压下通入水蒸气,体系的体积增大,化学平衡正向移动,因此有利于提高丙烷转化率,D正确;
故合理选项是AD;
(3)对于反应Ⅰ:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)∆H1=+124kJ·mol−1,该反应的正反应是气体体积增大的吸热反应,在温度不变时,增大压强,化学平衡逆向移动,C3H8的转化率降低,C3H6含量降低,所以最上边斜线表示的是压强为0.1MPa的C3H8的转化,下边斜线表示的是0.01MPa的C3H8的转化。若压强。
在压强为0.1MPa,温度为556℃时,假设丙烷的物质的量是1mol,反应消耗物质的量是x,根据图象可知丙烷在A点的物质的量分数50%,则平衡时各种气体的物质的量分别是n(C3H8)=(1-x)mol,n(C3H6)=n(H2)=xmol,由于C3H8的含量是50%,则解得x=气体总物质的量n(气)=1+=所以此时的平衡常数Kp==0.0125MPa;
(4)反应Ⅰ须在高温下进行,但温度过高时易发生副反应,会导致丙烯选择性降低,且高温将加剧催化剂表面积炭,导致催化剂迅速失活。工业上常用CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯,这是由于CO2能与H2发生反应Ⅱ;使反应Ⅰ平衡正向移动,从而可提高丙烯产率;
(5)(i)反应为3C3H8+2CrO3=3C3H6+3H2O+Cr2O3;(ii)反应为Cr2O3+3CO2=2CrO3+3CO,总反应方程式为:C3H8(g)+CO2(g)=C3H6(g)+H2O(g)+CO(g)。该工艺可以有效消除催化剂表面的积碳,维持催化剂活性,这是由于C能够与CO2反应会产生CO,使C脱离催化剂表面,从而可以消除催化剂表面的积炭。【解析】+41.2AD0.0125MPaCO2能与H2发生反应Ⅱ使反应Ⅰ平衡正移,提高丙烯产率CO2+C=2CO,可以消除催化剂表面的积炭20、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1221、略
【分析】【分析】
①向雾耀颗粒浸取液中加入浓NaOH溶液后产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,说明原溶液中含有NH向雾羅颗粒漫取液中加入足量BaCl2溶液,得到溶液A和沉淀A,在溶液A中加入NaOH溶液有白色沉淀生成,说明原溶液中含有HCOHCO和OH-反应生成COCO与Ba2+反应生成BaCO3沉淀,向溶液B中加入稀硝酸酸化的AgNO3溶液生成白色沉淀,说明溶液中一定无Br-;气体D遇空气会变成红棕色,说明D为NO,沉淀A中一定含有BaSO3;能与稀硝酸发生氧化还原反应生成NO,以此分析解答。
【详解】
(1)根据原子守恒可知A的化学式为SO故答案:SO
(2)①根据上述分析可知:雾霾浸取液中加入NaOH后,产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明一定含有NH离子;雾霾浸取液中加入BaCl2后,产生溶液A,在加入NaOH溶液,产生溶液B和白色沉淀B,说明溶液中含有HCO向雾羅颗粒漫取液中加入足量BaCl2溶液,得到溶液A和沉淀A,在溶液A中加入NaOH溶液有白色沉淀生成,说明原溶液中含有HCOHCO和OH-反应生成COCO与Ba2+反应生成BaCO3沉淀,向溶液B中加入稀硝酸酸化
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