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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年沪教版拓展型课程化学上册月考试卷789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、80℃时,NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)。该温度下,在甲、乙、丙三个体积相等且恒容的密闭容器中,投入NO2和SO2,起始浓度如下表所示,其中甲经2min达平衡时,NO2的转化率为50%,下列说法不正确的是。起始浓度甲乙丙c(NO2)(mol/L)0.100.200.20c(SO2)/(mol/L)0.100.100.20A.容器甲中的反应在前2min的平均反应速率v(SO2)=0.025mol/(L·min)B.达到平衡时,容器丙中正反应速率与容器甲相等C.温度升至90℃,上述反应平衡常数为1.56,则反应的△H>0D.容器乙中若起始时改充0.10mol/LNO2和0.20mol/L,达到平衡时c(NO)与原平衡相同2、磷酸铝是一种用途广泛的材料,由磷硅渣[主要成分为等]制备磷酸铝的工艺流程如下:
下列叙述错误的是A.废渣中一定含B.“浸出”和“除硫”的操作均在高温下进行C.“除硫”的化学反应方程式为D.流程中的循环操作可以提高P、Al元素的利用率3、用下列仪器或装置(图中夹持装置略)进行相应实验,不能达到实验目的的是。ABCD配制一定物质的量浓度的氯化钠溶液检验浓硫酸与铜反应产生的二氧化硫制备无水铁上镀铜A.AB.BC.CD.D4、下列实验不能达到实验目的的是A.实验室分离CO与CO2B.检查装置气密性C.蒸发浓缩结晶D.分离出溴的四氯化碳溶液5、利用溶液、尿素为原料制取水合肼的流程如下:
已知:①
②沸点约具有强还原性,能与剧烈反应生成
下列说法错误的是()A.步骤Ⅰ、Ⅱ反应过程中需控制好温度B.所得副产物可用于工业上吸收尾气C.步骤Ⅱ具体操作为将尿素溶液逐滴加入溶液中D.水合肼与反应的离子方程式为:↑6、硫酰氯可用作杀虫剂,通常条件下为无色液体,熔点为沸点为在潮湿空气中“发烟”;以上开始分解,生成二氧化硫和氯气,长期放置也可分解,制备时以活性炭为催化剂,反应的热化学方程式为所用装置如图所示。下列叙述错误的是
A.球形冷凝管B应从a口进水b口出水B.可通过观察D和E中气泡产生速率控制通入A中的和的体积比C.仪器C,D,E中盛放的试剂依次为无水氯化钙、浓硫酸、浓硫酸D.长期放置的硫酰氯液体会发黄的原因是溶解了氯气7、用铁制备较纯净的Fe2O3,下列实验方案最好的是()A.使铁在潮湿的空气中缓慢氧化B.使铁与足量稀硝酸反应,然后加入足量NaOH溶液,过滤、洗涤,然后充分加热分解C.使铁与足量稀硫酸反应,然后加入足量氨水,过滤、洗涤,然后充分加热分解D.使铁在氧气中燃烧,加入足量NaOH溶液,过滤、洗涤,然后充分加热分解评卷人得分二、填空题(共5题,共10分)8、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=_______。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、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、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、元素或物质推断题(共5题,共10分)13、W;X、Y、Z、N、M六种主族元素;它们在周期表中位置如图所示,请用对应的的化学用语回答下列问题:
(1)N元素在周期表中的位置___________,根据周期表,推测N原子序数为___________
(2)比较Y、Z、W三种元素形成简单离子的半径由大到小的顺序___________
(3)M最高价氧化物的水化物在水中的电离方程式:___________
(4)以下说法正确的是___________
A.单质的还原性:X>Y,可以用X与YM2溶液发生反应来证明。
B.Y与同周期的ⅢA元素的原子序数相差1
C.半导体器件的研制开始于硅;研发出太阳能光伏电池,将辐射转变为电能,如我校的路灯。
D.元素N位于金属与非金属的分界线附近,可以推断N元素的单质具有两性14、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)。
15、某白色固体甲常用于织物的漂白;也能将污水中的某些重金属离子还原为单质除去。为研究其组成,某小组同学进行了如下实验。
又知;甲的焰色为黄色,盐丙和丁的组成元素和甲相同,乙能使品红溶液褪色,①处气体体积在充分加热挥发后经干燥测定。
(1)甲中所含阳离子的电子式为___________,甲的化学式___________。
(2)写出①中产生黄色沉淀的反应的离子反应方程式___________。
(3)甲的溶液还可用作分析化学中的吸氧剂,假设其溶液与少量氧气反应产生等物质的量的两种酸式盐,试写出该反应的化学反应方程式___________。
(4)下列物质中可能在溶液中与甲反应的是___________。A.NaIB.C.D.NaOH16、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_______。17、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_________。评卷人得分四、有机推断题(共1题,共10分)18、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、原理综合题(共2题,共8分)19、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20、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)。评卷人得分六、实验题(共4题,共40分)21、已知Cr2+不稳定,极易被氧气氧化,不与锌反应。醋酸亚铬水合物[Cr(CH3COO)2]2·2H2O是一种深红色晶体,不溶于冷水,是常用的氧气吸收剂。实验室中以锌粒、CrCl3溶液、CH3COONa溶液和盐酸为主要原料制备醋酸亚铬水合物;其装置如下图所示。制备过程中发生的相关反应如下所示:
Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
Zn+2CrCl3===2CrCl2+ZnCl2
2Cr2++4CH3COO-+2H2O===[Cr(CH3COO)2]2·2H2O(晶体)
试回答下列问题:
(1)本实验中配制溶液所用的蒸馏水需事先煮沸,原因是__________。
(2)往仪器Ⅱ中加盐酸和CrCl3溶液的顺序最好是__________________________,理由是____________。
(3)为使生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液混合,应关闭阀门____(填“A”或“B”,下同),打开阀门_____。
(4)本实验中锌粒要过量,其原因除了使锌与CrCl3充分反应得到CrCl2外,另一个作用是________。仪器Ⅳ的主要作用是___________。
(5)已知实验时取用的CrCl3溶液中含溶质9.51g,取用的CH3COONa溶液为1.5L0.1mol/L,其他反应物足量。实验后得干燥的[Cr(CH3COO)2]2·2H2O9.4g,则该实验所得产品的产率为________(用百分数表示,保留3位有效数字)(不考虑溶解的醋酸亚铬水合物)。22、过氧化钠与二氧化氮能发生反应;某兴趣小组对此进行探究,提出了两种假设。
假设一:Na2O2+2NO2===2NaNO2+O2↑
假设二:Na2O2+2NO2===2NaNO3
[查阅资料]
2NaNO2+2HCl===2NaCl+NO↑+NO2↑+H2O
2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O
[实验探究]
Ⅰ.按图示装置进行实验。
Ⅱ.通入二氧化氮至过氧化钠反应完全;然后对玻璃管中的固体物质进行检验。
[实验结论]实验表明;过氧化钠与二氧化氮按“假设二”反应。
(1)过氧化钠与二氧化氮的反应中,氧化剂是____。
(2)装置A中反应的离子方程式是________。
(3)装置C的作用是__________。
(4)请设计实验证明装置B中的反应不符合“假设一”。
①实验操作:取玻璃管中的固体置于试管中,________;
②实验现象是________。
(5)有同学认为:只要直接观察C中导管口是否有气泡冒出,就可以判断B中的反应符合哪一种假设,这种想法________(填“对”或“不对”),原因是___________________。23、日常生活中最常见的塑化剂是邻苯二甲酸二丁酯;它可由邻苯二甲酸酐与正丁醇在浓硫酸共热下反应制得,反应的化学方程式为:
装置图(部分装置省略)如下:
已知:正丁醇沸点118℃;纯邻苯二甲酸二丁酯(分子量278)是无色透明;具有芳香气味的油状液体,沸点340℃,温度超过180℃时易发生分解。
由邻苯二甲酸酐;正丁醇制备邻苯二甲酸二丁酯实验操作流程如下:
①向三颈烧瓶内加入22.5g(0.15mol)邻苯二甲酸酐;14.8g(0.2mol)正丁醇以及少量浓硫酸。
②搅拌;升温至105℃,持续搅拌反应2小时,保温至反应结束。
③冷却至室温;将反应混合物倒出。混合物先经过碳酸钠溶液洗,再水洗,得到粗产品。
④粗产品用无水氯化钙干燥;静置后取清液进行减压蒸馏,最后处理得到产品20.85g。
请回答以下问题:
(1)步骤②中不断从分水器下端分离出产物水的目的是:______________。
(2)步骤③反应完混合物分离过程中,应先用5%Na2CO3溶液洗涤,其作用的作用是_____________;Na2CO3溶液浓度不宜过高,更不能使用氢氧化钠,其原因是:______________。
(3)“碳酸钠溶液洗、水洗”操作时需要使用的主要玻璃仪器有____________________。
(4)有机实验中,温度的调控尤为重要,步骤②中温度控制在105℃,其目的是_____________________;
(5)本实验中,邻苯二甲酸二丁酯的产率为___________。24、锶(Sr)和镁位于同主族,锶比镁更活泼,锶与氮气在加热条件下反应产生氮化锶,已知氮化锶遇水剧烈反应。某同学设计如下装置制备氮化锶(Sr3N2相对分子质量:290.8)。
方案Ⅰ:制备氮气来制取氮化锶。
(1)仪器A的名称是_____。
(2)实验时先点燃_____处酒精灯(填“B”或“C”);一段时间后,再点燃另一只酒精灯。
(3)方案Ⅰ中用饱和氯化铵溶液和亚硝酸钠溶液共热制备氮气,其化学方程式为:_____。
方案II:利用氮气样品来制取氮化锶。
已知:①所使用的氮气样品可能含有少量CO、CO2、O2等气体杂质。
②醋酸二氨合亚铜CH3COO[Cu(NH3)2]溶液能定量吸收CO,但易被O2氧化,失去吸收CO能力;连苯三酚碱性溶液能定量吸收O2。
(4)打开分液漏斗的旋塞,装置D能持续提供N2,这是利用了N2_____的物理性质。
(5)装置F、G、H盛装的试剂分别是_____(填代号)。
甲浓硫酸乙连苯三酚碱性溶液丙醋酸二氨合亚铜溶液。
(6)方案Ⅰ和方案II设计存在相同的缺陷,可能会导致产品变质,提出改进方案为:_____。
(7)产品纯度的测定:称取0.8000g方案Ⅰ中所得产品,加入干燥的三颈瓶中,加入蒸馏水,并通入足量水蒸气,将产生的氨全部蒸出,用20.00mL1.00mol/L的盐酸标准溶液完全吸收,再用1.00mol/LNaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗16.00mLNaOH溶液。则产品纯度为_____(计算结果保留4位有效数字)。参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、B【分析】【详解】
A.容器甲中起始时c(NO2)=0.10mol/L,经2min达平衡时,NO2的转化率为50%则反应的NO2浓度为0.050mol/L,则反应消耗SO2的浓度也是0.050mol/L,故反应在前2min的平均速率v(SO2)==0.025mol/(L·min);A正确;
B.反应NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)为气体体积不变的反应;压强不影响平衡,则容器甲和丙互为等效平衡,平衡时反应物转化率相等,由于丙中各组分浓度为甲的2倍,则容器丙中的反应速率比A大,B错误;
C.对于容器甲,反应开始时c(NO2)=c(SO2)=0.10mol/L,经2min达平衡时,NO2的转化率为50%,则反应的c(NO2)=0.050mol/L,根据物质反应转化关系可知,此时c(SO2)=0.10mol/L=0.050mol/L=0.050mol/L,c(NO)=c(SO3)=0.050mol/L,该反应的化学平衡常数K=温度升至90℃,上述反应平衡常数为1.56>1,则升高温度化学平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应,故该反应的△H>0;C正确;
D.化学平衡常数只与温度有关,与其它外界条件无关。由于NO2(g)、SO2(g)消耗是1:1关系,反应产生的SO3(g)、NO(g)也是1:1关系,所以容器乙中若起始时改充0.10mol/LNO2和0.20mol/L,平衡时,与原来的乙相同,则达到平衡时c(NO)与原平衡就相同;D正确;
故合理选项是B。2、B【分析】【分析】
【详解】
A.根据题给流程图分析可知,磷硅渣在浓硫酸“浸出”操作之后涉及的物质中不含有硅元素且不与浓硫酸反应,则废渣中一定含有选项A正确;
B.高温条件下;硫酸钙的结晶水容易失去,所以“除硫”的操作不能在高温下进行,选项B错误;
C.根据反应前后的物质可知,“除硫”的化学反应方程式为选项C正确;
D.进入循环的滤液中主要含有P、等元素,所以可以提高P、元素的利用率;选项D正确。
答案选B。3、D【分析】【分析】
【详解】
A.配制一定物质的量浓度的氯化钠溶液时;向容量瓶中转移溶液的操作是正确的,A正确;
B.检验浓硫酸与铜反应产生的二氧化硫;用品红鉴别二氧化硫,用氢氧化钠来吸收尾气,B正确;
C.在氯化氢的氛围中加热六水合氯化镁制取无水氯化镁;防止其水解,C正确;
D.铁是阳极;铜是阴极,铁溶解,在铜电极上镀铜,D错误;
故选D。4、C【分析】A、要将CO和CO2分离,关闭b,打开a,混合气体进入左边广口瓶装置,CO与氢氧化钠溶液不反应,可分离出被右边广口瓶中浓硫酸干燥过的纯净的CO,装有NaOH溶液的广口瓶用来吸收CO2,此时广口瓶中发生的反应方程式为:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;再关闭a,打开b,利用稀硫酸与碳酸钠反应生成CO2通过浓硫酸干燥得纯净的CO2,选项A正确;B、若长颈漏斗中液面不下降,说明装置气密性好,选项B正确;C、蒸发浓缩结晶所用的仪器为蒸发皿,坩埚用于灼烧固体,选项C错误;D、利用分液将水层和溴的四氯化碳溶液分离,选项D正确。答案选C。5、C【分析】【分析】
实验流程可知步骤I为氯气和氢氧化钠溶液的反应,生成NaClO,为避免生成NaClO3,应控制温度在40以下,生成的NaClO与尿素反应生成N2H4⋅H2O和Na2CO3,可用蒸馏的方法分离出N2H4⋅H2O,副产品Na2CO3溶液中通入二氧化硫,可制得Na2SO3。
【详解】
A.步骤I制备NaClO溶液时,若温度超过40Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaC1,步骤Ⅱ中NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40以下反应;所以步骤Ⅰ;Ⅱ反应过程中需控制好温度,A正确;
B.副产品Na2CO3溶液中通入二氧化硫,可制得Na2SO3,可以用于吸收尾气;B正确;
C.步骤Ⅱ的反应为NaClO碱性溶液与尿素反应制备水合肼;由于水合肼具有强还原性,能与NaClO剧烈反应生成氮气,为了防止水合肼被氧化,应逐滴滴加NaClO碱性溶液,C错误;
D.水合肼被氧化生成氮气,其反应的离子方程式为:↑,D正确;故答案为:C。6、C【分析】【详解】
A.球形冷凝管B从a口进水b口出水;冷凝回流效果好,故A正确;
B.可通过观察D和E中气泡产生速率控制通入A中的和的体积比;故B正确;
C.仪器C的作用为尾气处理和防止外界水蒸气进入反应体系;无水氯化钙不能吸收该反应的尾气,可用碱石灰,故C错误;
D.硫酰氯长期放置会分解生成和因分解产生的氯气溶解在其中而发黄,故D正确;
故选C。
【点睛】
本题考查实验制备方案,涉及对反应原理、装置及操作的分析评价、仪器的识别、物质的分离提纯等,注意对物质性质信息的应用。7、C【分析】【详解】
A.铁在潮湿的空气中缓慢氧化,逐渐生锈,虽然铁锈的主要成分是Fe2O3,但铁锈不纯,因此不能制备较纯净的Fe2O3;A项错误;
B.铁与足量稀硝酸反应生成硝酸铁,同时生成有毒的NO,加入足量NaOH溶液,过滤、洗涤,然后充分加热分解,虽然可以得到Fe2O3;但过程中生成了有毒的NO,不是最好的方法,B项错误;
C.铁与硫酸反应生成Fe2+,与氨水反应生成Fe(OH)2,在空气中加热氧化为Fe(OH)3,分解最后可生成纯净Fe2O3;C项正确;
D.铁在氧气中燃烧,生成Fe3O4,加入足量NaOH溶液后Fe3O4不能反应,因此不能生成较纯净的Fe2O3;D项错误;
答案选C。二、填空题(共5题,共10分)8、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)49、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】【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)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、元素或物质推断题(共5题,共10分)13、略
【分析】【分析】
根据六种元素在周期表中的位置;可判断W;X、Y、Z、N、M六种主族元素分别为O、Na、Mg、S、Cl、Ge元素,然后根据元素周期律分析解答。
【详解】
(1)根据上述分析可知;N元素为Ge,在元素周期表中的位置为第四周期ⅣA族;根据第四周期元素排满时原子序数为36,则Ge原子序数为32;
(2)W、Y、Z三种元素分别为O、Mg、S,O、Mg形成的简单离子具有相同的核外电子排布,原子序数越大半径越小,O、S同主族,原子序数越大,简单离子半径越大,则简单离子的半径由大到小的顺序:S2->O2->Mg2+;
(3)M为Cl,其最高价氧化物的水化物为HClO4,为强酸,在水中完全电离,电离方程式为HClO4=H++ClO
(4)A.单质的还原性:Na>Mg,Na能与水反应,则不能用Na与MgCl2溶液发生反应来证明;A说法错误;
B.Y为Mg;与同周期的ⅢA元素的Al,原子序数少1,B说法正确;
C.半导体器件的研制开始于锗;C说法错误;
D.元素N位于金属与非金属的分界线附近;即具有金属性也具有非金属性,可以推测Ge元素具有两性,即可以与酸反应也可以与碱发生反应,D说法正确;
答案为BD。【解析】第四周期ⅣA32S2->O2->Mg2+HClO4=H++ClOBD14、略
【分析】【详解】
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,则A为碳元素;B的价电子层中的未成对电子有3个,则B为氮元素;C与B同族,则C为磷元素;D的最高价含氧酸为酸性最强的无机含氧酸,则D为氯元素。
(1)C为P元素,原子核外有15个电子,基态原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p3;D为Cl元素,最高价含氧酸为HClO4,比其低两价的含氧酸是HClO3;高氯酸中非羟基氧原子为3个,氯酸中为2个(或高氯酸中Cl元素为+7价,吸引羟基氧原子的能力很强,而氯酸中Cl元素为+5价对羟基氧原子吸引能力较弱),所以高氯酸酸性比氯酸强。
(2)C、N、P与Cl形成两元共价化合物为CCl4、NCl3、PCl3,中心原子都为sp3杂化;杂化后得到的杂化轨道完全相同就是等性杂化,如甲烷中的sp3杂化,得到4个完全相同的sp3杂化轨道;杂化后得到的杂化轨道至少存在两个不同的,就是非等性杂化,如氨分子中N原子、PCl3中的P原子,虽是sp3杂化;杂化后的杂化轨道不完全相同,所以属于不等性杂化;以上不等性杂化的化合物价层电子对立体构型为四面体形,分子立体构型为三角锥形。
(3)因为孤电子对对成键电子对的排斥力较大;所以不等性杂化化合物成键轨道的夹角小于等性杂化的化合物成键轨道间的夹角。
(4)根据晶胞结构,每个C原子与4个N原子以共价键相连,每个N原子与3个C原子以共价键相连,所以氮化碳的化学式为C3N4;从图3可以看出,一个C3N4晶胞包括6个C原子和8个N原子,则其晶体密度为ρ==3.59g•cm-3。【解析】①.1s22s22p63s23p3②.高氯酸中非羟基氧原子为3个,氯酸中为2个(或高氯酸中Cl元素为+7价,吸引羟基氧原子的能力很强,而氯酸中Cl元素为+5价对羟基氧原子吸引能力较弱)③.sp3杂化④.NCl3、PCl3⑤.四面体形⑥.三角锥形⑦.小于⑧.C3N4⑨.3.59g·cm-315、略
【分析】【分析】
甲的焰色反应为黄色,说明甲中含有钠元素,盐丙和盐丁的组成元素和甲相同,加入足量稀硫酸反应生成的乙能使品红溶液褪色,则乙为二氧化硫,淡黄色沉淀为硫单质,丙、丁中的一种物质为硫代硫酸钠,发生反应:反应①生成的二氧化硫的物质的量为0.02mol,硫的物质的量为0.01mol,而中生成的硫、二氧化硫物质的量相等均为0.01mol,故丙、丁中的另一种物质为亚硫酸钠,发生反应该反应生成的二氧化硫物质的量为0.01mol,甲分解得到的二氧化硫的物质的量为0.01mol。
【详解】
(1)根据前面分析得到甲中所含阳离子为钠离子,其电子式为根据原子守恒可知,0.01mol甲中Na原子的物质的量为0.01mol×2+0.01mol×2=0.04,S原子物质的量为0.01mol+0.01mol×2+0.01mol=0.04mol,O原子物质的量为(0.01mol+0.01mol)×3+0.01mol×2=0.08mol,则甲的化学式为Na2S2O4,则甲的化学式故答案为:
(2)①中产生黄色沉淀的反应是其离子反应方程式故答案为:
(3)甲的溶液还可用作分析化学中的吸氧剂,假设其溶液与少量氧气反应产生等物质的量的两种酸式盐,根据质量守恒得到两种盐分别为硫酸氢钠和亚硫酸氢钠,则该反应的化学反应方程式故答案为:
(4)白色固体甲()常用于织物的漂白,也能将污水中的某些重金属离子还原为单质除去,说明具有强还原性,具有氧化性的物质或离子能与反应,氯气、硝酸银都具有强氧化性,能与发生氧化还原反应,则可能在溶液中与甲反应的是BC;故答案为:BC。【解析】(1)
(2)
(3)
(4)BC16、略
【分析】【分析】
①由18.64g白色沉淀E及单一溶质D推得含有n(K2SO4)=0.08mol,则物质A中含有n(K+)=0.02mol,n(S)=0.08mol,②由黄色沉淀H及加入的0.18molKI推得物质A中含有n(I)=0.02mol,由①②推出含有n(O)=0.16mol,所以化学式为KI(SO2)4或KIS4O8。
【详解】
(1)根据前面分析得到物质A的组成元素为K、S、I、O,其化学式为KI(SO2)4或KIS4O8;故答案为:K、S、I、O;KI(SO2)4或KIS4O8。
(2)A与双氧水反应的化学方程式2KI(SO2)4+9H2O2=I2+K2SO4+7H2SO4+2H2O或2KI(SO2)4+9H2O2=I2+2KHSO4+6H2SO4+2H2O;故答案为:2KI(SO2)4+9H2O2=I2+K2SO4+7H2SO4+2H2O或2KI(SO2)4+9H2O2=I2+2KHSO4+6H2SO4+2H2O。
(3)F至G是亚硫酸根和I发生氧化还原反应,将I变为碘离子,其反应的离子方程式SO+I+H2O=3I-+2H++SO故答案为:SO+I+H2O=3I-+2H++SO
(4)D是硫酸钾,主要验证钾离子和硫酸根离子,钾离子应从焰色试验进行验证,硫酸根主要通过加入氯化钡来进行验证,则实验检验溶液D中的主要离子方法是取少量溶液进行焰色试验,透过蓝色钴玻璃若看到紫色则含有K+;另取少量溶液先加盐酸无沉淀,再加BaCl2溶液有白色沉淀则含有SO故答案为:取少量溶液进行焰色试验,透过蓝色钴玻璃若看到紫色则含有K+;另取少量溶液先加盐酸无沉淀,再加BaCl2溶液有白色沉淀则含有SO【解析】(1)K、S、I、OKI(SO2)4或KIS4O8
(2)2KI(SO2)4+9H2O2=I2+K2SO4+7H2SO4+2H2O或2KI(SO2)4+9H2O2=I2+2KHSO4+6H2SO4+2H2O
(3)SO+I+H2O=3I-+2H++SO
(4)取少量溶液进行焰色试验,透过蓝色钴玻璃若看到紫色则含有K+;另取少量溶液先加盐酸无沉淀,再加BaCl2溶液有白色沉淀则含有SO17、略
【分析】【分析】
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,沉淀B含有铜元素,隔绝空气加热后的固体C应含铜元素,灼烧后黑色固体E应为CuO8.0g,CuO的物质的量==0.1mol,根据Cu守恒,B、C中Cu元素的物质的量0.1mol,Cu元素质量为0.1mol×64g/mol=6.4g,C在足量O2灼烧后产生的混合气体1通入足量澄清石灰水,产生10g白色沉淀G,则G为CaCO3,混合气体1中含有CO2和未反应的O2,根据C守恒,固体C中含有含有C元素,其物质的量为=0.1mol,质量为0.1mol×12g/mol=1.2g,反应后的混合气体2通过灼热的铜网完全反应后,剩余1120mL气体F,结合气体F标况下密度为1.25g/L,气体F摩尔质量为1.25g/L×22.4L/mol=28g/mol,推测为N2,氮气的物质的量==0.05mol,质量为0.05mol×28g/mol=1.4g,根据转化流程分析,若F为N2,则Cu、C、N元素都来自于固体C,即C由Cu、C、N三种元素组成,再根据m(Cu)+m(C)+m(N)=6.4g+1.2g+1.4g=9g,刚好等于参与反应的固体C的质量,由此可确定,F为N2,C由Cu、C、N三种元素组成,且n(Cu)∶n(C)∶n(N)=0.1mol∶0.1mol∶0.05mol×2=1∶1∶1,则固体C的化学式为CuCN,混合气体1为CO2、O2、N2的混合气体,混合气体2为O2、N2的混合气体;由于沉淀B也是由三种元素组成,隔绝空气加热分解为C和D,没有外来元素,则B也是由Cu、C、N三种元素组成,B为11.6g,C为9g,根据质量守恒,D的质量为2.6g,气体D标况下密度2.32g/L,则D摩尔质量为2.32g/L×22.4L/mol≈52g/mol,气体D的物质的量为=0.05mol,C中除Cu外的CN-的质量为9g-6.4g=2.6g,CN-的物质的量为=0.1mol,B中除Cu外的质量为11.6-6.4=5.2g,则B的化学式为Cu(CN)2;前面的分析中确定,B中含有Cu0.1mol,则B中含有CN-的物质的量为0.2mol,根据原子守恒,D中含有CN为0.1mol,则D的分子式为(CN)2;
【详解】
I(1)根据分析,组成B的三种元素是Cu、C、N三元素,气体D的分子式是(CN)2;
(2)固体C为CuCN,在足量氧气中灼烧生成CuO、CO2和N2,则发生反应的化学方程式为2CuCN+3O22CuO+2CO2+N2;
(3)CuCN与盐酸反应生成弱酸为HCN,沉淀的摩尔质量为199g/mol,则可推断其为Cu2Cl2,发生反应的化学方程式为2CuCN+2HClCu2Cl2+2HCN;
II(4)四氯化碳的密度大于水的密度,若试管内溶液分层,且下层为紫红色,上层无色,说明Br2与KI反应生成了I2,根据氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,可以说明氧化性Br2>I2;
(5)若氯气未过量,可向试管B或分液漏斗中继续通入氯气,若溶液出现橙红色,说明氯气未过量,则实验方案为:方案一:关闭弹簧夹,向B试管中继续通入氯气,若B试管出现橙红色,说明有溴单质生成,可确定氯气未过量。方案二:取分液漏斗中上层少量溶液于试管中,向试管中通入Cl2,若试管中溶液出现橙红色,说明有溴单质生成,可确定氯气未过量。【解析】Cu、C、N(CN)22CuCN+3O22CuO+2CO2+N22CuCN+2HClCu2Cl2+2HCN试管内溶液分层,且下层为紫红色,上层无色方案一:关闭弹簧夹,向B试管中继续通入氯气,若B试管出现橙红色,说明有溴单质生成,可确定氯气未过量。方案二:取分液漏斗中上层少量溶液于试管中,向试管中通入Cl2,若试管中溶液出现橙红色,说明有溴单质生成,可确定氯气未过量。四、有机推断题(共1题,共10分)18、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、原理综合题(共2题,共8分)19、略
【分析】【详解】
I.(1)①已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1
②C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH=-110.4kJ·mol-1;
根据盖斯定律,将②-①×整理可得:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=+131.4kJ·mol-1
(2)洗涤含SO2的烟气,使SO2与洗涤剂发生反应。
A.NaHSO3与SO2不能反应;不能作洗涤剂,A不符合题意;
B.由于亚硫酸的酸性比碳酸强,所以NaHCO3与SO2能反应,产生Na2SO3或NaHSO3及CO2;因此能作洗涤剂,B符合题意;
C.由于盐酸的酸性比亚硫酸的酸强,所以BaCl2与SO2不能反应;不能作洗涤剂,C不符合题意;
D.FeCl3与SO2、H2O发生氧化还原反应,产生FeCl2、HCl、H2SO4;因此可以作洗涤剂,D符合题意;
故合理选项是BD;
II.(3)根据方程式N2(g)+O2(g)⇌2NO(g),每反应消耗1molN2、1molO2就会产生2molNO,则5min后达平衡,测得NO为1mol,则消耗N2为0.5mol,消耗O2为0.5mol,用N2的浓度变化表示的平均反应速率v(N2)==0.05mol/(L·min);此时各种气体的浓度分别是c(N2)=mol/L,c(O2)=mol/L,c(NO)=mol,则此时反应的平衡常数K=
②由曲线改变可知:改变外界条件后反应速率加快,达到平衡所需时间缩短,且化学平衡正向移动,由于该反应的正反应是气体体积不变的吸热反应,则改变的条件可能是升温或增大O2的浓度;
(4)有人设想按2CO(g)=2C(s)+O2(g)反应除去CO,该反应反应后气体混乱程度减小,△S<0,若使该反应在任何温度下都不能实现,则ΔG>0,ΔG=ΔH-T△S>0,由此判断该反应的ΔH>0;
(5)反应2CO(g)2CO2(g)+N2(g)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,就应该加快化学反应速率,由于该条件下化学平衡常数已经很大,在影响化学反应速率的因素中,采用升高温度或增大压强,就需消耗较高的能量和动力,对设备的材料承受的压力要求也高,投入大大增加,一般不采用;而催化剂能够成千上万倍的加快化学反应速率,缩短达到平衡所需要的时间,因此在实际操作中最可行的措施是使用高效催化剂,故合理选项是C。【解析】C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=+131.4kJ·mol-1BD0.05mol/(L·min)或0.57升温或增大O2的浓度>C20、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六、实验题(共4题,共40分)21、略
【分析】【详解】
(1)根据信息,Cr2+不稳定,极易被氧气氧化,因此在配制溶液时,所用蒸馏水事先煮沸,其原因是去除水中的溶解氧,防止Cr2+被氧化;
(2)装置中有氧气,为防止Cr2+被氧化,先排除装置中氧气,即先加盐酸,再加CrCl3溶液,理由是让锌粒与盐酸先反应产生H2,把装置Ⅱ和Ⅲ中的空气赶出,避免生成的Cr2+被氧化;
(3)根据实验目的;需要把装置II的溶液压入到装置III,需要关闭阀门B,打开阀门A,Zn和盐酸反应,产生氢气,利用压强差,把装置II中溶液压入到装置III中;
(4)根据(3)过量Zn的另一个作用是让产生的H2赶出装置Ⅱ和Ⅲ中的空气并将CrCl2溶液压入装置Ⅲ与CH3COONa溶液反应;仪器IV的作用是防止空气进入装置III;
(5)CrCl3的物质的量为9.51/158.5mol=0.06mol,根据元素守恒,则Cr2+的物质的量为0.06mol,CH3COONa的物质的量为1.5×0.1mol=0.15mol,根据题中所给第三个反应,Cr2+不足,CH3COONa过量,根据Cr2+进行计算,得出[Cr(CH3COO)2]2·2H2O的质量为0.06×376/2g=11.28g,即产率为9.4/11.28×100%=83.3%。【解析】去除水中的溶解氧,防止Cr2+被氧化先加盐酸后加CrCl3溶液让锌粒与盐酸先反应产生H2,把装置Ⅱ和Ⅲ中的空气赶出,避免生成的Cr2+被氧化BA让产生的H2赶出装置Ⅱ和Ⅲ中的空气并将CrCl2溶液压入装置Ⅲ与CH3COONa溶液反应防止空气进入装置Ⅲ83.3%22、略
【分析】【分析】
(1)过氧化钠与二氧化氮的反应中;过氧化钠中氧的化合价由-1价转化为-2价。
(2)装置A中,Cu与浓硝酸反应,生成Cu(NO3)2、NO2和H2O。
(3)因为NO2会污染环境;所以设计装置C。
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