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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年北师大版拓展型课程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8题,共16分)1、工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯(HCOOCH3):CH3OH(g)+CO(g)⇌HCOOCH3(g)。在容积固定的密闭容器中,投入等物质的量CH3OH和CO;测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图所示。下列说法正确的是。
A.加入甲醇蒸气,甲醇转化率增大B.b点反应速率υ正=υ逆C.平衡常数K(75℃)<K(85℃)D.反应速率υb逆<υd逆2、现以CO、O2、熔熔盐Z(Na2CO3)组成的燃料电池,采用电解法制备N2O5,装置如图所示,其中Y为CO2;下列说法正确的是。
A.石墨I是原电池的正极,发生氧化反应B.甲池中的CO向石墨I极移动C.乙池中左端Pt极电极反应式:N2O4-2e-+H2O=N2O5+2H+D.若甲池消耗氧气2.24L,则乙池中产生氢气0.2mol3、常温下,二氯化二硫(S2Cl2)为橙黄色液体,遇水易水解,工业上用于橡胶的硫化。某学习小组合成S2Cl2的实验装置如图所示。下列说法正确的是。
A.实验室可以用盐酸酸化高锰酸钾溶液B.C中所盛试剂为饱和氯化钠溶液C.实验时需先点燃E处的酒精灯D.G中可收集到纯净的产品4、下列“解释或结论”与“实验操作及现象”不对应的是。
。选项。
实验操作及现象。
解释或结论。
A.
向某溶液中逐滴加入盐酸;产生无色无味气体。
此溶液中一定含有CO32-
B.
将干燥和湿润的红色布条;分别放入盛有氯气的集气瓶中,湿润的红色布条褪色。
氯气与水反应一定产生具有漂白性的物质。
C.
将蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近;产生大量白烟。
NH3遇到HCl时反应生成NH4Cl晶体。
D.
向某溶液中逐滴加入NaOH溶液;立即产生白色沉淀,迅速变成灰绿,最终变成红褐色。
此溶液中一定含有Fe2+
A.AB.BC.CD.DA.5、下列装置能达到实验目的的是A.实验室制备乙酸乙酯B.比较不同催化剂对化学反应速率的影响C.比较硫、碳、硅三种元素的非金属性D.验证苯和液溴发生取代反应6、下列实验设计合理的是()
。
A.可除去水中溶解的食盐。
B.探究呼出气体与空气中二氧化碳的含量不同。
C.探究分子不断运动。
D.用木炭测定空气中氧气含量。
A.AB.BC.CD.D7、将体积均为5mL的甲;乙、丙三种液体依次沿试管壁缓缓滴入试管中(勿振荡);出现如图所示的实验现象,则甲、乙、丙的组合可能是()
。选项ABCD甲1,2二溴乙烷溴苯水乙醇乙水液溴大豆油乙酸丙苯乙醇溴水乙酸乙酯A.AB.BC.CD.D8、下列溶液中各微粒浓度关系正确的是A.室温下,pH=4的0.1mol/L的NaHC2O4溶液中:c()>c(H+)>c(H2C2O4)>c()B.0.1mol/L的CH3COONH4溶液中:c(CH3COO−)+c(CH3COOH)=c(NH3•H2O)+c()C.同温下,两种盐溶液的浓度相同且pH(NaX)>pH(NaY),则c(X−)+c(OH−)>c(Y−)+c(OH−)D.向含有BaSO4、BaCO3的饱和溶液中加入少量的Ba(NO3)2,溶液中的值减小(已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10;Ksp(BaCO3)=2.58×10-9)评卷人得分二、填空题(共5题,共10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、研究CO还原NOx对环境的治理有重要意义;相关的主要化学反应有:
ⅠNO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)ΔH1
Ⅱ2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g)ΔH2<0
Ⅲ2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH3<0
(1)已知:每1mol下列物质分解为气态基态原子吸收的能量分别为。NO2COCO2NO819kJ1076kJ1490kJ632kJ
①根据上述信息计算ΔH1=_______kJ·molˉ1。
②下列描述正确的是_______。
A在绝热恒容密闭容器中只进行反应Ⅰ;若压强不变,能说明反应Ⅰ达到平衡状态。
B反应ⅡΔH<0;ΔS<0;该反应在低温下自发进行。
C恒温条件下;增大CO的浓度能使反应Ⅲ的平衡向正向移动,平衡常数增大。
D上述反应达到平衡后;升温,三个反应的逆反应速率均一直增大直至达到新的平衡。
(2)在一个恒温恒压的密闭容器中,NO2和CO的起始物质的量比为1∶2进行反应,反应在无分子筛膜时二氧化氮平衡转化率和有分子筛膜时二氧化氮转化率随温度的变化如图所示,其中分子筛膜能选择性分离出N2。
①二氧化氮平衡转化率随温度升高而降低的原因为_______。
②P点二氧化氮转化率高于T点的原因为_______。
(3)实验测得,V正=k正·c2(NO)·c2(CO),V逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数;只与温度有关)。
①一定温度下,向体积为1L的密闭容器中充入一定量的NO和CO,只发生反应Ⅲ,在tl时刻达到平衡状态,此时n(CO)=0.1mol,n(NO)=0.2mol,n(N2)=amol,且N2占平衡总体积的1/4则:=_______。
②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的1/2,在其它条件不变的情况下.t3时刻达到新的平衡状态。请在图中补充画出t2-t3-t4时段,正反应速率的变化曲线_______。
11、常温下有浓度均为0.1mol/L的四种溶液:①HCl;②CH3COOH;③NaOH;④Na2CO3。
(1)这四种溶液中水的电离程度由大到小的顺序是___(用序号填写)。
(2)等体积混合②和③的溶液中离子浓度的大小顺序是___。
(3)常温下,0.1mol/L的CH3COOH溶液pH=3,则CH3COOH溶液的电离平衡常数Ka=___。
(4)用离子方程式表示④的水溶液呈碱性的主要原因:___。
(5)取10mL溶液①,加水稀释到1000mL,则该溶液中由水电离出的c(H+)约为___。12、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)。13、某化学小组用下列装置和试剂进行实验,探究O2与KI溶液发生反应的条件。
供选试剂:质量分数为30%的H2O2溶液、0.1mol·L-1的H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体。
(1)小组同学设计甲;乙、丙三组实验;记录如下:
。
操作。
现象。
甲。
向装置I的锥形瓶中加入MnO2固体,向装置I的____中加入质量分数为30%的H2O2溶液;连接装置I;III,打开活塞。
装置I中产生无色气体并伴随大量白雾;装置III中有气泡冒出;溶液迅速变蓝。
乙。
向装置II中加入KMnO4固体;连接装置II;III,点燃酒精灯。
装置III中有气泡冒出;溶液不变蓝。
丙。
向装置II中加入____,向装置III中再加入适量0.1mol·L-1的H2SO4溶液;连接装置II;III,点燃酒精灯。
装置III中有气泡冒出;溶液变蓝。
(2)丙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式为___________________________________。
(3)对比乙、丙实验可知,O2与KI溶液发生反应的适宜条件是__________。为进一步探究该条件对反应速率的影响;可采取的实验措施是____________________________。
(4)由甲、乙、丙三组实验推测,甲实验中可能是I中的白雾使溶液变蓝。为了验证推测,可将装置I中产生的气体通入_________(填字母)溶液中,依据实验现象来证明白雾中含有H2O2。A.酸性KMnO4B.FeCl2C.H2S(5)资料显示:KI溶液在空气中久置的过程中会被缓慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。该小组同学取20mL久置的KI溶液,向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,他们猜想可能是发生了反应___________________________________(写离子方程式)造成的,请设计实验证明他们的猜想是否正确:___________________________________。评卷人得分三、结构与性质(共6题,共12分)14、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______。
15、NH3具有易液化、含氢密度高、应用广泛等优点,NH3的合成及应用一直是科学研究的重要课题。
(1)以H2、N2合成NH3;Fe是常用的催化剂。
①基态Fe原子的电子排布式为___________。
②实际生产中采用铁的氧化物Fe2O3、FeO,使用前用H2和N2的混合气体将它们还原为具有活性的金属铁。铁的两种晶胞(所示图形为正方体)结构示意如下:
i.两种晶胞所含铁原子个数比为___________。
ii.图1晶胞的棱长为apm(1pm=1×10-10cm),则其密度ρ=___________g·cm-3。
③我国科学家开发出Fe—LiH等双中心催化剂,在合成NH3中显示出高催化活性。第一电离能(I1):I1(H)>I1(Li)>I1(Na),原因是___。
(2)化学工业科学家侯德榜利用下列反应最终制得了高质量的纯碱:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
①1体积水可溶解1体积CO2,1体积水可溶解约700体积NH3。NH3极易溶于水的原因是_____。
②反应时,向饱和NaCl溶液中先通入______。
③NaHCO3分解得Na2CO3。空间结构为________。
(3)NH3、NH3BH3(氨硼烷)储氢量高,是具有广泛应用前景的储氢材料。元素HBN电负性2.12.03.0
①NH3的中心原子的杂化轨道类型为___________。
②NH3BH3存在配位键,提供空轨道的是___________。
③比较熔点:NH3BH3___________CH3CH3(填“>”或“<”)。16、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______。
17、KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器;填补了国家战略空白。回答下列问题:
(1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中,核外电子排布相同的是_______(填离子符号)。
(2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用+表示,与之相反的用-表示,称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子,其价电子自旋磁量子数的代数和为_______。
(3)已知KH2PO2是次磷酸的正盐,H3PO2的结构式为_______,其中P采取_______杂化方式。
(4)磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸;如:
如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸,则相应的酸根可写为_______。
(5)分别用○、●表示和K+,KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示,图(b)、图(c)分别显示的是H2POK+在晶胞xz面;yz面上的位置:
①若晶胞底边的边长均为apm、高为cpm,阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度_______g·cm-3(写出表达式)。
②晶胞在x轴方向的投影图为_______(填标号)。
18、硒化铜纳米晶体在光电转化中有着广泛的应用;铜和硒等元素形成的化合物在生产;生活中应用广泛。
(1)铜元素位于元素周期表的___________区。
(2)易溶解于水,熔点为时升华,由此可判断的晶体类型为___________。
(3)为深棕红色的剧毒液体,其分子结构中含有键,该分子中,原子的杂化轨道类型为___________,的空间构型为___________(填字母)。
a.直线形b.锯齿形c.环形d.四面体形。
(4)中的键角比的键角___________(填“大”或“小”),原因是___________。
(5)铜的某种氧化物的晶胞结构如图所示,则该氧化物的化学式为___________,若组成粒子铜、氧的半径分别为密度为阿伏加德罗常数的值为则该晶胞的空间利用率为___________(用含的式子表示)。
19、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)。评卷人得分四、原理综合题(共2题,共20分)20、我国自主知识产权的首套煤基乙醇工业化项目生产过程:先用煤制得乙酸甲酯;再将乙酸甲酯转化为乙醇。在1L密闭容器中充入1mol乙酸甲酯,乙酸甲酯转化为乙醇涉及反应原理:
主反应:CH3COOCH3(g)+2H2(g)C2H5OH(g)+CH3OH(g)ΔH1=-23.61kJ·mol·L-1
副反应:CH3COOCH3(g)+C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)+CH3OH(g)ΔH2=0.99kJ·mol·L-1
在催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态)
化学吸附:H2→2H*
表面反应:CH3COOCH3+4H*→CH3CH2OH*+CH3OH*
化学脱附:CH3CH2OH*→CH3CH2OHCH3OH*→CH3OH
已知:化学吸附的活化能大;决定主反应的反应速率。
(1)反应2CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3COOC2H5(g)+2CH3OH(g)自发进行的条件是:____。
(2)能说明体系中主反应达到化学平衡状态的有____。
A.CH3COOCH3的质量分数不再变化B.v正(C2H5OH)=v正(CH3OH)
C.容器中气体密度不再变化D.体系的总压强不再变化。
(3)乙酸甲酯的平衡转化率与温度和氢酯比(x)〖〗的关系如图。
①比较x1、x2、x3的大小关系,最大的是___________。
②250℃、x1=5,C2H5OH的选择性为80%,则主反应的平衡常数为___________(保留2位有效数字)。
(4)其它条件相同,反应经过相同时间,乙酸甲酯的转化率与乙醇的选择性随氢酯比的关系如图所示。氢酯比(x)在2~9之间,乙醇的选择性逐渐增大的原因为___________。
(5)若在未加催化剂的情况下主反应的能量反应历程示意图如图,请在图3中画出使用催化剂后该反应的能量反应历程示意图_______。
21、研究氮和碳的化合物对工业生产和防治污染有重要意义;回答下列问题:
I.(1)化学键键能数据如下:。化学键H-HN=NN-HE/(kJ·mol-1)436946391
合成氨反应的活化能Ea1=254kJ·mol-1,由此计算氨分解反应的活化能Ea2=___________kJ·mol-1。
(2)利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染;其中除去NO的主要反应如下:
4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(1)ΔH<0某研究小组将2molNH3、3molNO和一定量的O2充入密闭容器中,在Ag2O催化剂表面发生上述反应;NO的转化率随温度变化的情况如图所示:
①温度从420K升高到580K用时4min,则此时段内NO的平均反应速率v(NO)=___________。
②在有氧条件下,温度580K之后NO生成N2的转化率降低的原因可能是___________。
II.目前有一种新的循环利用方案处理航天员呼吸产生的CO2,是用Bosch反应CO2(g)+2H2(g)=C(s)+2H2O(g)ΔH<0,再电解水实现O2的循环利用。
(3)若要此反应自发进行___________(填“高温”或“低温”)更有利。
(4)350℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中通入8molH2和4molCO2发生以上反应,若反应起始和平衡时温度相同(均为350℃),测得反应过程中压强随时间的变化如表所示:。时间/min0102030405060压强6.00P05.60P05.30P05.15P05.06P05.00P05.60P0
①350℃时Bosch反应的Kp=___________(Kp为用气体的分压表示的平衡常数;分压=气体的体积分数x体系总压)
②Bosch反应的速率方程:V正=K正·c(CO2)·c2(H2),V逆=K逆·c2(H2O)(k是速率常数,只与温度有关)。20min时,=____(填“>”“<”或“=”)
(5)利用铜基配合物催化剂电催化还原CO2制备碳基燃料(包括CO、烷烃和酸等)是减少CO2在大气中累积和实现可再生能源有效利用的关键手段之一;其装置原理如图所示。
①电池工作过程中,阴极的电极反应式为___________。
②每转移2mol电子,阳极室溶液质量减轻___________g。评卷人得分五、计算题(共3题,共27分)22、(1)若t=25℃时,Kw=___________,若t=100℃时,Kw=1.0×10-12,则100℃时0.05mol•L-1Ba(OH)2溶液的pH=___________。
(2)已知25℃时,0.1L0.1mol•L-1的Na2A溶液的pH=11,用离子方程式表示其原因为___________。
(3)pH相等的NaOH溶液与CH3COONa溶液,分别加热到相同的温度后CH3COONa溶液的pH___________NaOH溶液的pH(填“>”“=”或“<”)。
(4)室温下,pH=2的H2SO4溶液、pH=12的NaOH溶液、pH=12的Na2CO3溶液,水电离出的c(H+)之比为___________。
(5)相同物质的量浓度的①NH4HSO4、②NH4HCO3、③NH4Cl三种溶液,pH值从大到小的顺序为___________(用数字标号填空,下同);相同温度下,NH浓度相等的上述三种溶液,物质的量浓度从大到小的顺序为___________。
(6)含有Cr2O的废水毒性较大。某工厂酸性废水中含5.0×10-3mol•L-1的Cr2O可先向废水中加入绿矾(FeSO4·7H2O);搅拌后撒入生石灰处理。
①写出加入绿矾的离子方程式___________。
②若处理后的废水中残留的c(Fe3+)=4.0×10-13mol•L-1,则残留的Cr3+的浓度_______________mol•L-1(已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-33)。23、制备氮化镁的装置示意图:
回答下列问题:
(1)填写下列仪器名称:的名称是_________。
(2)写出中和反应制备氮气的离子反应方程式__________。
(3)的作用是_____,是否可以把和的位置对调并说明理由_________。
(4)写出中发生反应的化学方程式___________。
(5)请用化学方法检验产物中是否含有未反应的镁,写出实验操作、现象、结论_________。24、某研究性学习小组类比镁在二氧化碳中的燃烧反应,认为钠和二氧化碳也可以发生反应,他们对钠在CO2气体中燃烧进行了下列实验:
(1)若用下图装置制备CO2,则发生装置中反应的离子方程式为_________。
(2)将制得的CO2净化、干燥后由a口缓缓通入下图装置,待装置中的空气排净后点燃酒精灯,观察到玻璃直管中的钠燃烧,火焰为黄色。待冷却后,管壁附有黑色颗粒和白色物质。
①能说明装置中空气已经排净的现象是_________。
②若未排尽空气就开始加热,则可能发生的化学反应方程式主要为_________。
(3)若钠着火,可以选用的灭火物质是_________。
A.水B.泡沫灭火剂C.干沙土D.二氧化碳。
(4)该小组同学对管壁的白色物质的成分进行讨论并提出假设:
Ⅰ.白色物质可能是Na2O;Ⅱ.白色物质可能是Na2CO3;Ⅲ.白色物质还可能是_________。
(5)为确定该白色物质的成分,该小组进行了如下实验:。实验步骤实验现象①取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加过量的CaCl2溶液出现白色沉淀②静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液无明显现象
①通过对上述实验的分析,你认为上述三个假设中,___成立(填序号)。
②由实验得出:钠在CO2中燃烧的化学方程式为_____;每生成1mol氧化产物,转移的电子数为____。
(6)在实验(2)中还可能产生另一种尾气,该气体为________;处理该尾气的方法为_____。评卷人得分六、元素或物质推断题(共1题,共6分)25、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参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、D【分析】【详解】
A.加入甲醇蒸气;平衡正向移动,但平衡移动的趋势是微弱的,平衡移动消耗量远小于投入量,因此甲醇转化率会减小,A错误;
B.b点时反应未达到平衡,反应正向进行,因此反应速率υ正>υ逆;B错误;
C.根据图象可知:在反应温度高于85℃后,升高温度,CO转化率降低,说明升高温度化学平衡逆向移动,该反应正反应为放热反应。温度越高,化学平衡逆向移动,平衡常数减小,故平衡常数:K(75℃)>K(85℃);C错误;
D.温度升高,化学反应速率增大,反应的物质的浓度越大,反应速率越大。根据图象可知:b点CO的转化率比d点小,且反应温度:b<d,故反应速率:υb逆<υd逆;D正确;
故合理选项是D。2、B【分析】【详解】
A.甲池为原电池;乙池为电解池,甲池中通CO的一极为负极,石墨I为负极,A项错误;
B.根据原电池的工作原理,阴离子向负极移动,即向石墨I极移动;B项正确;
C.乙池左端连接电源的正极,乙池左端电极为阳极,因此阳极电极反应式为N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+;C项错误;
D.乙池的阴极电极反应为2H++2e-=H2↑;若甲池消耗标准状况下的氧气2.24L,转移电子0.4mol,则乙池中产生氢气0.2mol,由于没有指明在标准状况下,2.24L氧气不一定是0.1mol,D项错误。
故选B。3、B【分析】【详解】
A、高锰酸钾能将盐酸氧化产生氯气,不能用盐酸酸化高锰酸钾溶液,选项A错误;B、为除去氯气中的氯化氢,C中所盛试剂为饱和氯化钠溶液,选项B正确;C、实验时需先点燃B处的酒精灯,先制取氯气并充满装置,选项C错误;D、G中收集到的产品中可能含有硫,选项D错误。答案选B。4、A【分析】CO32-、HCO3-都能与盐酸反应放出二氧化碳气体,所以向某溶液中逐滴加入盐酸,产生二氧化碳气体,不一定含有CO32-,故A错误;水不能使红布条褪色,将干燥的红色布条放入盛有氯气的集气瓶中,红布条不褪色,说明氯气没有漂白性,将湿润的红色布条放入盛有氯气的集气瓶中,湿润的红色布褪色,说明氯气与水反应生成了具有漂白性的物质,故B正确;浓盐酸、浓氨水都有挥发性,将蘸有浓盐酸的玻璃棒与蘸有浓氨水的玻璃棒靠近,NH3遇到HCl时反应生成NH4Cl,产生大量白烟,故C正确;Fe2+与NaOH溶液反应生成白色氢氧化亚铁沉淀,氢氧化亚铁被氧气氧化为红褐色氢氧化铁,故D正确。5、C【分析】【分析】
【详解】
A.右侧导管插入到碳酸钠溶液中;易产生倒吸,A错误;
B.双氧水的浓度不同;无法比较不同的催化剂对化学反应速率的影响,B错误;
C.硫酸的酸性大于碳酸;碳酸的酸性大于硅酸,三种含氧酸中,硫;碳、硅元素均为最高价,可以比较三种元素的非金属的强弱,C正确;
D.挥发出的溴进入到右侧烧杯中;也能与硝酸银反应产生浅黄色沉淀,不能验证苯与溴发生取代反应生成了溴化氢,D错误;
正确选项C。6、C【分析】【详解】
A.食盐可溶于水;不能用过滤法除去水中溶解的食盐,故A错误;
B.呼出的气体中除含有少量的氧气外;还含有二氧化碳;水蒸气等混合气体,燃烧的木条伸入呼出的气体中,木条熄灭,不能证明一定是二氧化碳浓度升高,故B错误;
C.氨水易挥发;氨气由Y形管右侧运动到左侧,左侧溶液碱性增强,酚酞变红,故C正确;
D.木炭燃烧消耗氧气;生成二氧化碳;气体体积不变,烧杯中的水不能进入左侧集气瓶,所以不能用木炭测定空气中氧气含量,故D错误;
故答案选C。7、A【分析】【分析】
由题意可知三种液体满足的条件是甲与乙互不相溶且乙的密度小于甲;乙与丙互不相溶且丙的密度小于乙。
【详解】
由图可知;甲;乙、丙的密度中,丙的密度最小,甲的密度最大;甲与乙不相溶,乙与丙不相溶。
A;苯的密度最小;1,2—二溴乙烷的密度最大,苯与水不相溶,水与1,2—二溴乙烷不相溶,选项A正确;
B;三种物质互溶;选项B错误;
C;三种物质中;乙的密度最小,所以最上层是乙,选项C错误;
D;三种物质互溶;选项D错误;
答案选A。8、B【分析】【详解】
A.室温下,0.1mol/L的NaHC2O4溶液pH=4,说明的电离作用大于其水解作用,所以c()>c(H2C2O4);A错误;
B.根据物料守恒可得c(CH3COO−)+c(CH3COOH)=c(NH3•H2O)+c();B正确;
C.两种盐溶液中都存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(OH-),c(Na+)+c(H+)=c(Y-)+c(OH-),两种溶液的pH(NaX)>pH(NaY),说明溶液中c(H+):前者小于后者,由于两种溶液中离子浓度都是阳离子浓度的二倍,两种盐溶液浓度相同,c(Na+)相同,c(H+)越小,则离子总浓度就越小,故c(X−)+c(OH−)<c(Y−)+c(OH−);C错误;
D.=由于其中含有BaSO4、BaCO3,所以向其中加入少量的Ba(NO3)2,溶液中的值不变;仍等于两种盐的溶度积常数的比,D错误;
故合理选项是B。二、填空题(共5题,共10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】【详解】
(1)①ΔH1=E反应物-E生成物=819+1076-1490-632=-227kJ/mol;
②A.反应前后气体系数不变;如果是恒温恒容,无论平衡是否移动,容器中的压强均不变,换为绝热容器后,随着反应的正向进行,反应放出热量,体系温度升高,等量气体的压强随之增大,此时压强是变量,可以作为平衡的依据,A项正确;
B.当ΔH-TΔS<0时;反应自发进行,由ΔH<0,ΔS<0,推出该反应低温下自发进行,B项正确;
C.增大CO的浓度可以使反应Ⅲ的平衡向正向移动;但是平衡常数只受到温度的影响,温度不变,平衡常数不变,C项错误;
D.温度升高;反应速率增大,三个反应的逆反应速率均增大,三个反应均为放热反应,温度升高,反应向吸热方向进行,则平衡逆向移动,所以平衡移动的初期为逆反应速率大于正反应速率,为了达到新的平衡,逆反应速率向正反应速率靠近,逆反应速率会减小,所以逆反应速率的变化趋势为先增大后减小,D项错误;
(2)①反应为放热反应;温度升高,平衡向逆反应(吸热)方向进行,二氧化氮转化率降低;
②相同温度下,二氧化氮的转化率在P点较高是因为使用了分子筛膜,将产物N2分离出来;降低了产物的浓度,使平衡正向进行,从而二氧化氮的转化率提高;
(3)①列三段式求解:因为N2占平衡总体积的1/4,所以a=0.3mol,此时为平衡状态,有v正=v逆,即k正·c2(NO)·c2(CO)=k逆·c(N2)·c2(CO2);
②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的1/2,压强瞬间增大为原来压强的两倍,正逆反应速率均增大,但是压强增大,平衡向正反应(气体系数减小)方向进行,则正反应速率大于逆反应速率,所以正反应速率的总体趋势为先突然增大,然后减小,直至平衡,其图像为【解析】①.-227②.AB③.反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动(或平衡常数减小)④.分子筛膜从反应体系中不断分离出N2,有利于反应正向进行,二氧化氮转化率升高⑤.270⑥.(起点的纵坐标为16,t3时刻达到平衡,t3-t4处于平衡状态与已有线平齐)11、略
【分析】【详解】
(1)水电离程度比较:碳酸钠溶液属于强碱弱酸盐;碳酸根离子水解导致溶液显碱性,促进了水的电离;盐酸是强酸溶液,氢氧化钠溶液是强碱溶液,溶液中水的电离都受到了抑制作用,其中盐酸中的氢离子浓度等于氢氧化钠溶液中的氢氧根离子浓度,二者中水的电离程度相等;醋酸溶液为弱酸,发生微弱的电离产生氢离子,抑制了水的电离,但醋酸溶液中氢离子浓度远小于盐酸,故水的电离程度比盐酸和氢氧化钠都强,综合而言这四种溶液中水的电离程度由大到小的顺序是④>②>①=③。故答案为:④>②>①=③。
(2)等体积的醋酸和氢氧化钠混合,混合后溶液恰好为醋酸钠溶液,属于强碱弱酸盐,醋酸根离子发生微弱的水解导致溶液显碱性,所以溶液中离子浓度的大小顺序是c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。故答案为:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。
(3)常温下,0.1mol/L的CH3COOH溶液pH=3,可得溶液中c(H+)=10-3mol/L,由醋酸的电离方程式:CH3COOHCH3COO-+H+可得其电离平衡常数为:故答案为:10-5。
(4)碳酸钠溶液属于强碱弱酸盐,碳酸根离子水解导致溶液显碱性,促进了水的电离,其水解方程式为:CO+H2OHCO+OH-,HCO+H2OH2CO3+OH-,故答案为:CO+H2OHCO+OH-,HCO+H2OH2CO3+OH-。
(5)取10mLHCl溶液,加水稀释到1000mL,此时溶液中由HCl电离出的由此可知,此时溶液中的c(H+)=10-3mol/L,可得该溶液中由水电离出的故答案为:10−11mol/L。【解析】④>②>①=③c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)10-5CO+H2OHCO+OH-,HCO+H2OH2CO3+OH-10−11mol/L12、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=CH213、略
【分析】【分析】
(1)甲实验:根据裝置Ⅰ不要加热制取氧气可以知道利用的是双氧水的分解;过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气,I中产生无色气体并伴随大量白雾;Ⅲ中有气泡冒出,溶液迅速变蓝说明生成碘单质;
(2)碘离子具有还原性;在酸性条件下能够被氧化氧化成碘单质,据此写出反应的离子方程式;
(3)对比乙、丙实验可以知道,O2与KI溶液发生反应的适宜条件酸性环境;酸溶液中氢离子浓度不同,装置Ⅲ中出现蓝色的速率不同;
(4)证明Ⅰ中产生的气体中含有双氧水;氧气和双氧水都具有氧化性,需要利用不同性质进行检验;
(5)该小组同学取20mL久置的KI溶液;向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,可能是生成的碘单质在碱溶液中发生反应生成碘化钾;碘酸钾,验证是否正确是在未变蓝色的溶液中滴入稀硫酸观察是否变蓝。
【详解】
(1)甲实验:根据装置Ⅰ不需要加热制取氧气可以知道利用的是双氧水的分解,过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气,向Ⅰ的锥形瓶中加入MnO2固体,向Ⅰ的分液漏斗中加入30%H2O2溶液;连接Ⅰ;Ⅲ,打开活塞,Ⅰ中产生无色气体并伴随大量白雾;Ⅲ中有气泡冒出,溶液迅速变蓝说明生成碘单质,故答案为:分液漏斗;
(2)碘离子具有还原性,在酸性条件下能够被氧化成碘单质,据此写出反应的离子方程式为:O2+4I-+4H+=2I2+2H2O,故答案为:O2+4I-+4H+=2I2+2H2O;
(3)向装置Ⅱ中加入KMnO4固体,连接装置II、III,点燃酒精灯,Ⅲ中有气泡冒出,溶液不变蓝,向Ⅱ中加入KMnO4固体,Ⅲ中加入适量0.1mol·L-1的H2SO4溶液,连接Ⅱ、Ⅲ,点燃酒精灯,Ⅲ中有气泡冒出,溶液变蓝。对比乙、丙实验可以知道,O2与KI溶液发生反应的适宜条件是:酸性环境;为进一步探究该条件对反应速率的影响;可采取的实验措施是:使用不同浓度的稀硫酸作对比实验,故答案为:酸性环境;使用不同浓度的稀硫狻作对比实验;
(4)A.高锰酸钾溶液能够将双氧水氧化;导致高锰酸钾溶液褪色,而氧气不与高锰酸钾溶液反应,如果高锰酸钾溶液褪色可证明混合气体中含有双氧水,故A正确;
B.氧气和高锰酸钾溶液都能够氧化亚铁离子;无法证明混合气体中含有双氧水,故B错误;
C.高锰酸钾和氧气都能够氧化硫化氢;无法用硫化氢检验混合气体中是否含有双氧水,故C错误;
故答案为:A;
(5)KI溶液在空气中久置的过程中会被缓慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。该小组同学取20mL久置的KI溶液,向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,他们猜想可能是发生了反应的离子方程式为3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O,设计实验证明他们的猜想是否正确的实验方案为:在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol∙L-1H2SO4溶液,观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误,故答案为:3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O;在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol∙L-1H2SO4溶液;观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误。
【点睛】
在做探究性实验的题目时,根据资料,如果没有得到预期的实验结果,那么除了资料中给的化学反应,还要考虑酸性或碱性环境的影响,结合题目的上下文进行联系,综合考虑得出结论。这是解答此类题目时的难点。【解析】分液漏斗KMnO4固体O2+4I-+4H+=2I2+2H2O酸性环境使用同体积不同浓度的稀硫酸做对比实验A3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol∙L-1H2SO4溶液,观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误三、结构与性质(共6题,共12分)14、略
【分析】【详解】
(1)Cu位于第四周期IB族,其Cu2+的价电子排布式为3d9;
(2)A、[Cu(NH3)4]2+与SO42-之间存在离子键,Cu2+和NH3之间存在配位键;N和H之间存在极性共价键,故A正确;
B;该化合物中第一电离能最大的是N元素;故B错误;
C、外界离子为SO42-,根据价层电子对互斥理论,SO42-的空间构型为正四面体形;故C正确;
答案选AC;
(3)SO32-中心原子S有3个σ键,孤电子对数=1,价层电子对数为4,杂化轨道数等于价层电子对数,即SO32-中S的杂化类型为sp3;SO32-空间构型为三角锥形;
(4)根据等电子体的概念,与SO3互为等电子体的分子为BF3等;
(5)利用均摊的方法进行判断,根据晶胞的结构,O位于顶点、面心、棱上和内部,属于晶胞的氧原子的个数为=4,Cu位于内部,有4个,即化学式为CuO。【解析】①.3d9②.AC③.sp3④.三角锥形⑤.BF3⑥.CuO15、略
【分析】【分析】
根据Fe的原子序数,结合核外电子排布规则写出Fe的电子排布式;根据晶胞的结构,利用“均摊法”进行晶胞的有关计算;根据同主族元素性质递变规律解释H、Li、Na的第一电离能的关系;根据NH3分子与H2O分子之间会形成氢键解释NH3极易溶于水的原因;根据NH3极易溶于水,CO2在水中溶解度不大,解释侯氏制碱法先通入NH3再通入CO2;根据VSEPR理论,判断其空间结构和杂化类型;根据形成配位健的条件判断提供空轨道的原子;根据NH3BH3(氨硼烷)分子间形成氢键判断其熔点较高;据此解答。
(1)
①Fe元素的原子序数为26,核外有26个电子,根据核外电子排布规则,基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2;答案为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2;
②由晶胞的结构可知,图1结构中,Fe位于顶点和体心,Fe原子的个数为8×+1=2,图2结构中,Fe位于顶点和面心,Fe原子的个数为8×+6×=4,则两种晶胞所含铁原子个数比为2:4=1:2;又图1晶胞的棱长为apm(1pm=1×10-10cm),其体积为V=(a×10-10cm)3,晶胞的质量为m==其密度ρ===g·cm-3;答案为1:2;
③第一电离能(I1)为I1(H)>I1(Li)>I1(Na);原因是H;Li、Na位于同一主族,价电子数相同,自上而下,原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐减弱,失电子能力增强,第一电离能逐渐减小;答案为H、Li、Na位于同一主族,价电子数相同,自上而下,原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐减弱,失电子能力增强,第一电离能逐渐减小;
(2)
①NH3极易溶于水的原因是NH3与H2O分子间能形成氢键;答案为NH3与H2O分子间能形成氢键;
②因为二氧化碳在水中溶解度不大,氨气极易溶于水,饱和氨盐水显碱性,比饱和食盐水更容易吸收二氧化碳,所以要先向饱和食盐水中通入氨气,制成饱和氨盐水,再向其中通入二氧化碳即反应时,向饱和NaCl溶液中先通入氨气,再通入二氧化碳;答案为NH3;
③中中心原子C原子的价层电子对个数=3+=3+0=3,且无孤电子对,采取sp2杂化;其空间结构为平面三角形;答案为平面三角形;
(3)
①NH3分子中中心原子N原子的价层电子对个数=3+=3+1=4,且含有一个孤电子对,所以中心原子N原子的杂化轨道类型为sp3杂化;答案为sp3;
②在NH3BH3结构中;N原子存在孤电子对,B原子为缺电子原子,在配位键的形成中B原子提供空轨道;答案为B;
③NH3BH3(氨硼烷)与CH3CH3互为等电子体,由于NH3BH3分子中N原子的电负性较大,分子间会形成氢键,所以NH3BH3熔点高于CH3CH3;答案为>。【解析】(1)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s21:2H;Li、Na位于同一主族;价电子数相同,自上而下,原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐减弱,失电子能力增强,第一电离能逐渐减小。
(2)NH3与H2O分子间能形成氢键NH3平面三角形。
(3)sp3B>16、略
【分析】【详解】
(1)Cu位于第四周期IB族,其Cu2+的价电子排布式为3d9;
(2)A、[Cu(NH3)4]2+与SO42-之间存在离子键,Cu2+和NH3之间存在配位键;N和H之间存在极性共价键,故A正确;
B;该化合物中第一电离能最大的是N元素;故B错误;
C、外界离子为SO42-,根据价层电子对互斥理论,SO42-的空间构型为正四面体形;故C正确;
答案选AC;
(3)SO32-中心原子S有3个σ键,孤电子对数=1,价层电子对数为4,杂化轨道数等于价层电子对数,即SO32-中S的杂化类型为sp3;SO32-空间构型为三角锥形;
(4)根据等电子体的概念,与SO3互为等电子体的分子为BF3等;
(5)利用均摊的方法进行判断,根据晶胞的结构,O位于顶点、面心、棱上和内部,属于晶胞的氧原子的个数为=4,Cu位于内部,有4个,即化学式为CuO。【解析】①.3d9②.AC③.sp3④.三角锥形⑤.BF3⑥.CuO17、略
【分析】【分析】
根据KH2PO4的构成元素,判断四种元素形成简单离子的核外电子排布相同的元素;根据P元素的价电子排布式计算价电子的自旋磁量子数的代数和;根据题中KH2PO2是次磷酸的正盐信息,写出H3PO2的结构式并判断P原子的杂化方式;根据题中信息;写出n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸相应的酸根形式;根据题中晶胞的结构,利用“均摊法”进行晶胞的相关计算;据此解答。
(1)
在KH2PO4的四种组成元素的各自所能形成的简单离子中只有K+和P3-离子的核外电子的层数都为3,每层容纳的电子数分别为2,8,8;答案为K+和P3-。
(2)
P的原子序数为15,原子核外电子数为15,核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,其价电子排布式为3s23p3,若一种自旋状态用+表示,与之相反的用-表示,则自旋磁量子数的代数和为(+)×4+(-)=+也可以是(+)+(-)×4=-答案为或
(3)
KH2PO2是次磷酸的正盐,说明其中的2个H原子不是羟基H原子,而直接与P原子形成共价键,则H3PO2的结构式为H3PO2中含有4个σ键,无孤电子对,则中心的P原子采取sp3杂化;答案为:sp3。
(4)
根据题中信息可知,相邻2个磷酸分子间脱水结合成链状或环状,n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸中的每个P原子只有1个羟基和2个O原子,则分子式为(HPO3)n,则相应的酸根可写为答案为
(5)
①由晶胞结构可知,白球8个在顶点、4个在侧面上和1个在体心,则晶胞中白球个数为8×+4×+1=4,即有4个黑球4个在垂直于底面的4条棱的棱心、上下面心各1个、4个侧面上各有1个,则晶胞中黑球个数为4×+2×+4×=4,即有4个K+,即晶胞中含有4个KH2PO4,1mol晶胞的质量为m=4×(39+2×1+31+4×16)g=4×136g,1个晶胞的质量为m=g,晶胞的体积为V=a2cpm3=a2c×10-30cm3,代入ρ===g·cm-3;答案为
②在晶胞图上xz面为侧面、yz面为正面,晶胞在x轴方向的z-y投影图应符合图(c)和图(b)中的K+的相对位置,x轴方向的投影图的正面上应为小黑球在上,2个白球在下,投影图B符合题意;答案为B。【解析】(1)和
(2)或
(3)sp3
(4)
(5)B18、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)Cu为29号元素,核外电子排布式为则铜元素为周期表中ds区,故答案为:ds;
(2)易溶解于水,熔点为时升华,由此可得出是分子晶体;故答案为:分子晶体;
(3)为深棕红色的剧毒液体,其分子结构中含有键,根据8电子稳定结构可知,该分子结构为因此该分子中Se的杂化轨道类型为杂化;Se的价层电子数时4,含有2个孤对电子,的空间构型为锯齿形,故答案为:b;
(4)的立体构型为正四面体,键角为109°28′,的立体构型为平面三角形,键角为120°,所以中的键角比的键角小,故答案为:小;的立体构型为正四面体,键角为109°28′,的立体构型为平面三角形;键角为120°;
(5)用“均摊法”:晶胞中含4个Cu,O氧原子个数为8Cu与O的个数比为2:1,所以该氧化物的化学式为1个晶胞中氧原子、铜原子的体积之和为晶体的体积为1个晶胞的体积为故该晶胞的空间利用率为故答案为:【解析】ds分子晶体b小的立体构型为正四面体,键角为109°28′,的立体构型为平面三角形,键角为120°19、略
【分析】【详解】
I.(1)基态N原子中电子在2p轨道上的排布遵循的原则是洪特规则,N2F2分子结构式为F-N=N-F,分子中N原子含有1对孤对电子,N原子的杂化方式是sp2杂化,lmolN2F2含有3molσ键,即3NA或1.806×1024个σ键;
(2)Si3N4晶体中Si原子周围有4个N原子,Si原子为sp3杂化,N-Si-N键角为109°28′,N原子周围连接3个Si原子,含有1对孤对电子,N原子为sp3杂化;但孤对电子对成键电子对的排斥作用更大,使得Si-N-Si键角小于109°28′;
II.(1)Fe位于第四周期第VIII族;
(2)Fe(CO)x晶体的熔沸点较低;所以属于分子晶体;Fe原子价电子数是8,每个CO分子提供一个电子对,所以8+2n=18,n=5;
(3)极性分子的熔沸点较高,CO是极性分子,氮气是非极性分子,所以CO熔沸点较高;
(4)①铜为29号元素,基态铜原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1;
②根据晶胞结构图可知,铜为面心立方堆积,每个铜原子周围距离最近的铜原子数目=3×8÷2=12;
(5)某M原子的外围电子排布式为3s23p5,则M为Cl元素;该晶胞中Cu原子个数为4,Cl原子个数=8×+6×=4,晶体体积=cm3=cm3=cm3,根据晶胞的结构可知,铜原子和M原子之间的最短距离为立方体体对角线的=××cm=pm。
点睛:把握常见分子中原子的杂化及空间构型为解答的关键,根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型及中心原子杂化方式,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数,σ键个数=配原子个数,孤电子对个数=(a-xb),a指中心原子价电子个数,x指配原子个数,b指配原子形成稳定结构需要的电子个数.根据n值判断杂化类型:一般有如下规律:当n=2,sp杂化;n=3,sp2杂化;n=4,sp3杂化;中心原子的杂化类型为sp2,说明该分子中心原子的价层电子对个数是3,无孤电子对数,空间构型是平面三角形。【解析】洪特规则sp2杂化3NASi3N4晶体中Si原子周围有4个N原子,Si为sp3杂化,N—Si—N的键角为109028/,而N原子周围只有3个Si原子。虽N原子也是sp3杂化,但由于孤电子对对成键电子对的排斥力更强,故Si—N—Si的键角小于109028/。第四周期第Ⅷ族分子晶体5CO[Ar]3d104s112四、原理综合题(共2题,共20分)20、略
【分析】【详解】
(1)已知:①CH3COOCH3(g)+2H2(g)C2H5OH(g)+CH3OH(g)ΔH1=-23.61kJ·mol·L-1
②:CH3COOCH3(g)+C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)+CH3OH(g)ΔH2=0.99kJ·mol·L-1
根据盖斯定律,将反应①+②整理可得:2CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3COOC2H5(g)+2CH3OH(g)ΔH=-22.62kJ/mol,要使反应自发进行,则△G=△H-T△S<0,该反应的正反应是气体体积减小的放热反应,ΔH<0,ΔS<0;所以反应自发进行的条件是低温;
(2)A.反应混合物的总质量不变,若CH3COOCH3的质量分数不再变化;说明其中任何成分的质量不变,反应达到平衡状态,A符合题意;
B.C2H5OH、CH3OH都是生成物,在任何时刻,都存在v正(C2H5OH)=v正(CH3OH);表示反应正向进行,不能据此判断反应是否处于平衡状态,B不符合题意;
C.反应混合物都是气体;气体的质量不变;反应的容器容积不变,则容器中气体密度始终不变,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,C不符合题意;
D.反应容器的容积不变;反应是前后气体体积发生改变的反应,若体系的总压强不再变化,说明气体的物质的量不变,反应达到平衡状态,D符合题意;
故合理选项是AD;
(3)①在温度不变时,氢酯比(x)增大,即增大H2的浓度,化学平衡正向移动,使乙酸甲酯转化率增大。根据图示可知乙酸甲酯的平衡转化率:x3>x2>x1,所以x1、x2、x3的大小关系为x3>x2>x1,则三者中最大的是x3;
②在250℃、x1=5,C2H5OH的选择性为80%,加入乙酸甲酯的物质的量是1mol,其转化率为90%,则最终转化为乙醇的乙酸甲酯的物质的量为1mol×90%×80%=0.72mol,说明平衡时乙醇的物质的量是0.72mol,乙酸甲酯的物质的量为0.1mol。对于主反应CH3COOCH3(g)+2H2(g)C2H5OH(g)+CH3OH(g),开始加入n(CH3COOCH3)=1mol,n(H2)=5mol,n(C2H5OH)=n(CH3OH)=0,假设转化的CH3COOCH3(g)为xmol,则平衡时n(CH3COOCH3)=(1-x)mol,n(H2)=(5-2x)mol,n(C2H5OH)=n(CH3OH)=xmol;对于副反应:CH3COOCH3(g)+C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)+CH3OH(g),开始时n(CH3COOCH3)=(1-x)mol,n(C2H5OH)=n(CH3OH)=xmol,n(CH3COOC2H5)=0,假设发生该反应消耗CH3COOCH3的物质的量为ymol,根据物质反应转化关系可知平衡时:n(CH3COOCH3)=(1-x-y)mol,n(C2H5OH)=(x-y)mol,n(CH3COOC2H5)=ymol,n(CH3OH)=(x+y)mol,则(1-x-y)mol=0.1mol,(x-y)mol=0.72mol,解得x=0.81mol,y=0.09mol,平衡时n(CH3COOCH3)=0.1mol,n(H2)=(5-2x)mol=(5-2×0.81)mol=3.38mol,n(C2H5OH)=0.72mol,n(CH3OH)=0.81mol+0.09mol=0.9mol,容器的容积是1L,所以物质的浓度与其物质的量相等,因此主反应的化学平衡常数K==0.57;
(4)其它条件相同,反应经过相同时间,根据乙酸甲酯的转化率与乙醇的选择性与氢酯比的关系图可知:在氢酯比(x)在2~9之间,乙醇的选择性逐渐增大,是由于氢气的化学吸附速率慢,增大c(H2);加快整体反应的速率,但副反应速率增大的幅度小于主反应,所以乙醇的选择性增大;
(5)催化剂能够降低反应的活化能,使反应在较低的温度下进行,因此反应速率达到加快,但不能改变反应物、生成物的能量,因此反应热不变,故使用催化剂的反应流程与能量变化关系可用图示表示为:【解析】低温ADx30.57氢气的化学吸附速率慢,增大c(H2),加快整体反应的速率,但副反应速率增大的幅度小于主反应,所以乙醇的选择性增大21、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)的又所以
(2)①420K时NO的转化率为2%,此时消耗的580K时NO的转化率为59%,此时消耗的此时间段内NO的变化量为1.77mol-0.06mol=1.71mol,容积的体积为2L,反应速率为
根据图像可知,在有氧条件下,温度580K之后NO生成N2的转化率降低,由于该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向进行,导致NO转化率降低,也可能是温度升高发生了副反应4NH3+7O2=4NO2+6H2O或催化剂活性降低;都有可能导致NO转化率降低;
(3)该反应的根据知;该反应在低温条件下进行;
(4)①结合三段式计算平衡状态气体的物质的量;设达到平衡状态消耗二氧化碳的物质的量为x;
气体压强之比等于物质的量之比,解得x=2mol,则平衡时n(CO2)=2mol,n(H2)=4mol,P=5.00P0,CO2%=20%,H2%=40%,H2O%=40%,
②30min时,图表数据表明反应正向进行,则有所以
(5)电池工作中,阴极上CO2得到电子被还原,结合氢离子转化为HCOOH,电极反应是为Pt电极上H2O转化为O2,发生氧化反应为阳极,电极反应为阳极室质量减轻是因为释放出氧气,O2-4e-,所以转移2mol电子,生成的O2为0.5mol,即为8g【解析】300平衡逆向进行低温>8g五、计算题(共3题,共27分)22、略
【分析】【详解】
(1)水是弱电解质,存在电离平衡:H2OH++OH-,在室温25℃时,Kw=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14;
若t=100℃时,Kw=1.0×10-12,100℃时0.05mol•L-1Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.05mol/L×2=0.10mol/L,则该温度下c(H+)==10-11mol/L;故该溶液的pH=11;
(2)25℃时,0.1L0.1mol•L-1的Na2A溶液的pH=11,溶液显碱性,是由于该盐是强碱弱酸盐,在溶液中A2-发生水解反应,消耗水电离产生的H+,使水的电离平衡正向移动,最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),用离子方程式表示为A2-+H2O⇌HA-+OH-;
(3)pH相等的NaOH溶液与CH3COONa溶液,分别加热到相同的温度,由于CH3COONa是强碱弱酸盐,醋酸根离子水解使溶液显碱性,升高温度,盐水解程度增大,溶液的碱性增强,所以CH3COONa溶液的pH增大,而NaOH溶液的pH变化比较小,所以分别加热到相同的温度后CH3COONa溶液的pH>NaOH溶液的pH;
(4)室温下,pH=2的H2SO4溶液中水电离产生的H+的浓度c(H+)=10-12mol/L;
pH=12的NaOH溶液溶液中水电离产生的H+的浓度c(H+)=10-12mol/L;
pH=12的Na2CO3溶液,水电离出的c(H+)=10-2mol/L,故三种溶液中水电离产生的c(H+)之比为10-12:10-12:10-2=1:1:1010;
(5)①NH4HSO4是强酸的酸式盐,电离产生H+使溶液显酸性;②NH4HCO3水解使溶液显碱性;③NH4Cl水解使
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