
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文档简介
…………○…………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年中图版拓展型课程化学上册月考试卷211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、下列对如图所示实验装置的判断中正确的是。
A.若X为锌棒,Y为NaCl溶液,开关K置于M处,可减缓锌的腐蚀,这种方法称为牺牲阳极的阴极保护法B.若X为碳棒,Y为NaCl溶液,开关K置于N处,可加快铁的腐蚀C.若X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于M处,铜棒质量将增加,此时外电路中的电子向铜电极移动D.若X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于N处,可用于铁表面镀铜,溶液中铜离子浓度将减小2、某有机物不能发生的化学反应是A.消除反应B.取代反应C.氧化反应D.加成反应3、如图是用于干燥;收集并吸收多余气体的装置;下列方案正确的是()
选项X收集气体YA碱石灰氯气氢氧化钠B碱石灰氯化氢氢氧化钠C氯化钙二氧化硫氢氧化钠D氯化钙一氧化氮氢氧化钠
A.AB.BC.CD.D4、下列有关实验原理;现象、结论等均正确的是()
A.a图示装置,滴加乙醇试管中橙色溶液变为绿色,乙醇发生消去反应生成乙酸B.b图示装置,右边试管中产生气泡迅速,说明氯化铁的催化效果比二氧化锰好C.c图示装置,根据试管中收集到无色气体,验证铜与稀硝酸的反应产物是NOD.d图示装置,试管中先有白色沉淀、后有黑色沉淀,不能验证Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)5、关于下列实验的说法不正确的是:。操作现象
①铜片溶解;溶液变蓝,起始产生红棕色气体,气体颜色逐渐变淡,直至无色,在管口处变为淡棕色。
②铜片继续溶解,产生无色气体,在管口处变为淡棕色
A.实验中产生红棕色气体,说明浓HNO3具有氧化性B.在整个实验过程中,发生的反应多于2个C.②中产生无色气体,说明盐酸有氧化性D.若将铜片换成铁片,则①中没有明显实验现象。6、硼氢化钠(NaBH4)为白色粉末,熔点400℃,容易吸水潮解,可溶于异丙胺(熔点:-101℃,沸点:33℃),在干燥空气中稳定,吸湿而分解,是无机合成和有机合成中常用的选择性还原剂。某研究小组采用偏硼酸钠(NaBO2)为主要原料制备NaBH4;其流程如图:下列说法不正确的是()
A.NaBH4中H元素显+1价B.操作③所进行的分离操作是蒸馏C.反应①为NaBO2+SiO2+4Na+2H2═NaBH4+2Na2SiO3D.实验室中取用少量钠需要用到的实验用品有镊子、滤纸、玻璃片和小刀7、《开宝本草》中记载了中药材铁华粉的制作方法:“取钢煅作叶如笏或团,平面磨错令光净,以盐水洒之,于醋瓮中阴处埋之一百日,铁上衣生,铁华成矣。”中药材铁华粉是()A.氧化铁B.氯化亚铁C.氯化铁D.醋酸亚铁评卷人得分二、填空题(共8题,共16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、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、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)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、连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,是白色砂状或淡黄色粉末状固体,易溶于水、不溶于醇,该物质具有强还原性,在空气中易被氧化为NaHSO4,75℃以上会分解产生SO2。是重要的有机合成原料和漂白剂。
制取Na2S2O4常用甲酸钠法:控制温度60~70℃,在甲酸钠(HCOONa)的甲醇溶液中,边搅拌边滴加Na2CO3甲醇溶液,同时通入SO2,即可生成Na2S2O4。反应原理如下:2HCOONa+4SO2+Na2CO3=2Na2S2O4+H2O+3CO2
(1)如图,要制备并收集干燥纯净的SO2气体,接口连接的顺序为:a接__,__接__,__接__。制备SO2的化学方程式为___。
(2)实验室用图装置制备Na2S2O4。
①Na2S2O4中硫元素的化合价为___。
②仪器A的名称是___。
③水浴加热前要通一段时间N2,目的是___。
④为得到较纯的连二亚硫酸钠,需要对在过滤时得到的连二亚硫酸钠进行洗涤,洗涤的方法是___。
⑤若实验中所用Na2SO3的质量为6.3g,充分反应后,最终得到mg纯净的连二亚硫酸钠,则连二亚硫酸钠的产率为___(用含m的代数式表示)。14、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:___________________________________。15、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5题,共10分)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、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“=”)。18、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_______。
19、部分弱酸的电离平衡常数如下表:。弱酸HCOOHHClOH2CO3H2SO3电离平衡常数(25℃)
(1)在温度相同时,各弱酸的Ki值与酸性的相对强弱的关系为:________________________。
(2)下列离子方程式正确的是。
A.2ClO-+H2O+CO2→2HClO+
B.2HCOOH+→2HCOO-+H2O+CO2↑
C.H2SO3+2HCOO-→2HCOOH+
D.Cl2+H2O+2→2+Cl-+ClO-
(3)常温下,pH=3的HCOOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合后,溶液中离子浓度由大到小的顺序为________________________________。
亚硒酸(H2SeO3)也是一种二元弱酸;常温下是一种无色固体,易溶于水,有较强的氧化性。
(4)往亚硒酸溶液中不断通入SO2会产生红褐色单质,写出该反应的化学方程式:______________________________________________________。
(5)将亚硒酸与30%的H2O2加热可制得硒酸(H2SeO4);反应方程式如下:
H2SeO3+H2O2→H2SeO4+H2O,下列说法中正确的是()。
A.H2O2既是氧化剂又是还原剂。
B.H2O既不是氧化产物又不是还原产物。
C.H2SeO4既是氧化产物又是还原产物。
D.氧化性:H2SeO3>H2SeO4
碲酸(H6TeO6)是一种很弱的酸,但它的氧化性比硫酸还要强。在酸性介质中,碲酸可将HI氧化成I2;方程式如下:
___HI+___H6TeO6___TeO2+___Te+___I2+___H2O
(6)若反应中生成的TeO2与Te的物质的量之比为1:1,试配平上述化学方程式。20、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、元素或物质推断题(共1题,共8分)21、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_________。评卷人得分五、结构与性质(共4题,共28分)22、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_______。23、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“<”)。24、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)。
25、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、工业流程题(共3题,共6分)26、工业上用铝土矿(主要成分为氧化铝;含少量氧化铁)制取铝的过程如图所示:
请回答:
(1)试剂1为_______(填化学式),①~④转化中属于氧化还原反应的是_______(填序号);
(2)沉淀B的化学式为_______,写出该物质发生铝热反应的化学方程式_______;(3)电解F,当转移0.6mol电子时,可制得铝_______g;
(4)沉淀D是药物“胃舒平”的主要成分,可用于治疗胃酸(稀盐酸)过多,写出该反应的离子方程式_______;
(5)②中发生反应的离子方程式为_______。27、已知某工业废水中含有大量FeSO4,较多的Cu2+,极少量的Na+以及部分污泥,通过下列流程可从该废水中回收FeSO4·7H2O晶体及金属Cu。
(1)步骤1的主要操作是___,需用到的玻璃仪器除烧杯外还有___。
(2)固体混合物是____(填化学式)
(3)步骤3中发生反应的化学方程式为___。
(4)步骤4中涉及的操作是:蒸发浓缩、___;过滤、洗涤、干燥。
(5)火法制得的粗铜中常混有少量氧化亚铜(Cu2O),氧化亚铜溶于稀硫酸溶液变蓝。试写出该反应的离子方程式___。28、某同学在实验室以α-呋喃甲醛()为原料制备α-呋喃甲醇()和α-呋喃甲酸();过程如下:
相关物质性质如下表:。物质α-呋喃甲醛α-呋喃甲醇α-呋喃甲酸乙醚常温性状无色或浅黄色液体无色透明液体白色针状固体无色透明液体熔、沸点/℃-36.5
161.7-31
171131
230-232-116.3
34.6相对分子量969811274溶解性微溶于水,易溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、苯溶于水、可混溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿水溶性:36g/L(20℃)微溶于水
回答下列问题:
(1)步骤①所用装置(夹持仪器已省略)如图,盛放NaOH溶液的仪器名称为_____________。
(2)步骤②中操作I是_____________,步骤③中操作II是_____________,操作II前需要向乙醚混合液中加入无水MgSO4,其目的是_________________________________________。
(3)向水层中加入浓盐酸,反应的化学方程式为_____________________________________。
(4)步骤④操作III包括_____________;过滤、洗涤、干燥。
(5)本实验呋喃甲酸的产率为_____________%(保留三位有效数字),进一步提纯α-呋喃甲酸,若重结晶时加入过多的蒸馏水,则会导致α-呋喃甲酸的产率_____________(填“偏低”“偏高”或“不影响”)。参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、C【分析】【详解】
A.若X为锌棒;Y为NaCl溶液,开关K置于M处,构成了锌铁原电池,铁做正极,锌做负极,锌失去电子被腐蚀,A项错误;
B.若X为碳棒;Y为NaCl溶液,开关K置于N处,铁做阴极,被保护,B项错误;
C.若X为铜棒;Y为硫酸铜溶液,开关K置于M处,铁做负极失去电子,溶液中的铜离子在正极得到电子生成铜单质,铜棒质量增加,电子由负极流向正极,外电路中的电子向铜电极移动,C项正确;
D.若X为铜棒;Y为硫酸铜溶液,开关K置于N处,铜做阳极,失去电子变成铜离子进入溶液,溶液中的铜离子在阴极得到电子变成铜单质,可用于铁表面镀铜,溶液中的铜离子会得到补充,溶液中铜离子浓度不变,D项错误;
故选C。2、A【分析】【详解】
A.该物质中与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子;不能发生消除反应,故A符合题意;
B.含有羟基可以发生酯化反应;含有酯基可以发生水解反应,均属于取代反应,故B不符合题意;
C.与羟基相连的碳原子上有氢原子;且含有碳碳双键,可以发生氧化反应,故C不符合题意;
D.含有碳碳双键;可以发生加成反应,故D不符合题意;
综上所述答案为A。3、C【分析】【详解】
A.氯气能被碱石灰吸收;故不能用碱石灰干燥氯气,故错误;B.氨气可以用碱石灰干燥,氨气的密度比空气小,应用向下排气法收集,但图中为向上排气法收集,故错误。氨气极易溶于水,用干燥管进行氨气的吸收装置,可以防止倒吸。C.二氧化硫的密度比空气大,用向上排气法收集,二氧化硫和氯化钙不反应,能用氯化钙干燥,二氧化硫能与氢氧化钠反应,使用干燥管能防止倒吸,故正确;D.一氧化氮不能用排空气法收集,也不能用氢氧化钠吸收,故错误。故选C。
【点睛】
实验装置中表示,气体能用某种固体干燥剂干燥,用向上排气法收集,说明该气体的密度比空气大,且与空气不反应,能用某种溶液或水吸收。4、D【分析】【分析】
【详解】
A、乙醇具有还原性,能被重铬酸钾氧化为乙酸,不发生消去反应,选项A错误;B、双氧水的浓度应相同,浓度影响反应速率,无法比较,选项B错误;C、因为红棕色的二氧化氮可与水反应生成无色的NO,故根据排水集气法收集的无色气体不能证明铜与稀硝酸反应生成NO,选项C错误;D、由于硝酸银过量,故沉淀中既有氯化银又有硫化银,不能据此比较氯化银、硫化银溶度积的大小,选项D正确。答案选D。5、C【分析】【详解】
A.实验中产生红棕色气体,说明浓HNO3的氧化性稀HNO3氧化性强;故A错;B.在整个实验过程中,发生的反应有Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O、3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO2+4H2O、2NO+O22NO2等多个反应,故B错;C.②中产生无色气体,是因为盐酸电离出的H+与溶液中有氧化性的NO3-,结合成硝酸继续和铜反应。故C错;D.若将铜片换成铁片,会和浓HNO3发生钝化,故①中没有明显实验现象。所以D正确;答案:C。6、A【分析】【详解】
A.NaBH4中Na元素显+1价;B元素显+3价、H元素显-1价;A错误;
B.异丙胺沸点为33℃,将滤液采用蒸馏的方法分离,得到异丙胺和固体NaBH4;所以操作③所进行的分离操作是蒸馏,B正确;
C.反应①为NaBO2+SiO2+4Na+2H2═NaBH4+2Na2SiO3,H2作氧化剂;Na作还原剂,C正确;
D.钠硬度小;且保存在煤油里,取用少量钠需要用镊子取出,滤纸吸干煤油,用小刀在玻璃片上切割,D正确;
故答案选A。7、D【分析】【详解】
根据题意分析,醋中含有醋酸,与铁反应生成醋酸亚铁和氢气,因此中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁。故选D。二、填空题(共8题,共16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】【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】
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12、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】【详解】
(1)亚硫酸钠和硫酸反应生成二氧化硫,反应的方程式为:Na2SO3+H2SO4(浓)═Na2SO4+SO2↑+H2O,生成的二氧化硫含有水蒸气,可用浓硫酸干燥,用向上排空气法收集,且用碱石灰吸收尾气,避免污染环境,则连接顺序为a接b;c接f,g接d;
(2)①Na2S2O4中硫元素的化合价为+3;
②由装置可知;仪器A的名称为恒压滴液漏斗;
③实验时应避免Na2S2O4和HCOONa被氧化,可应先通入二氧化硫,排净系统中的空气,防止加热时Na2S2O4和HCOONa被氧化,也可通一段时间N2;排净系统中的空气;
④洗涤连二亚硫酸钠时应与空气隔离;洗涤剂可用甲醇或乙醇,洗涤过程为:在无氧环境中,向漏斗中加入甲醇或乙醇至浸没晶体,待甲醇顺利流下,重复2-3次;
⑤设连二亚硫酸钠理论产率为x;根据硫原子守恒:
2Na2SO3~Na2S2O4
252174
6.3gx
则解得x=4.35g,产率为:【解析】bcfgdNa2SO3+H2SO4(浓)═Na2SO4+SO2↑+H2O+3恒压滴液漏斗排净系统中的空气向漏斗中加入甲醇或乙醇至浸没晶体,待甲醇顺利流下,重复2-3次14、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15、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5题,共10分)16、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)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.<18、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19、略
【分析】【详解】
(1)在温度相同时,各弱酸的Ki值与酸性的相对强弱的关系为:Ki值越大;表示电离出氢离子的程度越大,则酸性越强。
(2)根据电离平衡常数可知:
A.正确的应该是ClO-+H2O+CO2→HClO+A错误;
B.甲酸的酸性比碳酸强;根据强酸制弱酸的原理,B正确;
C.H2SO3+HCOO-→HCOOH+C错误;
D.Cl2+H2O+2→2+Cl-+ClO-;D正确;
故答案为BD;
(3)常温下,pH=3的HCOOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合后,生成HCOONa,由于甲酸是弱酸,二者反应后酸有剩余,故混和液呈酸性,HCOOH电离程度大于甲酸根的水解程度,盐电离产生离子浓度大于弱电解质电离产生的离子浓度,故溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(HCOO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
(4)由信息:亚硒酸(H2SeO3)有较强的氧化性。SO2具有还原性,会产生红褐色单质应该是硒单质,则该反应的化学方程式:H2SeO3+2SO2+H2O→Se↓+2H2SO4。
(5)将亚硒酸与30%的H2O2加热可制得硒酸(H2SeO4),此时过氧化氢作氧化剂,H2O是还原产物,H2SeO4既是氧化产物又是还原产物,H2SeO3作还原剂,其氧化性比H2SeO4弱;故合理选项是C。
(6)根据化合价升降法和题目中的信息:TeO2与Te的物质的量之比为1:1,根据电子守恒、原子守恒,可得配平方程式为:8
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