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…………○…………內(nèi)…………○…○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2025年上外版拓展型課程化學上冊月考試卷含答案考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五六總分得分評卷人得分一、選擇題(共9題,共18分)1、硫及其化合物的“價-類”二維圖體現(xiàn)了化學變化之美。下列有關說法正確的是。
A.硫在氧氣中燃燒直接生成B.為難溶于水的黑色固體,可溶于硝酸C.硫化氫與反應的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為D.可由其相應單質(zhì)直接化合生成2、用如圖所示裝置及藥品進行實驗,能達到對應實驗目的的是。
A.圖1:除去CO2氣體中混有的HClB.圖2:制備并收集SO2C.圖3:加熱熔融的純堿固體D.圖4:用海水制取蒸餾水3、以下幾種氣體可用如圖所示裝置干燥;收集的是。
①H2②O2③CO2④SO2⑤CH4⑥NH3
A.①③④B.②⑤⑥C.②③④D.①⑤⑥4、下列實驗不能達到實驗目的的是A.實驗室分離CO與CO2B.檢查裝置氣密性C.蒸發(fā)濃縮結(jié)晶D.分離出溴的四氯化碳溶液5、下列關于應用套管實驗裝置(部分裝置未畫出)進行的實驗;下列敘述錯誤的是()
A.利用甲裝置可以制取少量HFB.利用乙裝置可以驗證Na2O2與水反應既生成氧氣,又放出熱量C.利用丙裝置驗證KHCO3和K2CO3的熱穩(wěn)定性,X中應放的物質(zhì)是KHCO3D.利用丁裝置制取SO2,并檢驗其還原性,小試管中的試劑可為酸性KMnO4溶液6、類推的思維方法是化學學習和研究中常用的重要思維方法;但所得結(jié)論要經(jīng)過實踐的檢驗才能確定其正確與否。根據(jù)你所掌握的知識,判斷下列類推結(jié)論中正確的是。
。
化學事實。
類推結(jié)論。
A
pH=3的鹽酸稀釋1000倍后pH=6
pH=6的鹽酸稀釋1000倍后pH=9
B
用電解熔融MgCl2的方法冶煉金屬鎂。
用電解熔融NaCl的方法冶煉金屬鈉。
C
將SO2通入BaCl2溶液中無沉淀生成。
將SO2通入Ba(NO3)2溶液中也無沉淀生成。
D
Al在O2中燃燒生成Al2O3
Fe在O2中燃燒生成Fe2O3
A.AB.BC.CD.D7、實驗室常用如圖所示的兩套裝置測量所制得氣體的體積;下面有關這兩套量氣裝置的使用說明有錯誤的是。
A.使用A裝置量氣前,其右管中應充滿相應的液體B.量氣前,B裝置中廣口瓶通常應盛滿相應的液體C.A裝置收集完氣體后,在讀數(shù)前應使盛液管內(nèi)液面與集氣管內(nèi)液面相平D.A裝置是直接測量氣體體積,而B裝置直接測量的是所排出液體的體積8、用鐵制備較純凈的Fe2O3,下列實驗方案最好的是()A.使鐵在潮濕的空氣中緩慢氧化B.使鐵與足量稀硝酸反應,然后加入足量NaOH溶液,過濾、洗滌,然后充分加熱分解C.使鐵與足量稀硫酸反應,然后加入足量氨水,過濾、洗滌,然后充分加熱分解D.使鐵在氧氣中燃燒,加入足量NaOH溶液,過濾、洗滌,然后充分加熱分解9、80℃時,NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)。該溫度下,在甲、乙、丙三個體積相等且恒容的密閉容器中,投入NO2和SO2,起始濃度如下表所示,其中甲經(jīng)2min達平衡時,NO2的轉(zhuǎn)化率為50%,下列說法不正確的是。起始濃度甲乙丙c(NO2)(mol/L)0.100.200.20c(SO2)/(mol/L)0.100.100.20A.容器甲中的反應在前2min的平均反應速率v(SO2)=0.025mol/(L·min)B.達到平衡時,容器丙中正反應速率與容器甲相等C.溫度升至90℃,上述反應平衡常數(shù)為1.56,則反應的△H>0D.容器乙中若起始時改充0.10mol/LNO2和0.20mol/L,達到平衡時c(NO)與原平衡相同評卷人得分二、填空題(共6題,共12分)10、水豐富而獨特的性質(zhì)與其結(jié)構(gòu)密切相關。
(1)對于水分子中的共價鍵,依據(jù)原子軌道重疊的方式判斷,屬于_________鍵;依據(jù)O與H的電負性判斷,屬于_________共價鍵。
(2)水分子中,氧原子的價層電子對數(shù)為_________,雜化軌道類型為_________。
(3)下列事實可用“水分子間存在氫鍵”解釋的是_________(填字母序號)。
a.常壓下;4℃時水的密度最大。
b.水的沸點比硫化氫的沸點高160℃
c.水的熱穩(wěn)定性比硫化氫強。
(4)水是優(yōu)良的溶劑,常溫常壓下極易溶于水,從微粒間相互作用的角度分析原因:_________(寫出兩條)。
(5)酸溶于水可形成的電子式為_________;由于成鍵電子對和孤電子對之間的斥力不同,會對微粒的空間結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,如中H-N-H的鍵角大于中H-O-H的鍵角,據(jù)此判斷和的鍵角大?。篲_______(填“>”或“<”)。11、向某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的氣體M和N;一定條件下發(fā)生反應,達到平衡后,只改變反應的一個條件,測得容器中物質(zhì)的濃度;反應速率隨時間的變化如圖1、圖2所示。
回答下列問題:
(1)該反應的化學方程式為_______,其_______(填“>”、“<”或“=”)0。
(2)30min時改變的條件是____,40min時改變的條件是____,請在圖2中畫出30min~40min的正逆反應速率變化曲線以及標出40min~50min內(nèi)對應的曲線_____。
(3)0~8min內(nèi),_______;50min后,M的轉(zhuǎn)化率為_______(保留三位有效數(shù)字)。
(4)20min~30min內(nèi),反應平衡時的平衡常數(shù)K=_______。12、實驗室模擬工業(yè)生產(chǎn)食品香精菠蘿酯()的簡易流程如下:
有關物質(zhì)的熔、沸點如表:。苯酚氯乙酸苯氧乙酸熔點/℃436299沸點/℃181.9189285
試回答下列問題:
(1)反應室I中反應的最佳溫度是104℃,為較好地控制溫度在102℃~106℃之間,加熱時可選用___(選填字母)。
A.火爐直接加熱B.水浴加熱C.油浴加熱。
(2)分離室I采取的操作名稱是___。
(3)反應室I中發(fā)生反應的化學方程式是___。
(4)分離室II的操作為:①用NaHCO3溶液洗滌后分液;②有機層用水洗滌后分液;洗滌時不能用NaOH溶液代替NaHCO3溶液,其原因是___(用化學方程式表示)。13、某化學小組用下列裝置和試劑進行實驗,探究O2與KI溶液發(fā)生反應的條件。
供選試劑:質(zhì)量分數(shù)為30%的H2O2溶液、0.1mol·L-1的H2SO4溶液、MnO2固體、KMnO4固體。
(1)小組同學設計甲;乙、丙三組實驗;記錄如下:
。
操作。
現(xiàn)象。
甲。
向裝置I的錐形瓶中加入MnO2固體,向裝置I的____中加入質(zhì)量分數(shù)為30%的H2O2溶液;連接裝置I;III,打開活塞。
裝置I中產(chǎn)生無色氣體并伴隨大量白霧;裝置III中有氣泡冒出;溶液迅速變藍。
乙。
向裝置II中加入KMnO4固體;連接裝置II;III,點燃酒精燈。
裝置III中有氣泡冒出;溶液不變藍。
丙。
向裝置II中加入____,向裝置III中再加入適量0.1mol·L-1的H2SO4溶液;連接裝置II;III,點燃酒精燈。
裝置III中有氣泡冒出;溶液變藍。
(2)丙實驗中O2與KI溶液反應的離子方程式為___________________________________。
(3)對比乙、丙實驗可知,O2與KI溶液發(fā)生反應的適宜條件是__________。為進一步探究該條件對反應速率的影響;可采取的實驗措施是____________________________。
(4)由甲、乙、丙三組實驗推測,甲實驗中可能是I中的白霧使溶液變藍。為了驗證推測,可將裝置I中產(chǎn)生的氣體通入_________(填字母)溶液中,依據(jù)實驗現(xiàn)象來證明白霧中含有H2O2。A.酸性KMnO4B.FeCl2C.H2S(5)資料顯示:KI溶液在空氣中久置的過程中會被緩慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。該小組同學取20mL久置的KI溶液,向其中加入幾滴淀粉溶液,結(jié)果沒有觀察到溶液顏色變藍,他們猜想可能是發(fā)生了反應___________________________________(寫離子方程式)造成的,請設計實驗證明他們的猜想是否正確:___________________________________。14、已知稀溴水和氯化鐵溶液都呈黃色;現(xiàn)在足量的稀氯化亞鐵溶液中,加入1~2滴液溴,振蕩后溶液呈黃色。
(1)甲同學認為這不是發(fā)生化學反應所致,則使溶液呈黃色的微粒是:______(填粒子的化學式;下同);
乙同學認為這是發(fā)生化學反應所致,則使溶液呈黃色的微粒是_________。
(2)如果要驗證乙同學判斷的正確性;請根據(jù)下面所提供的可用試劑,用兩種方法加以驗證,請將選用的試劑代號及實驗中觀察到的現(xiàn)象填入下表。
實驗可供選用試劑:。A.酸性高錳酸鉀溶液B.氫氧化鈉溶液C.四氯化碳D.硫氰化鉀溶液E.硝酸銀溶液F.碘化鉀淀粉溶液。實驗方案。
所選用試劑(填代號)
實驗現(xiàn)象。
方案一。
方案二。
(3)根據(jù)上述實驗推測,若在稀溴化亞鐵溶液中通入氯氣,則首先被氧化的離子是________,相應的離子方程式為_______________________________________________;15、根據(jù)所學知識回答下列問題。
(1)0.1mol?L-1的NaHCO3溶液中各離子的濃度由大到小的順序為__。
(2)已知:常溫時,H2R的電離平衡常數(shù)Ka1=1.23×10-2,Ka2=5.60×10-8,則0.1mol?L-1的NaHR溶液顯__(填“酸”;“中”或“堿”)性。
(3)實驗室用AlCl3(s)配制AlCl3溶液的操作為__,若將AlCl3溶液蒸干并灼燒至恒重;得到的物質(zhì)為___(填化學式)。
(4)25℃時,將足量氯化銀分別放入下列4種溶液中,充分攪拌后,銀離子濃度由大到小的順序是___(填標號);③中銀離子的濃度為_____mol?L-1。(氯化銀的Ksp=1.8×10-10)
①100mL0.1mol?L-1鹽酸②100mL0.2mol?L-1AgNO3溶液。
③100mL0.1mol?L-1氯化鋁溶液④100mL蒸餾水評卷人得分三、原理綜合題(共6題,共12分)16、研究二氧化硫;氮氧化物等大氣污染物的治理具有重要意義;請回答下列問題:
I.為減少SO2的排放;將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。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)寫出焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式_________________________。
(2)洗滌含SO2的煙氣,含以下物質(zhì)的溶液可作洗滌劑的是____________________。
A.NaHSO3B.NaHCO3C.BaCl2D.FeCl3
II.NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。
(3)汽車尾氣中生成NO的反應為:N2(g)+O2(g)?2NO(g)ΔH>0
①T℃時,2L密閉氣缸中充入4molN2和1molO2發(fā)生反應,5min后達平衡,測得NO為1mol。計算該溫度下,N2的平均反應速率v(N2)=_______________,反應的平衡常數(shù)K=____________。
②如圖曲線a表示該反應在溫度T℃下N2的物質(zhì)的量隨時間的變化,曲線b表示該反應在某一起始條件改變時N2的物質(zhì)的量隨時間的變化,則改變的條件可能是____________(寫出一條即可)III.汽車燃油不完全燃燒時會產(chǎn)生CO。
(4)有人設想按2CO(g)=2C(s)+O2(g)反應除去CO,但事實上該反應在任何溫度下都不能實現(xiàn),由此判斷該反應的ΔH_______0。(填寫“>”;“<”或者“=”)
(5)在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器可降低尾氣中污染物的排放,其反應為:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。已知該反應在570K時的平衡常數(shù)的數(shù)值為1×1059,但反應速率極慢。為了提高尾氣的凈化效率在實際操作中最可行的措施是_____。
A.升高溫度B.增大壓強C.使用高效催化劑17、目前工業(yè)上可利用CO或CO2來生產(chǎn)燃料甲醇,某研究小組對下列有關甲醇制取的三條化學反應原理進行探究。已知在不同溫度下的化學反應。平衡常數(shù)(K1、K2、K3)如表所示:?;瘜W反應焓變平衡常數(shù)溫度/℃500700800500700800①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)△H1K12.50.340.15②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2K21.01.702.52③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H3K3
請回答下列問題:
(1)反應②是_______(填“吸熱”或“放熱”)反應。
(2)根據(jù)反應①與②可推導出K3、K1與K2之間的關系,則K3=____(用K1、K2表示);根據(jù)反應③判斷△S______0(填“>”、“=”或“<”),在___(填“較高”或“較低”)溫度下有利于該反應自發(fā)進行。
(3)要使反應③在一定條件下建立的平衡逆向移動,可采取的措施有___(填字母序號)。
A.縮小反應容器的容積。
B.擴大反應容器的容積。
C.升高溫度。
D.使用合適的催化劑。
E.從平衡體系中及時分離出CH3OH
(4)500℃時測得反應③在某時刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度(mol·L-1)分別為0.8、0.1、0.3、0.15,則此時v正___v逆(填“>”;“=”或“<”)。
(5)根據(jù)上述表格測得焓變,下列能量關系圖合理的是___。
18、近年來;全球丙烯需求快速增長,研究丙烷制丙烯有著重要的意義。
相關反應有:
Ⅰ.C3H8在無氧條件下直接脫氫:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)?H1=+124kJ·mol?1
Ⅱ.逆水煤氣變換:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)?H2
Ⅲ.CO2氧化C3H8脫氫制取丙烯:C3H8(g)+CO2(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(g)?H3
已知:CO和H2的燃燒熱分別為?283.0kJ·mol?1、?285.8kJ·mol?1;
H2O(g)=H2O(l)?H=?44kJ·mol?1
請回答:
(1)反應Ⅱ的?H2=___________kJ·mol?1。
(2)下列說法正確的是___________
A.升高溫度反應Ⅰ的平衡常數(shù)增大。
B.選擇合適的催化劑可以提高丙烷平衡轉(zhuǎn)化率和丙烯選擇性。
C.反應Ⅱ能自發(fā),則?S<0
D.恒溫恒壓下通入水蒸氣有利于提高丙烷轉(zhuǎn)化率。
(3)在不同壓強下(0.1MPa、0.01MPa),反應Ⅰ中丙烷和丙烯的物質(zhì)的量分數(shù)隨溫度變化如圖所示,請計算556℃反應Ⅰ的平衡常數(shù)Kp=___________(對于氣相反應,用某組分B的平衡壓強p(B)代替物質(zhì)的量濃度c(B)也可表示平衡常數(shù),記作Kp;如p(B)=p·x(B),p為平衡總壓強,x(B)為平衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分數(shù))。
(4)反應Ⅰ須在高溫下進行,但溫度過高時易發(fā)生副反應,導致丙烯選擇性降低,且高溫將加劇催化劑表面積炭,導致催化劑迅速失活。工業(yè)上常用CO2氧化C3H8脫氫制取丙烯。請說明原因:________。
(5)研究表明,二氧化碳氧化丙烷脫氫制取丙烯可采用鉻的氧化物為催化劑,其反應機理如圖所示。該工藝可以有效消除催化劑表面的積碳,維持催化劑活性,原因是_____。
19、研究氮和碳的化合物對工業(yè)生產(chǎn)和防治污染有重要意義;回答下列問題:
I.(1)化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:。化學鍵H-HN=NN-HE/(kJ·mol-1)436946391
合成氨反應的活化能Ea1=254kJ·mol-1,由此計算氨分解反應的活化能Ea2=___________kJ·mol-1。
(2)利用NH3的還原性可以消除氮氧化物的污染;其中除去NO的主要反應如下:
4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(1)ΔH<0某研究小組將2molNH3、3molNO和一定量的O2充入密閉容器中,在Ag2O催化劑表面發(fā)生上述反應;NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的情況如圖所示:
①溫度從420K升高到580K用時4min,則此時段內(nèi)NO的平均反應速率v(NO)=___________。
②在有氧條件下,溫度580K之后NO生成N2的轉(zhuǎn)化率降低的原因可能是___________。
II.目前有一種新的循環(huán)利用方案處理航天員呼吸產(chǎn)生的CO2,是用Bosch反應CO2(g)+2H2(g)=C(s)+2H2O(g)ΔH<0,再電解水實現(xiàn)O2的循環(huán)利用。
(3)若要此反應自發(fā)進行___________(填“高溫”或“低溫”)更有利。
(4)350℃時,向體積為2L的恒容密閉容器中通入8molH2和4molCO2發(fā)生以上反應,若反應起始和平衡時溫度相同(均為350℃),測得反應過程中壓強隨時間的變化如表所示:。時間/min0102030405060壓強6.00P05.60P05.30P05.15P05.06P05.00P05.60P0
①350℃時Bosch反應的Kp=___________(Kp為用氣體的分壓表示的平衡常數(shù);分壓=氣體的體積分數(shù)x體系總壓)
②Bosch反應的速率方程:V正=K正·c(CO2)·c2(H2),V逆=K逆·c2(H2O)(k是速率常數(shù),只與溫度有關)。20min時,=____(填“>”“<”或“=”)
(5)利用銅基配合物催化劑電催化還原CO2制備碳基燃料(包括CO、烷烴和酸等)是減少CO2在大氣中累積和實現(xiàn)可再生能源有效利用的關鍵手段之一;其裝置原理如圖所示。
①電池工作過程中,陰極的電極反應式為___________。
②每轉(zhuǎn)移2mol電子,陽極室溶液質(zhì)量減輕___________g。20、某校課外活動小組為了探討銅與硝酸的反應設計了如下實驗。
(1)甲同學欲探究銅與稀硝酸反應產(chǎn)生的氣體主要是NO;設計裝置如圖所示(加熱裝置和固定裝置均已略去)。圖中K為止水夾(處于關閉狀態(tài)),F(xiàn)是含有一半空氣的注射器。
請回答有關問題:
①裝置A中進行反應時打開止水夾K,當裝置C中_________時,關閉止水夾K,試分析這樣操作的目的是________,A中反應的離子方程式為______________。
②在完成①中的“操作”后,將裝置B中銅絲插入稀硝酸,并微熱之,觀察到裝置B中的現(xiàn)象是__________________,B中反應的離子方程式為____________________。
③為進一步證明產(chǎn)物是NO,將注射器F中的空氣推入E中,看到的現(xiàn)象是_________________。
④裝置G的作用是_____________________。
(2)同學們發(fā)現(xiàn)銅與稀;濃硝酸反應所得溶液的顏色不同;并記錄如下:
。將1g細銅絲放入盛有10mL的1mol·L-1HNO3溶液的試管中加熱。
銅絲表面有無色氣體逸出;溶液變?yōu)樘焖{色。
將1g細銅絲放入盛有10mL的14mol·L-1HNO3溶液的試管中。
產(chǎn)生大量紅棕色氣體;溶液變?yōu)榫G色,綠色由深到淺,未見到藍色。
有同學認為是銅與濃硝酸反應的溶液中溶解了生成的氣體,也有同學認為是溶液中剩余硝酸濃度較大所致,同學們分別設計了以下4個實驗來判斷該看法是否正確,以下方案中可行的是(選填序號字母)____________。
a.向上述綠色溶液中通入氮氣;觀察顏色變化。
b.加水稀釋上述綠色溶液;觀察顏色變化。
c.向飽和的硝酸銅溶液中不斷滴加14mol·L-1HNO3溶液。
d.向飽和硝酸銅溶液中通入濃硝酸與銅反應產(chǎn)生的氣體,觀察顏色變化21、研究二氧化硫;氮氧化物等大氣污染物的治理具有重要意義;請回答下列問題:
I.為減少SO2的排放;將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。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)寫出焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式_________________________。
(2)洗滌含SO2的煙氣,含以下物質(zhì)的溶液可作洗滌劑的是____________________。
A.NaHSO3B.NaHCO3C.BaCl2D.FeCl3
II.NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。
(3)汽車尾氣中生成NO的反應為:N2(g)+O2(g)?2NO(g)ΔH>0
①T℃時,2L密閉氣缸中充入4molN2和1molO2發(fā)生反應,5min后達平衡,測得NO為1mol。計算該溫度下,N2的平均反應速率v(N2)=_______________,反應的平衡常數(shù)K=____________。
②如圖曲線a表示該反應在溫度T℃下N2的物質(zhì)的量隨時間的變化,曲線b表示該反應在某一起始條件改變時N2的物質(zhì)的量隨時間的變化,則改變的條件可能是____________(寫出一條即可)III.汽車燃油不完全燃燒時會產(chǎn)生CO。
(4)有人設想按2CO(g)=2C(s)+O2(g)反應除去CO,但事實上該反應在任何溫度下都不能實現(xiàn),由此判斷該反應的ΔH_______0。(填寫“>”;“<”或者“=”)
(5)在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器可降低尾氣中污染物的排放,其反應為:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。已知該反應在570K時的平衡常數(shù)的數(shù)值為1×1059,但反應速率極慢。為了提高尾氣的凈化效率在實際操作中最可行的措施是_____。
A.升高溫度B.增大壓強C.使用高效催化劑評卷人得分四、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共1題,共9分)22、鈰外圍電子排布(n-2)f1(n-1)d1ns2是原子序數(shù)為58的一種最早有實際用途的稀土元素;鈰及其化合物的用途十分廣泛。
(1)鈰在元素周期表中的位置是_____;屬于_____區(qū)元素。
(2)硝酸鈰銨Ce(NH4)2(NO3)6中,N的雜化方式為_____;Ce、C、N、O的第一電離能由大到小的順序為_____。
(3)已知CeX3的熔點為CeF3:1460℃、CeCl3:848℃、CeBr3:732℃、CeI3:760℃,依F、Cl、Br、I順序,從CeX3中化學鍵的離子性和共價性說明熔點的變化原因:______________________________________。
(4)鈰的一種氧化物具有獨特的晶體結(jié)構(gòu)和較高的儲存和釋放氧的能力;可形成氧空位,具有催化氧化性能,有著十分廣闊的應用開發(fā)前景,其晶體結(jié)構(gòu)如圖所示:
這種鈰的氧化物的化學式為_____;晶胞中氧離子的配位數(shù)為_____。評卷人得分五、實驗題(共3題,共21分)23、水合肼(N2H4·H2O)易溶于水,沸點為118℃,具有強還原性,屬于二元弱堿,在空氣中可吸收CO2而產(chǎn)生煙霧。工業(yè)上用尿素[CO(NH2)2]和NaClO溶液反應制備水合肼的實驗流程如圖:
(1)“步驟1”是制取NaClO溶液。實驗室配制30%NaOH溶液時,下列儀器中不需要的是___(填標號)。
A.燒杯B.容量瓶C.溫度計D.玻璃棒。
(2)“步驟2”是用如圖1所示裝置制備水合肼。
①儀器B的名稱為___,儀器A中反應的化學方程式為___。
②實驗時若滴加NaClO溶液的速度較快,水合肼的產(chǎn)率會下降,原因是___。
③有同學認為該實驗裝置有缺陷;請寫出改進措施:___。
(3)“步驟3”是分離產(chǎn)品:已知NaCl和Na2CO3的溶解度曲線如圖2,充分反應后,儀器A中的溶液經(jīng)蒸餾獲得水合肼粗品,則從剩余溶液中獲得NaCl粗品的操作是___。
(4)測定餾分中肼含量。稱取樣品mg,加入適量NaHCO3固體,加水配成100mL溶液,移出20.00mL置于錐形瓶中,并滴加2~3滴淀粉溶液,用cmol·L-1的I2標準溶液滴定,經(jīng)多次滴定,平均消耗I2溶液VmL。(滴定過程中,溶液的pH保持在6.5左右,相關反應:N2H4·H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O)樣品中水合肼(N2H4·H2O)的質(zhì)量分數(shù)為___;若滴定前滴定管尖嘴處有氣泡,滴定后消失,會使測得的N2H4·H2O含量___(填“偏高”“偏低”或“不變”)。24、無水氯化鋁是有機化工常用的催化劑;氯化鋁178℃時升華,極易潮解,遇水發(fā)熱并產(chǎn)生白色煙霧。氯化鋁還易溶于乙醇;氯仿和四氯化碳。
實驗室可用反應2Al+6HCl(g)2AlCl3+3H2制備少量無水氯化鋁;某同學利用該原理設計如下實驗裝置:
(1)A燒瓶中發(fā)生反應的化學方程式為________________________
(2)以下三步操作的先后順序為________(填序號)。
①點燃A處酒精燈②點燃C處酒精燈③滴加A處濃硫酸。
(3)D中干燥管內(nèi)堿石灰的作用是_______________________
(4)下列有關AlCl3的說法合理的是________(填序號)。
①AlCl3水溶液能導電②熔融態(tài)AlCl3能導電③鎂條能置換出AlCl3溶液中的Al
(5)實驗室也可通過反應2Al+3Cl2(g)2AlCl3制備無水氯化鋁,此法若還利用上述裝置,在A燒瓶中增用MnO2固體之外,還必須對裝置進行的改動是_________________否則_____________________
(6)指出該實驗裝置可能存在的一種安全隱患:_______________________________25、肉桂酸在有機合成等多方面具有重要作用。實驗室制備肉桂酸的反應裝置示意圖和有關數(shù)據(jù)如下:
(一)制備:在250mL三口燒瓶中放入3mL(3.18g;0.03mol)苯甲醛;8mL(8.16g,0.08mol)乙酸酐,以及4.2g無水碳酸鉀。三口燒瓶的側(cè)口插入一根200℃溫度計于液面以下,采用空氣冷凝管緩緩回流加熱45min。
(二)純化:反應完畢,在攪拌下向反應液中分批加入20mL水;再慢慢加入碳酸鈉中和反應液至pH=8;然后進行水蒸氣蒸餾,蒸出未反應完的苯甲醛。待三口燒瓶中的剩余液體冷卻后,加入活性炭煮沸10~15min,進行趁熱過濾以除去樹脂狀物。將濾液冷卻至室溫,在攪拌下用濃鹽酸酸化至溶液pH=3。充分冷卻,待晶體析出后進行抽濾,用少量冷水洗滌沉淀。抽干,讓粗產(chǎn)品在空氣中晾干,得粗產(chǎn)品3.0g。已知:。名稱性狀熔點沸點溶解度水乙醇水乙醇苯甲醛無色液體-26178微溶互溶乙酸酐無色液體、易水解-73.1139易溶可溶肉桂酸無色晶體,較高溫度下會脫去羧基,最終生成樹脂狀物質(zhì)133300微溶可溶
注:加熱裝置和固定裝置未畫出。
回答下列問題:
(1)儀器a的名稱是____________________。
(2)制備步驟中,回流的目的是___________________。
(3)純化步驟中,分批加入20mL水的目的是____________________________________,加入碳酸鈉是為了中和___________。
(4)水蒸氣蒸餾裝置中玻璃管的作用是___________________________________________;如何判斷蒸餾已完成?__________________________________________。
(5)粗產(chǎn)品中含有少量氯化鈉、氯化鉀,進一步提純粗產(chǎn)品的方法是_____________。
(6)本次實驗粗產(chǎn)品的產(chǎn)率為___________(保留三位有效數(shù)字)。評卷人得分六、工業(yè)流程題(共1題,共2分)26、某同學在實驗室以α-呋喃甲醛()為原料制備α-呋喃甲醇()和α-呋喃甲酸();過程如下:
相關物質(zhì)性質(zhì)如下表:。物質(zhì)α-呋喃甲醛α-呋喃甲醇α-呋喃甲酸乙醚常溫性狀無色或淺黃色液體無色透明液體白色針狀固體無色透明液體熔、沸點/℃-36.5
161.7-31
171131
230-232-116.3
34.6相對分子量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
回答下列問題:
(1)步驟①所用裝置(夾持儀器已省略)如圖,盛放NaOH溶液的儀器名稱為_____________。
(2)步驟②中操作I是_____________,步驟③中操作II是_____________,操作II前需要向乙醚混合液中加入無水MgSO4,其目的是_________________________________________。
(3)向水層中加入濃鹽酸,反應的化學方程式為_____________________________________。
(4)步驟④操作III包括_____________;過濾、洗滌、干燥。
(5)本實驗呋喃甲酸的產(chǎn)率為_____________%(保留三位有效數(shù)字),進一步提純α-呋喃甲酸,若重結(jié)晶時加入過多的蒸餾水,則會導致α-呋喃甲酸的產(chǎn)率_____________(填“偏低”“偏高”或“不影響”)。參考答案一、選擇題(共9題,共18分)1、B【分析】【分析】
由圖可知分別為
【詳解】
A.硫在氧氣中燃燒直接生成不是A錯誤;
B.可與硝酸發(fā)生氧化還原反應;B正確;
C.硫化氫與反應方程式為氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比應為C錯誤;
D.是不能由硫和銅直接反應生成,D錯誤。
故答案選B。2、D【分析】【分析】
【詳解】
A.能與溶液反應而損耗,應該用飽和溶液;選項A錯誤;
B.Cu不能與稀硫酸反應產(chǎn)生選項B錯誤;
C.瓷甘堝中含有高溫加熱純堿時發(fā)生反應:瓷坩堝被腐蝕,選項C錯誤;
D.海水中含有雜質(zhì);可采用蒸餾法使海水淡化,選項D正確。
答案選D。3、D【分析】【分析】
由圖示可知氣體用堿石灰來干燥;說明氣體是顯中性或堿性,不能是酸性氣體;由收集方法是向下排空氣方法說明該氣體密度比空氣小。
【詳解】
①H2密度比空氣??;且屬于中性氣體,①符合要求;
②O2密度比空氣大;且屬于中性氣體,①不符合要求;
③CO2密度比空氣大;且屬于酸性氣體,③不符合要求;
④SO2密度比空氣大;且屬于酸性氣體,④不符合要求;
⑤CH4密度比空氣??;且屬于中性氣體,⑤符合要求;
⑥NH3密度比空氣??;屬于堿性氣體,⑥符合題意;
綜上所述可知:符合要求的物質(zhì)序號是①⑤⑥;故合理選項是D。
【點睛】
堿性干燥劑只能用來干燥中性氣體或堿性氣體;酸性干燥劑只能用來干燥酸性或中性氣體;中性干燥劑理論上可以干燥酸性、堿性、中性氣體,但堿性氣體NH3不能使用中性干燥劑無水CaCl2干燥;H2S屬于酸性氣體,同時具有還原性,不能使用酸性干燥劑濃硫酸來干燥;用排空氣法收集氣體時,主要考慮氣體的密度與空氣的相對大小,密度比空氣小的使用向下排氣法,密度比空氣大的使用向上排空氣方法。4、C【分析】A、要將CO和CO2分離,關閉b,打開a,混合氣體進入左邊廣口瓶裝置,CO與氫氧化鈉溶液不反應,可分離出被右邊廣口瓶中濃硫酸干燥過的純凈的CO,裝有NaOH溶液的廣口瓶用來吸收CO2,此時廣口瓶中發(fā)生的反應方程式為:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;再關閉a,打開b,利用稀硫酸與碳酸鈉反應生成CO2通過濃硫酸干燥得純凈的CO2,選項A正確;B、若長頸漏斗中液面不下降,說明裝置氣密性好,選項B正確;C、蒸發(fā)濃縮結(jié)晶所用的儀器為蒸發(fā)皿,坩堝用于灼燒固體,選項C錯誤;D、利用分液將水層和溴的四氯化碳溶液分離,選項D正確。答案選C。5、A【分析】【分析】
【詳解】
A.HF會腐蝕玻璃;不能用玻璃儀器作為制備氟化氫的裝置,故A錯誤;
B.利用乙裝置在p處放帶火星的木條,木條復燃,則可以驗證Na2O2與水反應生成氧氣,將q管放入到水中,有氣泡冒出,則證明Na2O2與水反應是放出熱量;故B正確;
C.利用丙裝置驗證KHCO3和K2CO3的熱穩(wěn)定性,Y中溫度高,X中溫度低,物質(zhì)在溫度低的環(huán)境中受熱分解,溫度高的不分解,說明更加穩(wěn)定性,因此X中應放的物質(zhì)是KHCO3;故C正確;
D.利用丁裝置制取SO2,生成的二氧化硫再與內(nèi)管中盛裝的高錳酸鉀溶液反應,高錳酸鉀溶液褪色,則說明SO2有還原性;故D錯誤。
綜上所述,答案為A。6、B【分析】試題分析:濃度較大時,強酸稀釋為等倍數(shù)稀釋,但是若是無限稀釋則不能等倍數(shù)稀釋,酸溶液稀釋無限倍后還是酸溶液,pH只能無限接近于7,但不能大于或等于7,A錯誤;活潑金屬單質(zhì)制備采用電解法,所以電解法制備鎂和鈉原理相同,B正確;SO2對應的酸酸性較弱,不能與非氧化性的強酸鹽反應,但是Ba(NO3)2溶液中溶有SO2后,溶液呈酸性,則相當于有氧化性的硝酸,硝酸把亞硫酸根氧化為硫酸根,會生成難溶性的BaSO4白色沉淀,所以C錯誤;Fe在O2中燃燒生成Fe3O4。
考點:本題考查的是化合物性質(zhì)的類比。7、A【分析】【詳解】
A.A在量氣前應通過提升右則管的高度的方法使左管充滿液體而右側(cè)沒有液體;以使收集氣體時將液體壓入到右側(cè),故A錯誤;
B.B裝置中廣口瓶通常應盛滿相應的液體;氣體將液體排除測定液體的體積即為氣體的體積,故B正確;
C.A裝置收集完氣體后;在讀數(shù)前應使盛液管內(nèi)的液面與集氣管內(nèi)的液面相平,使兩側(cè)氣壓相同,故C正確;
D.A裝置是直接根據(jù)刻度測量氣體的體積;而B裝置直接測量的是所排出液體的體積,故D正確。
故選A。8、C【分析】【詳解】
A.鐵在潮濕的空氣中緩慢氧化,逐漸生銹,雖然鐵銹的主要成分是Fe2O3,但鐵銹不純,因此不能制備較純凈的Fe2O3;A項錯誤;
B.鐵與足量稀硝酸反應生成硝酸鐵,同時生成有毒的NO,加入足量NaOH溶液,過濾、洗滌,然后充分加熱分解,雖然可以得到Fe2O3;但過程中生成了有毒的NO,不是最好的方法,B項錯誤;
C.鐵與硫酸反應生成Fe2+,與氨水反應生成Fe(OH)2,在空氣中加熱氧化為Fe(OH)3,分解最后可生成純凈Fe2O3;C項正確;
D.鐵在氧氣中燃燒,生成Fe3O4,加入足量NaOH溶液后Fe3O4不能反應,因此不能生成較純凈的Fe2O3;D項錯誤;
答案選C。9、B【分析】【詳解】
A.容器甲中起始時c(NO2)=0.10mol/L,經(jīng)2min達平衡時,NO2的轉(zhuǎn)化率為50%則反應的NO2濃度為0.050mol/L,則反應消耗SO2的濃度也是0.050mol/L,故反應在前2min的平均速率v(SO2)==0.025mol/(L·min);A正確;
B.反應NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)為氣體體積不變的反應;壓強不影響平衡,則容器甲和丙互為等效平衡,平衡時反應物轉(zhuǎn)化率相等,由于丙中各組分濃度為甲的2倍,則容器丙中的反應速率比A大,B錯誤;
C.對于容器甲,反應開始時c(NO2)=c(SO2)=0.10mol/L,經(jīng)2min達平衡時,NO2的轉(zhuǎn)化率為50%,則反應的c(NO2)=0.050mol/L,根據(jù)物質(zhì)反應轉(zhuǎn)化關系可知,此時c(SO2)=0.10mol/L=0.050mol/L=0.050mol/L,c(NO)=c(SO3)=0.050mol/L,該反應的化學平衡常數(shù)K=溫度升至90℃,上述反應平衡常數(shù)為1.56>1,則升高溫度化學平衡向正反應方向移動,則正反應為吸熱反應,故該反應的△H>0;C正確;
D.化學平衡常數(shù)只與溫度有關,與其它外界條件無關。由于NO2(g)、SO2(g)消耗是1:1關系,反應產(chǎn)生的SO3(g)、NO(g)也是1:1關系,所以容器乙中若起始時改充0.10mol/LNO2和0.20mol/L,平衡時,與原來的乙相同,則達到平衡時c(NO)與原平衡就相同;D正確;
故合理選項是B。二、填空題(共6題,共12分)10、略
【分析】【詳解】
(1)對于水分子中的共價鍵,依據(jù)原子軌道重疊的方式判斷,屬于鍵;O與H的電負性不同;共用電子對偏向于O,則該共價鍵屬于極性共價鍵;
(2)水分子中,氧原子的價層電子對數(shù)為雜化軌道類型為sp3;
(3)a.水中存在氫鍵;導致冰的密度小于水的密度,且常壓下,4℃時水的密度最大,a正確;
b.水分子間由于存在氫鍵,使分子之間的作用力增強,因而沸點比同主族的H2S高,b正確;
c.水的熱穩(wěn)定性比硫化氫強的原因是其中的共價鍵的鍵能更大;與氫鍵無關,c錯誤;
故選ab;
(4)極易溶于水的原因為NH3和H2O極性接近;依據(jù)相似相溶原理可知,氨氣在水中的溶解度大;氨分子和水分子間可以形成氫鍵,大大增強溶解能力;
(5)的電子式為有1對孤電子對,有2對孤電子對,孤電子對之間的排斥力大于孤電子對與成鍵電子對之間的排斥力,水中鍵角被壓縮程度更大,故和的鍵角大?。?gt;【解析】(1)極性。
(2)4sp3
(3)ab
(4)NH3和H2O極性接近;依據(jù)相似相溶原理可知,氨氣在水中的溶解度大;氨分子和水分子間可以形成氫鍵,大大增強溶解能力。
(5)>11、略
【分析】【詳解】
(1)依據(jù)圖1中各物質(zhì)的濃度變化量可得到0-20min,M、N濃度減少量為1.5mol/L,P濃度增加量為3mol/L,則反應的化學方程式為由圖1可知,40min時平衡發(fā)生了移動,而P、M、N的濃度沒有改變,且改變壓強和使用催化劑平衡不移動,則改變的條件是溫度,30min時P、M、N濃度均減小則改變的條件為擴大容器體積,壓強減小,反應速率減小,由圖2可知40min時速率增大,則40min時改變的條件是升高溫度,而生成物P的濃度在減小,依據(jù)勒夏特列原理可判斷該反應的
(2)由(1)分析可知,30min時改變的條件是擴大容器的體積;40min時改變的條件是升高溫度;在圖2中畫出30min~40min的正逆反應速率變化曲線以及標出40min~50min內(nèi)對應的曲線為
(3)8min時,M、N、P的物質(zhì)的量濃度相等,設
則解得x=2,故8min時,0~8min內(nèi);
50min后;M;N、P的物質(zhì)的量濃度相等,故M的轉(zhuǎn)化率為33.3%;
(4)由圖1可知,20min~30min內(nèi),為平衡狀態(tài),M、N的平衡濃度為1.5mol/L,P的平衡濃度為3mol/L,則反應平衡時的平衡常數(shù)K=【解析】(1)<
(2)擴大容器的體積升高溫度
(3)33.3%
(4)412、略
【分析】【分析】
用苯氧乙酸和丙烯醇發(fā)生酯化反應制得菠蘿酯,苯氧乙酸用苯酚和氯乙酸反應制得,考慮到它們?nèi)芊悬c的差異,最好選擇溫度讓苯酚,氯乙酸,苯氧乙酸都成為液體,反應室I中反應的最佳溫度是104℃,水浴加熱溫度太低,苯氧乙酸沸點99攝氏度,水浴溫度會使它凝固,不利于分離,火爐直接加熱,會使苯酚,氯乙酸,苯氧乙酸全都生成氣體,不利于反應,故選擇油浴。生成的菠蘿酯屬于酯類,在堿性條件下會發(fā)生水解,所以不能用NaOH溶液代替NaHCO3溶液。
【詳解】
(1)火爐直接加熱溫度比較高;會讓苯酚和氯乙酸變成蒸汽,不利于它們之間的反應,還會使苯氧,故溫度不能太高,水浴加熱溫度較低,不能讓氯乙酸和苯酚熔化,故溫度也不能太低,可以使所有物質(zhì)都成液體,為較好地控制溫度在102℃~106℃之間,加熱時可選用油浴加熱;
答案為:C;
(2)分離室I是將反應不充分的原料再重復使用;為了增加原料的利用率,要把苯酚和氯乙酸加入反應室1,操作名稱為蒸餾;
答案為:蒸餾;
(3)反應室1為苯酚和氯乙酸發(fā)生取代反應,制得苯氧乙酸,+HCl;
答案為:+HCl;
(4)分離室II發(fā)生的反應是苯氧乙酸和丙烯醇發(fā)生酯化反應,制取菠蘿酯,由于酯在NaHCO3溶液中的溶解度較小,可以析出,隨后分液即可,如用NaOH會使酯發(fā)生水解,故不能用NaOH溶液代替NaHCO3溶液,化學方程式為+NaOH+HOCH2CH=CH2
答案為+NaOH+HOCH2CH=CH2?!窘馕觥緾蒸餾+HCl+NaOH+HOCH2CH=CH213、略
【分析】【分析】
(1)甲實驗:根據(jù)裝置Ⅰ不要加熱制取氧氣可以知道利用的是雙氧水的分解;過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成氧氣,I中產(chǎn)生無色氣體并伴隨大量白霧;Ⅲ中有氣泡冒出,溶液迅速變藍說明生成碘單質(zhì);
(2)碘離子具有還原性;在酸性條件下能夠被氧化氧化成碘單質(zhì),據(jù)此寫出反應的離子方程式;
(3)對比乙、丙實驗可以知道,O2與KI溶液發(fā)生反應的適宜條件酸性環(huán)境;酸溶液中氫離子濃度不同,裝置Ⅲ中出現(xiàn)藍色的速率不同;
(4)證明Ⅰ中產(chǎn)生的氣體中含有雙氧水;氧氣和雙氧水都具有氧化性,需要利用不同性質(zhì)進行檢驗;
(5)該小組同學取20mL久置的KI溶液;向其中加入幾滴淀粉溶液,結(jié)果沒有觀察到溶液顏色變藍,可能是生成的碘單質(zhì)在堿溶液中發(fā)生反應生成碘化鉀;碘酸鉀,驗證是否正確是在未變藍色的溶液中滴入稀硫酸觀察是否變藍。
【詳解】
(1)甲實驗:根據(jù)裝置Ⅰ不需要加熱制取氧氣可以知道利用的是雙氧水的分解,過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成氧氣,向Ⅰ的錐形瓶中加入MnO2固體,向Ⅰ的分液漏斗中加入30%H2O2溶液;連接Ⅰ;Ⅲ,打開活塞,Ⅰ中產(chǎn)生無色氣體并伴隨大量白霧;Ⅲ中有氣泡冒出,溶液迅速變藍說明生成碘單質(zhì),故答案為:分液漏斗;
(2)碘離子具有還原性,在酸性條件下能夠被氧化成碘單質(zhì),據(jù)此寫出反應的離子方程式為:O2+4I-+4H+=2I2+2H2O,故答案為:O2+4I-+4H+=2I2+2H2O;
(3)向裝置Ⅱ中加入KMnO4固體,連接裝置II、III,點燃酒精燈,Ⅲ中有氣泡冒出,溶液不變藍,向Ⅱ中加入KMnO4固體,Ⅲ中加入適量0.1mol·L-1的H2SO4溶液,連接Ⅱ、Ⅲ,點燃酒精燈,Ⅲ中有氣泡冒出,溶液變藍。對比乙、丙實驗可以知道,O2與KI溶液發(fā)生反應的適宜條件是:酸性環(huán)境;為進一步探究該條件對反應速率的影響;可采取的實驗措施是:使用不同濃度的稀硫酸作對比實驗,故答案為:酸性環(huán)境;使用不同濃度的稀硫狻作對比實驗;
(4)A.高錳酸鉀溶液能夠?qū)㈦p氧水氧化;導致高錳酸鉀溶液褪色,而氧氣不與高錳酸鉀溶液反應,如果高錳酸鉀溶液褪色可證明混合氣體中含有雙氧水,故A正確;
B.氧氣和高錳酸鉀溶液都能夠氧化亞鐵離子;無法證明混合氣體中含有雙氧水,故B錯誤;
C.高錳酸鉀和氧氣都能夠氧化硫化氫;無法用硫化氫檢驗混合氣體中是否含有雙氧水,故C錯誤;
故答案為:A;
(5)KI溶液在空氣中久置的過程中會被緩慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。該小組同學取20mL久置的KI溶液,向其中加入幾滴淀粉溶液,結(jié)果沒有觀察到溶液顏色變藍,他們猜想可能是發(fā)生了反應的離子方程式為3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O,設計實驗證明他們的猜想是否正確的實驗方案為:在上述未變藍的溶液中滴入0.1mol?L-1H2SO4溶液,觀察現(xiàn)象,若溶液變藍則猜想正確,否則錯誤,故答案為:3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O;在上述未變藍的溶液中滴入0.1mol?L-1H2SO4溶液;觀察現(xiàn)象,若溶液變藍則猜想正確,否則錯誤。
【點睛】
在做探究性實驗的題目時,根據(jù)資料,如果沒有得到預期的實驗結(jié)果,那么除了資料中給的化學反應,還要考慮酸性或堿性環(huán)境的影響,結(jié)合題目的上下文進行聯(lián)系,綜合考慮得出結(jié)論。這是解答此類題目時的難點?!窘馕觥糠忠郝┒稫MnO4固體O2+4I-+4H+=2I2+2H2O酸性環(huán)境使用同體積不同濃度的稀硫酸做對比實驗A3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O在上述未變藍的溶液中滴入0.1mol?L-1H2SO4溶液,觀察現(xiàn)象,若溶液變藍則猜想正確,否則錯誤14、略
【分析】【分析】
溴單質(zhì)氧化性較強,能將亞鐵離子氧化為三價鐵,三價鐵在水溶液中是黃色的;要驗證乙同學的判斷正確,可檢驗黃色溶液中不含Br2或黃色溶液中含F(xiàn)e3+,根據(jù)Br2和Fe3+的性質(zhì)進行檢驗,Br2可溶于CCl4,F(xiàn)e3+可與KSCN溶液反應生成血紅色物質(zhì);Br2能將Fe2+氧化成Fe3+,說明還原性:Fe2+>Br-;依據(jù)氧化還原反應中“先強后弱”規(guī)律判斷。
【詳解】
(1)在足量的稀氯化亞鐵溶液中,加入1-2滴液溴,若沒有發(fā)生化學反應,使溶液呈黃色的微粒為Br2;若是發(fā)生化學反應,二價鐵離子被溴單質(zhì)氧化為三價鐵在水溶液中是黃色的;因此答案是:Br2;Fe3+;
(2)要驗證乙同學的判斷正確,可檢驗黃色溶液中不含Br2或黃色溶液中含F(xiàn)e3+,根據(jù)Br2和Fe3+的性質(zhì)進行檢驗,Br2可溶于CCl4,F(xiàn)e3+可與KSCN溶液反應生成血紅色物質(zhì);方案一可選用CCl4(C),向黃色溶液中加入四氯化碳,充分振蕩、靜置,溶液分層,若下層呈無色,表明黃色溶液中不含Br2,則乙同學的判斷正確;方案二可選用KSCN溶液(D),向黃色溶液中加入KSCN溶液,振蕩,若溶液變?yōu)檠t色,則黃色溶液中含F(xiàn)e3+;則乙同學的判斷正確。
(3)根據(jù)上述推測說明發(fā)生反應Br2+2Fe2+=2Fe3++2Br-,由此說明亞鐵離子的還原性大于溴離子,Cl2具有氧化性,先氧化的離子是亞鐵離子,反應的離子方程式為2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-;因此答案是:Fe2+;2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-?!窘馕觥緽r2;Fe3+答案如下:
。
選用試劑。
實驗現(xiàn)象。
第一種方法。
C
有機層無色。
第二種方法。
D
溶液變紅。
Fe2+2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-15、略
【分析】【詳解】
(1)NaHCO3在水溶液中發(fā)生電離:NaHCO3=Na++電離產(chǎn)生是會發(fā)生電離作用:H++也會發(fā)生水解作用:+H2OH2CO3+OH-。發(fā)生電離、水解作用都會消耗離子導致c(Na+)>c();電離產(chǎn)生H+使溶液顯酸性;水解產(chǎn)生OH-,使溶液顯堿性。由于其水解作用大于電離作用,最終達到平衡時,溶液中c(OH-)>c(H+),但鹽水解程度是微弱的,主要以鹽電離產(chǎn)生的離子存在,所以c()>c(OH-);溶液中的H+除會電離產(chǎn)生,還有H2O電離產(chǎn)生,而只有電離產(chǎn)生,故離子濃度:c(H+)>c(),因此該溶液中各種離子濃度由大到小的順序為:c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c();
(2)在0.1mol?L-1的NaHR溶液中,存在HR-的電離作用:HR-R2-+H+,電離產(chǎn)生H+使溶液顯酸性,同時也存在著水解中:HR-+H2OH2R+OH-,水解產(chǎn)生OH-,使溶液顯堿性,其平衡常數(shù)Kh=<Ka2=5.60×10-8,說明HR-的電離作用大于水解作用;因此NaHR溶液顯酸性;
(3)AlCl3是強酸弱堿鹽,在溶液中會發(fā)生水解作用:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,導致溶液變渾濁,由于水解產(chǎn)生HCl,因此根據(jù)平衡移動原理,若用固體配制溶液時,將其溶解在一定量的濃鹽酸中,增加了H+的濃度,就可以抑制鹽的水解,然后再加水稀釋,就可以得到澄清溶液;若將AlCl3溶液蒸干,水解平衡正向進行直至水解完全,HCl揮發(fā)逸出,得到的固體是Al(OH)3,然后將固體灼燒至恒重,Al(OH)3分解產(chǎn)生Al2O3和H2O,最后得到的固體是Al2O3;
(4)氯化銀在水中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq);Ag+、Cl-都會抑制物質(zhì)的溶解,溶液中Ag+、Cl-濃度越大;其抑制AgCl溶解的程度就越大。
①100mL0.1mol?L-1鹽酸中c(Cl-)=0.1mol/L;
②100mL0.2mol?L-1AgNO3溶液中c(Ag+)=0.2mol/L;
③100mL0.1mol?L-1氯化鋁溶液中c(Cl-)=0.1mol/L×3=0.3mol/L;
④100mL蒸餾水中不含Cl-、Ag+;對氯化銀在水中溶解無抑制作用。
它們抑制AgCl溶解程度③>②>①>④,AgNO3溶液中含有Ag+,該溶液中含有的c(Ag+)最大;則這四種液體物質(zhì)中銀離子濃度由大到小的順序是:②>④>①>③;
③中c(Cl-)=0.3mol/L,由于AgCl的溶度積常數(shù)Ksp=c(Ag+)·c(Cl-)=1.8×10-10,則該溶液中c(Ag+)==6.0×10-10mol/L。【解析】c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)>c()酸將AlCl3(s)溶解在較濃的鹽酸中,然后加水稀釋Al2O3②>④>①>③6.0×10-10三、原理綜合題(共6題,共12分)16、略
【分析】【詳解】
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;
根據(jù)蓋斯定律,將②-①×整理可得:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=+131.4kJ·mol-1
(2)洗滌含SO2的煙氣,使SO2與洗滌劑發(fā)生反應。
A.NaHSO3與SO2不能反應;不能作洗滌劑,A不符合題意;
B.由于亞硫酸的酸性比碳酸強,所以NaHCO3與SO2能反應,產(chǎn)生Na2SO3或NaHSO3及CO2;因此能作洗滌劑,B符合題意;
C.由于鹽酸的酸性比亞硫酸的酸強,所以BaCl2與SO2不能反應;不能作洗滌劑,C不符合題意;
D.FeCl3與SO2、H2O發(fā)生氧化還原反應,產(chǎn)生FeCl2、HCl、H2SO4;因此可以作洗滌劑,D符合題意;
故合理選項是BD;
II.(3)根據(jù)方程式N2(g)+O2(g)?2NO(g),每反應消耗1molN2、1molO2就會產(chǎn)生2molNO,則5min后達平衡,測得NO為1mol,則消耗N2為0.5mol,消耗O2為0.5mol,用N2的濃度變化表示的平均反應速率v(N2)==0.05mol/(L·min);此時各種氣體的濃度分別是c(N2)=mol/L,c(O2)=mol/L,c(NO)=mol,則此時反應的平衡常數(shù)K=
②由曲線改變可知:改變外界條件后反應速率加快,達到平衡所需時間縮短,且化學平衡正向移動,由于該反應的正反應是氣體體積不變的吸熱反應,則改變的條件可能是升溫或增大O2的濃度;
(4)有人設想按2CO(g)=2C(s)+O2(g)反應除去CO,該反應反應后氣體混亂程度減小,△S<0,若使該反應在任何溫度下都不能實現(xiàn),則ΔG>0,ΔG=ΔH-T△S>0,由此判斷該反應的ΔH>0;
(5)反應2CO(g)2CO2(g)+N2(g)在570K時的平衡常數(shù)的數(shù)值為1×1059,但反應速率極慢。為了提高尾氣的凈化效率,就應該加快化學反應速率,由于該條件下化學平衡常數(shù)已經(jīng)很大,在影響化學反應速率的因素中,采用升高溫度或增大壓強,就需消耗較高的能量和動力,對設備的材料承受的壓力要求也高,投入大大增加,一般不采用;而催化劑能夠成千上萬倍的加快化學反應速率,縮短達到平衡所需要的時間,因此在實際操作中最可行的措施是使用高效催化劑,故合理選項是C。【解析】C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=+131.4kJ·mol-1BD0.05mol/(L·min)或0.57升溫或增大O2的濃度>C17、略
【分析】【詳解】
(1)反應②的平衡常數(shù)隨溫度升高增大;說明升高溫度化學平衡正向進行,則正反應是吸熱反應;
(2)根據(jù)蓋斯定律,將反應①+②可得反應③,則平衡常數(shù)K3=K1×K2;反應③是氣體體積減小的反應△S<0;
500°C時,K3=K1×K2=2.5×1.0=2.5,800°C時,K3=K1×K2=2.52×0.15=0.375,結(jié)合溫度變化分析,隨溫度升高,平衡常數(shù)減小,說明升高溫度,化學平衡逆向進行,則可判斷出該反應的正反應是放熱反應,焓變△H<0;所以反應在較低溫度下能自發(fā)進行;
(3)根據(jù)(2)分析可知:反應③的正反應是氣體體積減小的放熱反應。
A.縮小反應容器的容積;會使體系的壓強增大,增大壓強,化學平衡正向移動,與題目要求的平衡逆向移動不符合,A不符合題意;
B.擴大反應容器的容積;會使體系的壓強減小,減小壓強,化學平衡向氣體體積增大的逆反應方向移動,B符合題意;
C.升高溫度;化學平衡向吸熱的逆反應方向移動,C符合題意;
D.使用合適的催化劑;化學平衡不發(fā)生移動,D不符合題意;
E.從平衡體系中及時分離出CH3OH;化學平衡正向移動,E不符合題意;
故合理選項是BC;
(4)根據(jù)(2)分析可知在500°C時,K3=2.5。500℃時測得反應③在某時刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的濃度(mol·L-1)分別為0.8、0.1、0.3、0.15,此時的濃度商Qc==0.8789<2.5,說明反應未達到平衡狀態(tài),反應正向進行,所以v正>v逆;
(5)A.反應②的平衡常數(shù)隨溫度的升高而增大;說明該反應的正反應為吸熱反應,反應物能量低于生成物,與圖象符合,A正確;
B.反應②是吸熱反應;催化劑改變反應速率不改變化學平衡,平衡狀態(tài)不變,圖象不符合事實,B錯誤;
C.①反應2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)的化學平衡常數(shù)隨溫度升高減??;說明正反應為放熱反應,反應物能量高于生成物,圖象不符合,故C錯誤;
D.反應③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)是放熱反應;則反應物能量高于生成物,圖象符合,D正確;
故合理選項是AD?!窘馕觥竣?吸熱②.K3=K1?K2③.<④.較低⑤.B、C⑥.>⑦.A、D18、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)已知:CO和H2的燃燒熱分別為?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
根據(jù)蓋斯定律,將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.反應I的正反應是吸熱反應;升高溫度,反應Ⅰ的化學平衡正向移動,使其化學平衡常數(shù)增大,A正確;
B.選擇合適的催化劑只能改變反應速率;但不能使化學平衡發(fā)生移動,因此不能提高丙烷平衡轉(zhuǎn)化率,B錯誤;
C.根據(jù)(1)計算可知反應Ⅱ熱化學方程式為CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)?H2=+41.2kJ/mol;該反應的正反應是吸熱反應,反應不能自發(fā),C錯誤;
D.該反應的正反應是氣體體積增大的反應;在恒溫恒壓下通入水蒸氣,體系的體積增大,化學平衡正向移動,因此有利于提高丙烷轉(zhuǎn)化率,D正確;
故合理選項是AD;
(3)對于反應Ⅰ:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)?H1=+124kJ·mol?1,該反應的正反應是氣體體積增大的吸熱反應,在溫度不變時,增大壓強,化學平衡逆向移動,C3H8的轉(zhuǎn)化率降低,C3H6含量降低,所以最上邊斜線表示的是壓強為0.1MPa的C3H8的轉(zhuǎn)化,下邊斜線表示的是0.01MPa的C3H8的轉(zhuǎn)化。若壓強。
在壓強為0.1MPa,溫度為556℃時,假設丙烷的物質(zhì)的量是1mol,反應消耗物質(zhì)的量是x,根據(jù)圖象可知丙烷在A點的物質(zhì)的量分數(shù)50%,則平衡時各種氣體的物質(zhì)的量分別是n(C3H8)=(1-x)mol,n(C3H6)=n(H2)=xmol,由于C3H8的含量是50%,則解得x=氣體總物質(zhì)的量n(氣)=1+=所以此時的平衡常數(shù)Kp==0.0125MPa;
(4)反應Ⅰ須在高溫下進行,但溫度過高時易發(fā)生副反應,會導致丙烯選擇性降低,且高溫將加劇催化劑表面積炭,導致催化劑迅速失活。工業(yè)上常用CO2氧化C3H8脫氫制取丙烯,這是由于CO2能與H2發(fā)生反應Ⅱ;使反應Ⅰ平衡正向移動,從而可提高丙烯產(chǎn)率;
(5)(i)反應為3C3H8+2CrO3=3C3H6+3H2O+Cr2O3;(ii)反應為Cr2O3+3CO2=2CrO3+3CO,總反應方程式為:C3H8(g)+CO2(g)=C3H6(g)+H2O(g)+CO(g)。該工藝可以有效消除催化劑表面的積碳,維持催化劑活性,這是由于C能夠與CO2反應會產(chǎn)生CO,使C脫離催化劑表面,從而可以消除催化劑表面的積炭?!窘馕觥?41.2AD0.0125MPaCO2能與H2發(fā)生反應Ⅱ使反應Ⅰ平衡正移,提高丙烯產(chǎn)率CO2+C=2CO,可以消除催化劑表面的積炭19、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)的又所以
(2)①420K時NO的轉(zhuǎn)化率為2%,此時消耗的580K時NO的轉(zhuǎn)化率為59%,此時消耗的此時間段內(nèi)NO的變化量為1.77mol-0.06mol=1.71mol,容積的體積為2L,反應速率為
根據(jù)圖像可知,在有氧條件下,溫度580K之后NO生成N2的轉(zhuǎn)化率降低,由于該反應為放熱反應,溫度升高,平衡逆向進行,導致NO轉(zhuǎn)化率降低,也可能是溫度升高發(fā)生了副反應4NH3+7O2=4NO2+6H2O或催化劑活性降低;都有可能導致NO轉(zhuǎn)化率降低;
(3)該反應的根據(jù)知;該反應在低溫條件下進行;
(4)①結(jié)合三段式計算平衡狀態(tài)氣體的物質(zhì)的量;設達到平衡狀態(tài)消耗二氧化碳的物質(zhì)的量為x;
氣體壓強之比等于物質(zhì)的量之比,解得x=2mol,則平衡時n(CO2)=2mol,n(H2)=4mol,P=5.00P0,CO2%=20%,H2%=40%,H2O%=40%,
②30min時,圖表數(shù)據(jù)表明反應正向進行,則有所以
(5)電池工作中,陰極上CO2得到電子被還原,結(jié)合氫離子轉(zhuǎn)化為HCOOH,電極反應是為Pt電極上H2O轉(zhuǎn)化為O2,發(fā)生氧化反應為陽極,電極反應為陽極室質(zhì)量減輕是因為釋放出氧氣,O2-4e-,所以轉(zhuǎn)移2mol電子,生成的O2為0.5mol,即為8g【解析】300平衡逆向進行低溫>8g20、略
【分析】(1)由實驗裝置及流程可知,A中發(fā)生硝酸與碳酸鈣的反應生成二氧化碳,因燒瓶中有空氣,則生成的NO能與氧氣反應生成二氧化氮,利用A裝置反應生成的二氧化碳氣體趕凈裝置中的空氣避免對一氧化氮氣體檢驗的干擾;B中發(fā)生Cu與硝酸的反應生成NO、硝酸銅,E中收集到無色氣體NO,利用F充入空氣,可檢驗NO的生成;C裝置可檢驗二氧化碳充滿B、E裝置;D裝置為尾氣處理裝置,吸收氮的氧化物,防止污染空氣。①裝置A中進行反應時打開止水夾K,當裝置C中產(chǎn)生白色沉淀時,關閉止水夾K,這樣操作的目的是利用生成的CO2將整個裝置內(nèi)的空氣趕盡,避免NO和O2反應生成NO2,對氣體產(chǎn)物的觀察產(chǎn)生干擾,A中反應的離子方程式為CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O。②在完成①中的“操作”后,將裝置B中銅絲插入稀硝酸,并微熱之,觀察到裝置B中的現(xiàn)象是銅絲上產(chǎn)生氣泡,液面上仍為無色,溶液變?yōu)樗{色,B中反應的離子方程式為3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O。③為進一步證明產(chǎn)物是NO,將注射器F中的空氣推入E中,看到的現(xiàn)象是無色氣體變?yōu)榧t棕色。④裝置G的作用是防倒吸。(2)要證明是溶液中剩余硝酸濃度較大或是溶解了NO2導致裝置①中溶液顏色不同,一是可設計將溶解的NO2趕走(a方案)再觀察顏色變化,二是增大溶液中NO2濃度(d方案),通過觀察顏色變化可以判斷;三是向飽和的硝酸銅溶液中不斷滴加14mol·L-1HNO3溶液(c方案)。故選acd。
點睛:本題主要考查HNO3的性質(zhì)、屬物質(zhì)驗證性實驗設計,利用對比的方法判斷硝酸的性質(zhì)。解題關鍵:(1)結(jié)合已知的物質(zhì)具有的性質(zhì),選擇合適的試劑,設計具體實驗方案驗證物質(zhì)是否具有該性質(zhì)。D對有毒氣體要設計尾氣處理裝置,防止污染環(huán)境,還要注意防止倒吸。(2)針對銅與稀、濃硝酸反應所得溶液的顏色不同提出假設,并設計實驗進行驗證。b方案易錯,加水稀釋后,硝酸和硝酸銅的濃度均降低。【解析】產(chǎn)生白色沉淀利用生成的CO2將整個裝置內(nèi)的空氣趕盡,避免NO和O2反應生成NO2,對氣體產(chǎn)物的觀察產(chǎn)生干擾CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O銅絲上產(chǎn)生氣泡,液面上仍為無色,溶液變?yōu)樗{色3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O無色氣體變?yōu)榧t棕色防倒吸acd21、略
【分析】【詳解】
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;
根據(jù)蓋斯定律,將②-①×整理可得:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=+131.4kJ·mol-1
(2)洗滌含SO2的煙氣,使SO2與洗滌劑發(fā)生反應。
A.NaHSO3與SO2不能反應;不能作洗滌劑,A
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