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…………○…………內…………○…………裝…………○…………內…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2025年滬科版拓展型課程化學下冊階段測試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總分得分評卷人得分一、選擇題(共6題,共12分)1、利用工業廢氣中的CO2和H2可以合成甲醇,反應方程式為:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0,恒溫下向5L密閉容器中充入反應物如下表。下列說法不正確的是。t/minn(CO2)/moln(H2)/mol02.06.021.040.561.5
A.反應進行到4min時已達平衡B.2min末反應速率v(CO2)=0.1mol·L-1·min-1C.該溫度下化學平衡常數K=(mol·L-1)-2D.圖中曲線表示逐漸升高溫度時CO2的轉化率隨時間變化圖像2、下列裝置或操作能達到實驗目的的是A.實驗室制取并收集O2B.構成銅鋅原電池C.檢查裝置氣密性D.利用排空氣法收集CO23、下列實驗裝置與操作正確的是。
A.用圖1所示裝置分離四氯化碳和水B.用圖2所示裝置干燥氨氣C.用圖3所示裝置做制取氯氣的發生裝置D.用圖4所示裝置驗證物質的酸性:HCl>H2CO3>H2SiO34、由下列實驗及現象不能推出相應結論的是。
。選項。
實驗。
現象。
結論。
A
將紅磷在燃燒匙中點燃后伸入集滿N2O的集氣瓶中。
繼續燃燒;產生大量白煙。
N2O具有氧化性。
B
將鋁片插入HgCl2溶液片刻;取出用濾紙吸干表面溶液,放置空氣中。
鋁片表面長出毛刷狀白色固體。
HgCl2能破壞鋁表面氧化膜;汞能與鋁形成合金。
C
向盛有Cu2O的試管中加入足量鹽酸。
溶液變藍綠色;管底有紅色沉淀。
氧化性:H+大于Cu2+
D
用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱。
熔化的鋁不滴落。
生成Al2O3熔點比Al高。
A.AB.BC.CD.D5、科學的假設與猜想是科學探究的先導和價值所在。在下列假設(猜想)引導下的探究肯定沒有意義的選項是A.探究SO2和Na2O2反應可能有Na2SO4生成B.探究濃硫酸與銅在一定條件下反應產生的黑色物質可能是CuO或CuS或Cu2SC.探究向滴有酚酞試液的NaOH溶液中通入Cl2,酚酞紅色褪去的現象是溶液的酸堿性改變所致,還是HClO的漂白性所致D.探究Na與水的反應可能有O2生成6、某小組利用下面的裝置進行實驗;②;③中溶液均足量,操作和現象如下表。
資料:CaS遇水完全水解。
由上述實驗得出的結論不正確的是A.③中白色渾濁是CaCO3B.②中溶液pH降低的原因是:H2S+Cu2+=CuS↓+2H+C.實驗①中CO2過量發生的反應是:CO2+H2O+S2-=CO32-+H2SD.由實驗I和II不能比較H2CO3和H2S酸性的強弱評卷人得分二、填空題(共7題,共14分)7、水豐富而獨特的性質與其結構密切相關。
(1)對于水分子中的共價鍵,依據原子軌道重疊的方式判斷,屬于_________鍵;依據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.水的熱穩定性比硫化氫強。
(4)水是優良的溶劑,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,會對微粒的空間結構產生影響,如中H-N-H的鍵角大于中H-O-H的鍵角,據此判斷和的鍵角大小:________(填“>”或“<”)。8、晶體硼熔點為1873K;其結構單元為正二十面體,結構如圖所示。氮化硼(BN)有多種相結構,例如六方相氮化硼與立方相氮化硼,結構如圖所示,六方相氮化硼與石墨相似,具有層狀結構;立方相氮化硼是超硬材料。回答下列問題:
(1)基態硼原子有___種不同能量的電子,第二周期中,第一電離能介于硼元素與氮元素之間的元素有___種。
(2)晶體硼為___(填晶體類型),結構單元由___個硼原子構成,共含有___個B-B鍵。
(3)關于氮化硼兩種晶體的說法,正確的是___。
a.立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵。
b.六方相氮化硼層間作用力小;所以質地軟。
c.兩種晶體均為分子晶體。
d.兩種晶體中的B-N鍵均為共價鍵。
(4)NH4BF4是合成氮化硼納米管的原料之一,1molNH4BF4含有___mol配位鍵。9、油氣開采;石油化工、煤化工等行業廢氣普遍含有的硫化氫;需要回收處理并加以利用。
H2S熱分解反應:2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)ΔH4=170kJ·mol-1,在1373K、100kPa反應條件下,對于n(H2S):n(Ar)分別為4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的H2S-Ar混合氣,熱分解反應過程中H2S轉化率隨時間的變化如下圖所示。
(1)n(H2S):n(Ar)越小,H2S平衡轉化率___________,理由是___________
(2)n(H2S):n(Ar)=1:9對應圖中曲線___________,計算其在0~0.1s之間,H2S分壓的平均變化率為___________kPa·s-1。10、根據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11、以下是合成乙酰水楊酸(阿司匹林)的實驗流程圖;請你回答有關問題:
已知:阿司匹林;水楊酸和乙酸酐的相對分子量分別為:180、138、102.
(1)制取阿司匹林的化學反應方程式為_________________;反應類型____________;
(2)水楊酸分子之間會發生縮合反應生成聚合物,寫出用除去聚合物的有關離子方程式______________________________________________;
(3)抽濾裝置如圖所示,儀器A的名稱___________;該操作時在儀器A中加入濾紙,用蒸餾水濕潤后,應________(選擇下列正確操作的編號);再轉移液體①微開水龍頭;②開大水龍頭;③微關水龍頭;④關閉水龍頭。
(4)下列有關抽濾的說法中正確的是________
A.抽濾是為了加快過濾速率;得到較大顆粒的晶體。
B.不宜用于過濾膠狀沉淀或顆粒太小的沉淀。
C.當吸濾瓶內液面高度快達到支管口時;應拔掉鏈接支管口的橡皮管,從支管口倒出。
D.將晶體轉移至布氏漏斗時;若有晶體附在燒杯內壁,應用蒸餾水淋洗至布氏漏斗中。
E.洗滌沉淀時;應使洗滌劑快速通過沉淀。
(5)用冷水洗滌晶體的目的_______________________;
(6)取2.000g水楊酸、5.400g乙酸酐反應,最終得到產品1.566g。求實際產率_______;12、亞氯酸鈉(NaClO2)是一種重要的殺菌消毒劑;同時也是對煙氣進行脫硫;脫硝的吸收劑。
Ⅰ.以氯酸鈉(NaClO3)為原料制備NaClO2粗品的工藝流程如下圖所示:
已知:
i.純ClO2易分解爆炸,空氣中ClO2的體積分數在10%以下比較安全;
ii.NaClO2在堿性溶液中穩定存在;在酸性溶液中迅速分解;
iii.NaClO2飽和溶液在溫度低于38℃時析出NaClO2?3H2O,等于或高于38℃時析出NaClO2晶體,高于60℃時分解成NaClO3和NaCl。
(1)試劑A應選擇_________。(填字母)
a.SO2b.濃硝酸c.KMnO4
(2)反應②的離子方程式為_________。
(3)已知壓強越大,物質的沸點越高。反應②結束后采用“減壓蒸發”操作的原因是________。
(4)下列關于上述流程的說法中,合理的是_________。(填字母)
a.反應①進行過程中應持續鼓入空氣。
b.反應①后得到的母液中;溶質的主要成分是NaCl
c.反應②中NaOH溶液應過量。
d.冷卻結晶時溫度選擇38℃,過濾后進行溫水洗滌,然后在低于60℃下進行干燥,得到粗產品NaClO2
Ⅱ.采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時對煙氣進行脫硫;脫硝。
(5)在鼓泡反應器中通入含有SO2和NO的煙氣,反應溫度為323K,NaClO2溶液濃度為5×10?3mol/L。反應一段時間后溶液中離子濃度的分析結果如下表:。離子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寫出NaClO2溶液脫硝過程中主要反應的離子方程式_________。
②由實驗結果可知,脫硫反應速率_________(填“大于”或“小于”)脫硝反應速率。除SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同外,還可能存在的原因是_________。(答出兩條即可)13、某化學小組用下列裝置和試劑進行實驗,探究O2與KI溶液發生反應的條件。
供選試劑:質量分數為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____中加入質量分數為30%的H2O2溶液;連接裝置I;III,打開活塞。
裝置I中產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中產生的氣體通入_________(填字母)溶液中,依據實驗現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,結果沒有觀察到溶液顏色變藍,他們猜想可能是發生了反應___________________________________(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:___________________________________。評卷人得分三、元素或物質推斷題(共9題,共18分)14、周期表前三周期元素A;B、C、D;原子序數依次增大,A的基態原子的L層電子是K層電子的兩倍;B的價電子層中的未成對電子有3個;C與B同族;D的最高價含氧酸為酸性最強的無機含氧酸。請回答下列問題:
(1)C的基態原子的電子排布式為_____________;D的最高價含氧酸酸性比其低兩價的含氧酸酸性強的原因是___________________________。
(2)雜化軌道分為等性和不等性雜化,不等性雜化時在雜化軌道中有不參加成鍵的孤電子對的存在。A、B、C都能與D形成中心原子雜化方式為____________的兩元共價化合物。其中,屬于不等性雜化的是____________(寫化學式)。以上不等性雜化的化合物價層電子對立體構型為_________,分子立體構型為_______________________________。
(3)以上不等性雜化化合物成鍵軌道的夾角________(填“大于”;“等于”或“小于”)等性雜化的化合物成鍵軌道間的夾角。
(4)A和B能形成多種結構的晶體。其中一種類似金剛石的結構,硬度比金剛石還大,是一種新型的超硬材料。其結構如下圖所示(圖1為晶體結構,圖2為切片層狀結構),其化學式為________________。實驗測得此晶體結構屬于六方晶系,晶胞結構見圖3。已知圖示原子都包含在晶胞內,晶胞參數a=0.64nm,c=0.24nm。其晶體密度為________________(已知:=1.414,=1.732,結果精確到小數點后第2位)。
15、W;X、Y、Z、N、M六種主族元素;它們在周期表中位置如圖所示,請用對應的的化學用語回答下列問題:
(1)N元素在周期表中的位置___________,根據周期表,推測N原子序數為___________
(2)比較Y、Z、W三種元素形成簡單離子的半徑由大到小的順序___________
(3)M最高價氧化物的水化物在水中的電離方程式:___________
(4)以下說法正確的是___________
A.單質的還原性:X>Y,可以用X與YM2溶液發生反應來證明。
B.Y與同周期的ⅢA元素的原子序數相差1
C.半導體器件的研制開始于硅;研發出太陽能光伏電池,將輻射轉變為電能,如我校的路燈。
D.元素N位于金屬與非金屬的分界線附近,可以推斷N元素的單質具有兩性16、周期表前三周期元素A;B、C、D;原子序數依次增大,A的基態原子的L層電子是K層電子的兩倍;B的價電子層中的未成對電子有3個;C與B同族;D的最高價含氧酸為酸性最強的無機含氧酸。請回答下列問題:
(1)C的基態原子的電子排布式為_____________;D的最高價含氧酸酸性比其低兩價的含氧酸酸性強的原因是___________________________。
(2)雜化軌道分為等性和不等性雜化,不等性雜化時在雜化軌道中有不參加成鍵的孤電子對的存在。A、B、C都能與D形成中心原子雜化方式為____________的兩元共價化合物。其中,屬于不等性雜化的是____________(寫化學式)。以上不等性雜化的化合物價層電子對立體構型為_________,分子立體構型為_______________________________。
(3)以上不等性雜化化合物成鍵軌道的夾角________(填“大于”;“等于”或“小于”)等性雜化的化合物成鍵軌道間的夾角。
(4)A和B能形成多種結構的晶體。其中一種類似金剛石的結構,硬度比金剛石還大,是一種新型的超硬材料。其結構如下圖所示(圖1為晶體結構,圖2為切片層狀結構),其化學式為________________。實驗測得此晶體結構屬于六方晶系,晶胞結構見圖3。已知圖示原子都包含在晶胞內,晶胞參數a=0.64nm,c=0.24nm。其晶體密度為________________(已知:=1.414,=1.732,結果精確到小數點后第2位)。
17、某白色固體甲常用于織物的漂白;也能將污水中的某些重金屬離子還原為單質除去。為研究其組成,某小組同學進行了如下實驗。
又知;甲的焰色為黃色,鹽丙和丁的組成元素和甲相同,乙能使品紅溶液褪色,①處氣體體積在充分加熱揮發后經干燥測定。
(1)甲中所含陽離子的電子式為___________,甲的化學式___________。
(2)寫出①中產生黃色沉淀的反應的離子反應方程式___________。
(3)甲的溶液還可用作分析化學中的吸氧劑,假設其溶液與少量氧氣反應產生等物質的量的兩種酸式鹽,試寫出該反應的化學反應方程式___________。
(4)下列物質中可能在溶液中與甲反應的是___________。A.NaIB.C.D.NaOH18、物質A由4種元素組成;按如下流程進行實驗。
已知:
①每一步反應均完全②溶液D僅含一種溶質。
③沉淀E不溶于酸④溶于
請回答:
(1)物質A的組成元素為_______(元素符號),其化學式為_______。
(2)寫出A與雙氧水反應的化學方程式_______。
(3)寫出F至G的離子方程式_______。
(4)設計實驗檢驗溶液D中的主要離子_______。19、Ⅰ.電鍍廢水中常含有陰離子A,排放前可加CuSO4溶液處理;使之轉化為沉淀B,按如圖流程進行實驗。
已知:B含三種元素;氣體D標況下密度2.32g/L;混合氣體l無色無味;氣體F標況下密度為1.25g/L。請回答:
(1)組成B的三種元素是_______,氣體D的分子式是______。
(2)寫出固體C在足量氧氣中灼燒的方程式_______。
(3)固體C在沸騰的稀鹽酸中會生成一種弱酸和一種白色沉淀,該白色沉淀是共價化合物(測其分子量為199),則反應的化學方程式是________。
Ⅱ.某興趣小組為驗證鹵素單質的氧化性強弱,打開彈簧夾,向盛有NaBr溶液的試管B和分液漏斗C中同時通入少量Cl2;將少量分液漏斗C中溶液滴入試管D中,取試管D振蕩,靜止后觀察現象。實驗裝置如圖:
(4)說明氧化性Br2>I2的實驗現象是________。
(5)為了排除Cl2對溴置換碘實驗的干擾,需確認分液漏斗C中通入Cl2未過量。試設計簡單實驗方案檢驗_________。20、周期表前三周期元素A;B、C、D;原子序數依次增大,A的基態原子的L層電子是K層電子的兩倍;B的價電子層中的未成對電子有3個;C與B同族;D的最高價含氧酸為酸性最強的無機含氧酸。請回答下列問題:
(1)C的基態原子的電子排布式為_____________;D的最高價含氧酸酸性比其低兩價的含氧酸酸性強的原因是___________________________。
(2)雜化軌道分為等性和不等性雜化,不等性雜化時在雜化軌道中有不參加成鍵的孤電子對的存在。A、B、C都能與D形成中心原子雜化方式為____________的兩元共價化合物。其中,屬于不等性雜化的是____________(寫化學式)。以上不等性雜化的化合物價層電子對立體構型為_________,分子立體構型為_______________________________。
(3)以上不等性雜化化合物成鍵軌道的夾角________(填“大于”;“等于”或“小于”)等性雜化的化合物成鍵軌道間的夾角。
(4)A和B能形成多種結構的晶體。其中一種類似金剛石的結構,硬度比金剛石還大,是一種新型的超硬材料。其結構如下圖所示(圖1為晶體結構,圖2為切片層狀結構),其化學式為________________。實驗測得此晶體結構屬于六方晶系,晶胞結構見圖3。已知圖示原子都包含在晶胞內,晶胞參數a=0.64nm,c=0.24nm。其晶體密度為________________(已知:=1.414,=1.732,結果精確到小數點后第2位)。
評卷人得分四、工業流程題(共2題,共8分)21、H5IO6(正高碘酸)是用于光度法測定苯肼的試劑。工業上用NaIO3制備H5IO6的流程如圖:
(1)“反應Ⅰ”可在如圖所示的裝置中進行。該反應生成不溶于水的Na2H3IO6的離子方程式為____。若要提高Cl2的利用率,可對裝置進行改進的措施為___。
(2)反應Ⅱ生成不溶于水的黑色Ag5IO6,“濾液2”呈__(填“酸”“堿”或“中”)性。
(3)“無色氣體”為__(填化學式)。
(4)工業上為降低成本,減少對環境的污染,整個流程需要控制加入Cl2和AgNO3的物質的量之比為n(Cl2)∶n(AgNO3)=__。
(5)H5IO6具有強氧化性,可將FeSO4氧化為H2FeO4,自身被還原為HIO3,該反應的化學方程式為___。22、硝酸鋁廣泛應用在顯像管生產;稀土的提煉等,工業上具體流程如下:
已知:①硝酸鋁白色透明結晶。易溶于水和乙醇;極微溶于丙酮,幾乎不溶于乙酸乙酯。
②熔點73℃;在135℃時分解。
③硝酸和鋁反應的還原產物分布如圖1。
某興趣小組在實驗室制取硝酸鋁;請回答:
(1)從工業生產角度考慮稀硝酸的最佳濃度范圍為________mol·L-1。反應2中的離子方程式____________。
(2)下列說法合理的是________。
A反應1中加入的NaOH溶液;除油污和氧化膜,所以要足量。
B沒有真空,也可在水浴條件下蒸發,防止Al(NO3)3的分解。
CAl(NO3)3·9H2O干燥時;可放在如圖2的干燥器中,隔板下放上濃硫酸吸水,由于吸附力較大,要用力垂直拉開玻璃蓋。
D制取后的Al(NO3)3必須密封保存。
(3)Al(NO3)3·9H2O也可以和SOCl2反應,除了生成Al(NO3)3,其它產物都是酸性氣體,有關的方程式是______________;
(4)由鋁制備Al(NO3)3的裝置如圖3:
①通入水蒸氣的作用是提高溫度和________。
②e中很難除盡尾氣,理由是_______________,Al(NO3)3·9H2O晶體吸附HNO3,合適的洗滌劑是________。
③有人認為C的冷凝管是多余的,他提供的理由可能是___________。評卷人得分五、原理綜合題(共1題,共5分)23、醋酸乙烯(CH3COOCH=CH2)是一種重要的有機化工原料,以二甲醚(CH3OCH3)與合成氣(CO、H2)為原料,醋酸鋰;碘甲烷等為催化劑;在高壓反應釜中一步合成醋酸乙烯及醋酸。回答下列問題:
(1)常溫下,將濃度均為amol/L的醋酸鋰溶液和醋酸溶液等體積混合,測得混合液的pH=b,則混合液中c(CH3COO-)=______mol/L(列出計算式即可)。
(2)合成二甲醚:Ⅰ.2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)ΔH1=-91.8kJ/mol;
Ⅱ.2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH2=-23.5kJ/mol;
Ⅲ.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH3=-41.3kJ/mol.
已知:H-H的鍵能為436kJ/mol,C=O的鍵能為803kJ/mol,H-O的鍵能為464kJ/mol,則C≡O的鍵能為_____kJ/mol.
(3)二甲醚(DME)與合成氣一步法合成醋酸乙烯(VAC)的反應方程式為2CH3OCH3(g)+4CO(g)+H2(g)CH3COOCH=CH2(g)+2CH3COOH(g),T℃時,向2L恒容密閉反應釜中加入0.2molCH3OCH3、0.4molCO、0.1molH2發生上述反應,10min達到化學平衡;測得VAC的物質的量分數為10%。
①0~10min內,用CO濃度變化表示的平均反應速率v(CO)=______;該溫度下,該反應的平衡常數K=__________。
②下列能說明該反應達到平衡狀態的是______(填選項字母)。
A、V正(DME)=v逆(H2)≠0B;混合氣體的密度不再變化。
C、混合氣體的平均相對分子質量不再變化D;c(CO):c(VAC)=4:1
③如圖是反應溫度對二甲醚(DME)的轉化率和醋酸乙烯(VAC)選擇性(醋酸乙烯的選擇性Svac=)的影響,該反應的ΔH______0(填“>”“<”或“=”);控制的最佳溫度是___________.
④保持溫度不變,向反應釜中通入氬氣增大壓強,則化學平衡______(填“向正反應方向”“向逆反應方向"或“不”)移動。
參考答案一、選擇題(共6題,共12分)1、B【分析】【詳解】
A.反應開始時n(CO2)=2.0mol,n(H2)=6.0mol,當反應進行到4min時,n(CO2)=0.5mol,△n(CO2)=1.5mol,由方程式可知CO2(g)、H2(g)反應的物質的量的比是1:3,則△n(H2)=3×1.5mol=4.5mol,此時未反應的H2(g)n(H2)=6.0mol-4.5mol=1.5mol;與6min時的物質的量相等,說明反應在4min時已達平衡,A正確;
B.化學反應速率為平均速率,只能計算在前2min內的平均反應速率v(CO2)==0.1mol·L-1·min-1;而不能計算2min末的瞬時速率,B錯誤;
C.由選項A分析可知在反應達到平衡時,n(CO2)=0.5mol,n(H2)=1.5mol,由于物質反應的物質的量的比等于計量數的比,則反應產生CH3OH(g)、H2O(g)的物質的量n(CH3OH)=n(H2O)=1.5mol,容器的容積是5L,則各種氣體的平衡濃度分別是:c(CO2)=0.1mol/L,c(H2)=0.3mol/L,c(CH3OH)=c(H2O)=0.3mol/L,帶入平衡常數表達式可得K=(mol·L-1)-2;C正確;
D.反應從正反應方向開始,隨著反應的進行,反應放出熱量,使反應速率加快,CO2的轉化率增大,當反應達到平衡后,升高溫度,化學平衡向吸熱的逆反應方向移動,導致CO2的轉化率又降低,故圖中曲線表示逐漸升高溫度時CO2的轉化率隨時間變化圖像;D正確;
故合理選項是B。2、C【分析】【詳解】
A;氧氣密度大于空氣;應選用向上排空氣法,故A錯誤;
B、構成原電池時電解液應交換,在能有電子通過外電路,否則Zn直接與CuSO4反應;故B錯誤;
C;關閉止水夾;從長頸漏斗注入水,當漏斗下端與燒瓶內液面差的高度在一段時間不變,可知氣密性良好,故C正確;
D;二氧化碳的密度比空氣密度大;應從長導管進入,選擇向上排空氣法收集,故D錯誤;
故選C。
【點睛】
在選擇收集氣體的裝置時,根據氣體的密度和在水中的溶解度來選擇。如O2密度大于空氣難溶于水,則可以選擇向上排空氣法和排水法。3、C【分析】【詳解】
A.圖1所示裝置為過濾裝置;不能分離四氯化碳和水,A項錯誤;
B.氨氣會與硫酸反應;不用用濃硫酸干燥氨氣,B項錯誤;
C.二氧化錳和濃鹽酸在加熱下可以制備氯氣;圖3所示裝置可以完成,C項正確;
D.用圖4所示裝置中鹽酸具有揮發性;最后硅酸的形成,無法判斷是二氧化碳還是鹽酸與硅酸鈉反應制得,D項錯誤;
答案選C。4、C【分析】【詳解】
A.紅磷在集滿N2O的集氣瓶中繼續燃燒,產生大量白煙,說明生成了P2O5,從而說明N2O提供氧元素;表現出氧化性,A正確;
B.鋁片表面長出毛刷狀白色固體,此物質為Al2O3,但疏松透氣,已不是原來鋁表面氧化鋁的致密緊實,從而說明HgCl2能破壞鋁表面氧化膜;汞能與鋁形成合金,B正確;
C.向盛有Cu2O的試管中加入足量鹽酸,發生反應Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O,在此反應中,H+不表現出氧化性;C錯誤;
D.用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱;熔化的鋁不滴落,說明反應放出的熱量使鋁熔化,但被外面的沒有熔化的氧化鋁包住,也說明氧化鋁的熔點比鋁高,D正確。
故選C。5、D【分析】【分析】
科學探究是研究除主要反應以外的產物或現象的原理;據此回答問題。
【詳解】
A.Na2O2具有氧化性,可能與SO2發生氧化還原反應產生硫酸根;A正確;
B.濃硫酸與銅發生氧化還原反應,銅化合價升高,硫酸根可能化合價降低至負價,在一定條件下反應產生的黑色物質可能是CuO或CuS或Cu2S;B正確;
C.氯氣和氫氧化鈉反應生成氯化鈉;次氯酸鈉和水;消耗氫氧化鈉溶液紅色褪去,氯氣可以與水反應生成的次氯酸或生成的次氯酸鈉水解生成次氯酸具有漂白性,有探究意義,C正確;
D.根據質量守恒定律;化學反應前后元素的種類不變,鈉和水中含有鈉元素;氫元素和氧元素,猜測產生的氣體可能為氧氣,不符合氧化還原反應的基本規律,鈉是還原劑,水只能做氧化劑,元素化合價需要降低,氧元素已是最低價-2價,不可能再降低,不需要進行探究實驗,D錯誤;
答案為D。6、C【分析】【分析】
實驗I:向盛有Na2S溶液的①中持續通入CO2至過量;②中產生黑色沉淀,溶液的pH降低,說明生成了硫化氫氣體,同時生成了硫酸;③中產生白色沉淀,該渾濁遇酸冒氣泡,說明二氧化碳被氫氧化鈣溶液吸收生成了碳酸鈣沉淀;
實驗II:向盛有NaHCO3溶液的①中持續通入H2S氣體至過量;②中產生黑色沉淀,溶液的pH降低,是因為過量的硫化氫氣體與硫酸銅溶液反應生成了硫化銅黑色沉淀,同時生成了硫酸;③中產生白色沉淀,該渾濁遇酸冒氣泡,說明反應生成了二氧化碳,被氫氧化鈣溶液吸收生成了碳酸鈣沉淀。
【詳解】
A.由上述分析可知,③中白色渾濁是CaCO3;不可能是CaS,CaS遇水完全水解,故A結論正確;
B.②中溶液降低的原因:H2S+Cu2+=CuS↓+2H+;產生黑色沉淀,溶液的pH降低,故B結論正確;
C.實驗①中過量CO2發生的反應是2CO2+2H2O+S2-=2HCO3-+H2S;故C結論錯誤;
D.根據實驗I和II中現象:I中通二氧化碳有硫化氫生成;II中通硫化氫有二氧化碳生成,故不能比較H2CO3和H2S酸性的強弱;故D結論正確;
答案為C。二、填空題(共7題,共14分)7、略
【分析】【詳解】
(1)對于水分子中的共價鍵,依據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,故和的鍵角大小:>【解析】(1)極性。
(2)4sp3
(3)ab
(4)NH3和H2O極性接近;依據相似相溶原理可知,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)>8、略
【分析】【分析】
(1)基態硼原子的電子排布式為1s22s22p1;電子位于1s;2s、2p三個能量不同的能級上;同周期元素,從左到右,第一電離能呈增大的趨勢,由于全充滿和半充滿的緣故,ⅡA族和ⅤA族元素第一電離能大于相鄰元素;
(2)由晶體硼熔點為1873K可知,晶體硼為熔沸點高、硬度大的原子晶體;在硼原子組成的正二十面體結構中,每5個面共用一個頂點,每個面擁有這個頂點的每2個面共用一個B-B鍵,每個面擁有這個B-B鍵的
(3)a.由圖可知;立方相氮化硼中N原子和B原子之間只存在單鍵;
b.由圖可知;六方相氮化硼層間為分子間作用力,分子間作用力小;
c.由圖可知;立方相氮化硼為空間網狀結構,屬于原子晶體;
d.非金屬元素之間易形成共價鍵;
(4)NH4BF4是由NH4+和BF4—構成,NH4+中N原子和其中一個H原子之間存在配位鍵、BF4—中B原子和其中一個F原子之間存在一個配位鍵。
【詳解】
(1)基態硼原子的電子排布式為1s22s22p1;電子位于1s;2s、2p三個能量不同的能級上,則有3種不同能量的電子;同周期元素,從左到右,第一電離能呈增大的趨勢,由于全充滿和半充滿的緣故,ⅡA族和ⅤA族元素第一電離能大于相鄰元素,則介于硼元素與氮元素之間的有Be、C、O三種元素,故答案為:3;3;
(2)由晶體硼熔點為1873K可知,晶體硼為熔沸點高、硬度大的原子晶體;在硼原子組成的正二十面體結構中,每5個面共用一個頂點,每個面擁有這個頂點的每個等邊三角形擁有的頂點為20個等邊三角形擁有的頂點為×20=12;每2個面共用一個B-B鍵,每個面擁有這個B-B鍵的每個等邊三角形占有的B-B鍵為20個等邊三角形擁有的B-B鍵為×20=30;故答案為:12;30;
(3)a.由圖可知;立方相氮化硼中N原子和B原子之間只存在單鍵,則立方相氮化硼中含有σ鍵,不存在π鍵,故錯誤;
b.由圖可知;六方相氮化硼層間為分子間作用力,分子間作用力小,導致其質地軟,故正確;
c.由圖可知;立方相氮化硼為空間網狀結構,屬于原子晶體,故錯誤;
d.非金屬元素之間易形成共價鍵;所以N原子和B原子之間存在共價鍵,故正確;
bd正確,故答案為:bd;
(4)NH4BF4是由NH4+和BF4—構成,NH4+中N原子和其中一個H原子之間存在配位鍵、BF4—中B原子和其中一個F原子之間存在一個配位鍵,所以含有2個配位鍵,則1molNH4BF4含有2mol配位鍵,故答案為:2。【解析】①.3②.3③.原子晶體④.12⑤.30⑥.bd⑦.29、略
【分析】【分析】
2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)ΔH4=170kJ·mol-1,該反應正方向為體積增大的反應,降低壓強,平衡會向正反應方向移動;則對于n(H2S):n(Ar)為4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的H2S-Ar混合氣在圖中對應的曲線分別是a、b;c、d、e。
【詳解】
(1)由于正反應是體積增大的可逆反應,n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分壓越小,相當于降低壓強,平衡向正反應方向移動,因此H2S平衡轉化率越高;
(2)n(H2S):n(Ar)越小,H2S平衡轉化率越高,所以n(H2S):n(Ar)=1:9對應的曲線是d;根據圖像可知n(H2S):n(Ar)=1:9反應進行到0.1s時H2S轉化率為0.24;假設在該條件下;硫化氫和氬的起始投料的物質的量分別為1mol和9mol,則根據三段式可知:
此時H2S的壓強為≈7.51kPa,H2S的起始壓強為10kPa,所以H2S分壓的平均變化率為=24.9kPa·s-1。【解析】(1)越高n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分壓越小,平衡向正反應方向進行,H2S平衡轉化率越高。
(2)d24.910、略
【分析】【詳解】
(1)NaHCO3在水溶液中發生電離:NaHCO3=Na++電離產生是會發生電離作用:H++也會發生水解作用:+H2OH2CO3+OH-。發生電離、水解作用都會消耗離子導致c(Na+)>c();電離產生H+使溶液顯酸性;水解產生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,主要以鹽電離產生的離子存在,所以c()>c(OH-);溶液中的H+除會電離產生,還有H2O電離產生,而只有電離產生,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+,電離產生H+使溶液顯酸性,同時也存在著水解中:HR-+H2OH2R+OH-,水解產生OH-,使溶液顯堿性,其平衡常數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,在溶液中會發生水解作用:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,導致溶液變渾濁,由于水解產生HCl,因此根據平衡移動原理,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>③6.0×10-1011、略
【分析】【詳解】
(1)水楊酸和乙酸酐在濃硫酸的條件下發生取代反應生成乙酰水楊酸,方程式為:(2)在除去聚合物并提純阿司匹林的過程中;可以將阿司匹林與碳酸氫鈉反應使羧基變為羧酸鈉,且酯基不水解,這樣使阿司匹林溶于水,聚合物難溶于水,將聚合物除去,再將阿司匹林的鈉鹽鹽酸酸化可得阿司匹林,過程中涉及的離子方程式為:
.(3)該儀器的名稱為布氏漏斗。布氏漏斗中加入濾紙,用蒸餾水濕潤后,應先微開水龍頭,不能大開,避免濾紙破損。故選①。(4)A.抽濾能為了加快過濾速率,但不能使沉淀的顆粒變大,故錯誤;B.顆粒太小的沉淀不能用抽濾的原因是顆粒太小的容易在濾紙上形成一層密實的沉淀,不容易透過,故正確;C.當吸濾瓶內液面高度快達到支管口時,應拔掉吸濾瓶上的橡皮管,從吸濾瓶上口倒出溶液,而不能從吸濾瓶支管口倒出溶液,故錯誤;D.將晶體轉移至布氏漏斗時,若有晶體附在燒杯內壁,應用濾液來淋洗布氏漏斗,因為濾液是飽和溶液,沖洗是不會使晶體溶解,同時又不會帶入雜質,故錯誤;E.洗滌沉淀時,應先關小水龍頭,然后蒸餾水緩緩淋洗,再打開水龍頭抽濾,不能使洗滌劑快速通過沉淀,故錯誤。故選B。(5)阿司匹林在冷水中的溶解度減小,所以用冷水洗滌晶體可以除去晶體表面附著的雜質,并減少阿司匹林因溶解而引起的損耗。(6)根據方程式分析,乙酸酐過量,用水楊酸計算阿司匹林的質量為g,實際產率為=60%。【解析】取代反應布氏漏斗①B除去晶體表面附著的雜質,并減少阿司匹林因溶解而引起的損耗60%12、略
【分析】【詳解】
NaClO3和濃H2SO4在反應器①中發生還原反應生成ClO2和Na2SO4,所以試劑A可以用二氧化硫,ClO2在反應器②中與雙氧水、氫氧化鈉反應生成亞氯酸鈉,再得到其晶體。
(1)根據上面的分析可以知道試劑A為SO2,故選a,因此,本題正確答案是:a。
(2)反②中ClO2被雙氧水還原成ClO2?,反應的離子方程式為2OH?+2ClO2+H2O22ClO2?+O2+2H2O,因此,本題正確答案是:2OH?+2ClO2+H2O22ClO2?+O2+2H2O
(3)含水的NaClO2受熱易分解,所以亞氯酸鈉溶液中獲得晶體,溫度不能太高,所以反應②結束后采用“減壓蒸發”操作,在較低溫度蒸發濃縮,可防止溫度過高.NaClO2分解。因此,本題正確答案是:在較低溫度蒸發濃縮,可防止溫度過高.NaClO2分解。
(4)根據信息純ClO2易分解爆炸,空氣中ClO2的體積分數在10以下比較安全,所以要持續通過量的空氣,NaClO2在堿性溶液中穩定存在,在酸性溶液中迅速分解,所以反應②中堿要過量,因為試劑A為二氧化硫,NaClO3被還原成ClO2,所以反應①后得到的母液中,溶質的主要成分是,Na2SO4。故選acd,因此;本題正確答案是:acd。
(5)①亞氯酸鈉具有氧化性,且NaClO2溶液呈堿性,則NaClO2溶液脫硝過程中主要反應的離子方程式因此,本題正確答案是:
②由實驗結果可以知道,在相同時間內硫酸根離子的濃度增加的多,因此脫硫反應速率大于脫硝反應速率.原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同,還可能是NO溶解度較低或脫硝反應活化能較高,因此,本題正確答案是:大于;NO溶解度較低或脫硝反應活化能較高。【解析】a2OH?+2ClO2+H2O22ClO2?+O2+2H2O減壓可以使物質沸點降低,實驗較低溫度下進行蒸發,可避免NaClO2因溫度高而發生分解acd4OH?+3ClO2?+4NO4NO3?+3Cl?+2H2O大于SO2比NO溶解度更大;在此條件下SO2還原性更強;脫硝反應活化能更大13、略
【分析】【分析】
(1)甲實驗:根據裝置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;
(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,據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溶液發生反應的適宜條件酸性環境;酸溶液中氫離子濃度不同,裝置Ⅲ中出現藍色的速率不同;
(4)證明Ⅰ中產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,結果沒有觀察到溶液顏色變藍,可能是生成的碘單質在堿溶液中發生反應生成碘化鉀;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,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,據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溶液發生反應的適宜條件是:酸性環境;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.高錳酸鉀溶液能夠將雙氧水氧化;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,結果沒有觀察到溶液顏色變藍,他們猜想可能是發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,根據資料,如果沒有得到預期的實驗結果,那么除了資料中給的化學反應,還要考慮酸性或堿性環境的影響,結合題目的上下文進行聯系,綜合考慮得出結論。這是解答此類題目時的難點。【解析】分液漏斗KMnO4固體O2+4I-+4H+=2I2+2H2O酸性環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,觀察現象,若溶液變藍則猜想正確,否則錯誤三、元素或物質推斷題(共9題,共18分)14、略
【分析】【詳解】
周期表前三周期元素A;B、C、D;原子序數依次增大,A的基態原子的L層電子是K層電子的兩倍,則A為碳元素;B的價電子層中的未成對電子有3個,則B為氮元素;C與B同族,則C為磷元素;D的最高價含氧酸為酸性最強的無機含氧酸,則D為氯元素。
(1)C為P元素,原子核外有15個電子,基態原子的電子排布式為:1s22s22p63s23p3;D為Cl元素,最高價含氧酸為HClO4,比其低兩價的含氧酸是HClO3;高氯酸中非羥基氧原子為3個,氯酸中為2個(或高氯酸中Cl元素為+7價,吸引羥基氧原子的能力很強,而氯酸中Cl元素為+5價對羥基氧原子吸引能力較弱),所以高氯酸酸性比氯酸強。
(2)C、N、P與Cl形成兩元共價化合物為CCl4、NCl3、PCl3,中心原子都為sp3雜化;雜化后得到的雜化軌道完全相同就是等性雜化,如甲烷中的sp3雜化,得到4個完全相同的sp3雜化軌道;雜化后得到的雜化軌道至少存在兩個不同的,就是非等性雜化,如氨分子中N原子、PCl3中的P原子,雖是sp3雜化;雜化后的雜化軌道不完全相同,所以屬于不等性雜化;以上不等性雜化的化合物價層電子對立體構型為四面體形,分子立體構型為三角錐形。
(3)因為孤電子對對成鍵電子對的排斥力較大;所以不等性雜化化合物成鍵軌道的夾角小于等性雜化的化合物成鍵軌道間的夾角。
(4)根據晶胞結構,每個C原子與4個N原子以共價鍵相連,每個N原子與3個C原子以共價鍵相連,所以氮化碳的化學式為C3N4;從圖3可以看出,一個C3N4晶胞包括6個C原子和8個N原子,則其晶體密度為ρ==3.59g?cm-3。【解析】①.1s22s22p63s23p3②.高氯酸中非羥基氧原子為3個,氯酸中為2個(或高氯酸中Cl元素為+7價,吸引羥基氧原子的能力很強,而氯酸中Cl元素為+5價對羥基氧原子吸引能力較弱)③.sp3雜化④.NCl3、PCl3⑤.四面體形⑥.三角錐形⑦.小于⑧.C3N4⑨.3.59g·cm-315、略
【分析】【分析】
根據六種元素在周期表中的位置;可判斷W;X、Y、Z、N、M六種主族元素分別為O、Na、Mg、S、Cl、Ge元素,然后根據元素周期律分析解答。
【詳解】
(1)根據上述分析可知;N元素為Ge,在元素周期表中的位置為第四周期ⅣA族;根據第四周期元素排滿時原子序數為36,則Ge原子序數為32;
(2)W、Y、Z三種元素分別為O、Mg、S,O、Mg形成的簡單離子具有相同的核外電子排布,原子序數越大半徑越小,O、S同主族,原子序數越大,簡單離子半徑越大,則簡單離子的半徑由大到小的順序:S2->O2->Mg2+;
(3)M為Cl,其最高價氧化物的水化物為HClO4,為強酸,在水中完全電離,電離方程式為HClO4=H++ClO
(4)A.單質的還原性:Na>Mg,Na能與水反應,則不能用Na與MgCl2溶液發生反應來證明;A說法錯誤;
B.Y為Mg;與同周期的ⅢA元素的Al,原子序數少1,B說法正確;
C.半導體器件的研制開始于鍺;C說法錯誤;
D.元素N位于金屬與非金屬的分界線附近;即具有金屬性也具有非金屬性,可以推測Ge元素具有兩性,即可以與酸反應也可以與堿發生反應,D說法正確;
答案為BD。【解析】第四周期ⅣA32S2->O2->Mg2+HClO4=H++ClOBD16、略
【分析】【詳解】
周期表前三周期元素A;B、C、D;原子序數依次增大,A的基態原子的L層電子是K層電子的兩倍,則A為碳元素;B的價電子層中的未成對電子有3個,則B為氮元素;C與B同族,則C為磷元素;D的最高價含氧酸為酸性最強的無機含氧酸,則D為氯元素。
(1)C為P元素,原子核外有15個電子,基態原子的電子排布式為:1s22s22p63s23p3;D為Cl元素,最高價含氧酸為HClO4,比其低兩價的含氧酸是HClO3;高氯酸中非羥基氧原子為3個,氯酸中為2個(或高氯酸中Cl元素為+7價,吸引羥基氧原子的能力很強,而氯酸中Cl元素為+5價對羥基氧原子吸引能力較弱),所以高氯酸酸性比氯酸強。
(2)C、N、P與Cl形成兩元共價化合物為CCl4、NCl3、PCl3,中心原子都為sp3雜化;雜化后得到的雜化軌道完全相同就是等性雜化,如甲烷中的sp3雜化,得到4個完全相同的sp3雜化軌道;雜化后得到的雜化軌道至少存在兩個不同的,就是非等性雜化,如氨分子中N原子、PCl3中的P原子,雖是sp3雜化;雜化后的雜化軌道不完全相同,所以屬于不等性雜化;以上不等性雜化的化合物價層電子對立體構型為四面體形,分子立體構型為三角錐形。
(3)因為孤電子對對成鍵電子對的排斥力較大;所以不等性雜化化合物成鍵軌道的夾角小于等性雜化的化合物成鍵軌道間的夾角。
(4)根據晶胞結構,每個C原子與4個N原子以共價鍵相連,每個N原子與3個C原子以共價鍵相連,所以氮化碳的化學式為C3N4;從圖3可以看出,一個C3N4晶胞包括6個C原子和8個N原子,則其晶體密度為ρ==3.59g?cm-3。【解析】①.1s22s22p63s23p3②.高氯酸中非羥基氧原子為3個,氯酸中為2個(或高氯酸中Cl元素為+7價,吸引羥基氧原子的能力很強,而氯酸中Cl元素為+5價對羥基氧原子吸引能力較弱)③.sp3雜化④.NCl3、PCl3⑤.四面體形⑥.三角錐形⑦.小于⑧.C3N4⑨.3.59g·cm-317、略
【分析】【分析】
甲的焰色反應為黃色,說明甲中含有鈉元素,鹽丙和鹽丁的組成元素和甲相同,加入足量稀硫酸反應生成的乙能使品紅溶液褪色,則乙為二氧化硫,淡黃色沉淀為硫單質,丙、丁中的一種物質為硫代硫酸鈉,發生反應:反應①生成的二氧化硫的物質的量為0.02mol,硫的物質的量為0.01mol,而中生成的硫、二氧化硫物質的量相等均為0.01mol,故丙、丁中的另一種物質為亞硫酸鈉,發生反應該反應生成的二氧化硫物質的量為0.01mol,甲分解得到的二氧化硫的物質的量為0.01mol。
【詳解】
(1)根據前面分析得到甲中所含陽離子為鈉離子,其電子式為根據原子守恒可知,0.01mol甲中Na原子的物質的量為0.01mol×2+0.01mol×2=0.04,S原子物質的量為0.01mol+0.01mol×2+0.01mol=0.04mol,O原子物質的量為(0.01mol+0.01mol)×3+0.01mol×2=0.08mol,則甲的化學式為Na2S2O4,則甲的化學式故答案為:
(2)①中產生黃色沉淀的反應是其離子反應方程式故答案為:
(3)甲的溶液還可用作分析化學中的吸氧劑,假設其溶液與少量氧氣反應產生等物質的量的兩種酸式鹽,根據質量守恒得到兩種鹽分別為硫酸氫鈉和亞硫酸氫鈉,則該反應的化學反應方程式故答案為:
(4)白色固體甲()常用于織物的漂白,也能將污水中的某些重金屬離子還原為單質除去,說明具有強還原性,具有氧化性的物質或離子能與反應,氯氣、硝酸銀都具有強氧化性,能與發生氧化還原反應,則可能在溶液中與甲反應的是BC;故答案為:BC。【解析】(1)
(2)
(3)
(4)BC18、略
【分析】【分析】
①由18.64g白色沉淀E及單一溶質D推得含有n(K2SO4)=0.08mol,則物質A中含有n(K+)=0.02mol,n(S)=0.08mol,②由黃色沉淀H及加入的0.18molKI推得物質A中含有n(I)=0.02mol,由①②推出含有n(O)=0.16mol,所以化學式為KI(SO2)4或KIS4O8。
【詳解】
(1)根據前面分析得到物質A的組成元素為K、S、I、O,其化學式為KI(SO2)4或KIS4O8;故答案為:K、S、I、O;KI(SO2)4或KIS4O8。
(2)A與雙氧水反應的化學方程式2KI(SO2)4+9H2O2=I2+K2SO4+7H2SO4+2H2O或2KI(SO2)4+9H2O2=I2+2KHSO4+6H2SO4+2H2O;故答案為:2KI(SO2)4+9H2O2=I2+K2SO4+7H2SO4+2H2O或2KI(SO2)4+9H2O2=I2+2KHSO4+6H2SO4+2H2O。
(3)F至G是亞硫酸根和I發生氧化還原反應,將I變為碘離子,其反應的離子方程式SO+I+H2O=3I-+2H++SO故答案為:SO+I+H2O=3I-+2H++SO
(4)D是硫酸鉀,主要驗證鉀離子和硫酸根離子,鉀離子應從焰色試驗進行驗證,硫酸根主要通過加入氯化鋇來進行驗證,則實驗檢驗溶液D中的主要離子方法是取少量溶液進行焰色試驗,透過藍色鈷玻璃若看到紫色則含有K+;另取少量溶液先加鹽酸無沉淀,再加BaCl2溶液有白色沉淀則含有SO故答案為:取少量溶液進行焰色試驗,透過藍色鈷玻璃若看到紫色則含有K+;另取少量溶液先加鹽酸無沉淀,再加BaCl2溶液有白色沉淀則含有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)取少量溶液進行焰色試驗,透過藍色鈷玻璃若看到紫色則含有K+;另取少量溶液先加鹽酸無沉淀,再加BaCl2溶液有白色沉淀則含有SO19、略
【分析】【分析】
I.電鍍廢水中常含有陰離子A,排放前可加CuSO4溶液處理,使之轉化為沉淀B,沉淀B含有銅元素,隔絕空氣加熱后的固體C應含銅元素,灼燒后黑色固體E應為CuO8.0g,CuO的物質的量==0.1mol,根據Cu守恒,B、C中Cu元素的物質的量0.1mol,Cu元素質量為0.1mol×64g/mol=6.4g,C在足量O2灼燒后產生的混合氣體1通入足量澄清石灰水,產生10g白色沉淀G,則G為CaCO3,混合氣體1中含有CO2和未反應的O2,根據C守恒,固體C中含有含有C元素,其物質的量為=0.1mol,質量為0.1mol×12g/mol=1.2g,反應后的混合氣體2通過灼熱的銅網完全反應后,剩余1120mL氣體F,結合氣體F標況下密度為1.25g/L,氣體F摩爾質量為1.25g/L×22.4L/mol=28g/mol,推測為N2,氮氣的物質的量==0.05mol,質量為0.05mol×28g/mol=1.4g,根據轉化流程分析,若F為N2,則Cu、C、N元素都來自于固體C,即C由Cu、C、N三種元素組成,再根據m(Cu)+m(C)+m(N)=6.4g+1.2g+1.4g=9g,剛好等于參與反應的固體C的質量,由此可確定,F為N2,C由Cu、C、N三種元素組成,且n(Cu)∶n(C)∶n(N)=0.1mol∶0.1mol∶0.05mol×2=1∶1∶1,則固體C的化學式為CuCN,混合氣體1為CO2、O2、N2的混合氣體,混合氣體2為O2、N2的混合氣體;由于沉淀B也是由三種元素組成,隔絕空氣加熱分解為C和D,沒有外來元素,則B也是由Cu、C、N三種元素組成,B為11.6g,C為9g,根據質量守恒,D的質量為2.6g,氣體D標況下密度2.32g/L,則D摩爾質量為2.32g/L×22.4L/mol≈52g/mol,氣體D的物質的量為=0.05mol,C中除Cu外的CN-的質量為9g-6.4g=2.6g,CN-的物質的量為=0.1mol,B中除Cu外的質量為11.6-6.4=5.2g,則B的化學式為Cu(CN)2;前面的分析中確定,B中含有Cu0.1mol,則B中含有CN-的物質的量為0.2mol,根據原子守恒,D中含有CN為0.1mol,則D的分子式為(CN)2;
【詳解】
I(1)根據分析,組成B的三種元素是Cu、C、N三元素,氣體D的分子式是(CN)2;
(2)固體C為CuCN,在足量氧氣中灼燒生成CuO、CO2和N2,則發生反應的化學方程式為2CuCN+3O22CuO+2CO2+N2;
(3)CuCN與鹽酸反應生成弱酸為HCN,沉淀的摩爾質量為199g/mol,則可推斷其為Cu2Cl2,發生反應的化學方程式為2CuCN+2HClCu2Cl2+2HCN;
II(4)四氯化碳的密度大于水的密度,若試管內溶液分層,且下層為紫紅色,上層無色,說明Br2與KI反應生成了I2,根據氧化劑的氧化性大于氧化產物的氧化性,可以說明氧化性Br2>I2;
(5)若氯氣未過量,可向試管B或分液漏斗中繼續通入氯氣,若溶液出現橙紅色,說明氯氣未過量,則實驗方案為:方案一:關閉彈簧夾,向B試管中繼續通入氯氣,若B試管出現橙紅色,說明有溴單質生成,可確定氯氣未過量。方案二:取分液漏斗中上層少量溶液于試管中,向試管中通入Cl2,若試管中溶液出現橙紅色,說明有溴單質生成,可確定氯氣未過量。【解析】Cu、C、N(CN)22CuCN+3O22CuO+2CO2+N22CuCN+2HClCu2Cl2+2HCN試管內溶液分層,且下層為紫紅色,上層無色方案一:關閉彈簧夾,向B試管中繼續通入氯氣,若B試管出現橙紅色,說明有溴單質生成,可確定氯氣未過量。方案二:取分液漏斗中上層少量溶液于試管中,向試管中通入Cl2,若試管中溶液出現橙紅色,說明有溴單質生成,可確定氯氣未過量。20、略
【分析】【詳解】
周期表前三周期元素A;B、C、D;原子序數依次增大,A的基態原子的L層電子是K層電子的兩倍,則A為碳元素;B的價電子層中的未成對電子有3個,則B為氮元素;C與B同族,則C為磷元素;D的最高價含氧酸為酸性最強的無機含氧酸,則D為氯元素。
(1)C為P元素,原子核外有15個電子,基態原子的電子排布式為:1s22s22p63s23p3;D為Cl元素,最高價含氧酸為HClO4,比其低兩價的含氧酸是HClO3;高氯酸中非羥基氧原子為3個,氯酸中為2個(或高氯酸中Cl元素為+7價,吸引羥基氧原子的能力很強,而氯酸中Cl元素為+5價對羥基氧原子吸引能力較弱),所以高氯酸酸性比氯酸強。
(2)C、N、P與Cl形成兩元共價化合物為CCl4、NCl3、PCl3,中心原子都為sp3雜化;雜化后得到的雜化軌道完全相同就是等性雜化,如甲烷中的sp3雜化,得到4個完全相同的sp3雜化軌道;雜化后得到的雜化軌道至少存在兩個不同的,就是非等性雜化,如氨分子中N原子、PCl3中的P原子,雖是sp3雜化;雜化后的雜化軌道不完全相同,所以屬于不等性雜化;以上不等性雜化的化合物價層電子對立體構型為四面體形,分子立體構型為三角錐形。
(3)因為孤電子對對成鍵電子對的排斥力較大;所以不等性雜化化合物成鍵軌道的夾角小于等性雜化的化合物成鍵軌道間的夾角。
(4)根據晶胞結構,每個C原子與4個N原子以共價鍵相連,每個N原子與3個C原子以共價鍵相連,所以氮化碳的化學式為C3N4;從圖3可以看出,一個C3N4晶胞包括6個C原子和8個N原子,則其晶體密度為ρ==3.59g?cm-3。【解析】①.1s22s22p63s23p3②.高氯酸中非羥基氧原子為3個,氯酸中為2個(或高氯酸中Cl元素為+7價,吸引羥基氧原子的能力很強,而氯酸中Cl元素為+5價對羥基氧原子吸引能力較弱)③.sp3雜化④.NCl3、PCl3⑤.四面體形⑥.三角錐形⑦.小于⑧.C3N4⑨.3.59g·cm-3四、工業流程題(共2題,共8分)21、略
【分析】【分析】
反應Ⅰ是在氫氧化鈉溶液中將碘酸鈉氧化為不溶于水的Na2H3IO6,過濾得到Na2H3IO6,反應Ⅱ加入硝酸銀溶液生成不溶于水的黑色Ag5IO6,過濾得到黑色Ag5IO6,反應Ⅲ加入氯氣和水反應的化學方程式為:2Ag5IO6+5Cl2+H2O=10AgCl↓+5O2+2H5IO6,生成氣體氧氣,過濾得到H5IO6(正高碘酸)。
【詳解】
(1)氫氧化鈉溶液中氯氣將碘酸鈉氧化為不溶于水的Na2H3IO6,反應的化學方程式為:NaIO3+Cl2+3NaOH=Na2H3IO6↓+2NaCl,該反應生成不溶于水的Na2H3IO6的離子方程式為IO3-+Cl2+2Na++3OH-
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