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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………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年冀教新版選擇性必修1化學(xué)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(xué)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6題,共12分)1、一銅空氣燃料電池是一種“高容量、低成本”的新型電池。該電池通過一種復(fù)雜的銅腐蝕“現(xiàn)象”“產(chǎn)生電力,其中放電過程為下列說法不正確的是。
A.通空氣時,銅腐蝕表面產(chǎn)生B.放電時,透過固體電解質(zhì)向極移動C.放電時,負(fù)極的電極反應(yīng)式為D.整個過程中,銅相當(dāng)于催化劑2、已知:2+2H+?+H2O。25℃時,調(diào)節(jié)初始濃度為1.0mol/L的Na2CrO4溶液的pH,測定平衡時溶液中c(Cr2O72-)和c(H+);獲得如圖所示的曲線。下列說法正確的是。
A.平衡時,c(H+)越大,c()越小B.A點轉(zhuǎn)化為Cr2O72-反應(yīng)的平衡常數(shù)的數(shù)量級為1014C.C點的平衡轉(zhuǎn)化率為40%D.平衡時,若溶液中c()=c(),則c(H+)>2.0×10?7mol/L3、對于可逆反應(yīng):A2(g)+3B2(g)2AB3(g)ΔH<0,下列描述平衡移動的圖像正確的是A.B.C.D.4、已知:①CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H1=-akJ?mol-1
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H2=-bkJ?mol-1
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H3=-ckJ?mol-1
其中a、b、c均大于0,則下列敘述正確的是A.由上述熱化學(xué)方程式可知b>cB.②是表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式C.△H2<△H3D.當(dāng)甲醇和甲烷按物質(zhì)的量之比為1:2混合,完全燃燒生成CO2(g)和H2O(g)時,放出的熱量為QkJ,則該混合物中甲醇的物質(zhì)的量為mol5、下列選項表示反應(yīng)速率最快的是A.B.C.D.6、煤炭燃燒過程中會釋放出大量的SO2,嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。采用一定的脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO4的形式固定,從而降低SO2的排放。但是煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的CO又會與CaSO4發(fā)生化學(xué)反應(yīng);降低脫硫效率。相關(guān)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)△H1=+218.4kJ/mol(反應(yīng)I)
CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g)△H2=-175.6kJ/mol(反應(yīng)II)
下列有關(guān)說法正確的是A.提高反應(yīng)體系的溫度,能降低該反應(yīng)體系中SO2生成量B.反應(yīng)II在較低的溫度下可自發(fā)進行C.用生石灰固硫的反應(yīng)為:4CaO(s)+4SO2(g)3CaSO4(s)+CaS(s)△H3,則△H3>△H2D.由反應(yīng)I和反應(yīng)II可計算出反應(yīng)CaSO4(s)CaO(s)+SO3(g)的焓變評卷人得分二、填空題(共9題,共18分)7、I.300℃時,將2molA和2molB兩種氣體混合于2L密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)ΔH=Q;2min末達(dá)到平衡,生成0.8molD。
(1)300℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=___已知K300℃350℃,則ΔH___0(填“>”或“<”)。
(2)在2min末時,B的平衡濃度為____,D的平均反應(yīng)速率為___。
(3)若溫度不變,縮小容器容積,則A的轉(zhuǎn)化率____(填“增大”“減小”或“不變”)。
II.A是由導(dǎo)熱材料制成的密閉容器,B是一耐化學(xué)腐蝕且易于傳熱的氣球。關(guān)閉K2,將等量且少量的NO2通過K1、K3分別充入A;B中;反應(yīng)起始時,A、B的體積相同。
(已知:2NO2N2O4ΔH<0)
(1)一段時間后,反應(yīng)達(dá)到平衡,此時A、B中生成的N2O4的速率是v(A)___(填“>”、“<”、“=”)v(B);若打開活塞K2,氣球B將___(填“增大”;“減小”、“不變”)。
(2)室溫下,若A、B都保持體積不變,將A套上—個絕熱層,B與外界可以進行熱傳遞,則達(dá)到平衡時,___中的顏色較深。8、一定溫度下;在2L的密閉容器中,M;N兩種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示:
(1)反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。
(2)反應(yīng)達(dá)到最大限度的時間是___min,該時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N)=__,v(M)=__。
(3)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,放出6QkJ的熱量,當(dāng)容器中充入1molN,反應(yīng)放出的熱量為__。
①等于QkJ②小于QkJ③大于QkJ④等于2QkJ
(4)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是__。
①該條件下;正逆反應(yīng)速率都為零。
②該條件下;混合氣體的密度不再發(fā)生變化。
③該條件下;混合氣體的壓強不再發(fā)生變化。
④該條件下;單位時間內(nèi)消耗2molN的同時,生成1molM
(5)能加快反應(yīng)速率的措施是___。
①升高溫度②容器體積不變,充入惰性氣體Ar③容器壓強不變,充入惰性氣體Ar④使用催化劑9、已知時,NaOH溶液的的HA溶液中請回答下列問題:
該溫度下,水的離子積______;
的HA溶液中水電離出_______________。
在室溫下,蒸餾水稀釋HA溶液時,下列呈減小趨勢的是______。
A.水的電離程度C.溶液中和的乘積溶液中的值。
室溫下,取的鹽酸和HA溶液各100mL;向其中分別加入適量的Zn粒,反應(yīng)過程中兩溶液的pH變化如圖所示:
圖中表示HA溶液pH變化曲線的是______填“A”或“B”
設(shè)鹽酸中加入Zn的質(zhì)量為HA溶液中加入Zn的質(zhì)量為則_____填“”“”或“”
室溫下,取的鹽酸和HA溶液各100mL,分別滴加溶液至恰好完全反應(yīng),所需NaOH溶液的體積前者_(dá)_____后者填“”“”或“”10、甲烷(CH4)是一種溫室氣體,NO是常見大氣污染物,為消除空氣中少量的CH4和NO,工業(yè)上可以設(shè)計如下反應(yīng):CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),在溫度為T1和T2時,分別將0.40molCH4和1.60molNO充入體積為2L的恒容密閉容器中,n(CH4)隨反應(yīng)時間的變化如圖所示:
(1)根據(jù)上圖判斷該反應(yīng)的T1________T2。(填“>”“<”或“=”)
(2)溫度為T1,0~10min內(nèi)NO的平均反應(yīng)速率v(NO)=___________,反應(yīng)開始和平衡時容器的壓強之比為___________。
(3)溫度為T2,反應(yīng)達(dá)到平衡時,NO的轉(zhuǎn)化率為___________(保留3位有效數(shù)字)
(4)下列條件的改變不能加快反應(yīng)速率的是___________。(填字母)
A.加入合適的催化劑B.縮小容器體積。
C.將CH4由0.4mol改為0.8molD.分離出產(chǎn)物CO2
(5)CH4是重要的化石能源,完全燃燒生成CO2和H2O,放出大量熱。若以熔融的K2CO3為電解質(zhì),可以設(shè)計成一種高溫燃料電池,正極通入的氣體是空氣和CO2,負(fù)極反應(yīng)式為:_______________________________________________________。11、甲醇被稱為2l世紀(jì)的新型燃料,工業(yè)上通過下列反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ,用CH4和H2O為原料來制備甲醇。
(1)將1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入容積為10L的反應(yīng)室,在一定條件下發(fā)生反應(yīng)Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度;壓強的關(guān)系如圖:
①已知100℃時達(dá)到平衡所需的時間為5min,則用H2表示的平均反應(yīng)速率為______。
②在其它條件不變的情況下升高溫度,化學(xué)平衡常數(shù)將_______(填“增大”“減小”或“不變”)。
③圖中的P1_____P2(填“<”、“>”或“=”),100℃時平衡常數(shù)為________。
④保持反應(yīng)體系為100℃,5min后再向容器中充入H2O、H2各0.5mol,化學(xué)平衡將向_____移動(填“向左”“向右”或“不”)。
(2)在壓強為0.1MPa條件下,將amolCO與3amolH2的混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)發(fā)生反應(yīng)Ⅱ:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
①該反應(yīng)的△H_____0,△S_____0(填“<”;“>”或“=”)。
②若容器容積不變,下列措施可以提高CO轉(zhuǎn)化率的是______。
A.升高溫度。
B.將CH3OH(g)從體系中分離出來。
C.充入He;使體系總壓強增大。
D.再充入1molCO和3molH212、某化學(xué)反應(yīng)2AB+D在四種不同條件下進行,B、D起始濃度為0,反應(yīng)物A的濃度(mol/L)隨反應(yīng)時間(min)的變化情況如下表:。實驗序號01020304050601800℃1.00.800.670.570.500.500.502800℃c20.600.500.500.500.500.503800℃C30.920.750.630.600.600.604820℃1.00.400.250.200.200.200.20
根據(jù)上述數(shù)據(jù);完成下列填空:
(1)在實驗1,反應(yīng)在10至20分鐘時間內(nèi)平均速率為___________mol/(L·min)。
(2)在實驗2,A的初始濃度c2=___________mol/L,反應(yīng)經(jīng)20分鐘就達(dá)到平衡,可推測實驗2中還隱含的條件是___________。
(3)設(shè)實驗3的反應(yīng)速率為v3,實驗1的反應(yīng)速率為v1,則v3___________v1(填>;<、=)。
(4)比較實驗4和實驗1,可推測該反應(yīng)是___________反應(yīng)(選填吸熱、放熱)。理由是___________。13、今年是元素周期表誕生150周年;聯(lián)合國教科文組織將2019年定為“國際化學(xué)元素周期表年”。門捷列夫不僅發(fā)明了周期表,并且成功預(yù)言出了“類鋁”(鎵);“類硼”(鈧)和“類硅”(鍺)等當(dāng)時尚未發(fā)現(xiàn)的元素。回答下列問題:
(1)1955年,為了紀(jì)念門捷列夫的偉大貢獻,101號元素命名為鍆原子中中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之差為______________。
(2)鎵是一種戰(zhàn)略金屬;大量用于生產(chǎn)半導(dǎo)體;太陽能電池等。
①鎵與鋁同主族,比鋁多一個電子層,鎵的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_________。
②自然界有極少量硫鎵銅礦(化學(xué)式鎵顯最高正價),則銅的化合價為_________。
③最近我國成功攻克了通信芯片制造中關(guān)鍵材料氮化鎵的研制難題。反應(yīng)物只有C(碳納米管)、且三者按物質(zhì)的量之比在900℃反應(yīng)生成及等物質(zhì)的化學(xué)方程式為______。
(3)制取高純鍺的過程包括鍺富集后用濃鹽酸氯化、的提純、水解及還原。
①氯化后生成的(沸點83.1℃)中含少量的(沸點130.2℃)、(沸點57.6℃)等。除可采用萃取法提純外,還可采用的方法是______。
②水解生成的化學(xué)方程式為_______。14、某學(xué)習(xí)小組將有關(guān)“電解飽和食鹽水”的相關(guān)內(nèi)容進行梳理;請回答下列問題:(顯示的電極均為石墨)。
(1)圖1中,電解一段時間后,U形管___(填“左”或“右”)邊的溶液變紅。
(2)電解飽和食鹽水的離子方程式為___,利用圖2裝置制作一種環(huán)保型消毒液發(fā)生器,可制備“84”消毒液的有效成分NaClO,則c為電源的___極。
(3)氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè);一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)電;節(jié)能30%以上。在這種工藝設(shè)計中,相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,其中的電極未標(biāo)出。
①圖示中電極產(chǎn)物X、Y分別是___、___(填化學(xué)式)。
②燃料電池B中正極的電極反應(yīng)式:___。
③圖示中氫氧化鈉溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)大?。篴%___b%(填“﹥”“﹤”或“=”)。15、依據(jù)事實;寫出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。
(1)在25℃、101kpa下,1g甲醇(CH3OH)燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68kJ。則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為__________________。
(2)C(石墨)與適量H2O(g)反應(yīng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO和H2各2.24L時;吸收13.13kJ熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為__________________。
(3)已知HCN稀溶液與NaOH稀溶液反應(yīng)生成1molH2O時,放出12.1熱量,用離子方程式表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程為_______________。評卷人得分三、判斷題(共7題,共14分)16、滴定終點就是酸堿恰好中和的點。(____________)A.正確B.錯誤17、常溫下,等體積的鹽酸和的相同,由水電離出的相同。(_______)A.正確B.錯誤18、某溶液的c(H+)>10-7mol·L-1,則該溶液呈酸性。(____________)A.正確B.錯誤19、如果c(H+)≠c(OH-),則溶液一定呈一定的酸堿性。(____________)A.正確B.錯誤20、Na2C2O4溶液:c(OH-)=c(H+)+c(HC2O)+2c(H2C2O4)。(_______)A.正確B.錯誤21、ΔH<0,ΔS>0的反應(yīng)在溫度低時不能自發(fā)進行。__________________A.正確B.錯誤22、制備AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用將溶液直接蒸干的方法。(_______)A.正確B.錯誤評卷人得分四、計算題(共1題,共8分)23、從“鐵器時代”開始,鐵單質(zhì)及其化合物一直備受青睞,工業(yè)上采用高爐煉鐵法治煉鐵單質(zhì),其反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:已知:①②則?H=_______。評卷人得分五、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共4題,共32分)24、為解決汽車尾氣達(dá)標(biāo)排放;催化劑及其載體的選擇和改良是關(guān)鍵。目前我國研制的稀土催化劑具有很好的催化轉(zhuǎn)化效果,催化過程圖如下。
圖片
(1)Zr原子序數(shù)為40,價電子排布為:4d25s2,它在周期表中的位置為___________,屬于___________區(qū)。
(2)CO、NO均能夠與血紅蛋白(Hb)中Fe2+形成穩(wěn)定的配合物使血紅蛋白失去攜氧能力;因而具有毒性。
已知:CO進入血液后有如下平衡:CO+HbO2O2+HbCO
①基態(tài)Fe2+中未成對電子數(shù)為___________。
②C、N、O三種元素,第一電離能由大到小的順序為___________,簡單氫化物的沸點由大到小的順序為___________。
③在CO、NO結(jié)構(gòu)中,C、N、O原子均含有孤電子對,與Fe2+配位時,配位原子均不是O原子,理由是:___________。
④高壓氧艙可用于治療CO中毒,結(jié)合平衡移動原理解釋其原因:___________。
(4)為節(jié)省貴金屬并降低成本;常用某些復(fù)合型物質(zhì)作催化劑。一種復(fù)合型物質(zhì)的晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示。
①該復(fù)合型物質(zhì)的化學(xué)式為___________。
②每個Ti原子周圍距離最近的O原子的個數(shù)為___________。
③已知,阿伏伽德羅常數(shù)的值為NA,該晶體的密度為ρg/cm3。其晶胞為立方體結(jié)構(gòu),則晶胞的邊長為___________cm。25、含NO的煙氣需要處理后才能排放。
(1)氫氣催化還原含NO的煙氣,發(fā)生“脫硝”反應(yīng):2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)ΔH=-605kJ·mol-1。一定條件下,加入H2的體積分?jǐn)?shù)對該反應(yīng)平衡時含氮物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)的影響如圖所示:
①隨著H2體積分?jǐn)?shù)增加,NO中N被還原的價態(tài)逐漸降低。當(dāng)H2的體積分?jǐn)?shù)在0.5×10-3~0.75×10-3時,NO的轉(zhuǎn)化率基本為100%,而N2和NH3的體積分?jǐn)?shù)仍呈增加趨勢,其可能原因是___________。
②已知:Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-1025kJ·mol-1
Ⅱ.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=-484kJ·mol-1
圖中N2減少的原因是N2與H2反應(yīng)生成NH3,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:___________。
(2)某科研小組研究了NO與H2反應(yīng)生成N2和NH3的轉(zhuǎn)化過程。在起始溫度為400℃時,將n(NO):n(H2)=1:2通入甲;乙兩個恒容密閉容器中;甲為絕熱過程、乙為恒溫過程,兩反應(yīng)體系的壓強隨時間的變化曲線如圖所示。
①曲線X是___________(填“甲”或“乙”)容器。
②a點在曲線X上,則a點___________是平衡點(填“可能”或“不可能”)。
③曲線Y的容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時NO的轉(zhuǎn)化率為60%,從開始到平衡點Z時用分壓表示的H2消耗速率是___________kPa·min-1。400℃時,“脫硝”反應(yīng)的壓強平衡常數(shù)Kp=___________kPa-1(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字,Kp為用分壓代替濃度計算的平衡常數(shù);分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(3)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),用P1-g-C3N4光催化氧化法脫除NO的過程如圖所示。
光催化脫除原理和電化學(xué)反應(yīng)原理類似,P1-g-C3N4光催化的P1和g-C3N4兩端類似于兩極,g–C3N4極發(fā)生___________反應(yīng)(填“氧化”或“還原”),該極的電極反應(yīng)式為___________。26、鈷的氧化物常用于制取催化劑和顏科等。以鈷礦[主要成分是CoO、Co2O3、Co(OH)3,還含SiO2及少量A12O3、Fe2O3、CuO及MnO2等]為原料可制取鈷的氧化物。
(1)一種鈷氧化物晶胞如圖1所示,該氧化物中鈷離子基態(tài)核外電子排布式為_______。
(2)利用鈷礦制取鈷的氧化物的主要步驟如下:
①浸?。河名}酸和Na2SO3溶液浸取鈷礦,浸取液中含有Al3+、Fe2+、Co2+、Cu2+、Mn2+、Cl-、等離子。寫出Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_______。
②除雜:向浸取液中先加入足量NaClO,氧化Fe2+,再加入NaOH調(diào)節(jié)pH除去A13+、Fe3+、Cu2+。有關(guān)沉淀數(shù)據(jù)如表(“完全沉淀時金屬離子濃度≤10×10-5mol/L)。沉淀Al(OH)3Fe(OH)3Co(OH)2Cu(OH)2Mn(OH)2恰好完全沉淀時pH5.22.89.46.710.1
若浸取液中c(Co2+)=0.1mol/L,則須調(diào)節(jié)溶液pH的范圍是_______(加入NaClO3和NaOH時;溶液的體積變化忽略)。
③萃取、反萃?。合虺s后的溶液中,加入某有機酸萃取劑(HA)2,發(fā)生反應(yīng):Co2++n(HA)2CoA2·(n-1)(HA)2+2H+。實驗測得:當(dāng)溶液pH處于4.5~6.5范圍內(nèi),Co2+萃取率隨溶液pH的增大而增大(如圖2所示),其原因是_______。向萃取所得有機相中加入H2SO4,反萃取得到水相。該工藝中設(shè)計萃取、反萃取的目的是_______。
④沉鈷、熱分解:向反萃取后得到的水相中加入(NH4)2C2O4溶液,過濾、洗滌、干燥,得到CoC2O4·2H2O晶體。圖為二水合草酸鈷(CoC2O4·2H2O)在空氣中受熱的質(zhì)量變化曲線;曲線中300℃及以上所得固體均為鈷氧化物。
通過計算確定C點剩余固體的化學(xué)成分為_______(填化學(xué)式)。試寫出B點對應(yīng)的物質(zhì)與O2在225~300℃發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:_______。27、合成氨是人類科學(xué)技術(shù)上的一項重大突破。合成氨工業(yè)中,用空氣、水和焦炭為原料制得原料氣(N2、H2以及少量CO、NH3的混合氣);常用鐵觸媒作催化劑。
(1)C、N、O三種元素中第一電離能最大的元素是_____,電負(fù)性最大的元是______。
(2)26Fe在周期表中的位置是_____,F(xiàn)e2+具有較強的還原性,請用物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論進行解釋:_____。
(3)與CO互為等電子體的陰離子是_____,陽離子是_____。(填化學(xué)式)
(4)NH3可用于制用硝酸。稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2(弱酸)的混合溶液,用惰性電極電解該混合溶液可獲得較濃的硝酸。寫出電解時陽極的電極反應(yīng)_____。評卷人得分六、有機推斷題(共4題,共12分)28、碘番酸是一種口服造影劑;用于膽部X-射線檢查。其合成路線如下:
已知:R1COOH+R2COOH+H2O
(1)A可發(fā)生銀鏡反應(yīng);A分子含有的官能團是___________。
(2)B無支鏈;B的名稱為___________。B的一種同分異構(gòu)體,其核磁共振氫譜只有一組峰,結(jié)構(gòu)簡式是___________。
(3)E為芳香族化合物;E→F的化學(xué)方程式是___________。
(4)G中含有乙基;G的結(jié)構(gòu)簡式是___________。
(5)碘番酸分子中的碘位于苯環(huán)上不相鄰的碳原子上。碘番酸的相對分了質(zhì)量為571;J的相對分了質(zhì)量為193。碘番酸的結(jié)構(gòu)簡式是___________。
(6)口服造影劑中碘番酸含量可用滴定分析法測定;步驟如下。
第一步2稱取amg口服造影劑,加入Zn粉、NaOH溶液,加熱回流,將碘番酸中的碘完全轉(zhuǎn)化為I-;冷卻;洗滌、過濾,收集濾液。
第二步:調(diào)節(jié)濾液pH,用bmol·L-1AgNO3溶液滴定至終點,消耗AgNO3溶液的體積為cmL。已知口服造影劑中不含其它含碘物質(zhì)。計算口服造影劑中碘番酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)___________。:29、X;Y、Z、W、Q是原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素;X與Y位于不同周期,X與W位于同一主族;原子最外層電子數(shù)之比N(Y):N(Q)=3:4;Z的原子序數(shù)等于Y、W、Q三種元素原子的最外層電子數(shù)之和。請回答下列問題:
(1)Y元素在周期表中的位置是______________;QX4的電子式為_____________。
(2)一種名為“PowerTrekk”的新型充電器是以化合物W2Q和X2Z為原料設(shè)計的,這兩種化合物相遇會反應(yīng)生成W2QZ3和氣體X2,利用氣體X2組成原電池提供能量。
①寫出W2Q和X2Z反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________。
②以稀硫酸為電解質(zhì)溶液,向兩極分別通入氣體X2和Z2可形成原電池,其中通入氣體X2的一極是_______(填“正極”或“負(fù)極”)。
③若外電路有3mol電子轉(zhuǎn)移,則理論上需要W2Q的質(zhì)量為_________。30、已知A;B、C、E的焰色反應(yīng)均為黃色;其中B常作食品的膨化劑,A與C按任意比例混合,溶于足量的水中,得到的溶質(zhì)也只含有一種,并有無色、無味的氣體D放出。X為一種黑色固體單質(zhì),X也有多種同素異形體,其氧化物之一參與大氣循環(huán),為溫室氣體,G為冶煉鐵的原料,G溶于鹽酸中得到兩種鹽。A~H之間有如下的轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分物質(zhì)未寫出):
(1)寫出物質(zhì)的化學(xué)式:A______________;F______________。
(2)物質(zhì)C的電子式為______________。
(3)寫出G與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式:____________________________。
(4)已知D→G轉(zhuǎn)化過程中,轉(zhuǎn)移4mol電子時釋放出akJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:____________________________。
(5)科學(xué)家用物質(zhì)X的一種同素異形體為電極,在酸性介質(zhì)中用N2、H2為原料,采用電解原理制得NH3,寫出電解池陰極的電極反應(yīng)方程式:____________________。31、甲;乙、丙是都含有同一種元素的不同物質(zhì);轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖:
(1)若甲是CO2。
①常用于泡沫滅火器的是_______(填“乙”或“丙”;下同)。
②濃度均為0.01mol·L-1的乙溶液和丙溶液中,水的電離程度較大的是_________。
(2)若甲是Al。
①Al的原子結(jié)構(gòu)示意圖為__________。
②當(dāng)n(Al)︰n(NaOH)︰n(H2SO4)=1︰1︰2時,丙的化學(xué)式是_________。
(3)若甲是Cl2。
①甲轉(zhuǎn)化為乙的離子方程式是____________。
②已知:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(l)+2CO(g)△H=-81kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ·mol-1
寫出TiO2和Cl2反應(yīng)生成TiCl4和O2的熱化學(xué)方程式:_________。
③常溫下,將amol·L-1乙溶液和0.01mol·L-1H2SO4溶液等體積混合生成丙,溶液呈中性,則丙的電離平衡常數(shù)Ka=___________(用含a的代數(shù)式表示)。參考答案一、選擇題(共6題,共12分)1、C【分析】【分析】
放電時,鋰失電子作負(fù)極,Cu上O2得電子作正極,負(fù)極上電極反應(yīng)式為Li-e-═Li+,正極上電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-;電解質(zhì)溶液中陽離子向正極移動,陰離子向負(fù)極移動,據(jù)此分析解答。
【詳解】
A.放電過程為2Li+Cu2O+H2O═2Cu+2Li++2OH-,可知通空氣時,銅被腐蝕,表面產(chǎn)生Cu2O;故A正確;
B.因為原電池放電時,陽離子移向正極,所以Li+透過固體電解質(zhì)向Cu極移動;故B正確;
C.該電池通過一種復(fù)雜的銅腐蝕而產(chǎn)生電力,由方程式可知負(fù)極的電極反應(yīng)式為Li-e-═Li+;故C錯誤;
D.由C項分析知,銅先與氧氣反應(yīng)生成Cu2O,放電時Cu2O重新生成Cu;則整個反應(yīng)過程中,銅相當(dāng)于催化劑,故D正確。
故選C。
【點睛】
本題考查了原電池原理,明確原電池電極上得失電子及電極反應(yīng)式是解本題關(guān)鍵,注意把握Cu在整個過程中的作用。2、B【分析】【詳解】
A.由圖像可知,平衡時,H+濃度越大,c()越大;故A錯誤;
B.由圖象可知,A點溶液中c(H+)=1.0×10mol/L,c()=0.25mol/L,此時c()=1.0mol/L-0.25mol/L×2=0.5mol/L,平衡常數(shù)K===1014;故B正確;
C.C點溶液中c()=0.4mol/L,此時△c()=0.4mol/L×2=0.8mol/L,則的平衡轉(zhuǎn)化率為=80%;故C錯誤;
D.平衡時,若溶液中c()=c(),而2c()+c()=1.0mol?L-1,所以c()=mol?L-1,而圖中c()=0.35mol/L時,對應(yīng)氫離子的濃度為2.0×10-7mol?L-1,則溶液中c()=c()時c(H+)<2.0×10-7mol?L-1;故D錯誤;
故答案為B。3、B【分析】【詳解】
A.溫度越高;反應(yīng)速率越大,達(dá)到平衡所需時間越少,則當(dāng)溫度為500℃時達(dá)到平衡所需時間小于100℃,應(yīng)先出現(xiàn)平臺,故A錯誤;
B.該反應(yīng)為氣體體積減小的放熱反應(yīng),降低溫度和增大壓強,平衡均會向正反應(yīng)方向移動,AB3的體積分?jǐn)?shù)增大;故B正確;
C.升高溫度;正;逆反應(yīng)速率均增大,故C錯誤;
D.使用催化劑,反應(yīng)速率增大,但平衡不移動,A2的轉(zhuǎn)化率不變;故D錯誤;
故選B。4、D【分析】【分析】
【詳解】
A.等量的同種物質(zhì)氣態(tài)時比液態(tài)時能量高,由②、③的熱化學(xué)方程式可以看出,②中水呈氣態(tài),③中水呈液態(tài),所以②中放出的熱比③中少,即b
B.②中水呈氣態(tài);不屬于穩(wěn)定態(tài),所以不能表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式,故B錯誤;
C.由②、③的熱化學(xué)方程式可以看出,②中水呈氣態(tài),③中水呈液態(tài),所以②中放出的熱比③中少,所以△H2>△H3;故C錯誤;
D.當(dāng)甲醇和甲烷按物質(zhì)的量之比為1:2混合,完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l)時,放出的熱量為(a+2c)的倍數(shù),當(dāng)放出熱量為QkJ時,該混合物中甲醇的物質(zhì)的量=mol;故D正確;
故答案為D。5、B【分析】【詳解】
比較速率大小有:=15∶18∶16∶13.5;因此反應(yīng)速率最塊的是18mol/(L·min),故選項B符合題意;
答案為B。6、B【分析】【詳解】
分析:由已知的兩個熱化學(xué)方程式;結(jié)合溫度對化學(xué)平衡的影響規(guī)律,即可分析A選項,根據(jù)自由能判據(jù)可分析B選項,利用蓋斯定律可分析出C;D兩個選項。
詳解:A、只有在反應(yīng)I中生成SO2,且該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),所以升高溫度,有利于反應(yīng)I平衡向右移動,生成更多的SO2;故A錯誤;
B、要使反應(yīng)II自發(fā)進行,則自由能判據(jù)△G=△H-T△S<0,已知△H2<0;由反應(yīng)方程式可知該反應(yīng)的熵變化不大,反應(yīng)的自發(fā)性主要決定于焓變,所以該反應(yīng)在低溫下即可自發(fā)進行,且低溫有利于節(jié)約能源,故B正確;
C、根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)II—4×反應(yīng)I即得C選項的熱化學(xué)方程式,所以△H3=△H2-4△H1,已知△H1>0,△H2<0,所以△H3<△H2,故C錯誤;
D、反應(yīng)I和反應(yīng)II中沒有SO3(g),所以無法通過反應(yīng)I和反應(yīng)II計算出反應(yīng)CaSO4(s)CaO(s)+SO3(g)的焓變;故D錯誤。所以本題答案選B。
點睛:本題的難點是B選項,因為反應(yīng)II前后氣體、固體的分子數(shù)都不變,即商變不大,所以焓變對反應(yīng)的自發(fā)性起決定作用,這是利用自由能判據(jù)的一種特殊情況,由于是放熱反應(yīng),低溫即可自發(fā)進行,且節(jié)約能源;易錯點是C選項,要明確焓變的比較是帶著+、-號進行比較的。本題有一定的難度。二、填空題(共9題,共18分)7、略
【分析】【分析】
I.3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)ΔH=Q
初始2mol2mol
反應(yīng)1.20.40.80.8
2min0.81.60.80.8
II.關(guān)閉K2時;裝置A為恒容裝置,裝置B為恒壓裝置。
【詳解】
I.(1)K=已知K300℃350℃,升高溫度,K值增大,平衡正向移動,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則ΔH>0;
(2)在2min末時;B的物質(zhì)的量為1.6mol,其平衡濃度為1.6mol/2L=0.8mol/L;D的物質(zhì)的量為0.8mol,v(D)=0.8mol/(2L×2min)=0.2mol/(L·min);
(3)若溫度不變;縮小容器容積,增大壓強,方程式兩邊氣體的計量數(shù)不變,則平衡不移動,A的轉(zhuǎn)化率不變;
II.(1)已知等量且少量的NO2通過K1、K3分別充入A、B中,反應(yīng)起始時,A、B的體積相同,裝置B為等壓,相當(dāng)于裝置A平衡后再增大壓強,體積減小,c(N2O4)增大,則v(A)<v(B);若打開活塞K2;整個裝置為恒壓裝置,壓強增大,平衡正向移動,則總體積減小,A容積不變,則B的體積減小,氣球B體積減小;
(2)室溫下,將A套上—個絕熱層,則A中隨反應(yīng)的進行溫度逐漸升高,則平衡逆向移動,c(NO2)增大;顏色比裝置B中深。
【點睛】
方程式兩邊氣體計量數(shù)的相等時,增大壓強,體積減小,平衡不移動?!窘馕觥?gt;0.8mol/L0.2mol/(L·min)不變<減小A8、略
【分析】【詳解】
(1)反應(yīng)進行到6min時N減少了8mol-2mol=6mol,N為反應(yīng)物,M增加了5mol-2mol=3mol,M為生成物,二者化學(xué)計量數(shù)之比為:6mol∶3mol=2∶1,因此反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2NM;
(2)根據(jù)題圖可知,反應(yīng)進行到6min時各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再發(fā)生變化,因此反應(yīng)達(dá)到最大限度的時間是6min;該時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N)==0.5mol/(L·min),v(M)=v(N)=0.25mol/(L·min);
(3)反應(yīng)達(dá)到平衡時消耗6molN;放出6QkJ的熱量,當(dāng)容器中充入1molN,若N完全反應(yīng),則放出QkJ的熱量,但該反應(yīng)是可逆反應(yīng),反應(yīng)不能進行到底,所以反應(yīng)放出的熱量小于QkJ,答案為:②;
(4)①.達(dá)到平衡狀態(tài)時;正;逆反應(yīng)速率相等但不能為零,①不選;
②.密度是混合氣體的質(zhì)量和容器容積的比值;在反應(yīng)過程中氣體質(zhì)量和容器的容積始終是不變的,因此該條件下混合氣體的密度不再發(fā)生變化不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),②不選;
③.該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不相等的可逆反應(yīng);該條件下混合氣體的壓強不再發(fā)生變化能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),③選;
④.該條件下;單位時間內(nèi)消耗2molN的同時,生成1molM,均表示正反應(yīng)速率,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),④不選;
故答案為:③;
(5)①.升高溫度;反應(yīng)速率加快,①符合題意;
②.容器容積不變,充入惰性氣體Ar;參加反應(yīng)的物質(zhì)濃度不變,反應(yīng)速率不變,②不符合題意;
③.容器壓強不變,充入惰性氣體Ar;容器容積增大,參加反應(yīng)的物質(zhì)濃度減小,反應(yīng)速率減慢,③不符合題意;
④.使用催化劑;反應(yīng)速率加快,④符合題意;
故答案為:①④。【解析】2NM60.5mol/(L·min)0.25mol/(L·min)②③①④9、略
【分析】【詳解】
(1)0.01mol/LNaOH:c(OH-)=c(NaOH)=0.01mol/L,由pH=11得c(H+)=10-11mol/L,Kw=c(OH-)·c(H+)=0.01mol/L×10-11mol/L=10-13mol2/L2;
(2)0.1mol/LHA:根據(jù)①和②解得c(H+)=10-2mol/L,c(OH-)=10-11mol/L,HA溶液中OH-一定是由水電離產(chǎn)生的,故由水電離出c水(OH-)=c(OH-)=10-11mol/L;
(3)根據(jù)以上分析,0.1mol/LHA中c(H+)=10-2mol/L,說明HA未完全電離,屬于弱電解質(zhì),存在電離平衡,即
A.加水稀釋,c(H+)下降;減弱了對水電離的抑制作用,故水的電離程度增大,A不符合題意;
B.加水稀釋,促進HA電離,故n(HA)減少,n(A-)增多,故比值減小;或者依據(jù)電離平衡常數(shù)不變進行判斷,由于c(H+)減小,故增大;其倒數(shù)減小,B符合題意;
C.溫度不變,水的離子積[Kw=c(OH-)·c(H+)]也不變;C不符合題意;
D.c(A-);c(HA)濃度均減?。还蕛烧叱朔e也減小,D符合題意;
故答案選BD;
(4)①隨著反應(yīng)的進行,弱電解質(zhì)HA能繼續(xù)電離出H+,可以補充因反應(yīng)消耗的H+,故HA中c(H+)減小速度要比HCl中慢,即反應(yīng)相同時間剩余c(H+):HA>HCl,即pH:HA<HCl;所以曲線B代表HA;
②若m1=m2,則反應(yīng)后溶液剩余c(H+):HA>HCl,即pH:HA+)相等,所以此時應(yīng)繼續(xù)向HA中加入Zn,使HA中c(H+)減小,這樣才能達(dá)到兩者c(H+)相等的目的,故m1<m2;
(5)由于兩者可提供的H+是相等的,故消耗NaOH也是相等的?!窘馕觥?0、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)圖像可知,T2溫度下反應(yīng)更快;先達(dá)到平衡,說明溫度更高;
(2)M點CH4反應(yīng)了0.1mol,可以算出v(CH4),再根據(jù)v(NO)=4v(CH4)計算即可;恒溫恒容時;壓強之比等于物質(zhì)的量之比,根據(jù)反應(yīng)方程式可知,該反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng),所以壓強不變;
(3)根據(jù)圖,T2時CH4為0.15mol,說明CH4反應(yīng)了0.25mol;則NO反應(yīng)1mol;
(4)A.催化劑能加快反應(yīng)速率;
B.縮小體積相當(dāng)于增大壓強;加快反應(yīng)速率;
C.增大了反應(yīng)物CH4的濃度;加快反應(yīng)速率;
D.分離出產(chǎn)物CO2;并沒有增大反應(yīng)物濃度,不能加快反應(yīng)速率;
(5)負(fù)極是CH4發(fā)生氧化反應(yīng)。
【詳解】
(1)根據(jù)圖像可知,T2溫度下反應(yīng)更快,先達(dá)到平衡,說明溫度更高,所以T1<T2,故答案為:<;
(2)M點CH4反應(yīng)了0.1mol,可以算出v(CH4)==0.005mol·L-1·min-1,所以v(NO)=4v(CH4)=0.02mol·L-1·min-1;恒溫恒容時;壓強之比等于物質(zhì)的量之比,根據(jù)反應(yīng)方程式可知,該反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng),所以壓強不變,壓強之比為1:1;
故答案為:0.02mol·L-1·min-1;1:1;
(3)根據(jù)圖,T2時CH4為0.15mol,說明CH4反應(yīng)了0.25mol,則NO反應(yīng)1mol,NO轉(zhuǎn)化率為:×100%=62.5%;故答案為:62.5%;
(4)A.催化劑能加快反應(yīng)速率;A不符合題意;
B.縮小體積相當(dāng)于增大壓強;加快反應(yīng)速率,B不符合題意;
C.增大了反應(yīng)物CH4的濃度;加快反應(yīng)速率,C不符合題意;
D.分離出產(chǎn)物CO2;并沒有增大反應(yīng)物濃度,不能加快反應(yīng)速率,D符合題意;
故答案為:D;
(5)負(fù)極是CH4發(fā)生氧化反應(yīng),反應(yīng)式為:CH4+4CO-8e-=5CO2+2H2O,故答案為:CH4+4CO-8e-=5CO2+2H2O?!窘馕觥?lt;0.02mol·L-1·min-11:162.5%DCH4+4CO-8e-=5CO2+2H2O11、略
【分析】【分析】
(1)①根據(jù)圖像,100℃平衡時甲烷的轉(zhuǎn)化率,求出△c(CH4),根據(jù)v=計算v(CH4),利用速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比計算v(H2);②根據(jù)“定一議二”的方法分析判斷;③根據(jù)“定一議二”的方法分析判斷;根據(jù)三段式,結(jié)合平衡常數(shù)K=計算;④保持反應(yīng)體系為100℃,5min后再向容器中沖入H2O、H2各0.5mol;根據(jù)濃度商與平衡常數(shù)的相對大小的判斷;
(2)①混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應(yīng)生成甲醇,結(jié)合方程式和△G=△H-T?△S<0分析判斷;
②容器容積不變;增加CO的轉(zhuǎn)化率,需要平衡向正反應(yīng)移動,根據(jù)外界條件對平衡的影響分析判斷。
【詳解】
(1)①由100℃平衡CH4的轉(zhuǎn)化率為0.5可知,消耗CH4為1mol×0.5=0.5mol,平衡時甲烷的濃度變化量為=5×10-2mol/L,根據(jù)甲烷與氫氣的計量數(shù)關(guān)系,則:v(H2)=3v(CH4)=3×=0.030mol?L-1?min-1,故答案為0.030mol?L-1?min-1;
②通過圖像可知,當(dāng)壓強為P1時;升高溫度,甲烷的轉(zhuǎn)化率增大,平衡正向移動,所以升高溫度,平衡常數(shù)增大,故答案為增大;
③由圖可知,溫度相同時,到達(dá)平衡時,壓強為P1的CH4轉(zhuǎn)化率高,正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng),增大壓強,平衡向逆反應(yīng)方向移動,甲烷的轉(zhuǎn)化率降低,故壓強P1<P2;
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
初始濃度:0.10.200
變化濃度:0.050.050.050.15
平衡濃度:0.050.150.050.15
100℃時平衡常數(shù)K==2.25×10-2,故答案為<;2.25×10-2;
④保持反應(yīng)體系為100℃,5min后再向容器中沖入H2O、H2各0.5mol,Qc==4×10-2>K;所以平衡向左移動,故答案為向左;
(2)①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng),反應(yīng)的△S<0,混合氣體在催化劑作用下能自發(fā)反應(yīng)生成甲醇,根據(jù)△G=△H-T?△S<0,說明△H<0;即正反應(yīng)是放熱反應(yīng),故答案為<;<;
②A.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向吸熱方向移動,即向逆反應(yīng)方向移動,CO的轉(zhuǎn)化率降低,故A錯誤;B.將CH3OH(g)從體系中分離,產(chǎn)物的濃度降低,平衡向正反應(yīng)移動,CO的轉(zhuǎn)化率增加,故B正確;C.充入He,使體系總壓強增大,容器容積不變,反應(yīng)混合物各組分濃度不變,平衡不移動,CO的轉(zhuǎn)化率不變,故C錯誤;D.再充入1molCO和3molH2,可等效為壓強增大,平衡向體積減小的方向移動,即向正反應(yīng)方向移動,CO的轉(zhuǎn)化率增加,故D正確;故答案為BD。【解析】①.0.030mol?L﹣1?min﹣1②.增大③.<④.2.25×10﹣2⑤.向左⑥.<⑦.<⑧.BD12、略
【分析】【分析】
化學(xué)反應(yīng)速率的計算根據(jù)定義計算即可;實驗1、2中的平衡濃度相同,則起始濃度相同,實驗2中反應(yīng)速率快,經(jīng)過分析只能是使用了催化劑,因此推測實驗2中隱含的條件是催化劑;實驗3和實驗1達(dá)到平衡的時間相同,但達(dá)到平衡時A的濃度大于實驗1,說明c3>1.0mol/L;由實驗4和實驗1可知;物質(zhì)A起始濃度相同,溫度不同,溫度越高,平衡時反應(yīng)物A的濃度越小,說明升高溫度,平衡正向移動。
【詳解】
(1)在實驗1中,反應(yīng)在10min至20min時間內(nèi),A的濃度減少△c(A)=0.8mol/L-0.67mol/L=0.13mol/L,反應(yīng)時間為10min,故這段時間內(nèi)平均速率v(A)==0.013mol/(L·min);
(2)根據(jù)實驗1、2的平衡濃度分析可知二者是等效平衡,則二者起始濃度相同,可知A的初始濃度c2=1.0mol/L。實驗2中比實驗1先達(dá)到平衡狀態(tài);說明其反應(yīng)速率快,平衡狀態(tài)不變,說明實驗2中還隱含的條件是使用了催化劑;
(3)由表格數(shù)據(jù)可知,平衡時A的濃度比實驗3的大,實驗1和實驗3的溫度相同,則實驗3的起始濃度大于1.0mol/L,即c3>1.0mol/L,由于濃度越大,其反應(yīng)速率越快,所以反應(yīng)速率:v3>v1;
(4)由實驗4和實驗1可知;物質(zhì)起始濃度相同,溫度不同,溫度升高,平衡時反應(yīng)物A的濃度變小,說明升高溫度,化學(xué)平衡向右移動,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng);
【點睛】
本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率的計算及化學(xué)平衡的計算與判斷。把握有關(guān)概念、平衡移動原理及平衡影響因素為解答的關(guān)鍵,注意表格中數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用,側(cè)重考查學(xué)生的分析、計算與應(yīng)用能力。【解析】0.0131.0加催化劑>吸熱溫度升高平衡向右移動13、略
【分析】【詳解】
(1)本題答案為:56;
(2)①鎵位于第四周期,比鋁多18個電子,最外層電子數(shù)為3,原子結(jié)構(gòu)示意圖為本題答案為:
②中,的最高正價為硫的最低負(fù)價為故銅為價;本題答案為:+1;
③依據(jù)質(zhì)量守恒寫出其他產(chǎn)物,化學(xué)方程式為故本題答案為:
(3)①依據(jù)題目中沸點差異;用蒸餾的方法提純,故本題答案為:蒸餾或分餾;
②由題意水解方程式為故本題答案為:【解析】56①蒸餾或分餾14、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)圖1中,根據(jù)電子流向知,左邊電極是電解池陽極、右邊電極是電解池陰極,陽極上氯離子放電生成氯氣、陰極上氫離子放電生成氫氣,所以a氣球中氣體是氯氣、b氣球中的氣體是氫氣;同時陰極附近有NaOH生成,溶液呈堿性,無色酚酞遇堿變紅色,所以U形管右邊溶液變紅色;
(2)電解飽和食鹽水生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣,反應(yīng)的離子方程式為2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-;利用圖2制作一種環(huán)保型消毒液發(fā)生器,陽極上氯離子放電生成氯氣;陰極上氫離子放電生成氫氣同時陰極有NaOH生成,氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)生成NaClO,次氯酸鈉具有與漂白性,為了使反應(yīng)更充分,則下邊電極生成氯氣、上邊電極附近有NaOH生成,上邊電極生成氫氣,為陰極,則c為負(fù)極、d為正極;
(3)①B是燃料電池,右邊電池中通入空氣、左邊原電池中通入氣體Y,則Y是氫氣,則電解池中左邊電極是陽極、右邊電極是陰極,陽極上氯離子放電、陰極上氫離子放電,X、Y分別是Cl2、H2;
②燃料電池B中正極氧氣得到電子,溶液顯堿性,電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O=4OH-。
③圖中原電池中,正極上生成氫氧化鈉,則其濃度大于加入的氫氧化鈉,所以氫氧化鈉濃度大小順序是b%>a%,故答案為:<。【解析】右2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-負(fù)Cl2H2O2+4e-+2H2O=4OH-<15、略
【分析】【分析】
⑴在25℃、101kpa下,1g甲醇(CH3OH)燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68kJ,1mol甲醇32g燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68kJ×32=725.76kJ。
⑵C(石墨)與適量H2O(g)反應(yīng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO和H2各2.24L即0.1mol時;吸收13.13kJ熱量,則生成氣體各1mol吸收131.3kJ熱量。
⑶已知HCN稀溶液與NaOH稀溶液反應(yīng)生成1molH2O時;放出12.1熱量,HCN是弱酸,因此在書寫離子方程式時寫化學(xué)式。
【詳解】
⑴在25℃、101kpa下,1g甲醇(CH3OH)燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68kJ,1mol甲醇32g燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱22.68kJ×32=725.76kJ,因此甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=?725.76kJ?mol?1;故答案為:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=?725.76kJ?mol?1。
⑵C(石墨)與適量H2O(g)反應(yīng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO和H2各2.24L即0.1mol時,吸收13.13kJ熱量,則生成氣體各1mol吸收131.3kJ熱量,因此該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ?mol?1;C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ?mol?1。
⑶已知HCN稀溶液與NaOH稀溶液反應(yīng)生成1molH2O時,放出12.1熱量,HCN是弱酸,因此在書寫離子方程式時寫化學(xué)式,其離子方程式表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程為HCN(aq)+OH-(aq)=CN-(aq)+H2O(l)△H=?12.1kJ?mol?1;故答案為:HCN(aq)+OH-(aq)=CN-(aq)+H2O(l)△H=?12.1kJ?mol?1?!窘馕觥緾H3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=?725.76kJ?mol?1C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ?mol?1HCN(aq)+OH-(aq)=CN-(aq)+H2O(l)△H=?12.1kJ?mol?1三、判斷題(共7題,共14分)16、B【分析】【分析】
【詳解】
滴定終點是指示劑顏色發(fā)生突變的點,并不一定是酸堿恰好中和的點,故答案為:錯誤。17、A【分析】【詳解】
鹽酸和CH3COOH的pH相同,說明溶液中c(H+)相等,根據(jù)Kw=c(H+)·c(OH-),則溶液中c(OH-)相等,水電離出c(OH-)和c(H+)相等,即常溫下,等體積的鹽酸和CH3COOH的pH相同,由水電離出的c(H+)相同,故正確。18、B【分析】【分析】
【詳解】
室溫下,某溶液的c(H+)>10-7mol·L-1,則該溶液呈堿性,故答案為:錯誤。19、A【分析】【分析】
【詳解】
溶液的酸堿性取決于溶液中c(H+)、c(OH-)的相對大小,如果c(H+)<c(OH-),溶液呈堿性,如果c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,如果c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性,如果c(H+)≠c(OH-),則溶液一定呈一定的酸堿性,故答案為:正確。20、A【分析】【分析】
【詳解】
草酸鈉溶液中存在電荷守恒又存在物料守恒:合并即得c(OH-)=c(H+)+c(HC2O)+2c(H2C2O4):則答案是:正確。21、B【分析】【詳解】
根據(jù)吉布斯自由能判斷,ΔH<0、ΔS>0的反應(yīng)在溫度低時能自發(fā)進行,錯誤。22、A【分析】【詳解】
氯化鋁,氯化鐵,氯化銅均屬于強酸弱堿鹽,在溶液中水解生成相應(yīng)的氫氧化物和鹽酸,加熱促進水解、同時鹽酸揮發(fā),進一步促進水解,所以溶液若蒸干,會得到相應(yīng)的氫氧化物、若繼續(xù)灼燒,氫氧化物會分解生成氧化物。所以答案是:正確。四、計算題(共1題,共8分)23、略
【分析】【分析】
【詳解】
由蓋斯定律可知,反應(yīng)①—3×②可得氧化鐵與一氧化碳反應(yīng)的熱化學(xué)方程式則?H=則?H1—3?H2=(+489.0kJ/mol)—3×(+172.5kJ/mol)=—28.5kJ/mol,故答案為:—28.5kJ/mol?!窘馕觥课?、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共4題,共32分)24、略
【分析】(1)Zr原子序數(shù)為40,價電子排布為:4d25s2,電子層數(shù)為5,則Zr位于第5周期,外圍有4個電子,則位于第ⅣB族,所以它在周期表中的位置為第5周期第ⅣB族,最后填入電子的能級為d,所以Zr屬于d區(qū)元素。
(2)Fe的電子排布式為[Ar]3d64s2,F(xiàn)e2+的電子排布式為[Ar]3d6,根據(jù)電子排布的泡利原理和洪特規(guī)則,3d上的6個電子有2個在同一原子軌道中,另外4個均單獨占據(jù)一條軌道,所以基態(tài)Fe2+中未成對電子數(shù)為4。第一電離能是氣態(tài)基態(tài)電中性原子失去一個電子形成氣態(tài)基態(tài)正離子時所需的最低能量。C、N、O三種元素中,C的半徑最大,核電荷數(shù)最少,對電子的束縛力最弱,其第一電離能最??;N的2p軌道上排布了3個電子,達(dá)到了半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),其第一電離能比O大,則C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序為N>O>C.N、O三種元素的簡單氫化物分別為CH4、NH3、H2O,NH3和H2O分子間有氫鍵,其沸點高于CH4,水分子間的氫鍵比NH3分子間的氫鍵強,所以水的沸點高于NH3,所以C、N、O三種元素簡單氫化物的沸點由大到小的順序為H2O>NH3>CH4。O電負(fù)性比N和C大,成鍵時不易給出孤對電子,不易和Fe2+配位。CO+HbO2?O2+HbCO,增大氧氣的濃度,可以使平衡逆向移動,釋放出CO,可用于治療CO中毒。在該晶胞中,O位于立方體的棱心,所以該晶胞含有3個O,Ti原子位于頂點,則含有1個Ti,Sr位于體心,則含有1個Sr,該復(fù)合型物質(zhì)的化學(xué)式為TiSrO3;每個Ti原子周圍距離最近的O原子的個數(shù)為6;該晶胞的質(zhì)量為g,晶體密度為ρg/cm3,所以晶胞的體積為cm3,晶胞的邊長為cm。【解析】(1)第5周期第ⅣB族d
(2)4N>O>CH2O>NH3>CH4O電負(fù)性比N和C大,成鍵時不易給出孤電子對,不易和Fe2+配位CO+HbO2?O2+HbCO,增大氧氣的濃度,可以使平衡逆向移動,釋放出CO,可用于治療CO中毒SrTiO3625、略
【分析】【詳解】
(1)①根據(jù)題中信息,隨著氫氣體積分?jǐn)?shù)的增加,NO中被還原的價態(tài)逐漸降低,根據(jù)圖像可知,當(dāng)氫氣的體積分?jǐn)?shù)在0.5×10-3~0.75×10-3時,NO轉(zhuǎn)化率基本為100%,而氮氣和氨氣的體積分?jǐn)?shù)仍呈增加趨勢,NO中N顯+2價,N2中N顯0價,NH3中N顯-3價,因此當(dāng)氫氣較少時,NO被還原為N的+1價化合物或N2O;故答案為當(dāng)氫氣較少時,NO被還原為N的+1價化合物或N2O;
②根據(jù)蓋斯定律可知,-脫硝反應(yīng),推出N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=()kJ/mol=-92.5kJ/mol;故答案為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.5kJ/mol;
(2)①該過程發(fā)生的兩個反應(yīng)都是物質(zhì)的量減少的放熱反應(yīng);恒溫恒容狀態(tài)下,隨著時間的進行,氣體物質(zhì)的量減小,壓強降低,而絕熱容器中,雖然氣體物質(zhì)的量減小,但溫度升高,氣體壓強增大,因此根據(jù)圖像可知,X為絕熱容器,Y為恒溫容器;故答案為甲;
②因為反應(yīng)為放熱;甲絕熱容器內(nèi)反應(yīng)體系溫度升過高,反應(yīng)速率快,先達(dá)到平衡,溫度升高,平衡左移,平衡時壓強增大,因此點a可能已達(dá)到平衡;故答案為可能;
③曲線Y是恒溫過程的乙容器,恒溫容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時NO的轉(zhuǎn)化率為60%,開始時體系總壓強為9kPa,n(NO)∶n(H2)=1∶2,p(NO)=3kPa,p(H2)=6kPa;
(3)g-C3N4極氧氣得電子,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為O2+2H++2e-=H2O2;故答案為還原;O2+2H++2e-=H2O2。【解析】(1)H2較少時,NO主要被還原為N2O(或+1價含氮化合物等)(合理即可)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.5kJ·mol-1
(2)甲可能0.110.12
(3)還原O2+2H++2e-=H2O226、略
【分析】【詳解】
(1)一種鈷氧化物晶胞如圖1所示,根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu),可得:鈷離子=12×+1=4,O2-=8×+6×=4:故晶胞為:CoO,即鈷為+2價,Co的原子序數(shù)為27,失去2個電子后,Co2+的基態(tài)核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d7或[Ar]3d7,該氧化物中鈷離子基態(tài)核外電子排布式為[Ar]3d7。故答案為:[Ar]3d7;
(2)①Co2O3在酸性條件下,把Na2SO3氧化為Na2SO4,自身被還原為Co2+,Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式Co2O3++4H+=2Co2+++2H2O。故答案為:Co2O3++4H+=2Co2+++2H2O;
②首先滿足:pH>6.7,使Al3+、Fe3+、Cu2+完全沉淀,根據(jù)Co2+完全沉淀時(c(Co2+)≤1.0×10-5mol?L-1)的為9.4,可得c(H+)=1×10-9.4,Kw=c(H+)×c(OH-)=1×10-14,解得:c(OH-)=1×10-4.6,Ksp[Co(OH)2]=c(Co2+)×c2(OH-)=1.0×10-5×(1×10-4.6)2=1.0×10-14.2,現(xiàn)浸取液中c(Co2+)=0.1mol/L,Ksp[Co(OH)2]=c(Co2+)×c2(OH-)=1.0×10-14.2,解得:c(OH-)=1×10-6.6,進一步解得:c(H+)=1×10-7.4,pH=7.4,若浸取液中c(Co2+)=0.1mol/L,則須調(diào)節(jié)溶液pH的范圍是6.7≤pH<7.4(加入NaClO3和NaOH時,溶液的體積變化忽略)。故答案為:6.7≤pH<7.4;
③Co2++n(HA)2CoA2·(n-1)(HA)2+2H+,當(dāng)溶液pH處于4.5~6.5范圍內(nèi),Co2+萃取率隨溶液pH的增大而增大(如圖2所示),其原因是pH增大,c(H+)減小,平衡正向進行,Co2+萃取率增大。向萃取所得有機相中加入H2SO4,反萃取得到水相。該工藝中設(shè)計萃取、反萃取的目的是富集、提純Co2+(或分離Co2+和Mn2+)。故答案為:pH增大,c(H+)減小,平衡正向進行,Co2+萃取率增大;富集、提純Co2+(或分離Co2+和Mn2+);
④由圖可知,CoC2O4?2H2O的質(zhì)量為18.3g,其我知道可為0.1mol,Co元素質(zhì)量為5.9g,C點鈷氧化物質(zhì)量為8.03g,氧化物中氧元素質(zhì)量為8.03g-5.9g=2.13g,則氧化物中Co原子與O原子物質(zhì)的量之比為0.1mol:≈3:4,C的Co氧化物為Co3O4;B點對應(yīng)物質(zhì)的質(zhì)量為14.7g,與其起始物質(zhì)的質(zhì)量相比減少18.3g-14.7g=3.6g,為結(jié)晶水的質(zhì)量,故B點物質(zhì)為CoC2O4,與氧氣反應(yīng)生成Co3O4與二氧化碳,反應(yīng)方程式為:3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2。故答案為:Co3O4;3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2。【解析】[Ar]3d7Co2O3++4H+=2Co2+++2H2O6.7≤pH<7.4pH增大,c(H+)減小,平衡正向進行,C
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