一、单选题(本大题共7小题,共42.0分)
1.化学与生活息息相关。下表中有关物质用途与原因解释均正确的是( )
| 选项 | 用途 | 原因 |
| A | 葡萄糖用于工业制镜 | 葡萄糖具有还原性 |
| B | 用铁槽车或铝槽车运输浓硫酸 | 浓硫酸常温下与铁、铝不反应 |
| C | 硅是信息高速公路的骨架 | 硅具有良好的传递光信号的性能 |
| D | NaOH可用作胃酸中和剂 | NaOH能与盐酸发生中和反应 |
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是( )
A. 标准状况下,80g 所含的原子数为4
B. 铅蓄电池在充电时,每生成98g ,电路中通过电子数为
C. 1mol 、3mol 混合反应,当生成 时,转移电子数目为
D. 100mL 的溶液,含有的阴离子数目为
3.下列有关实验装置正确且能达到实验目的是( )
| A | B | C | D |
| 分离水和溴苯 | 验证SO2的漂白粉 | 制取少量乙酸乙酯 | 配制100mL0.100mol•L-1的硫酸 |
4.最近我国科学家研制出了一种新型纳米电子学材料--石墨炔,其分子中只有碳原子,图中丁为它的结构片段。下列有关说法错误的是( )
A. 甲中有12个原子共平面
B. 丙的二氯代物有3种
C. 1mol丙最多可以和12mol 发生加成反应
D. 石墨炔和金刚石、石墨、等互为同素异形体
5.某探究小组做了以下两组实验:
| 实验1 | 实验2 |
A. 实验1和实验2中均发生了氧化还原反应和非氧化还原反应
B. 由实验2可推知和在酸性条件下不可能生成
C. 实验2中固体溶解速率不同的原因是不同
D. 上述实验闻到臭鸡蛋气味,是因为溶液呈酸性,促使固体溶解产生了气体
6.短周期X、Y、Z、M四种主族元素,原子序数依次增大。X的最外层电子数是内层电子数的2倍,M核内质子数是Y的两倍,Z的单质常温下与水剧烈反应。下列有关说法错误的是( )
A. 最简单氢化物的沸点:
B. M的单质在常温下一定呈固态
C. Z单质可能是金属,也可能是非金属
D. 最高价氧化物对应水化物的酸性一定是:
7.向0.1mol•L-1 AgNO3溶液中滴入稀氨水,发生反应Ag++2NH3⇌[Ag(NH3)2]+,平衡常数K=.溶液中pNH3与δ(X)的关系如图,其中pNH3=-lg[c(NH3)]、δ(X)=(X代表Ag+或[Ag(NH3)2]+)。下面说法错误的是( )
A. K越大,越稳定
B. 图中代表的是
C. 该溶液中存在:
D. 在此条件下该反应平衡常数K的数量级为
二、简答题(本大题共5小题,共63.0分)
8.碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂,也可用于治疗消化性溃疡出血。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)加入少量NaHCO3的目的是______,该反应的离子方程式为______;为了加快反应速率,“搅拌”的同时还可以______(填操作名称)。
(2)反应II的离子方程式为______;你认为用NaNO2的不足之处是______。某同学选用H2O2代替NaNO2,反应时有气泡产生,写出生成该气体的化学方程式______。
(3)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+离子,可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合离子。该水解反应的离子方程式为______。
(4)减压蒸发的目的是______。
(5)为检验所得产品中是否含有Fe2+,可使用的试剂为______
A.氯水B.KSCN溶液 C.K3[Fe(CN)6]溶液 D.酸性KMnO4溶液
9.保险粉(Na2S2O4)广泛应用于造纸、印染、环保、医药等行业,可以通过 NaHSO3与NaBH4反应制取。该物质具有强还原性,在空气中易被氧化,受热易分解,易溶于水、不溶于乙醇。请按要求回答下列问题:
Ⅰ.NaHSO3溶液的制备
(1)按图1装置制取NaHSO3溶液,A装置中不宜使用98.3%的浓H2SO4或稀H2SO4,原因是______;装置B的作用是______。
(2)反应后C装置中溶液pH=4.1,则C中生反应的离子方程式为______。
Ⅱ.保险粉的制备
打开图2(部分装置已省略)中活塞K通人氮气,一段时间后,关闭K.打开恒压滴液漏斗活塞,滴人碱性NaBH4溶液(NaBH4被氧化为NaBO2和H2O),在30〜40°C下充分反应。向反应后的溶液中加入乙醇,经冷却结晶、过滤得到Na2S2O4•2H2O晶体,再用乙醇洗涤、真空烘干脱去结晶水得到保险粉。
(3)E中发生反应时氧化剂和还原剂的物质的量之比为______。
(4)反应前通人N2的目的是;洗涤Na2S2O4•2H2O晶体,使用乙醇的原因是______;恒压滴液漏斗侧管的作用是______;反应中合理的加热方式是______。
Ⅲ.保险粉纯度的测定
(5)称量3.0 g样品溶于冷水配成200 mL溶液,取出25.00 mL于锥形瓶中,加人指示剂,用0.10 mol•L-1碱性K3[Fe(CN)6]标准溶液滴定。滴定原理为:4[Fe(CN)6]3-+2S2O42-+8OH-=4[Fe(CN)6]4-+4SO32-+4H2O(杂质不参与反应)。达到滴定终点时消耗标准溶液24.00 mL。
①样品中Na2S2O4的质量分数为(精确至0.1%)______。
②下列操作会引起测定结果偏高的是______。
A.配制标准溶液时,未洗涤烧杯和玻璃棒
B.未用标准溶液润洗滴定管
C.锥形瓶中有少量蒸馏水
D.滴定终点读数时俯视刻度线
10.运用化学反应原理研究碳、氮、硫的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1)CO还原NO的反应为2CO(g)+2NO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)△H=-746 kJ•mol-1.部分化学键的键能数据如表:
| 化学键 | C≡O | N≡N | C=O |
| E/(kJ•mol-1) | 1076 | 945 | 745 |
②写出两条有利于提高NO平衡转化率的措施______。
(2)用焦炭还原NO的反应为:2NO(g)+C(s)⇌N2(g)+CO2(g)△H.恒容恒温条件下,向体积相同的甲、乙、丙三个容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO,测得各容器中NO的物质的量[n(NO)]随反应时间(t)的变化情况如表所示:
t/min
n(NO)/mol
| 容器 | 0 | 40 | 80 | 120 | 160 |
| 甲/400℃ | 2.00 | 1.5 | 1.10 | 0.80 | 0.80 |
| 乙/400℃ | 1.00 | 0.80 | 0.65 | 0.53 | 0.45 |
| 丙/T℃ | 2.00 | 1.45 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
②乙容器在160 min时v正______v逆(填“>”、“<”或“=”)。
(3)某温度下,向体积为2L的恒容真空容器中通入2.00 mol NO2,发生反应:2NO2(g)⇌N2O4(g)△H=-57.0 kJ•mol-1
已知:v正(NO2)=k1 •c2(NO2),v逆(N2O4)=k2 •c(N2O4),其中k1、k2为速率常数。测得NO2的体积分数[φ(NO2)]与反应时间(t)的关系如表:
| t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
| φ(NO2) | 1.0 | 0.75 | 0.52 | 0.50 | 0.50 |
②已知速率常数k随温度升高而增大,则升高温度后k1增大的倍数______k2增大的倍数(填“>”、“<”或“=”)。
(4)用间接电化学法去除烟气中NO的原理如图所示。已知阴极室溶液呈酸性,则阴极的电极反应式为______。反应过程中通过质子交换膜(ab)的H+为2 mol时,吸收柱中生成的气体在标准状况下的体积为______L
11.根据物质结构相关知识,回答下列问题:
(1)在第三周期的元素中,第一电离能介于Mg与Cl之间的有种。
(2)碳元素与氮元素形成的某种晶体的晶胞如图1所示,其中8个C原子位于立方体的顶点,4个C原子位于立方体的面心,4个N原子在立方体内。
①已知该晶体硬度超过金刚石,其原因是______。
②晶胞中C原子的杂化方式为______。
③知该晶胞参数为anm,阿伏加德罗常数用NA表示,则该晶体的密度为______g•cm-3
(3)大π键可表示为πmn,其中m代表参与形成的大π键原子数,n表示大π键的电子数,如的大π键可表示为π66,则CO32-中的大π键可表示为______。
(4)金属铬是一种极硬、耐腐蚀的银白色金属,其化合物种类繁多,如:Cr2(SO4)3、K2Cr2O7以及配离子[Cr(H2O)3(NH3)3]3+等。
①基态铬原子的价电子排布式为______。
②配离子[Cr(H2O)3(NH3)3]3+的结构可能有______种。
(5)AlP因杀虫效率高、廉价易得而被广泛应用。已知AIP的熔点为2000℃,其晶胞结构如图2所示。
①C点的原子坐标为______。
③AlP的晶胞中,Al原子位于P原子形成的正四面体空隙中,此空隙的填充率为______。
12.具有抗菌、消炎作用的黄酮醋酸类化合物L的合成路线如图所示:
已知:
①R-XR-CNR-COOH ( R为烃基)
②RCHO+CH3COR′RCH=CHCOR′(R、R′为烃基或氢原子)
③(R代表烃基或氢)
请回答下列问题:
(1)物质B的名称为______;试剂b的结构简式为______;L和足量H2加成所得产物的分子式______。
(2)芳香烃A转化为物质B的化学方程式______;C→D的反应类型为______。
(3)F中含氧官能团的名称为______。
(4)同时满足下列条件的D的同分异构体共______种。
①能发生银镜反应;
②能发生水解反应;
③属于芳香族化合物。
写出其中核磁共振氢谱峰面积之比为1:1:2:6的同分异构体的结构简式______。
(5)结合题中信息,仿照题中流程图,写出以A为原料制备苯乙酸的合成路线(无机试剂任选)______。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】
解:A.葡萄糖含有醛基,能够还原银离子,可用于制镜工业,故A正确;
B.浓硫酸常温下与铁、铝发生钝化反应,形成致密的保护膜阻止反应进一步进行,所以用铁槽车或铝槽车运输浓硫酸,故B错误;
C.二氧化硅具有良好的传递光信号的性能,是信息高速公路的骨架,故C错误;
D.NaOH碱性太强,不能用作胃酸中和剂,故D错误;
故选:A。
A.葡萄糖含有醛基,能够还原银离子;
B.浓硫酸常温下与铁、铝发生钝化反应;
C.二氧化硅具有良好的传递光信号的性能,是信息高速公路的骨架;
D.NaOH碱性太强。
本题考查了元素化合物知识,侧重考查物质的用途,熟悉相关物质的性质是解题关键,题目难度不大。
2.【答案】D
【解析】
解:A、标况下80g三氧化硫的物质的量为1mol,而三氧化硫中含4个原子,故1mol三氧化硫中含原子为4NA个,故A正确;
B、铅蓄电池充电的反应为:2H2O+2PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4,根据反应可知,当转移2mol电子时,生成2mol硫酸,故当生成98g硫酸即1mol硫酸时,转移1mol电子即NA个,故B正确;
C、合成氨的反应中氮元素由0价变为-3价,故当生成0.1mol氨气时转移0.3NA个电子,故C正确;
D、S2-的水解导致阴离子个数增多,故此溶液中国阴离子个数多于0.01NA个,故D错误。
故选:D。
A、求出三氧化硫的物质的量,然后根据三氧化硫中含4个原子来分析;
B、铅蓄电池充电的反应为:2H2O+2PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4;
C、合成氨的反应中N元素由0价变为-3价;
D、S2-的水解导致阴离子个数增多。
本题考查了物质的量和阿伏伽德罗常数的有关计算,难度不大,掌握公式的运用和物质的结构是解题关键。
3.【答案】A
【解析】
解:A.水和溴苯分层,选分液漏斗可分离,故A正确;
B.二氧化硫与高锰酸钾发生氧化还原反应,体现二氧化硫的还原性,故B错误;
C.导管在碳酸钠溶液的液面下,易发生倒吸,导管口应在液面上,故C错误;
D.不能在容量瓶中稀释浓硫酸,应在烧杯中稀释、冷却后转移到容量瓶中,故D错误;
故选:A。
A.水和溴苯分层;
B.二氧化硫与高锰酸钾发生氧化还原反应;
C.导管在碳酸钠溶液的液面下,易发生倒吸;
D.不能在容量瓶中稀释浓硫酸。
本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、反应与现象、混合物分离提纯、溶液配制为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意实验的评价性分析,题目难度不大。
4.【答案】C
【解析】
解:A.苯环中所有原子共平面,溴原子取代苯中H原子生成甲,所有甲中所有原子共平面,故A正确;
B.丙的二氯物和苯的二氯代物相似,都有3种,故B正确;
C.丙中含有碳碳三键、苯环,都可与氢气发生加成反应,则最多可以和18mol H2发生加成反应,故C错误;
D.石墨炔中只含有C元素,C60中只含C元素,都为单质,二者结构不同,所有属于同种元素的不同单质,为同素异形体,故D正确;
故选:C。
A.苯环中所有原子共平面,溴原子取代苯中H原子生成甲;
B.丙的二氯物有3种;
C.丙中含有碳碳三键、苯环,都可与氢气发生加成反应;
D.石墨炔中只含有C元素,C60中只含C元素,都为单质。
本题考查有机物结构和性质,为高频考点,侧重考查分析判断及对基本概念的理解和掌握,明确官能团及其性质关系、基本概念内涵是解本题关键,注意AB采用类比的方法进行判断,题目难度不大。
5.【答案】C
【解析】
解:A.生成的臭鸡蛋气味的气体为硫化氢,发生水解反应生成,生成淡黄色沉淀为S,发生氧化还原反应生成,故A正确;
B.Fe3+和S2-在酸性条件下发生氧化还原反应,则不可能生成Fe2S3,故B正确;
C.由实验2可知,铁离子浓度不同,反应速率不同,两个实验氢离子浓度相同,故C错误;
D.生成的臭鸡蛋气味的气体为硫化氢,在酸性条件下易生成,故D正确。
故选:C。
氯化铁水解呈酸性,铁离子具有氧化性,可氧化硫化氢、硫离子等生成硫,由实验2可知,铁离子浓度不同,反应速率不同,以此解答该题。
本题考查物质的性质探究,为高频考点,侧重考查学生的分析能力和实验能力,注意把握物质的性质以及实验现象的分析和判断,题目难度不大。
6.【答案】D
【解析】
解:X原子最外层电子数是内层电子数的2倍,由于最外层电子数不超过8,原子只能有2个电子层,最外层电子数为4,故X为C元素。M核内质子数是Y的两倍,短周期主族原子序数最大为17,故Y只能处于第二周期,若Y为N,则M为Si,若Y为O,则M为S,而当Y为F时,M为Ar,M不符合主族元素。Z的单质常温下与水剧烈反应,结合原子序数Z为F或Na。
A.若Y为N,则M为Si,氨气分子之间存在氢键,沸点高于SiH4的,若Y为O,则M为S,H2O的沸点高于H2S的,故A正确;
B.M为Si或S,单质在常温下均为固体,故B正确;
C.Z为F或Na,可能是金属,也可能是非金属,故C正确;
D.M为Si或S,X为C,它们最高价含氧酸中,硅酸的酸性比碳酸弱,而硫酸的酸性比碳酸强,故D错误。
故选:D。
X原子最外层电子数是内层电子数的2倍,由于最外层电子数不超过8,原子只能有2个电子层,最外层电子数为4,故X为C元素。M核内质子数是Y的两倍,短周期主族原子序数最大为17,故Y只能处于第二周期,若Y为N,则M为Si,若Y为O,则M为S,而当Y为F时,M为Ar,M不符合主族元素。Z的单质常温下与水剧烈反应,结合原子序数Z为F或Na。
本题考查结构性质位置关系应用,题目难度中等,正确推断各元素为解答关键,熟练掌握核外电子排布规律、元素周期表结构与元素周期律,注意Y、M元素的不确定性。
7.【答案】B
【解析】
解:A.向0.1mol•L-1 AgNO3溶液中滴入稀氨水,发生反应Ag++2NH3⇌[Ag(NH3)2]+,K越大进行程度越大,说明[Ag(NH3)2]+越稳定,故A正确;
B.随着pNH3增大,则溶液中c(NH3)减小,促进Ag(NH3)2+解离,则c(Ag+)增大,所以δ1代表δ(Ag+),故B错误;
C.根据电荷守恒:c(Ag+)+c(H+)+c[Ag(NH3)2+]+c(NH4+)=c(OH-)+c(NO3-),根据物料守恒:c(Ag+)+c[Ag(NH3)2+]=c(NO3-),所以有c(NH4+)+c(H+)=c(OH-),故C正确;
D.溶液中c(Ag+)=c[Ag(NH3)2+]时,根据图象,此时pNH3=3.65,所以c(NH3)=10-3.65mol/L,则K([Ag(NH3)2]+)==10-7.3,故D正确;
故选:B。
A.向0.1mol•L-1 AgNO3溶液中滴入稀氨水,发生反应Ag++2NH3⇌[Ag(NH3)2]+,平衡常数K是衡量平衡正向进行程度的物理量,K越大进行程度越大;
B.随着pNH3增大,则溶液中c(NH3)减小,促进Ag(NH3)2+解离,则c(Ag+)增大;
C.溶液中电荷守恒和物料守恒分析;
D.根据溶液中c(Ag+)=c[Ag(NH3)2+]时的c(NH3)计算K。
本题考查配合物的解离平衡,还是根据守恒关系式,结合解离平衡表达式和图象分析并计算,题目难度中等。
8.【答案】除去杂质Al3+ Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑ 加热 Fe2++NO2-+2H+=Fe3++NO↑+H2O 产生氮的氧化物污染空气 2H2O2=2H2O+O2↑ 2Fe(OH)2++2H2O⇌Fe2(OH)42++2H+ 降低水的沸点,防止蒸发过程中温度过高导致Fe(OH)2+水解生成Fe(OH)3 CD
【解析】
解:(1)经过反应Ⅰ得到含有Fe2+、Al3+的溶液,加入少量NaHCO3,与Al3+发生双水解反应:Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,除去杂质Al3+,为了加快反应速率,“搅拌”的同时还可以加热;
故答案为:除去杂质Al3+;Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑;加热;
(2)反应II为NaNO2在酸性条件下氧化FeSO4的反应,离子反应为:Fe2++NO2-+2H+=Fe3++NO↑+H2O;该方法产生氮的氧化物污染空气;用H2O2代替NaNO2,反应时有气泡产生,因为发生了反应:2H2O2═2H2O+O2↑;
故答案为:Fe2++NO2-+2H+=Fe3++NO↑+H2O;产生氮的氧化物污染空气;2H2O2═2H2O+O2↑;
(3)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+离子,可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合离子,反应为:2Fe(OH)2++2H2O⇌Fe2(OH)42++2H+;
故答案为:2Fe(OH)2++2H2O⇌Fe2(OH)42++2H+;
(4)减压蒸发的目的是降低水的沸点,防止蒸发过程中温度过高导致Fe(OH)2+水解生成Fe(OH)3;
故答案为:降低水的沸点,防止蒸发过程中温度过高导致Fe(OH)2+水解生成Fe(OH)3;
(5)为检验所得产品中是否含有Fe2+,产品含有铁离子,即为在含有Fe3+的溶液中检验Fe2+,选用现象明显的试剂,故选K3[Fe(CN)6]溶液和酸性KMnO4溶液;
故答案为:C D。
根据流程:用稀硫酸溶解废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等),反应有:Fe+2H+=Fe2++H2↑,Al2O3+6H+=2Al3++3H2O,Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,2Fe3++Fe=3Fe2+,故经过反应Ⅰ得到含有Fe2+、Al3+的溶液,加入少量NaHCO3,与Al3+发生双水解反应:Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,除去杂质Al3+,滤渣为Al(OH)3,再将得到的FeSO4溶液与H2SO4、NaNO2反应,将其氧化:Fe2++NO2-+2H+=Fe3++NO↑+H2O,为防止蒸发过程中温度过高导致Fe(OH)2+水解生成Fe(OH)3,减压蒸发,过滤,得到碱式硫酸铁,据此分析作答。
本题考查了物质制备流程和方案的分析判断,物质性质的应用,题干信息的分析理解,对流程的分析是本题的解题关键,需要学生有扎实的基础知识,综合性强,题目难度中等。
9.【答案】在98.3%的浓硫酸中Na2SO3和H2SO4难以电离,反应速率慢,而SO2在稀硫酸中溶解度较大,不利于SO2逸出 防止倒吸 2SO2+CO32-+H2O=2HSO3-+CO2 8:1 减少保险粉的溶解损失 平衡漏斗和烧瓶中的气压,便于液体顺利流下 水浴加热 55.7% AB
【解析】
解:(1)图1装置制取NaHSO3溶液,A装置中不宜使用98.3%的浓H2SO4或稀H2SO4,原因是在98.3%的浓硫酸中Na2SO3和H2SO4难以电离,反应速率慢,而 SO2在稀硫酸中溶解度较大,不利于SO2逸出;装置B的作用是防止倒吸,
故答案为:在98.3%的浓硫酸中Na2SO3和H2SO4难以电离,反应速率慢,而SO2在稀硫酸中溶解度较大,不利于SO2逸出;防止倒吸;
(2)C通过调节pH为4.1,通入二氧化硫反应生成NaHSO3,方程式为2SO2+Na2CO3+H2O=2NaHSO3+CO2,离子反应为2SO2+CO32-+H2O=2HSO3-+CO2,
故答案为:2SO2+CO32-+H2O=2HSO3-+CO2;
(3)E中发生NaBH4+8NaHSO3=NaBO2+4Na2S2O4+6H2O,S元素的化合价降低,B元素的化合价升高,则氧化剂和还原剂的物质的量之比为8:1,
故答案为:8:1;
(4)反应前通入N2的目的是排净三口烧瓶中的空气,防止NaHSO3及Na2S2O4被氧化;洗涤Na2S2O4•2H2O晶体,使用乙醇的原因是减少保险粉的溶解损失;恒压滴液漏斗侧管的作用是平衡漏斗和烧瓶中的气压,便于液体顺利流下;在30〜40°C下充分反应,则反应中合理的加热方式是水浴加热,
故答案为:排净三口烧瓶中的空气,防止NaHSO3及Na2S2O4被氧化; 减少保险粉的溶解损失;平衡漏斗和烧瓶中的气压,便于液体顺利流下; 水浴加热;
(5)①用0.10mol/L碱性K3[Fe(CN)6]标准溶液滴定,达到滴定终点时消耗标准溶液24.00mL,则n(K3[Fe(CN)6])=0.10mol/L×0.024L=0.0024mol,
涉及反应为4[Fe(CN)6]3-+2S2O42-+8OH-=4[Fe(CN)6]4-+4SO32-+4H2O,则n(Na2S2O4)=0.0012mol,可知3.0gNa2S2O4样品中m(Na2S2O4)=×100%=55.7%,
故答案为:55.7%;
②A.配制标准溶液时,未洗涤烧杯和玻璃棒,标准液的浓度偏小,消耗其体积偏大,测出结果偏高,故A选;
B.未用标准溶液润洗滴定管,消耗其体积偏大,测出结果偏高,故B选;
C.锥形瓶中有少量蒸馏水,对实验无影响,故C不选;
D.滴定终点读数时俯视刻度线,消耗其体积偏小,测出结果偏低,故D不选;
故答案为:AB。
Ⅰ.A用于制备二氧化硫,B为防倒吸装置,C通过调节pH为4.1,通入二氧化硫反应生成NaHSO3,D为尾气吸收装置;
Ⅱ.制备保险粉,装置先通入氮气可将装置内的空气排出,防止保险粉以及亚硫酸钠被氧化,反应产物中有NaBO2,涉及反应为NaBH4+8NaHSO3=NaBO2+4Na2S2O4+6H2O;
Ⅲ.涉及反应为4[Fe(CN)6]3-+2S2O42-+8OH-=4[Fe(CN)6]4-+4SO32-+4H2O,结合方程式计算,若消耗标准特的体积偏大,则测定结果偏高。
本题考查物质的制备实验,为高频考点,把握物质的性质、发生的反应、实验装置的作用、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意元素化合物知识与实验的结合,题目难度不大。
10.【答案】513.5 降低温度、增大压强(或增大CO与NO的投料比等) < > 6 < 2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O 11.2
【解析】
解:(1)①设NO的键能为xkJ/mol,反应为2CO(g)+2NO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)△H=(1076×2+2x)kJ/mol-(745×2×2+945)kJ/mol=-746 kJ•mol-1,解得:x=513.5,
故答案为:513.5;
②该反应为气体体积缩小的放热反应,若提高NO平衡转化率,需要使平衡向着正向移动,采用的措施有:增大压强、降低温度、增大CO与NO的投料比等,
故答案为:降低温度、增大压强(或增大CO与NO的投料比等);
(2)①容器甲和丙中NO的初始量相同,丙优先达到平衡,说明丙的温度较高,达到平衡时丙中NO的物质的量大于甲,说明升高温度平衡向着逆向移动,则该反应的正反应为放热反应,其△H<0,
故答案为:<;
②反应2NO(g)+C(s)⇌N2(g)+CO2(g)为气体体积不变的反应,压强不影响平衡,甲和乙温度相同,二者互为等效平衡,达到平衡时NO的转化率相等,甲中NO的转化率为:×100%=60%,乙中NO的转化率为:×100%=55%<60%,说明乙容器还没有达到平衡状态,则乙容器在160 min时v正>v逆,
故答案为:>;
(3)①2NO2(g)⇌N2O4(g)
初始(mol)1.0 0
转化(mol)x 0.5x
平衡(mol)1.0-x 0.5x
则=0.5,解得:x=,
达到平衡时,v正(NO2)=k1 •c2(NO2)=v逆(N2O4)=k2 •c(N2O4),整理可得:===6,
故答案为:6;
②该反应为放热反应,升高温度平衡向着逆向移动,则升高温度后k1增大的倍数>k2增大的倍数,
故答案为:<;
(4)根据图示可知,阴极通入SO32-,分离出S2O42-,则阴极反应式为:2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O;
电解池的阳极水电离出的氢氧根离子放电生成氧气,发生反应为:2H2O-4e-=4H++O2↑,则电解池中总反应为:2SO32-+4H+=S2O42-+2H2O+O2↑,即转移4mol电子消耗4mol氢离子,则反应过程中通过质子交换膜(ab)的H+为2 mol时,转移电子的物质的量为2mol,
图示NO吸收柱中S2O42-失去电子被氧化成SO32-,在NO得到电子被还原成N2,根据电子守恒可知,吸收柱中生成N2的物质的量为:=0.5mol,标况下0.5mol氮气的体积为:22.4L/mol×0.5mol=11.2L,
故答案为:2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O; 11.2。
(1)①△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和,结合2CO(g)+2NO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)△H=-746 kJ•mol-1及表中数据计算;
②提高NO平衡转化率,需要使平衡向着正向移动,该反应为气体体积缩小的放热反应,结合平衡移动原理分析;
(2)①对比甲和丙判断温度大小,然后结合温度对化学平衡的影响分析反应热;
②该反应为气体体积不变的可逆反应,先判断出甲和乙互为等效平衡,平衡时NO转化率相等,分别计算出甲和乙容器内NO转化率,根据转化率判断;
(3)①根据表中数据可知,平衡时二氧化氮的体积分数为0.5,据此利用三段式计算出平衡时各组分的物质的量,然后结合平衡时正逆反应速率相等列式计算;
②该反应为放热反应,温度温度后平衡向着逆向移动,说明k1增大的倍数小于k2增大的倍数;
(4)根据图示可知,阴极通入SO32-,分离出S2O42-,结合溶液为酸性书写阴极反应式;写出电解池的总反应,根据消耗氢离子可知转移电子的物质的量,吸收柱中生成的气体为氮气,然后利用电子守恒计算氮气的物质的量,最后根据V=nVm计算标况下体积。
本题考查化学平衡的计算、电解原理、反应热计算等知识,题目难度中等,明确反应热与键能的关系、电解原理为解答关键,注意掌握三段式在化学平衡计算中的应用,试题知识点较多、综合性较强,充分考查了学生的分析、理解能力及综合应用能力。
11.【答案】金刚石、C3N4都是原子晶体,由于氮原子半径比碳原子半径小,C-N键长比C-C键长短,C-N的键能更大,故其硬度更高 sp3 3d54s1 4 (、、) 50%
【解析】
解:(1)在第三周期的元素中,第一电离能介于Mg与Cl之间的有Si、P、S元素,所以有3种元素,
故答案为:3;
(2)①金刚石、C3N4都是原子晶体,由于氮原子半径比碳原子半径小,C-N键长比C-C键长短,C-N的键能更大,故其硬度更高,
故答案为:金刚石、C3N4都是原子晶体,由于氮原子半径比碳原子半径小,C-N键长比C-C键长短,C-N的键能更大,故其硬度更高;
②晶胞中C原子价层电子对个数是4,根据价层电子对互斥理论判断C原子的杂化方式为sp3,
故答案为:sp3;
③该晶胞中C原子个数=8×+4×=3、C原子个数为4,晶胞体积=(a×10-7cm)3,晶体密度==g•cm-3,
故答案为:;
(3)CO32-中价电子数为4+2-6×3=24,大π键的电子数=价电子数-成键电子数-孤电子对数=24-3×2-3×4=6,这6个电子由4个原子提供,该大π键为,
故答案为:;
(4)①基态铬原子的价电子为其3d能级上5个电子、4s能级上1个电子,所以其价电子排布式为3d54s1,
故答案为:3d54s1;
②配离子[Cr(H2O)3(NH3)3]3+为八面体结构,如果平面上有3个水分子和1个氨气分子有1种、平面上2个水分子和2个氨气分子(两个水分子可能相邻或相对)有2种、如果平面上有3个氨气分子和1个水分子有1种,所以其可能情况有4种,
故答案为:4;
(5)①C球到左上边顶点距离为体对角线的,则C点在x、y、z轴投影为、、,所以C点坐标为(、、),
故答案为:(、、);
③AlP的晶胞中,Al原子位于P原子形成的正四面体空隙个数为8,其中有4个被填充,所以其填充率=×100%=50%,
故答案为:50%。
(1)在第三周期的元素中,第一电离能介于Mg与Cl之间的有Si、P、S元素;
(2)①金刚石、C3N4都是原子晶体,键长越短键能越大,其硬度越大;
②晶胞中C原子价层电子对个数是4,根据价层电子对互斥理论判断C原子的杂化方式;
③该晶胞中C原子个数=8×+4×=3、C原子个数为4,晶胞体积=(a×10-7cm)3,晶体密度=;
(3)CO32-中价电子数为4+2-6×3=24,大π键的电子数=价电子数-成键电子数-孤电子对数=24-3×2-3×4=6,这6个电子由4个原子提供;
(4)①基态铬原子的价电子为其3d能级上5个电子、4s能级上1个电子;
②配离子[Cr(H2O)3(NH3)3]3+为八面体结构,如果平面上有3个水分子和1个氨气分子有1种、平面上2个水分子和2个氨气分子(两个水分子可能相邻或相对)有2种、如果平面上有3个氨气分子和1个水分子有1种;
(5)①C球到左上边顶点距离为体对角线的,则C点在x、y、z轴投影为、、;
③AlP的晶胞中,Al原子位于P原子形成的正四面体空隙个数为8,其中有4个被填充。
本题考查物质结构和性质,涉及晶胞计算、原子核外电子排布、元素周期律等知识点,侧重考查分析判断及知识综合运用能力,难点是大π键中电子数的计算及晶胞计算,注意均摊法在晶胞中的灵活运用,题目难度中等。
12.【答案】4-溴甲苯(或对-溴甲苯) CH3CHO C13H22O4 取代反应 羟基、羰基 14
【解析】
解:(1)B为,物质B的名称为4-溴甲苯(或对-溴甲苯);试剂b的结构简式为CH3CHO;L中不含、碳碳双键和羰基都和氢气发生加成反应,则L和足量H2加成所得产物的分子式 C13H22O4,
故答案为:4-溴甲苯(或对-溴甲苯);CH3CHO; C13H22O4;
(2)芳香烃A和溴在溴化铁作催化剂条件下反应生成B,则A转化为物质B的化学方程式;C→D的反应类型为取代反应,
故答案为:;取代反应;
(3)F为,F中含氧官能团的名称为羰基、羟基,
故答案为:羰基、羟基;
(4)D为对甲基乙酸苯酯,D的同分异构体同时满足下列条件:
①能发生银镜反应,说明含有醛基;
②能发生水解反应,说明含有酯基,且为HCOO-;
③属于芳香族化合物,说明含有苯环,
如果取代基为HCOO-、-CH2CH3,有邻间对3种;
如果取代基为HCOOCH2-、-CH3,有邻间对3种;
如果取代基为HCOOCH2CH2-,有1种;
如果取代基为HCOOCH(CH3)-,有1种;
如果取代基为HCOO-、2个-CH3,有6种;
则符合条件的有14种;
其中核磁共振氢谱峰面积之比为1:1:2:6的同分异构体的结构简式 ,
故答案为:14; ;
(5)以为原料制备苯乙酸,甲苯发生取代反应生成一氯甲苯,然后和NaCN发生取代反应,最后再发生水解反应反应得到目标产物,其合成路线为,
故答案为:。
B发生水解反应生成C,则B为,A为芳香烃,根据B分子式知,A为,试剂a为液溴;C发生取代反应生成D,F发生信息①的反应生成G,则F结构简式为,K水解生成L,J发生信息③的反应生成K,则J,
G发生信息②的反应生成J,根据G、J碳原子个数知,b为CH3CHO;
(5)以为原料制备苯乙酸,甲苯发生取代反应生成一氯甲苯,然后和NaCN发生取代反应,最后再发生水解反应反应得到目标产物。
本题考查有机物合成和有机推断,侧重考查学生获取信息、加工信息、利用信息解答问题能力,明确官能团及其性质关系、物质之间的转化关系是解本题关键,注意信息的灵活运用,题目难度中等。下载本文