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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年外研版拓展型課程化學上冊階段測試試卷316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8題,共16分)1、下列說法中正確的是()A.氣體單質中,一定有鍵,可能有鍵B.PCl3分子是非極性分子C.氫鍵鍵長一般定義為的長度D.的模型與離子的空間立體構型一致2、在一支試管中加入少量氯化鈷晶體,再逐滴加入濃鹽酸至晶體完全溶解,然后滴加水至溶液呈紫色為止。溶液中存在如下平衡:(aq)(粉紅色)+4Cl-(aq)(aq)(藍色)+6H2O(l)?H,下列說法不正確的是A.向溶液中加入適量的稀硫酸,平衡正向移動,溶液為藍色B.將試管放入熱水水中,溶液變成粉紅色,則:?H<0C.當溶液中v正[()]=v逆()時,說明反應達到平衡狀態(tài)D.該反應的平衡常數K=3、自然界中氮的循環(huán)如圖所示。下列說法錯誤的是。
A.工業(yè)合成氨屬于人工固氮B.雷電作用下與發(fā)生化學反應C.含氮無機物與含氮有機物不能相互轉化D.在氮的循環(huán)過程中涉及氧化還原反應4、利用圖1所示裝置(箭頭表示氣體或液體流向)可實現的實驗是。
A.瓶內裝滿水用排水法收集H2B.瓶內裝滿水用排水法測定O2的體積C.瓶內裝飽和NaHCO3溶液除去CO2中的HCl雜質D.瓶內裝NaOH溶液除去Cl2中的HCl雜質5、按照如圖所示的裝置進行實驗能達到相應實驗目的的是。選項ABCD裝置目的制取并收集純凈的NH3檢驗蔗糖脫水碳化過程中有CO2生成用95%酒精制取無水乙醇制取并收集氯氣
A.AB.BC.CD.D6、利用溶液、尿素為原料制取水合肼的流程如下:
已知:①
②沸點約具有強還原性,能與劇烈反應生成
下列說法錯誤的是()A.步驟Ⅰ、Ⅱ反應過程中需控制好溫度B.所得副產物可用于工業(yè)上吸收尾氣C.步驟Ⅱ具體操作為將尿素溶液逐滴加入溶液中D.水合肼與反應的離子方程式為:↑7、下列溶液中各微粒濃度關系正確的是A.室溫下,pH=4的0.1mol/L的NaHC2O4溶液中:c()>c(H+)>c(H2C2O4)>c()B.0.1mol/L的CH3COONH4溶液中:c(CH3COO?)+c(CH3COOH)=c(NH3?H2O)+c()C.同溫下,兩種鹽溶液的濃度相同且pH(NaX)>pH(NaY),則c(X?)+c(OH?)>c(Y?)+c(OH?)D.向含有BaSO4、BaCO3的飽和溶液中加入少量的Ba(NO3)2,溶液中的值減小(已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10;Ksp(BaCO3)=2.58×10-9)8、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2min達平衡時,NO2的轉化率為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7題,共14分)9、向某密閉容器中充入等物質的量的氣體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內對應的曲線_____。
(3)0~8min內,_______;50min后,M的轉化率為_______(保留三位有效數字)。
(4)20min~30min內,反應平衡時的平衡常數K=_______。10、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(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“<”)。11、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?;卮鹣铝袉栴}:
(1)基態(tài)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?。凰再|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。12、油氣開采;石油化工、煤化工等行業(yè)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。13、某有機物的結構簡式如圖所示:
(1)1mol該有機物和過量的金屬鈉反應最多可以生成________H2。
(2)該物質最多消耗Na、NaOH、NaHCO3的物質的量之比為________。14、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(wěn)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(fā)”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(xù)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)15、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(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(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:___________________________________。評卷人得分三、計算題(共3題,共6分)16、(1)若t=25℃時,Kw=___________,若t=100℃時,Kw=1.0×10-12,則100℃時0.05mol?L-1Ba(OH)2溶液的pH=___________。
(2)已知25℃時,0.1L0.1mol?L-1的Na2A溶液的pH=11,用離子方程式表示其原因為___________。
(3)pH相等的NaOH溶液與CH3COONa溶液,分別加熱到相同的溫度后CH3COONa溶液的pH___________NaOH溶液的pH(填“>”“=”或“<”)。
(4)室溫下,pH=2的H2SO4溶液、pH=12的NaOH溶液、pH=12的Na2CO3溶液,水電離出的c(H+)之比為___________。
(5)相同物質的量濃度的①NH4HSO4、②NH4HCO3、③NH4Cl三種溶液,pH值從大到小的順序為___________(用數字標號填空,下同);相同溫度下,NH濃度相等的上述三種溶液,物質的量濃度從大到小的順序為___________。
(6)含有Cr2O的廢水毒性較大。某工廠酸性廢水中含5.0×10-3mol?L-1的Cr2O可先向廢水中加入綠礬(FeSO4·7H2O);攪拌后撒入生石灰處理。
①寫出加入綠礬的離子方程式___________。
②若處理后的廢水中殘留的c(Fe3+)=4.0×10-13mol?L-1,則殘留的Cr3+的濃度_______________mol?L-1(已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-33)。17、制備氮化鎂的裝置示意圖:
回答下列問題:
(1)填寫下列儀器名稱:的名稱是_________。
(2)寫出中和反應制備氮氣的離子反應方程式__________。
(3)的作用是_____,是否可以把和的位置對調并說明理由_________。
(4)寫出中發(fā)生反應的化學方程式___________。
(5)請用化學方法檢驗產物中是否含有未反應的鎂,寫出實驗操作、現象、結論_________。18、某研究性學習小組類比鎂在二氧化碳中的燃燒反應,認為鈉和二氧化碳也可以發(fā)生反應,他們對鈉在CO2氣體中燃燒進行了下列實驗:
(1)若用下圖裝置制備CO2,則發(fā)生裝置中反應的離子方程式為_________。
(2)將制得的CO2凈化、干燥后由a口緩緩通入下圖裝置,待裝置中的空氣排凈后點燃酒精燈,觀察到玻璃直管中的鈉燃燒,火焰為黃色。待冷卻后,管壁附有黑色顆粒和白色物質。
①能說明裝置中空氣已經排凈的現象是_________。
②若未排盡空氣就開始加熱,則可能發(fā)生的化學反應方程式主要為_________。
(3)若鈉著火,可以選用的滅火物質是_________。
A.水B.泡沫滅火劑C.干沙土D.二氧化碳。
(4)該小組同學對管壁的白色物質的成分進行討論并提出假設:
Ⅰ.白色物質可能是Na2O;Ⅱ.白色物質可能是Na2CO3;Ⅲ.白色物質還可能是_________。
(5)為確定該白色物質的成分,該小組進行了如下實驗:。實驗步驟實驗現象①取少量白色物質于試管中,加入適量水,振蕩,樣品全部溶于水,向其中加過量的CaCl2溶液出現白色沉淀②靜置片刻,取上層清液于試管中,滴加無色酚酞試液無明顯現象
①通過對上述實驗的分析,你認為上述三個假設中,___成立(填序號)。
②由實驗得出:鈉在CO2中燃燒的化學方程式為_____;每生成1mol氧化產物,轉移的電子數為____。
(6)在實驗(2)中還可能產生另一種尾氣,該氣體為________;處理該尾氣的方法為_____。評卷人得分四、原理綜合題(共3題,共15分)19、我國自主知識產權的首套煤基乙醇工業(yè)化項目生產過程:先用煤制得乙酸甲酯;再將乙酸甲酯轉化為乙醇。在1L密閉容器中充入1mol乙酸甲酯,乙酸甲酯轉化為乙醇涉及反應原理:
主反應:CH3COOCH3(g)+2H2(g)C2H5OH(g)+CH3OH(g)ΔH1=-23.61kJ·mol·L-1
副反應:CH3COOCH3(g)+C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)+CH3OH(g)ΔH2=0.99kJ·mol·L-1
在催化劑作用下的反應歷程為(*表示吸附態(tài))
化學吸附:H2→2H*
表面反應:CH3COOCH3+4H*→CH3CH2OH*+CH3OH*
化學脫附:CH3CH2OH*→CH3CH2OHCH3OH*→CH3OH
已知:化學吸附的活化能大;決定主反應的反應速率。
(1)反應2CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3COOC2H5(g)+2CH3OH(g)自發(fā)進行的條件是:____。
(2)能說明體系中主反應達到化學平衡狀態(tài)的有____。
A.CH3COOCH3的質量分數不再變化B.v正(C2H5OH)=v正(CH3OH)
C.容器中氣體密度不再變化D.體系的總壓強不再變化。
(3)乙酸甲酯的平衡轉化率與溫度和氫酯比(x)〖〗的關系如圖。
①比較x1、x2、x3的大小關系,最大的是___________。
②250℃、x1=5,C2H5OH的選擇性為80%,則主反應的平衡常數為___________(保留2位有效數字)。
(4)其它條件相同,反應經過相同時間,乙酸甲酯的轉化率與乙醇的選擇性隨氫酯比的關系如圖所示。氫酯比(x)在2~9之間,乙醇的選擇性逐漸增大的原因為___________。
(5)若在未加催化劑的情況下主反應的能量反應歷程示意圖如圖,請在圖3中畫出使用催化劑后該反應的能量反應歷程示意圖_______。
20、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的平衡常數增大。
B.選擇合適的催化劑可以提高丙烷平衡轉化率和丙烯選擇性。
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的量分數隨溫度變化如圖所示,請計算556℃反應Ⅰ的平衡常數Kp=___________(對于氣相反應,用某組分B的平衡壓強p(B)代替物質的量濃度c(B)也可表示平衡常數,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的物質的量分數)。
(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_____。
21、亞硝酰氯(NOCl)是有機物合成中的重要試劑,為紅褐色液體或黃色氣體,具有刺鼻惡臭味,遇水反應生成一種氫化物和兩種氧化物。某學習小組在實驗用C12和NO制備NOCl并測定其純度;相關實驗(裝置略去)如下。請回答:
(1)制備Cl2發(fā)生裝置可______(填大寫字母),反應的離子方程式為_______。
(2)欲收集一瓶干燥的氯氣,選擇裝置,其連接順序為:a→________(按氣流方向,用小寫字母表示),若用到F,其盛裝藥品為_________。
(3)實驗室可用下圖裝置制備亞硝酰氯(NOCl)
①實驗室也可用B裝置制備NO,上圖X裝置的優(yōu)點為__________(至少寫出兩點)
②檢驗裝置氣密性并裝入藥品,打開k2,然后再打開____(填“k1”或“k3”),通入一段時間氣體,其目的為________;然后進行其他操作,當Z有一定量液體生成時,停止實驗。
③若無裝肖Y,則Z中NOCl可能發(fā)生反應的化學方程式為_________
(4)取Z中所得液體mg溶于水,配制成250mL溶液,取出25.00mL,以K2CrO4溶液為指示劑,用cmol/LAgNO3標準溶液滴定至終點,消耗標準溶液的體積為22.50mL.已知:Ag2CrO4為磚紅色固體;Ksp(AgCl)=1.56×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1×10-12,則亞硝酰氯(NOC1)的質量分數為____(用代數式表示,不必化簡)。評卷人得分五、實驗題(共3題,共15分)22、常溫下,無水四氯化錫是一種無色易揮發(fā)、易流動的液體,遇水極易發(fā)生水解。某學習小組設計了下圖所示的裝置制備無水四氯化錫。其反應原理是Sn(s)+2Cl2(g)=SnCl4(l)ΔH=–511kJ/mol。
請回答下列問題:
(1)儀器a的名稱是___________;
(2)裝置B中反應的離子方程式是________________。
(3)裝置C的作用是除去氯化氫;所用試劑X的名稱是___,裝置D的作用是___。
(4)當F中充滿SnCl4時,將生成的SnCl4排入接收器E中的操作是:________;再用橡皮球從冷凝管上口向裝置內吹氣。
(5)若制取3kg含氯氣的質量分數為13.0%的SnCl4,則至少需通入的氯氣(標準狀況)____m3。(保留2位小數)
(6)上述實驗設計中,還有一些不合理之處,請寫出兩點_______。23、實驗室制取氣體所需的裝置如圖所示;請回答下列問題。
(1)儀器a的名稱是______。
(2)實驗室若用A裝置制氧氣時,試管口的棉花作用是_______________________;實驗室若用B裝置制二氧化碳的化學方程式為_______________________。
(3)選擇氣體收集方法時,必須考慮的氣體性質______(填序號):①顏色;②密度;③溶解性;④可燃性。收集二氧化碳所選用的裝置為______(填字母);若用C裝置收集氧氣,驗滿方法是_______________________。
(4)若用A,E裝置來制取氧氣,當導管口有氣泡連續(xù)冒出時,進行收集,集完氧氣取出集氣瓶后,應進行的操作是_______________________。24、氯化法是合成硫酰氯(SO2Cl2)的常用方法,實驗室合成硫酰氯(SO2Cl2)的反應和實驗裝置如下:SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l)△H=-97.3kJ/mol。
有關信息如下:硫酰氯通常條件下為無色液體;熔點為-54.1℃,沸點為69.1℃,在潮濕空氣中“發(fā)煙”,100℃以上開始分解,生成二氧化硫和氯氣,長期放置也會發(fā)生分解?;卮鹣铝袉栴}:
(1)裝置甲中儀器A的名稱為__________,甲中活性炭的作用是__________,B的作用為________________;
(2)裝置丁中儀器C中試劑為濃鹽酸,則裝置丁中發(fā)生反應的離子方程式為______________;
(3)氯磺酸(ClSO3H)加熱分解,也能制得硫酰氯與另外一種物質,該反應的化學方程式為_______________________,從中分離產物的方法是___________(填字母);
A.重結晶B.過濾C.蒸餾D.萃取。
(4)裝置丙的作用為_____________________,若缺少裝置乙,氯氣和二氧化硫可能發(fā)生反應的化學方程式為_____________________________;
(5)為提高本實驗中硫酰氯的產率,宜進行的操作有_________(填序號)。
①先通氣、再通冷凝水②控制氣流速率;宜慢不宜快。
③若三頸燒瓶發(fā)燙,可適當降溫④加熱三頸燒瓶評卷人得分六、有機推斷題(共1題,共5分)25、G是一種治療心血管疾病的藥物;合成該藥物的一種路線如下。
已知:R1CH2BrR1CH=CHR2
完成下列填空:
(1)寫出①的反應類型_______。
(2)反應②所需的試劑和條件_______。
(3)B中含氧官能團的檢驗方法_______。
(4)寫出E的結構簡式_______。
(5)寫出F→G的化學方程式_______。
(6)寫出滿足下列條件,C的同分異構體的結構簡式_______。
①能發(fā)生銀鏡反應;②能發(fā)生水解反應;③含苯環(huán);④含有5個化學環(huán)境不同的H原子。
(7)設計一條以乙烯和乙醛為原料(其它無機試劑任選)制備聚2-丁烯()的合成路線_______。(合成路線常用的表達方式為:AB目標產物)參考答案一、選擇題(共8題,共16分)1、C【分析】【詳解】
A.若氣體為惰性氣體;則分子為單原子分子,就不存在化學鍵,A錯誤;
B.PCl3分子中正負電荷重心不重合,因此PCl3分子是極性分子;B錯誤;
C.氫鍵的鍵長就是指X與Y原子之間的距離,一般定義為的長度;C正確;
D.的價層電子對數是3+=4,且中心O原子上含有1對孤對電子對,所以模型是四面體形;而粒子的立體構型為三角錐形,二者不一致,D錯誤;
故合理選項是C。2、A【分析】【詳解】
A.稀硫酸與溶液中的粒子均不反應;平衡不移動,A項錯誤;
B.溫度升高,平衡逆移,根據勒夏特列原理可得出正反應為放熱反應,?H<0;B項正確;
C.正反應減少的速率等于逆反應減少的速率;正逆反應速率相等,反應達到平衡,C項正確。
D.水溶液中計算平衡常數,水的濃度以1計,該反應的平衡常數K=D項正確;
故選A。3、C【分析】【詳解】
A.氮氣與氫氣反應生成氨氣屬于人工固氮;A正確;
B.閃電時,N2轉化為NO;屬于化學反應,B正確;
C.氮循環(huán)中銨鹽和蛋白質可相互轉化;銨鹽屬于無機物,蛋白質屬于有機物,含氮無機物和含氮有機物可相互轉化,故C錯誤;
D.氮氣與氧氣反應生成一氧化氮;一氧化氮與氧氣生成二氧化氮,二氧化氮與水反應生成硝酸,均屬于氧化還原,D正確;
故答案為:C。4、C【分析】【詳解】
A.氫氣不溶于水,排水法收集時短導管進氣,與進氣方向不同,故A錯誤;
B.短導管進氣可排出水;圖中進氣方向不能測定氧氣的體積,故B錯誤;
C.飽和NaHCO3溶液與CO2不反應;與HCl反應生成二氧化碳,圖中導管長進短出;洗氣可分離,故C正確;
D.二者均與NaOH反應,不能除雜,應選飽和食鹽水,故C錯誤;
故答案:C。5、C【分析】【詳解】
A.氨氣的密度比空氣?。粦孟蛳屡趴諝夥ㄊ占?,故A錯誤;
B.蔗糖脫水碳化過程中有二氧化硫生成;二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁,故B錯誤;
C.蒸餾95%酒精制取無水乙醇;裝置正確,故C正確;
D.濃鹽酸與二氧化錳制取氯氣需要加熱;故D錯誤。
綜上所述,答案為C。6、C【分析】【分析】
實驗流程可知步驟I為氯氣和氫氧化鈉溶液的反應,生成NaClO,為避免生成NaClO3,應控制溫度在40以下,生成的NaClO與尿素反應生成N2H4?H2O和Na2CO3,可用蒸餾的方法分離出N2H4?H2O,副產品Na2CO3溶液中通入二氧化硫,可制得Na2SO3。
【詳解】
A.步驟I制備NaClO溶液時,若溫度超過40Cl2與NaOH溶液反應生成NaClO3和NaC1,步驟Ⅱ中NaClO堿性溶液與尿素水溶液在40以下反應;所以步驟Ⅰ;Ⅱ反應過程中需控制好溫度,A正確;
B.副產品Na2CO3溶液中通入二氧化硫,可制得Na2SO3,可以用于吸收尾氣;B正確;
C.步驟Ⅱ的反應為NaClO堿性溶液與尿素反應制備水合肼;由于水合肼具有強還原性,能與NaClO劇烈反應生成氮氣,為了防止水合肼被氧化,應逐滴滴加NaClO堿性溶液,C錯誤;
D.水合肼被氧化生成氮氣,其反應的離子方程式為:↑,D正確;故答案為:C。7、B【分析】【詳解】
A.室溫下,0.1mol/L的NaHC2O4溶液pH=4,說明的電離作用大于其水解作用,所以c()>c(H2C2O4);A錯誤;
B.根據物料守恒可得c(CH3COO?)+c(CH3COOH)=c(NH3?H2O)+c();B正確;
C.兩種鹽溶液中都存在電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(OH-),c(Na+)+c(H+)=c(Y-)+c(OH-),兩種溶液的pH(NaX)>pH(NaY),說明溶液中c(H+):前者小于后者,由于兩種溶液中離子濃度都是陽離子濃度的二倍,兩種鹽溶液濃度相同,c(Na+)相同,c(H+)越小,則離子總濃度就越小,故c(X?)+c(OH?)<c(Y?)+c(OH?);C錯誤;
D.=由于其中含有BaSO4、BaCO3,所以向其中加入少量的Ba(NO3)2,溶液中的值不變;仍等于兩種鹽的溶度積常數的比,D錯誤;
故合理選項是B。8、B【分析】【詳解】
A.容器甲中起始時c(NO2)=0.10mol/L,經2min達平衡時,NO2的轉化率為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2min達平衡時,NO2的轉化率為50%,則反應的c(NO2)=0.050mol/L,根據物質反應轉化關系可知,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K=溫度升至90℃,上述反應平衡常數為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7題,共14分)9、略
【分析】【詳解】
(1)依據圖1中各物質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內對應的曲線為
(3)8min時,M、N、P的物質的量濃度相等,設
則解得x=2,故8min時,0~8min內;
50min后;M;N、P的物質的量濃度相等,故M的轉化率為33.3%;
(4)由圖1可知,20min~30min內,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K=【解析】(1)<
(2)擴大容器的體積升高溫度
(3)33.3%
(4)410、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(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】【分析】
(1)基態(tài)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?。?/p>
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(tài)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?!窘馕觥竣?3②.3③.原子晶體④.12⑤.30⑥.bd⑦.212、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?!窘馕觥?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)d24.913、略
【分析】【分析】
由結構簡式可知;分子中含-OH;-COOH、碳碳雙鍵,結合醇、羧酸、烯烴的性質來解答。
【詳解】
(1)該有機物中的-OH、-COOH均與Na反應,金屬鈉過量,則有機物完全反應,1mol該有機物含有2mol羥基和1mol羧基,由2-OH~H2↑、2-COOH~H2↑可知,和過量的金屬鈉反應最多可以生成1.5molH2;
故答案為:1.5mol;
(2)-OH、-COOH均與Na反應,-COOH與NaOH、NaHCO3反應,則1mol該物質消耗1.5molNa、1molNaOH、1molNaHCO3,則n(Na):n(NaOH):n(NaHCO3)=1.5mol:1mol:1mol=3:2:2;
故答案為:3∶2∶2?!窘馕觥竣?1.5mol②.3∶2∶214、略
【分析】【詳解】
NaClO3和濃H2SO4在反應器①中發(fā)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(fā)”操作,在較低溫度蒸發(fā)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(fā)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(xù)通過量的空氣,NaClO2在堿性溶液中穩(wěn)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(fā),可避免NaClO2因溫度高而發(fā)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15、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(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(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(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(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(huán)境的影響,結合題目的上下文進行聯(lián)系,綜合考慮得出結論。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,觀察現象,若溶液變藍則猜想正確,否則錯誤三、計算題(共3題,共6分)16、略
【分析】【詳解】
(1)水是弱電解質,存在電離平衡:H2OH++OH-,在室溫25℃時,Kw=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14;
若t=100℃時,Kw=1.0×10-12,100℃時0.05mol?L-1Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.05mol/L×2=0.10mol/L,則該溫度下c(H+)==10-11mol/L;故該溶液的pH=11;
(2)25℃時,0.1L0.1mol?L-1的Na2A溶液的pH=11,溶液顯堿性,是由于該鹽是強堿弱酸鹽,在溶液中A2-發(fā)生水解反應,消耗水電離產生的H+,使水的電離平衡正向移動,最終達到平衡時,溶液中c(OH-)>c(H+),用離子方程式表示為A2-+H2O?HA-+OH-;
(3)pH相等的NaOH溶液與CH3COONa溶液,分別加熱到相同的溫度,由于CH3COONa是強堿弱酸鹽,醋酸根離子水解使溶液顯堿性,升高溫度,鹽水解程度增大,溶液的堿性增強,所以CH3COONa溶液的pH增大,而NaOH溶液的pH變化比較小,所以分別加熱到相同的溫度后CH3COONa溶液的pH>NaOH溶液的pH;
(4)室溫下,pH=2的H2SO4溶液中水電離產生的H+的濃度c(H+)=10-12mol/L;
pH=12的NaOH溶液溶液中水電離產生的H+的濃度c(H+)=10-12mol/L;
pH=12的Na2CO3溶液,水電離出的c(H+)=10-2mol/L,故三種溶液中水電離產生的c(H+)之比為10-12:10-12:10-2=1:1:1010;
(5)①NH4HSO4是強酸的酸式鹽,電離產生H+使溶液顯酸性;②NH4HCO3水解使溶液顯堿性;③NH4Cl水解使溶液顯酸性,堿性溶液的pH大于酸性溶液的pH,電離產生的H+濃度大于鹽水解的酸性;所以三種溶液pH從大到小的順序為:②>③>①;
三種溶液中都存在NH的水解作用,①NH4HSO4電離產生H+會抑制NH的水解作用,使c(NH)增大;②NH4HCO3溶液中水解會促進NH的水解作用,使溶液中c(NH)減小,故相同溫度下,NH濃度相等的上述三種溶液;物質的量濃度從大到小的順序為:②>③>①;
(6)①在酸性條件下,Cr2O將Fe2+氧化為Fe3+,Cr2O被還原為Cr3+,根據電子守恒、電荷守恒及原子守恒,可得該反應的離子方程式:Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O;
②若處理后的廢水中殘留的c(Fe3+)=4.0×10-13mol?L-1,則由Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,可知c3(OH-)=結合Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-33,可知此時溶液中c(Cr3+)==6.0×10-8mol/L?!窘馕觥?.0×10-1411A2-+H2O?HA-+OH->1:1:1010②>③>①②>③>①Cr2O+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O6.0×10-817、略
【分析】【分析】
裝置A中NaNO2和(NH4)2SO4發(fā)生反應(NH4)2SO4+2NaNO22N2↑+Na2SO4+4H2O生成氮氣;從發(fā)生裝置A出來的氣體中可能伴有O2,會對后面實驗的進行造成干擾,因此在E中反應發(fā)生前必須把O2除去,而硫酸亞鐵中的Fe2+能夠和氧氣結合生成硫酸鐵,進而除去O2;E中反應生成的氮化鎂極易與水反應,因此在反應前必須把水除去(濃硫酸干燥);E中鎂和氮氣在加熱條件發(fā)生反應N2+3MgMg3N2生成Mg3N2;B;F為緩沖瓶,起到防倒吸作用;G中硫酸亞鐵可防止空氣進入E。
【詳解】
(1)根據圖示可知;儀器a的名稱是分液漏斗,故答案為:分液漏斗;
(2)NaNO2和(NH4)2SO4反應生成氮氣,該反應為歸中反應,反應的化學方程式為:(NH4)2SO4+2NaNO22N2↑+Na2SO4+4H2O,離子反應方程式:2NH4++2NO2-2N2↑+4H2O,故答案為:2NH4++2NO2-2N2↑+4H2O;
(3)從發(fā)生裝置A出來的氣體中可能伴有O2,會對后面實驗的進行造成干擾,因此在E中反應發(fā)生前必須把O2除去,而硫酸亞鐵中的Fe2+能夠和氧氣結合生成硫酸鐵,進而除去O2;E中反應生成的氮化鎂極易與水反應;因此在反應前必須把水除去(濃硫酸干燥);不能將C和D對調,對調后無法除去水蒸氣,故答案為:除去氧氣(及氮氧化物);除去水蒸氣;不能,對調后無法除去水蒸氣;
(4)E中鎂和氮氣在加熱條件下反應生成氮化鎂,化學方程式為:N2+3MgMg3N2,故答案為:N2+3MgMg3N2;
(5)由氮化鎂和水反應的化學方程式可知;可以取少量產物于試管中,加入少量蒸餾水,試管底部有沉淀生成,可聞到刺激性氨味(把濕潤的紅色石蕊試紙放在管口,試紙變藍),證明產物中含有氮化鎂;棄去上清液,加入鹽酸,若觀察到有氣泡產生,則證明產物中含有未反應的鎂,故答案為:取少量產物于試管中,加少量蒸餾水,試管底部有沉淀生成,可聞到刺激性氨味(把潤濕的紅色石蕊試紙放在管口,試紙變藍),證明產物中含有氮化鎂;棄去上清液,加入鹽酸,若觀察到有氣泡產生,則證明產物中含有未反應的鎂。
【點睛】
本題涉及氮化鎂的制備以及檢驗,明確實驗原理、實驗目的為解答關鍵,試題意在考查化學實驗基本操作、常用化學儀器及使用方法以及化學物質的分析檢驗的能力?!窘馕觥糠忠郝┒?NH4++2NO2-2N2↑+4H2O除去氧氣(及氮氧化物);除去水蒸氣;不能,對調后無法除去水蒸氣N2+3MgMg3N2取少量產物于試管中,加少量蒸餾水,試管底部有沉淀生成,可聞到刺激性氨味(把潤濕的紅色石蕊試紙放在管口,試紙變藍),證明產物中含有氮化鎂;棄去上清液,加入鹽酸,若觀察到有氣泡產生,則證明產物中含有未反應的鎂。18、略
【分析】【詳解】
(1)該裝置為固體和液體反應制備氣體的發(fā)生裝置,二氧化碳的制備用大理石和稀鹽酸反應,其離子反應方程式為:↑;
(2)①二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁;能說明裝置中空氣已經排凈的現象是試管中的澄清石灰水變渾濁;
②若未排盡空氣就開始加熱,與空氣中的氧氣發(fā)生反應,生成過氧化鈉,其化學反應方程式為:
(3)可以與氧氣;二氧化碳、水發(fā)生反應;所以用干燥的沙土滅火;
(4)鈉在二氧化碳中燃燒;該反應中只含鈉元素;氧元素和碳元素,沒有氫元素,所以可能會生成氧化鈉或碳酸鈉或二者的混合物;
(5)①碳酸鈉能與氯化鈣反應生成氯化鈉和碳酸鈣白色沉淀;氧化鈉與水反應生成氫氧化鈉,氫氧化鈉不能與氯化鈣溶液反應產生白色沉淀,且其水溶液顯堿性,使酚酞溶液變紅,Ⅰ;Ⅲ不成立,Ⅱ成立;
②根據實驗現象以及實驗分析,鈉在中燃燒的化學方程式為:反應前后鈉元素從0價變?yōu)?1,化合價升高,發(fā)生氧化反應,鈉作還原劑,碳酸鈉是氧化產物,每生成1mol氧化產物,轉移的電子數為2NA;
(6)可與生成的反應生成所以在實驗(2)中還可能產生的另一種尾氣為可以燃燒,可用點燃的方法處理尾氣。【解析】CaCO3+2H+===Ca2++CO2↑+H2O澄清石灰水變渾濁2Na+O2Na2O2CNa2O和Na2CO3Ⅱ4Na+3CO22Na2CO3+C2NACO點燃四、原理綜合題(共3題,共15分)19、略
【分析】【詳解】
(1)已知:①CH3COOCH3(g)+2H2(g)C2H5OH(g)+CH3OH(g)ΔH1=-23.61kJ·mol·L-1
②:CH3COOCH3(g)+C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)+CH3OH(g)ΔH2=0.99kJ·mol·L-1
根據蓋斯定律,將反應①+②整理可得:2CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3COOC2H5(g)+2CH3OH(g)ΔH=-22.62kJ/mol,要使反應自發(fā)進行,則△G=△H-T△S<0,該反應的正反應是氣體體積減小的放熱反應,ΔH<0,ΔS<0;所以反應自發(fā)進行的條件是低溫;
(2)A.反應混合物的總質量不變,若CH3COOCH3的質量分數不再變化;說明其中任何成分的質量不變,反應達到平衡狀態(tài),A符合題意;
B.C2H5OH、CH3OH都是生成物,在任何時刻,都存在v正(C2H5OH)=v正(CH3OH);表示反應正向進行,不能據此判斷反應是否處于平衡狀態(tài),B不符合題意;
C.反應混合物都是氣體;氣體的質量不變;反應的容器容積不變,則容器中氣體密度始終不變,因此不能據此判斷反應是否達到平衡狀態(tài),C不符合題意;
D.反應容器的容積不變;反應是前后氣體體積發(fā)生改變的反應,若體系的總壓強不再變化,說明氣體的物質的量不變,反應達到平衡狀態(tài),D符合題意;
故合理選項是AD;
(3)①在溫度不變時,氫酯比(x)增大,即增大H2的濃度,化學平衡正向移動,使乙酸甲酯轉化率增大。根據圖示可知乙酸甲酯的平衡轉化率:x3>x2>x1,所以x1、x2、x3的大小關系為x3>x2>x1,則三者中最大的是x3;
②在250℃、x1=5,C2H5OH的選擇性為80%,加入乙酸甲酯的物質的量是1mol,其轉化率為90%,則最終轉化為乙醇的乙酸甲酯的物質的量為1mol×90%×80%=0.72mol,說明平衡時乙醇的物質的量是0.72mol,乙酸甲酯的物質的量為0.1mol。對于主反應CH3COOCH3(g)+2H2(g)C2H5OH(g)+CH3OH(g),開始加入n(CH3COOCH3)=1mol,n(H2)=5mol,n(C2H5OH)=n(CH3OH)=0,假設轉化的CH3COOCH3(g)為xmol,則平衡時n(CH3COOCH3)=(1-x)mol,n(H2)=(5-2x)mol,n(C2H5OH)=n(CH3OH)=xmol;對于副反應:CH3COOCH3(g)+C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)+CH3OH(g),開始時n(CH3COOCH3)=(1-x)mol,n(C2H5OH)=n(CH3OH)=xmol,n(CH3COOC2H5)=0,假設發(fā)生該反應消耗CH3COOCH3的物質的量為ymol,根據物質反應轉化關系可知平衡時:n(CH3COOCH3)=(1-x-y)mol,n(C2H5OH)=(x-y)mol,n(CH3COOC2H5)=ymol,n(CH3OH)=(x+y)mol,則(1-x-y)mol=0.1mol,(x-y)mol=0.72mol,解得x=0.81mol,y=0.09mol,平衡時n(CH3COOCH3)=0.1mol,n(H2)=(5-2x)mol=(5-2×0.81)mol=3.38mol,n(C2H5OH)=0.72mol,n(CH3OH)=0.81mol+0.09mol=0.9mol,容器的容積是1L,所以物質的濃度與其物質的量相等,因此主反應的化學平衡常數K==0.57;
(4)其它條件相同,反應經過相同時間,根據乙酸甲酯的轉化率與乙醇的選擇性與氫酯比的關系圖可知:在氫酯比(x)在2~9之間,乙醇的選擇性逐漸增大,是由于氫氣的化學吸附速率慢,增大c(H2);加快整體反應的速率,但副反應速率增大的幅度小于主反應,所以乙醇的選擇性增大;
(5)催化劑能夠降低反應的活化能,使反應在較低的溫度下進行,因此反應速率達到加快,但不能改變反應物、生成物的能量,因此反應熱不變,故使用催化劑的反應流程與能量變化關系可用圖示表示為:【解析】低溫ADx30.57氫氣的化學吸附速率慢,增大c(H2),加快整體反應的速率,但副反應速率增大的幅度小于主反應,所以乙醇的選擇性增大20、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化率,B錯誤;
C.根據(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的轉化,下邊斜線表示的是0.01MPa的C3H8的轉化。若壓強。
在壓強為0.1MPa,溫度為556℃時,假設丙烷的物質的量是1mol,反應消耗物質的量是x,根據圖象可知丙烷在A點的物質的量分數50%,則平衡時各種氣體的物質的量分別是n(C3H8)=(1-x)mol,n(C3H6)=n(H2)=xmol,由于C3H8的含量是50%,則解得x=氣體總物質的量n(氣)=1+=所以此時的平衡常數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,提高丙烯產率CO2+C=2CO,可以消除催化劑表面的積炭21、略
【分析】(1)實驗室制備Cl2可以用二氧化錳與濃鹽酸加熱反應生成氯化錳、氯氣和水,或者用高錳酸鉀固體與濃鹽酸混合反應生成氯化鉀、氯化錳、氯氣和水,則發(fā)生裝置可選擇圖中的A或B,反應的離子方程式為MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O或2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;正確答案:A或B;MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O或2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
(2)制得的氯氣中含有氯化氫及水蒸氣,所以需要利用飽和食鹽水除去氯化氫后再用濃硫酸進行干燥,然后再根據氯氣的密度比空氣大的性質,用向上排空氣法收集,氯氣是大氣污染物,需要進行尾氣處理,可以用堿石灰做吸收劑,故裝置連接順序為:a→fgcbdejh,F裝置內其盛裝飽和食鹽水,除去氯化氫氣體;正確答案:fgcbdejh;飽和食鹽水。
(3)①實驗室也可用B裝置制備NO;圖X裝置的優(yōu)點為排除裝置內空氣的干擾;可以隨開隨用,隨關隨停;正確答案:排除裝置內空氣的干擾;可以隨開隨用,隨關隨停。
②檢驗裝置氣密性并裝入藥品,打開k2,然后再打開k3,通入一段時間氣體,其目的是為排凈三頸燒瓶中的空氣,防止一氧化氮和NOCl變質;正確答案:K3;排盡三頸燒瓶中的空氣防止NO和NOCl變質。
③NOCl與水反應生成鹽酸、一氧化氮和二氧化氮,反應的化學方程式為:2NOCl+H2O=2HCl+NO↑+NO2↑;正確答案:2NOCl+H2O=2HCl+NO↑+NO2↑。
(4)取Z中所得液體mg溶于水,取25.00mL溶液中存在:n(NOCl)=n(Cl-)=n(Ag+)=c×22.50×10-3=0.0225cmol,則250mL溶液中,n(NOCl)=0.225cmol,所以亞硝酰氯(NOC1)的質量分數為0.225c×65.5/m×100%=14.7375c/m×100%;正確答案:14.7375c/m×100%或寫成[c×22.5×10-3×10×65.5]/m×100%?!窘馕觥緼或BMnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O或2MnO4-+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2Ofgcbdejh飽和食鹽水排除裝置內空氣的干擾;可以隨開隨用,隨關隨停K3排盡三頸燒瓶中的空氣防止NO和NOCl變質2NOCl+H2O=2HCl+NO↑+NO2↑14.7375c/m×100%或寫成×100%五、實驗題(共3題,共15分)22、略
【分析】【分析】
(1)儀器a的名稱是錐形瓶。
(2)裝置B中發(fā)生的反應是2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+8H2O+5Cl2↑。
(3)由于氯氣在飽和食鹽水中不溶;故除去氯氣中的氯化氫用飽和食鹽水,濃硫酸的作用是干燥氯氣。
(4)當F中充滿SnCl4時,將生成的SnCl4排入接收器E中的操作是:關閉分液漏斗活塞,打開K1,關閉K2,打開K3;再用橡皮球從冷凝管上口向裝置內吹氣。
(5)根據方程式Sn(s)+2Cl2(g)=SnCl4(l)解答。
(6)冷凝管和錐形瓶敞口生成物易揮發(fā)或易水解;沒有安裝尾氣處理裝置,沒有對E裝置進行冷卻。
【詳解】
(1)儀器a的名稱是錐形瓶;故答案為:錐形瓶。
(2)裝置B中發(fā)生的反應是2KMnO4+16HCl=
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