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…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2025年鲁教版拓展型课程化学下册月考试卷368考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共6题,共12分)1、下列溶液中各微粒浓度关系正确的是A.室温下,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.同温下,两种盐溶液的浓度相同且pH(NaX)>pH(NaY),则c(X−)+c(OH−)>c(Y−)+c(OH−)D.向含有BaSO4、BaCO3的饱和溶液中加入少量的Ba(NO3)2,溶液中的值减小(已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10;Ksp(BaCO3)=2.58×10-9)2、下列气体不可用排水法来收集的气体是A.NOB.NO2C.H2D.CH43、用下列仪器或装置(图中夹持装置略)进行相应实验,不能达到实验目的的是。ABCD配制一定物质的量浓度的氯化钠溶液检验浓硫酸与铜反应产生的二氧化硫制备无水铁上镀铜A.AB.BC.CD.D4、以下实验现象判断正确的是。
。
A
B
C
D
操作。
将盛满NO2的试管倒扣在水槽中。
向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液。
加热碳酸钠固体。
将绿豆粒大小的钠投入硫酸铜溶液中。
现象。
液面上升;但溶液未充满整个试管。
生成红色沉淀。
生成可使澄清石灰水变浑浊的气体。
有红色固体析出。
A.AB.BC.CD.D5、下列实验装置设计正确的是()A.B.C.D.6、《开宝本草》中记载了中药材铁华粉的制作方法:“取钢煅作叶如笏或团,平面磨错令光净,以盐水洒之,于醋瓮中阴处埋之一百日,铁上衣生,铁华成矣。”中药材铁华粉是()A.氧化铁B.氯化亚铁C.氯化铁D.醋酸亚铁评卷人得分二、填空题(共5题,共10分)7、晶体硼熔点为1873K;其结构单元为正二十面体,结构如图所示。氮化硼(BN)有多种相结构,例如六方相氮化硼与立方相氮化硼,结构如图所示,六方相氮化硼与石墨相似,具有层状结构;立方相氮化硼是超硬材料。回答下列问题:
(1)基态硼原子有___种不同能量的电子,第二周期中,第一电离能介于硼元素与氮元素之间的元素有___种。
(2)晶体硼为___(填晶体类型),结构单元由___个硼原子构成,共含有___个B-B键。
(3)关于氮化硼两种晶体的说法,正确的是___。
a.立方相氮化硼含有σ键和π键。
b.六方相氮化硼层间作用力小;所以质地软。
c.两种晶体均为分子晶体。
d.两种晶体中的B-N键均为共价键。
(4)NH4BF4是合成氮化硼纳米管的原料之一,1molNH4BF4含有___mol配位键。8、油气开采;石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢;需要回收处理并加以利用。
H2S热分解反应:2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)ΔH4=170kJ·mol-1,在1373K、100kPa反应条件下,对于n(H2S):n(Ar)分别为4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的H2S-Ar混合气,热分解反应过程中H2S转化率随时间的变化如下图所示。
(1)n(H2S):n(Ar)越小,H2S平衡转化率___________,理由是___________
(2)n(H2S):n(Ar)=1:9对应图中曲线___________,计算其在0~0.1s之间,H2S分压的平均变化率为___________kPa·s-1。9、研究CO还原NOx对环境的治理有重要意义;相关的主要化学反应有:
ⅠNO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)ΔH1
Ⅱ2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g)ΔH2<0
Ⅲ2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH3<0
(1)已知:每1mol下列物质分解为气态基态原子吸收的能量分别为。NO2COCO2NO819kJ1076kJ1490kJ632kJ
①根据上述信息计算ΔH1=_______kJ·molˉ1。
②下列描述正确的是_______。
A在绝热恒容密闭容器中只进行反应Ⅰ;若压强不变,能说明反应Ⅰ达到平衡状态。
B反应ⅡΔH<0;ΔS<0;该反应在低温下自发进行。
C恒温条件下;增大CO的浓度能使反应Ⅲ的平衡向正向移动,平衡常数增大。
D上述反应达到平衡后;升温,三个反应的逆反应速率均一直增大直至达到新的平衡。
(2)在一个恒温恒压的密闭容器中,NO2和CO的起始物质的量比为1∶2进行反应,反应在无分子筛膜时二氧化氮平衡转化率和有分子筛膜时二氧化氮转化率随温度的变化如图所示,其中分子筛膜能选择性分离出N2。
①二氧化氮平衡转化率随温度升高而降低的原因为_______。
②P点二氧化氮转化率高于T点的原因为_______。
(3)实验测得,V正=k正·c2(NO)·c2(CO),V逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数;只与温度有关)。
①一定温度下,向体积为1L的密闭容器中充入一定量的NO和CO,只发生反应Ⅲ,在tl时刻达到平衡状态,此时n(CO)=0.1mol,n(NO)=0.2mol,n(N2)=amol,且N2占平衡总体积的1/4则:=_______。
②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的1/2,在其它条件不变的情况下.t3时刻达到新的平衡状态。请在图中补充画出t2-t3-t4时段,正反应速率的变化曲线_______。
10、实验室模拟工业生产食品香精菠萝酯()的简易流程如下:
有关物质的熔、沸点如表:。苯酚氯乙酸苯氧乙酸熔点/℃436299沸点/℃181.9189285
试回答下列问题:
(1)反应室I中反应的最佳温度是104℃,为较好地控制温度在102℃~106℃之间,加热时可选用___(选填字母)。
A.火炉直接加热B.水浴加热C.油浴加热。
(2)分离室I采取的操作名称是___。
(3)反应室I中发生反应的化学方程式是___。
(4)分离室II的操作为:①用NaHCO3溶液洗涤后分液;②有机层用水洗涤后分液;洗涤时不能用NaOH溶液代替NaHCO3溶液,其原因是___(用化学方程式表示)。11、某化学小组用下列装置和试剂进行实验,探究O2与KI溶液发生反应的条件。
供选试剂:质量分数为30%的H2O2溶液、0.1mol·L-1的H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体。
(1)小组同学设计甲;乙、丙三组实验;记录如下:
。
操作。
现象。
甲。
向装置I的锥形瓶中加入MnO2固体,向装置I的____中加入质量分数为30%的H2O2溶液;连接装置I;III,打开活塞。
装置I中产生无色气体并伴随大量白雾;装置III中有气泡冒出;溶液迅速变蓝。
乙。
向装置II中加入KMnO4固体;连接装置II;III,点燃酒精灯。
装置III中有气泡冒出;溶液不变蓝。
丙。
向装置II中加入____,向装置III中再加入适量0.1mol·L-1的H2SO4溶液;连接装置II;III,点燃酒精灯。
装置III中有气泡冒出;溶液变蓝。
(2)丙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式为___________________________________。
(3)对比乙、丙实验可知,O2与KI溶液发生反应的适宜条件是__________。为进一步探究该条件对反应速率的影响;可采取的实验措施是____________________________。
(4)由甲、乙、丙三组实验推测,甲实验中可能是I中的白雾使溶液变蓝。为了验证推测,可将装置I中产生的气体通入_________(填字母)溶液中,依据实验现象来证明白雾中含有H2O2。A.酸性KMnO4B.FeCl2C.H2S(5)资料显示:KI溶液在空气中久置的过程中会被缓慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。该小组同学取20mL久置的KI溶液,向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,他们猜想可能是发生了反应___________________________________(写离子方程式)造成的,请设计实验证明他们的猜想是否正确:___________________________________。评卷人得分三、原理综合题(共8题,共16分)12、过渡元素铜的配合物在物质制备;尖端技术、医药科学、催化反应、材料化学等领域有着广泛的应用。请回答下列问题:
(1)科学家推测胆矾(CuSO4·5H2O)的结构示意图可简单表示如下图:
用配合物的形式表示胆矾的化学式为______;的空间构型为______,其中硫原子的轨道杂化方式为______。
(2)Cu能与(SCN)2反应生成Cu(SCN)2。1mol(SCN)2中含有的π键数目为______;(SCN)2对应的酸有两种,分别为硫氰酸和异硫氰酸其中异硫氰酸的沸点较高,原因是______。
(3)向硫酸铜溶液中,加入NaCl固体,溶液由蓝色变为黄绿色,则溶液中铜元素的主要存在形式是______(写微粒符号);向上述溶液中继续滴加浓氨水,先有蓝色沉淀生成,继续滴加浓氨水后,沉淀溶解,溶液变为深蓝色。沉淀溶解的原因是______(用离子方程式表示)。
(4)Cu单独与氨水、过氧化氢都不反应,但能与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,发生的化学方程式为______。13、乙烯可用于制备乙醇:向10L某恒容密闭容器中通入2mol和amol发生上述反应,测得的平衡转化率与投料比以及温度的关系如图所示。回答下列问题:
(1)反应从开始分别进行到A、B、C点时,_______(填“放出”或“吸收”)的热量由大到小的顺序为_______。
(2)_______(填“>”、“<”或“=”)已知该反应的反应速率表达式为其中为速率常数,只与温度有关。若其他条件不变,则温度从变化到的过程中,下列推断合理的是_______(填标号)。
A.减小的倍数大于B.减小的倍数小于
C.增大的倍数大于D.增大的倍数小于
(3)若A点对应的体系中,反应从开始到达到平衡所用时间是2min,则0~2min内的平均反应速率_______。温度下,反应的平衡常数_______。
(4)B点对应的体系中,a=_______;A、B、C点对应体系的气体总压强由大到小的顺序为_______。(气体均看作理想气体)14、NO是大气中一种重要污染物;可以采用多种方法消除NO的污染。回答下列问题:
(1)CH4还原NO法。
已知:
①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H1=-116.2kJ·mol-1;
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+180kJ·mol-1;
③CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H3=-863.8kJ·mol-1。
则CH4与NO反应生成N2、CO2和H2O(g)的热化学方程式为_______。
(2)CO还原NO法。CO还原NO的反应为2CO(g)+2NO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)△H<0。
①该反应中,既要加快NO的消除速率,又要消除更多的NO,可采取措施有_______(写出其中一条即可)。
②实验测得:v正=k正·c2(CO)·c2(NO),v逆=k逆·c2(CO2)·c(N2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。达到平衡后,只升高温度,k正增大的倍数_______(填“>”、“<”或“=”)k逆增大的倍数。若在1L恒容密闭容器中充入1molCO和1molNO发生上述反应,在一定温度下反应达到平衡时,CO的转化率为40%,则=_______(计算结果用分数表示)。
(3)NH3还原NO法。NH3还原NO的反应为4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(g)△H<0。T℃时,在恒容密闭容器中,测得在不同时间NO和NH3的物质的量如下表:。时间/min01234n(NO)/mol1.20.900.720.600.60n(NH3)/mol0.900.700.580.500.50
若反应开始时的压强为P0,则该反应的化学平衡常数Kp=_______(可用分数表示;用平衡分压代替平衡浓度计算;各气体的分压=气体总压×各气体的物质的量分数)。
(4)SCR脱硝技术的主反应为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)⇌4N2(g)+6H2O(g)△H<0。在密闭容器中起始投入一定量NH3、NO、O2进行反应;测得不同温度下,在相同时间内部分组分的含量如图所示。
①a、b、c三点,主反应速率由大到小的顺序为_______。
②解释N2的浓度变化曲线先上升后下降的原因:_______。15、十九大报告提出“要像对待生命一样对待生态环境”;对硫;氮等元素形成的有毒有害气体进行处理成为科学研究热点。请回答下列问题:
Ⅰ.SO2主要来源于含硫燃料的燃烧,燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g)ΔH=-681.8kJ/mol对煤进行脱硫处理以减少SO2的排放。T℃时,将煤燃烧产生的气体收集于一密闭容器中,发生上述反应,测得各物质的浓度与反应时间的关系如下:。时间(min)
浓度(mol•L-1)01020304050O21.000.790.600.600.640.64CO200.420.800.800.880.88
(1)10~20min内,平均反应速率v(SO2)=__;升高温度,该反应的平衡常数K__(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断,改变的条件可能是___(填字母)。
A.通入一定量的O2
B.加入一定量的碳酸钙粉末。
C.适当缩小容器的体积。
D.加入合适的催化剂。
Ⅱ.NOx的排放主要来自于汽车尾气,NOx的脱除方法基本一致;即设法将其转化为氮气。
(3)已知:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)ΔH1=-113kJ/mol
6NO2(g)+O3(g)=3N2O5(g)ΔH2=-227kJ/mol
4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g)ΔH3=-57kJ/mol
则2O3(g)=3O2(g)是___反应(填“放热”或“吸热”),O3氧化脱除氮氧化物的总反应是NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)ΔH4=___kJ/mol,最后将NO2与恰当的还原剂反应转化为N2而脱除。
(4)常见的汽车尾气处理原理是使尾气(含适当比例的NO;CO)通过装有高效催化剂的处理装置;发生反应:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。请根据以下相关数据,分析采用此法能否有效消除NO、CO尾气污染___(填“能”或“否”),理由是__(通过必要的计算加以说明)。反应25℃时的平衡常数反应I:2NO(g)N2(g)+O2(g)K1=1×1030反应II:2CO2(g)2CO(g)+O2(g)K2=1×10-92
(5)用NH3催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染,其反应原理为:NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g)。一定温度下,在某恒定压强为P的密闭容器中充入一定量的NO、NO2和NH3,达到平衡状态后,容器中含n(NO)=amol,n(NO2)=2amol,n(NH3)=2amol,n(N2)=2bmol,且N2(g)的体积分数为请计算此时的平衡常数Kp=__(用只含P的代数式表示,且化至最简式。已知:对于有气体参加的反应,可用某组分的平衡分压代替物质的量浓度计算平衡常数,记作KP。某组分的平衡分压=P×该组分的物质的量分数)。16、研究氮和碳的化合物对工业生产和防治污染有重要意义;回答下列问题:
I.(1)化学键键能数据如下:。化学键H-HN=NN-HE/(kJ·mol-1)436946391
合成氨反应的活化能Ea1=254kJ·mol-1,由此计算氨分解反应的活化能Ea2=___________kJ·mol-1。
(2)利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染;其中除去NO的主要反应如下:
4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(1)ΔH<0某研究小组将2molNH3、3molNO和一定量的O2充入密闭容器中,在Ag2O催化剂表面发生上述反应;NO的转化率随温度变化的情况如图所示:
①温度从420K升高到580K用时4min,则此时段内NO的平均反应速率v(NO)=___________。
②在有氧条件下,温度580K之后NO生成N2的转化率降低的原因可能是___________。
II.目前有一种新的循环利用方案处理航天员呼吸产生的CO2,是用Bosch反应CO2(g)+2H2(g)=C(s)+2H2O(g)ΔH<0,再电解水实现O2的循环利用。
(3)若要此反应自发进行___________(填“高温”或“低温”)更有利。
(4)350℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中通入8molH2和4molCO2发生以上反应,若反应起始和平衡时温度相同(均为350℃),测得反应过程中压强随时间的变化如表所示:。时间/min0102030405060压强6.00P05.60P05.30P05.15P05.06P05.00P05.60P0
①350℃时Bosch反应的Kp=___________(Kp为用气体的分压表示的平衡常数;分压=气体的体积分数x体系总压)
②Bosch反应的速率方程:V正=K正·c(CO2)·c2(H2),V逆=K逆·c2(H2O)(k是速率常数,只与温度有关)。20min时,=____(填“>”“<”或“=”)
(5)利用铜基配合物催化剂电催化还原CO2制备碳基燃料(包括CO、烷烃和酸等)是减少CO2在大气中累积和实现可再生能源有效利用的关键手段之一;其装置原理如图所示。
①电池工作过程中,阴极的电极反应式为___________。
②每转移2mol电子,阳极室溶液质量减轻___________g。17、部分弱酸的电离平衡常数如下表:。弱酸HCOOHHClOH2CO3H2SO3电离平衡常数(25℃)
(1)在温度相同时,各弱酸的Ki值与酸性的相对强弱的关系为:________________________。
(2)下列离子方程式正确的是。
A.2ClO-+H2O+CO2→2HClO+
B.2HCOOH+→2HCOO-+H2O+CO2↑
C.H2SO3+2HCOO-→2HCOOH+
D.Cl2+H2O+2→2+Cl-+ClO-
(3)常温下,pH=3的HCOOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合后,溶液中离子浓度由大到小的顺序为________________________________。
亚硒酸(H2SeO3)也是一种二元弱酸;常温下是一种无色固体,易溶于水,有较强的氧化性。
(4)往亚硒酸溶液中不断通入SO2会产生红褐色单质,写出该反应的化学方程式:______________________________________________________。
(5)将亚硒酸与30%的H2O2加热可制得硒酸(H2SeO4);反应方程式如下:
H2SeO3+H2O2→H2SeO4+H2O,下列说法中正确的是()。
A.H2O2既是氧化剂又是还原剂。
B.H2O既不是氧化产物又不是还原产物。
C.H2SeO4既是氧化产物又是还原产物。
D.氧化性:H2SeO3>H2SeO4
碲酸(H6TeO6)是一种很弱的酸,但它的氧化性比硫酸还要强。在酸性介质中,碲酸可将HI氧化成I2;方程式如下:
___HI+___H6TeO6___TeO2+___Te+___I2+___H2O
(6)若反应中生成的TeO2与Te的物质的量之比为1:1,试配平上述化学方程式。18、研究二氧化硫;氮氧化物等大气污染物的治理具有重要意义;请回答下列问题:
I.为减少SO2的排放;将煤转化为清洁气体燃料。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)写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式_________________________。
(2)洗涤含SO2的烟气,含以下物质的溶液可作洗涤剂的是____________________。
A.NaHSO3B.NaHCO3C.BaCl2D.FeCl3
II.NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(3)汽车尾气中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)ΔH>0
①T℃时,2L密闭气缸中充入4molN2和1molO2发生反应,5min后达平衡,测得NO为1mol。计算该温度下,N2的平均反应速率v(N2)=_______________,反应的平衡常数K=____________。
②如图曲线a表示该反应在温度T℃下N2的物质的量随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的物质的量随时间的变化,则改变的条件可能是____________(写出一条即可)III.汽车燃油不完全燃烧时会产生CO。
(4)有人设想按2CO(g)=2C(s)+O2(g)反应除去CO,但事实上该反应在任何温度下都不能实现,由此判断该反应的ΔH_______0。(填写“>”;“<”或者“=”)
(5)在汽车尾气系统中安装催化转化器可降低尾气中污染物的排放,其反应为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。已知该反应在570K时的平衡常数的数值为1×1059,但反应速率极慢。为了提高尾气的净化效率在实际操作中最可行的措施是_____。
A.升高温度B.增大压强C.使用高效催化剂19、某校课外活动小组为了探讨铜与硝酸的反应设计了如下实验。
(1)甲同学欲探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO;设计装置如图所示(加热装置和固定装置均已略去)。图中K为止水夹(处于关闭状态),F是含有一半空气的注射器。
请回答有关问题:
①装置A中进行反应时打开止水夹K,当装置C中_________时,关闭止水夹K,试分析这样操作的目的是________,A中反应的离子方程式为______________。
②在完成①中的“操作”后,将装置B中铜丝插入稀硝酸,并微热之,观察到装置B中的现象是__________________,B中反应的离子方程式为____________________。
③为进一步证明产物是NO,将注射器F中的空气推入E中,看到的现象是_________________。
④装置G的作用是_____________________。
(2)同学们发现铜与稀;浓硝酸反应所得溶液的颜色不同;并记录如下:
。将1g细铜丝放入盛有10mL的1mol·L-1HNO3溶液的试管中加热。
铜丝表面有无色气体逸出;溶液变为天蓝色。
将1g细铜丝放入盛有10mL的14mol·L-1HNO3溶液的试管中。
产生大量红棕色气体;溶液变为绿色,绿色由深到浅,未见到蓝色。
有同学认为是铜与浓硝酸反应的溶液中溶解了生成的气体,也有同学认为是溶液中剩余硝酸浓度较大所致,同学们分别设计了以下4个实验来判断该看法是否正确,以下方案中可行的是(选填序号字母)____________。
a.向上述绿色溶液中通入氮气;观察颜色变化。
b.加水稀释上述绿色溶液;观察颜色变化。
c.向饱和的硝酸铜溶液中不断滴加14mol·L-1HNO3溶液。
d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体,观察颜色变化评卷人得分四、实验题(共3题,共15分)20、过氧化锶(SrO2)通常用作分析试剂、氧化剂、漂白剂等。制备反应原理为:Sr+O2SrO2。某兴趣小组利用下列装置在实验室中模拟制备过氧化锶。
(1)选择必要仪器组装制备过氧化锶(气流按从左到右的流向):____________(填字母)。
(2)该实验制备氧气的化学方程式为______________。
(3)连接好装置并进行实验;实验步骤如下,实验操作顺序为___________(填字母)。
①打开分液漏斗活塞;将水滴入烧瓶②在相应装置中装入药品③检查装置气密性④加热。
⑤停止加热⑥关闭分液漏斗活塞。
(4)利用反应Sr2++H2O2+2NH3+8H2O=SrO2·8H2O↓+2NH4+;制备过氧化锶的装置如下:
①X仪器的作用是_____________。
②氨气在该反应所起的作用是__________________。
③实验结束后,得到SrO2·8H2O的操作为_________________。
(5)设计实验证明SrO2的氧化性比FeCl3的氧化性强__________________。21、过氧化钠与二氧化氮能发生反应;某兴趣小组对此进行探究,提出了两种假设。
假设一:Na2O2+2NO2===2NaNO2+O2↑
假设二:Na2O2+2NO2===2NaNO3
[查阅资料]
2NaNO2+2HCl===2NaCl+NO↑+NO2↑+H2O
2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O
[实验探究]
Ⅰ.按图示装置进行实验。
Ⅱ.通入二氧化氮至过氧化钠反应完全;然后对玻璃管中的固体物质进行检验。
[实验结论]实验表明;过氧化钠与二氧化氮按“假设二”反应。
(1)过氧化钠与二氧化氮的反应中,氧化剂是____。
(2)装置A中反应的离子方程式是________。
(3)装置C的作用是__________。
(4)请设计实验证明装置B中的反应不符合“假设一”。
①实验操作:取玻璃管中的固体置于试管中,________;
②实验现象是________。
(5)有同学认为:只要直接观察C中导管口是否有气泡冒出,就可以判断B中的反应符合哪一种假设,这种想法________(填“对”或“不对”),原因是___________________。22、如图是某课外小组制取乙炔并测定乙炔的某些性质的实验.
(1)写出实验室制取乙炔的化学方程式:______.
(2)实验室制取乙炔时,分液漏斗中的液体a通常是______.
(3)溶液的作用是______.
(4)装置D中的现象是:______.
(5)工业上常用乙炔、二氧化锰和浓盐酸等物质作原料来合成聚氯乙烯,请写出相关方程式:___________评卷人得分五、结构与性质(共4题,共32分)23、超细铜粉主要应用于导电材料;催化剂等领域中。超细铜粉的某制备方法如下:
(1)Cu2+的价电子排布式为____。
(2)下列关于[Cu(NH3)4]SO4的说法中,正确的有____。(填字母序号)
A.[Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键;极性键和配位键。
B.[Cu(NH3)4]SO4的组成元素中第一电离能最大的是氧元素。
C.[Cu(NH3)4]SO4的外界离子的空间构型为正四面体。
(3)SO32-离子中S原子的杂化方式为____,SO32-离子的空间构型为____。
(4)与SO3互为等电子体的一种分子的分子式是____
(5)下图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图,由此可确定该氧化物的化学式为______。
24、KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器;填补了国家战略空白。回答下列问题:
(1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中,核外电子排布相同的是_______(填离子符号)。
(2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用+表示,与之相反的用-表示,称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子,其价电子自旋磁量子数的代数和为_______。
(3)已知KH2PO2是次磷酸的正盐,H3PO2的结构式为_______,其中P采取_______杂化方式。
(4)磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸;如:
如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸,则相应的酸根可写为_______。
(5)分别用○、●表示和K+,KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示,图(b)、图(c)分别显示的是H2POK+在晶胞xz面;yz面上的位置:
①若晶胞底边的边长均为apm、高为cpm,阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度_______g·cm-3(写出表达式)。
②晶胞在x轴方向的投影图为_______(填标号)。
25、I.元素周期表中80%左右的非金属元素在现代技术包括能源;功能材料等领域占有极为重要的地位。
(1)氮及其化合物与人类生产、生活息息相关,基态N原子中电子在2p轨道上的排布遵循的原则是_____,N2F2分子中N原子的杂化方式是_______,1molN2F2含有____个δ键。
(2)高温陶瓷材料Si3N4晶体中N-Si-N的键角大于Si-N-Si的键角,原因是_______。
II.金属元素铁;铜及其化合物在日常生产、生活有着广泛的应用。
(1)铁在元素周期表中的位置_________。
(2)配合物Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于_____(填晶体类型)。Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子吸之和为18,则x=________。
(3)N2是CO的一种等电子体,两者相比较沸点较高的为_______(填化学式)。
(4)铜晶体中铜原子的堆积方式如下图甲所示。
①基态铜原子的核外电子排布式为___________。
②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为___________。
(5)某M原子的外围电子排布式为3s23p5,铜与M形成化合物的晶胞如下图乙所示(黑点代表铜原子)。已知该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为_________pm。(只写计算式)。26、I.元素周期表中80%左右的非金属元素在现代技术包括能源;功能材料等领域占有极为重要的地位。
(1)氮及其化合物与人类生产、生活息息相关,基态N原子中电子在2p轨道上的排布遵循的原则是_____,N2F2分子中N原子的杂化方式是_______,1molN2F2含有____个δ键。
(2)高温陶瓷材料Si3N4晶体中N-Si-N的键角大于Si-N-Si的键角,原因是_______。
II.金属元素铁;铜及其化合物在日常生产、生活有着广泛的应用。
(1)铁在元素周期表中的位置_________。
(2)配合物Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于_____(填晶体类型)。Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子吸之和为18,则x=________。
(3)N2是CO的一种等电子体,两者相比较沸点较高的为_______(填化学式)。
(4)铜晶体中铜原子的堆积方式如下图甲所示。
①基态铜原子的核外电子排布式为___________。
②每个铜原子周围距离最近的铜原子数目为___________。
(5)某M原子的外围电子排布式为3s23p5,铜与M形成化合物的晶胞如下图乙所示(黑点代表铜原子)。已知该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则该晶体中铜原子和M原子之间的最短距离为_________pm。(只写计算式)。评卷人得分六、计算题(共3题,共27分)27、(1)若t=25℃时,Kw=___________,若t=100℃时,Kw=1.0×10-12,则100℃时0.05mol•L-1Ba(OH)2溶液的pH=___________。
(2)已知25℃时,0.1L0.1mol•L-1的Na2A溶液的pH=11,用离子方程式表示其原因为___________。
(3)pH相等的NaOH溶液与CH3COONa溶液,分别加热到相同的温度后CH3COONa溶液的pH___________NaOH溶液的pH(填“>”“=”或“<”)。
(4)室温下,pH=2的H2SO4溶液、pH=12的NaOH溶液、pH=12的Na2CO3溶液,水电离出的c(H+)之比为___________。
(5)相同物质的量浓度的①NH4HSO4、②NH4HCO3、③NH4Cl三种溶液,pH值从大到小的顺序为___________(用数字标号填空,下同);相同温度下,NH浓度相等的上述三种溶液,物质的量浓度从大到小的顺序为___________。
(6)含有Cr2O的废水毒性较大。某工厂酸性废水中含5.0×10-3mol•L-1的Cr2O可先向废水中加入绿矾(FeSO4·7H2O);搅拌后撒入生石灰处理。
①写出加入绿矾的离子方程式___________。
②若处理后的废水中残留的c(Fe3+)=4.0×10-13mol•L-1,则残留的Cr3+的浓度_______________mol•L-1(已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-33)。28、制备氮化镁的装置示意图:
回答下列问题:
(1)填写下列仪器名称:的名称是_________。
(2)写出中和反应制备氮气的离子反应方程式__________。
(3)的作用是_____,是否可以把和的位置对调并说明理由_________。
(4)写出中发生反应的化学方程式___________。
(5)请用化学方法检验产物中是否含有未反应的镁,写出实验操作、现象、结论_________。29、某研究性学习小组类比镁在二氧化碳中的燃烧反应,认为钠和二氧化碳也可以发生反应,他们对钠在CO2气体中燃烧进行了下列实验:
(1)若用下图装置制备CO2,则发生装置中反应的离子方程式为_________。
(2)将制得的CO2净化、干燥后由a口缓缓通入下图装置,待装置中的空气排净后点燃酒精灯,观察到玻璃直管中的钠燃烧,火焰为黄色。待冷却后,管壁附有黑色颗粒和白色物质。
①能说明装置中空气已经排净的现象是_________。
②若未排尽空气就开始加热,则可能发生的化学反应方程式主要为_________。
(3)若钠着火,可以选用的灭火物质是_________。
A.水B.泡沫灭火剂C.干沙土D.二氧化碳。
(4)该小组同学对管壁的白色物质的成分进行讨论并提出假设:
Ⅰ.白色物质可能是Na2O;Ⅱ.白色物质可能是Na2CO3;Ⅲ.白色物质还可能是_________。
(5)为确定该白色物质的成分,该小组进行了如下实验:。实验步骤实验现象①取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加过量的CaCl2溶液出现白色沉淀②静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液无明显现象
①通过对上述实验的分析,你认为上述三个假设中,___成立(填序号)。
②由实验得出:钠在CO2中燃烧的化学方程式为_____;每生成1mol氧化产物,转移的电子数为____。
(6)在实验(2)中还可能产生另一种尾气,该气体为________;处理该尾气的方法为_____。参考答案一、选择题(共6题,共12分)1、B【分析】【详解】
A.室温下,0.1mol/L的NaHC2O4溶液pH=4,说明的电离作用大于其水解作用,所以c()>c(H2C2O4);A错误;
B.根据物料守恒可得c(CH3COO−)+c(CH3COOH)=c(NH3•H2O)+c();B正确;
C.两种盐溶液中都存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(OH-),c(Na+)+c(H+)=c(Y-)+c(OH-),两种溶液的pH(NaX)>pH(NaY),说明溶液中c(H+):前者小于后者,由于两种溶液中离子浓度都是阳离子浓度的二倍,两种盐溶液浓度相同,c(Na+)相同,c(H+)越小,则离子总浓度就越小,故c(X−)+c(OH−)<c(Y−)+c(OH−);C错误;
D.=由于其中含有BaSO4、BaCO3,所以向其中加入少量的Ba(NO3)2,溶液中的值不变;仍等于两种盐的溶度积常数的比,D错误;
故合理选项是B。2、B【分析】【分析】
【详解】
A.NO难溶于水;NO能用排水法收集,故不选A;
B.NO2和水反应生成硝酸和NO,NO2不能用排水法收集;故选B;
C.H2难溶于水,H2能用排水法收集,故不选C;
D.CH4难溶于水,CH4能用排水法收集;故不选D;
选B;3、D【分析】【分析】
【详解】
A.配制一定物质的量浓度的氯化钠溶液时;向容量瓶中转移溶液的操作是正确的,A正确;
B.检验浓硫酸与铜反应产生的二氧化硫;用品红鉴别二氧化硫,用氢氧化钠来吸收尾气,B正确;
C.在氯化氢的氛围中加热六水合氯化镁制取无水氯化镁;防止其水解,C正确;
D.铁是阳极;铜是阴极,铁溶解,在铜电极上镀铜,D错误;
故选D。4、A【分析】A、NO2气体为红棕色,二氧化氮气体易与水反应生成硝酸(HNO3)和一氧化氮,3NO2+H2O=2HNO3+NO,NO为无色,所以气体颜色由红棕色逐渐变为无色,气体体积减少,试管内的液面会逐渐上升,但溶液未充满整个试管,故A正确;B、向FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,溶液呈血红色,没有沉淀,故B错误;C、加热碳酸钠固体不能生成可使澄清石灰水变浑浊的气体,故C错误;D、将绿豆粒大小的钠投入硫酸铜溶液中,金属钠和盐溶液反应先是和溶液中的水反应,不会和盐之间发生置换反应,故D错误。故选A。5、A【分析】【详解】
A.中和热测定实验装置设计合理;A项正确;
B.浓硫酸溶于水放出大量的热;为防止暴沸引发安全事故,应将浓硫酸沿烧杯壁慢慢倒入水中稀释并不停搅拌,B项错误;
C.锌比铜活泼;则锌应作负极(-),铜作正(+),C项错误;
D.带磨口玻璃活塞的酸式滴定管不能盛标准溶液;D项错误;
答案选A。6、D【分析】【详解】
根据题意分析,醋中含有醋酸,与铁反应生成醋酸亚铁和氢气,因此中药材铁华粉的主要成分是醋酸亚铁。故选D。二、填空题(共5题,共10分)7、略
【分析】【分析】
(1)基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1;电子位于1s;2s、2p三个能量不同的能级上;同周期元素,从左到右,第一电离能呈增大的趋势,由于全充满和半充满的缘故,ⅡA族和ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素;
(2)由晶体硼熔点为1873K可知,晶体硼为熔沸点高、硬度大的原子晶体;在硼原子组成的正二十面体结构中,每5个面共用一个顶点,每个面拥有这个顶点的每2个面共用一个B-B键,每个面拥有这个B-B键的
(3)a.由图可知;立方相氮化硼中N原子和B原子之间只存在单键;
b.由图可知;六方相氮化硼层间为分子间作用力,分子间作用力小;
c.由图可知;立方相氮化硼为空间网状结构,属于原子晶体;
d.非金属元素之间易形成共价键;
(4)NH4BF4是由NH4+和BF4—构成,NH4+中N原子和其中一个H原子之间存在配位键、BF4—中B原子和其中一个F原子之间存在一个配位键。
【详解】
(1)基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1;电子位于1s;2s、2p三个能量不同的能级上,则有3种不同能量的电子;同周期元素,从左到右,第一电离能呈增大的趋势,由于全充满和半充满的缘故,ⅡA族和ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素,则介于硼元素与氮元素之间的有Be、C、O三种元素,故答案为:3;3;
(2)由晶体硼熔点为1873K可知,晶体硼为熔沸点高、硬度大的原子晶体;在硼原子组成的正二十面体结构中,每5个面共用一个顶点,每个面拥有这个顶点的每个等边三角形拥有的顶点为20个等边三角形拥有的顶点为×20=12;每2个面共用一个B-B键,每个面拥有这个B-B键的每个等边三角形占有的B-B键为20个等边三角形拥有的B-B键为×20=30;故答案为:12;30;
(3)a.由图可知;立方相氮化硼中N原子和B原子之间只存在单键,则立方相氮化硼中含有σ键,不存在π键,故错误;
b.由图可知;六方相氮化硼层间为分子间作用力,分子间作用力小,导致其质地软,故正确;
c.由图可知;立方相氮化硼为空间网状结构,属于原子晶体,故错误;
d.非金属元素之间易形成共价键;所以N原子和B原子之间存在共价键,故正确;
bd正确,故答案为:bd;
(4)NH4BF4是由NH4+和BF4—构成,NH4+中N原子和其中一个H原子之间存在配位键、BF4—中B原子和其中一个F原子之间存在一个配位键,所以含有2个配位键,则1molNH4BF4含有2mol配位键,故答案为:2。【解析】①.3②.3③.原子晶体④.12⑤.30⑥.bd⑦.28、略
【分析】【分析】
2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)ΔH4=170kJ·mol-1,该反应正方向为体积增大的反应,降低压强,平衡会向正反应方向移动;则对于n(H2S):n(Ar)为4:1、1:1、1:4、1:9、1:19的H2S-Ar混合气在图中对应的曲线分别是a、b;c、d、e。
【详解】
(1)由于正反应是体积增大的可逆反应,n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分压越小,相当于降低压强,平衡向正反应方向移动,因此H2S平衡转化率越高;
(2)n(H2S):n(Ar)越小,H2S平衡转化率越高,所以n(H2S):n(Ar)=1:9对应的曲线是d;根据图像可知n(H2S):n(Ar)=1:9反应进行到0.1s时H2S转化率为0.24;假设在该条件下;硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和9mol,则根据三段式可知:
此时H2S的压强为≈7.51kPa,H2S的起始压强为10kPa,所以H2S分压的平均变化率为=24.9kPa·s-1。【解析】(1)越高n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分压越小,平衡向正反应方向进行,H2S平衡转化率越高。
(2)d24.99、略
【分析】【详解】
(1)①ΔH1=E反应物-E生成物=819+1076-1490-632=-227kJ/mol;
②A.反应前后气体系数不变;如果是恒温恒容,无论平衡是否移动,容器中的压强均不变,换为绝热容器后,随着反应的正向进行,反应放出热量,体系温度升高,等量气体的压强随之增大,此时压强是变量,可以作为平衡的依据,A项正确;
B.当ΔH-TΔS<0时;反应自发进行,由ΔH<0,ΔS<0,推出该反应低温下自发进行,B项正确;
C.增大CO的浓度可以使反应Ⅲ的平衡向正向移动;但是平衡常数只受到温度的影响,温度不变,平衡常数不变,C项错误;
D.温度升高;反应速率增大,三个反应的逆反应速率均增大,三个反应均为放热反应,温度升高,反应向吸热方向进行,则平衡逆向移动,所以平衡移动的初期为逆反应速率大于正反应速率,为了达到新的平衡,逆反应速率向正反应速率靠近,逆反应速率会减小,所以逆反应速率的变化趋势为先增大后减小,D项错误;
(2)①反应为放热反应;温度升高,平衡向逆反应(吸热)方向进行,二氧化氮转化率降低;
②相同温度下,二氧化氮的转化率在P点较高是因为使用了分子筛膜,将产物N2分离出来;降低了产物的浓度,使平衡正向进行,从而二氧化氮的转化率提高;
(3)①列三段式求解:因为N2占平衡总体积的1/4,所以a=0.3mol,此时为平衡状态,有v正=v逆,即k正·c2(NO)·c2(CO)=k逆·c(N2)·c2(CO2);
②在t2时刻,将容器迅速压缩到原容积的1/2,压强瞬间增大为原来压强的两倍,正逆反应速率均增大,但是压强增大,平衡向正反应(气体系数减小)方向进行,则正反应速率大于逆反应速率,所以正反应速率的总体趋势为先突然增大,然后减小,直至平衡,其图像为【解析】①.-227②.AB③.反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动(或平衡常数减小)④.分子筛膜从反应体系中不断分离出N2,有利于反应正向进行,二氧化氮转化率升高⑤.270⑥.(起点的纵坐标为16,t3时刻达到平衡,t3-t4处于平衡状态与已有线平齐)10、略
【分析】【分析】
用苯氧乙酸和丙烯醇发生酯化反应制得菠萝酯,苯氧乙酸用苯酚和氯乙酸反应制得,考虑到它们溶沸点的差异,最好选择温度让苯酚,氯乙酸,苯氧乙酸都成为液体,反应室I中反应的最佳温度是104℃,水浴加热温度太低,苯氧乙酸沸点99摄氏度,水浴温度会使它凝固,不利于分离,火炉直接加热,会使苯酚,氯乙酸,苯氧乙酸全都生成气体,不利于反应,故选择油浴。生成的菠萝酯属于酯类,在碱性条件下会发生水解,所以不能用NaOH溶液代替NaHCO3溶液。
【详解】
(1)火炉直接加热温度比较高;会让苯酚和氯乙酸变成蒸汽,不利于它们之间的反应,还会使苯氧,故温度不能太高,水浴加热温度较低,不能让氯乙酸和苯酚熔化,故温度也不能太低,可以使所有物质都成液体,为较好地控制温度在102℃~106℃之间,加热时可选用油浴加热;
答案为:C;
(2)分离室I是将反应不充分的原料再重复使用;为了增加原料的利用率,要把苯酚和氯乙酸加入反应室1,操作名称为蒸馏;
答案为:蒸馏;
(3)反应室1为苯酚和氯乙酸发生取代反应,制得苯氧乙酸,+HCl;
答案为:+HCl;
(4)分离室II发生的反应是苯氧乙酸和丙烯醇发生酯化反应,制取菠萝酯,由于酯在NaHCO3溶液中的溶解度较小,可以析出,随后分液即可,如用NaOH会使酯发生水解,故不能用NaOH溶液代替NaHCO3溶液,化学方程式为+NaOH+HOCH2CH=CH2
答案为+NaOH+HOCH2CH=CH2。【解析】C蒸馏+HCl+NaOH+HOCH2CH=CH211、略
【分析】【分析】
(1)甲实验:根据裝置Ⅰ不要加热制取氧气可以知道利用的是双氧水的分解;过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气,I中产生无色气体并伴随大量白雾;Ⅲ中有气泡冒出,溶液迅速变蓝说明生成碘单质;
(2)碘离子具有还原性;在酸性条件下能够被氧化氧化成碘单质,据此写出反应的离子方程式;
(3)对比乙、丙实验可以知道,O2与KI溶液发生反应的适宜条件酸性环境;酸溶液中氢离子浓度不同,装置Ⅲ中出现蓝色的速率不同;
(4)证明Ⅰ中产生的气体中含有双氧水;氧气和双氧水都具有氧化性,需要利用不同性质进行检验;
(5)该小组同学取20mL久置的KI溶液;向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,可能是生成的碘单质在碱溶液中发生反应生成碘化钾;碘酸钾,验证是否正确是在未变蓝色的溶液中滴入稀硫酸观察是否变蓝。
【详解】
(1)甲实验:根据装置Ⅰ不需要加热制取氧气可以知道利用的是双氧水的分解,过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成氧气,向Ⅰ的锥形瓶中加入MnO2固体,向Ⅰ的分液漏斗中加入30%H2O2溶液;连接Ⅰ;Ⅲ,打开活塞,Ⅰ中产生无色气体并伴随大量白雾;Ⅲ中有气泡冒出,溶液迅速变蓝说明生成碘单质,故答案为:分液漏斗;
(2)碘离子具有还原性,在酸性条件下能够被氧化成碘单质,据此写出反应的离子方程式为:O2+4I-+4H+=2I2+2H2O,故答案为:O2+4I-+4H+=2I2+2H2O;
(3)向装置Ⅱ中加入KMnO4固体,连接装置II、III,点燃酒精灯,Ⅲ中有气泡冒出,溶液不变蓝,向Ⅱ中加入KMnO4固体,Ⅲ中加入适量0.1mol·L-1的H2SO4溶液,连接Ⅱ、Ⅲ,点燃酒精灯,Ⅲ中有气泡冒出,溶液变蓝。对比乙、丙实验可以知道,O2与KI溶液发生反应的适宜条件是:酸性环境;为进一步探究该条件对反应速率的影响;可采取的实验措施是:使用不同浓度的稀硫酸作对比实验,故答案为:酸性环境;使用不同浓度的稀硫狻作对比实验;
(4)A.高锰酸钾溶液能够将双氧水氧化;导致高锰酸钾溶液褪色,而氧气不与高锰酸钾溶液反应,如果高锰酸钾溶液褪色可证明混合气体中含有双氧水,故A正确;
B.氧气和高锰酸钾溶液都能够氧化亚铁离子;无法证明混合气体中含有双氧水,故B错误;
C.高锰酸钾和氧气都能够氧化硫化氢;无法用硫化氢检验混合气体中是否含有双氧水,故C错误;
故答案为:A;
(5)KI溶液在空气中久置的过程中会被缓慢氧化:4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH。该小组同学取20mL久置的KI溶液,向其中加入几滴淀粉溶液,结果没有观察到溶液颜色变蓝,他们猜想可能是发生了反应的离子方程式为3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O,设计实验证明他们的猜想是否正确的实验方案为:在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol∙L-1H2SO4溶液,观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误,故答案为:3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O;在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol∙L-1H2SO4溶液;观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误。
【点睛】
在做探究性实验的题目时,根据资料,如果没有得到预期的实验结果,那么除了资料中给的化学反应,还要考虑酸性或碱性环境的影响,结合题目的上下文进行联系,综合考虑得出结论。这是解答此类题目时的难点。【解析】分液漏斗KMnO4固体O2+4I-+4H+=2I2+2H2O酸性环境使用同体积不同浓度的稀硫酸做对比实验A3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol∙L-1H2SO4溶液,观察现象,若溶液变蓝则猜想正确,否则错误三、原理综合题(共8题,共16分)12、略
【分析】【详解】
(1)根据结构示意图可知:Cu2+与4个H2O分子的O原子形成4个配位键,所以Cu2+的配位体是H2O,配位数是4,用配合物的形式表示胆矾的化学式为[Cu(H2O)4]SO4·H2O;
在中S原子采用sp3杂化,形成4个σ键,离子中含有的价层电子对数为:4+=4,不含孤电子对,所以离子的空间结构为正四面体形;
(2)根据元素原子结构可知气体(SCN)2的分子结构式是N≡C—S—-S—C≡N。共价单键都是σ键,共价三键中1个σ键2个π键,在1个(SCN)2中含有4个π键,则在1mol(SCN)2中含有的π键数目为4NA;
(SCN)2对应的酸有两种,分别为硫氰酸和异硫氰酸其中异硫氰酸的沸点较高,这是由于硫氰酸分子之间只存在分子间作用力,没有形成氢键,而在异硫氰酸分子之间除存在分子间作用力外,还形成了氢键,氢键的形成增加了分子之间的吸引作用,导致异硫氰酸的沸点比硫氰酸高;
(3)向硫酸铜溶液中,加入NaCl固体,溶液由蓝色变为黄绿色,这是由于发生如下转化:[Cu(H2O)4]2+(aq)(蓝色)+4Cl-(aq)[CuCl4]2-(aq)(黄色)+4H2O(aq),因此此时溶液中铜元素的主要存在形式是[Cu(Cl)4]2-;
向该溶液中加入氨水,首先是[Cu(Cl)4]2-电离产生的Cu2+与氨水中的电解质NH3·H2O电离产生的OH-结合产生Cu(OH)2蓝色沉淀,当氨水过量时,又发生反应:Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O,形成了铜氨络离子[Cu(NH3)4]2+;从而使溶液变为深蓝色;
(4)Cu单独与氨水、过氧化氢都不反应,但能与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,这是由于Cu被氧化产生的Cu2+与NH3结合形成络离子[Cu(NH3)4]2+,H2O2得到电子被还原为OH-,发生反应的化学方程式为:Cu+H2O2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。【解析】①.[Cu(H2O)4]SO4·H2O②.正四面体③.sp3杂化④.4NA⑤.异硫氰酸分子之间能形成氢键⑥.[Cu(Cl)4]2-⑦.Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O⑧.Cu+H2O2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O13、略
【分析】(1)
为放热反应,起始时通入的物质的量相同,则乙烯的平衡转化率越大,反应进行的限度越大,放出的热量也越多,故
(2)
由图中的B、C点分析,结合勒夏特列原理,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,故温度从变化到的过程为升高温度,正、逆反应速率均会加快,且该反应为放热反应,故逆反应速率加快的幅度大于正反应速率加快的幅度,即增大的倍数小于D项符合题意;
(3)
A点时,此时与的物质的量相等,即据图中信息列三段式:
容器体积为10L,反应时间为2min,故
(4)
由A;B、C点可知;A、C点对应的平衡常数相等,B、C点对应体系起始通入的反应物的物质的量相等,故将C点对应的体系列三段式:
则解得结合图中A、B、C点的信息,可计算出,A、B、C点对应的体系中气体的总物质的量分别为2.4mol、2.2mol、2.3mol,依据判断,A、C点对应的温度相同,气体的物质的量越大,容器的压强越大,即将数据代入公式得到因为所以即【解析】(1)放出
(2)<D
(3)
(4)1.814、略
【分析】【详解】
(1)已知:①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H1=-116.2kJ·mol-1;
②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+180kJ·mol-1;
③CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H3=-863.8kJ·mol-1。
根据盖斯定律,将①-②+③,整理可得CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ·mol-1。
(2)①CO还原NO的反应为2CO(g)+2NO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)△H<0;该反应的正反应是气体体积减小放热反应,既要加快NO的消除速率,又要消除更多的NO,则化学反应速率加快,且平衡正向移动,可采取措施可以是增大压强或增大CO的浓度;
②实验测得:v正=k正·c2(CO)·c2(NO),v逆=k逆·c2(CO2)·c(N2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。达到平衡后,只升高温度,v正、v逆都增大,由于浓度不变,所以k正、k逆都增大。由于升高温度化学平衡会向吸热的逆反应方向移动,这说明k正增大的倍数小于k逆增大的倍数;
若在1L恒容密闭容器中充入1molCO和1molNO发生上述反应,在一定温度下反应达到平衡时,CO的转化率为40%,则平衡时反应产生CO2的物质的量是0.4mol,反应产生N2是0.2mol,此时CO、NO的物质的量都是0.6mol,由于容器的容积是1L,则平衡时各种物质的浓度c(CO)=c(NO)=0.6mol/L,c(CO2)=0.4mol/L,c(N2)=0.2mol/L,该温度下的化学平衡常数K==当反应达到平衡时,v正=v逆,则k正·c2(CO)·c2(NO)=k逆·c2(CO2)·c(N2),==
(3)对于反应4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(g),反应开始时n(NH3)=0.90mol,n(NO)=1.20mol,达到平衡时n(NH3)=0.50mol,n(NO)=0.60mol,根据物质反应转化关系,可知平衡时产生N2的物质的量n(N2)=△n(NH3)=×(0.90-0.50)mol=0.50mol,n(H2O)=△n(NH3)=×(0.90-0.50)mol=0.60mol,在温度和容器的容积不变时,气体的压强与物质的量呈正比,若反应开始时的压强为P0,则平衡压强=该反应的化学平衡常数Kp=
(4)SCR脱硝技术的主反应为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)⇌4N2(g)+6H2O(g)△H<0。在密闭容器中起始投入一定量NH3、NO、O2进行反应。
①在影响化学反应速率的条件中,增大浓度、增大压强、升高温度都会增大反应速率,其中温度升高对反应速率的影响大,由于温度:a<b<c,所以在这三点中,主反应速率由大到小的顺序为:c>b>a;
②分析图象中氮气的浓度变化可知,550K时达到最大,550K后随温度升高浓度减小,变化趋势说明在b点前反应未达到平衡状态,反应正向进行,温度升高,反应速率加快,单位时间内产生氮气的浓度增大。当反应达到平衡状态后氮气浓度随温度升高减小,说明该反应的正反应是放热反应,升高温度化学平衡向吸热的逆反应方向移动,且随着温度的升高,有副产物的生成,也导致N2浓度降低。【解析】CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ·mol-1。增大压强或增大CO的浓度<c>b>a先上升:反应还未到达平衡状态,温度越高,化学反应速率越快,单位时间内N2浓度增大;后下降:达到平衡状态后,随着温度升高,因为该反应的正反应是放热反应,升高温度,化学平衡逆向移动,且随着温度升高有副产物的生成,也导致N2浓度降低15、略
【分析】【详解】
(1)在10~20min内,O2的浓度由0.79mol/L变为0.60mol/L,减小了0.19mol/L,则根据物质反应转化关系可知:反应消耗SO2的浓度△c(SO2)=2×0.19mol/L=0.38mol/L,则平均反应速率v(SO2)==0.038mol•L-1•min-1;
该反应的正反应是放热反应,当升高温度时,化学平衡逆向移动,化学平衡常数K将减小;
根据表格数据可知:反应在20min时已经达到平衡,在30min后,O2浓度增大,CO2浓度增大了0.08mol/L,方程式物质的化学计量数O2、CO2是1:2,说明改变的条件可能是通入一定量的O2;也可能是适当缩小容器的体积,使化学平衡正向移动,最终达到平衡状态,故合理选项是AC;
(3)已知:①2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)ΔH1=-113kJ/mol
②6NO2(g)+O3(g)=3N2O5(g)ΔH2=-227kJ/mol
③4NO2(g)+O2(g)=2N2O5(g)ΔH3=-57kJ/mol
根据盖斯定律,②×2-③×3,整理可得④:2O3(g)=3O2(g)ΔH=-283kJ/mol<0;说明该反应是放热反应;
将整理可得NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)ΔH4=-198kJ/mol;
(4)已知:反应I:2NO(g)N2(g)+O2(g)K1=1×1030
反应II:2CO2(g)2CO(g)+O2(g)K2=1×10-92
将反应I-II,整理可得2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),该反应的化学平衡常数K===2.5×10121;K的数值很大,说明该反应向正方向进行的程度很大,因此该法能有效消除NO;CO尾气污染;
(5)对于反应NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g),在一定温度下,在某恒定压强为P的密闭容器中充入一定量的NO、NO2和NH3,达到平衡状态后,容器中含n(NO)=amol,n(NO2)=2amol,n(NH3)=2amol,n(N2)=2bmol,且N2(g)的体积分数为根据方程式可知:每反应产生2个N2,就会同时产生3个H2O(g),可由平衡产生n(N2)=2bmol,得到n(H2O)=3bmol,此时气体的总物质的量n(气)总=amol+2amol+2amol+2bmol+3bmol=5(a+b)mol,由于N2(g)的体积分数为则解得b=5amol,故平衡时气体总物质的量为n(气)总=5(a+b)mol=5(a+5a)=30amol,所以平衡时各种气体的体积分数为x(NO)=x(NO2)=x(NH3)=x(N2)=x(H2O)=因此此时的平衡常数Kp=【解析】0.038mol•L-1•min-1减小AC放热-198能由反应I和II的平衡常数,可知2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的K==2.5×10121数值很大,该反应向正方向进行的程度很大16、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)的又所以
(2)①420K时NO的转化率为2%,此时消耗的580K时NO的转化率为59%,此时消耗的此时间段内NO的变化量为1.77mol-0.06mol=1.71mol,容积的体积为2L,反应速率为
根据图像可知,在有氧条件下,温度580K之后NO生成N2的转化率降低,由于该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向进行,导
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