2014-2015学年四川省广安市邻水中学高三第七次月考化学试卷
一、选择题
1.化学与生活密切相关,下列说法正确的是
A.使用填埋法处理未经分类的生活垃圾
B.“地沟油”经过加工处理后可用来制肥皂
C.大量使用薪柴为燃料,践行低碳生活
D.CO2、NO2或SO2的排放是形成酸雨的主要原因
2.能正确表示下列反应离子方程式的是
A.磁性氧化铁溶于稀硝酸:Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O
B.Ca2与过量Ca2溶液反应:Ca2++HCO3﹣+OH﹣=CaCO3↓+H2O
C.用两根铜棒电解稀盐酸:2H++2Cl﹣H2↑+Cl2↑
D.Na2S2O3溶液中加入稀硫酸:2S2O+4H+═SO42﹣+3S↓+2H2O
3.设NA为阿伏加德罗常数的值.下列说法正确的是
A.含4 mol HCl 的浓盐酸跟足量MnO2加热反应可制得 Cl2的分子数为NA
B.将标准状况下 22.4LNO与11.2LO2混合后的体积约为 22.4L
C.标准状况下,22.4L乙烯中含有σ键的数目为5NA
D.1molC中含有C﹣C键的数目为4NA
4.下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应
火焰呈黄色
该溶液不一定是钠盐溶液
B
将SO2通入Ba2溶液
产生白色沉淀
SO2与可溶性钡盐均可生成白色沉淀
C
向Zn与稀硫酸反应的溶液中滴加硫酸铜溶液
产生气体的速率加快
硫酸铜作该反应的催化剂
D
向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液
均有固体析出
蛋白质均发生变性
A.A B.B C.C D.D
5.下列说法正确的是
A.pH均为9的①Na2CO3溶液、②CH3COONa溶液、③NaOH溶液,其物质的量浓度的大小顺序为①>②>③
B.等物质的量浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液等体积混合,所得溶液中:c+c<c+c+3c
C.0.1 mol•L﹣1KHC2O4溶液中:c=c+c﹣2c
D.pH=3的二元弱酸H2R溶液与pH=11的NaOH溶液混合后,混合液的pH等于7,则反应后的混合液:c+c=c
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6.在20L的密闭容器中按物质的量之比为1:2充入CO和H2,发生:CO+2H2⇌CH3OH△H.测得CO的转化率随温度及不同压强下的变化如图所示,p2和195℃时n随时间的变化结果如表所示.下列说法正确的是
p2及195℃n随时间变化
t/min
0
1
3
5
n/mol
8
5
4
4
A.p1>p2,△H<0
B.在p2及195℃时,反应前3 min的平均速率v=0.8 mol•L﹣1•min﹣1
C.在p2及195℃时,该反应的平衡常数为25
D.在B点时,v正>v逆
7.碱性硼化钒﹣空气电池工作时反应为:4VB2+11O2=4B2O3+2V2O5.用该电池为电源,选用惰性电极电解硫酸铜溶液,实验装置如图所示.当外电路中通过0.04mol电子时,B装置内共收集到0.448L气体,则下列说法正确的是
A.VB2电极发生的电极反应为:2VB2+11H2O﹣22e﹣=V2O5+2B2O3+22H+
B.外电路中电子由c电极流向VB2电极
C.电解过程中,b电极表面先有红色物质析出,然后有气泡产生
D.若B装置内的液体体积为200 mL,则CuSO4溶液的物质的量浓度为0.05mol/L
三、解答题
8.有原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F、G 七种元素,A 是短周期中族序数等于周期数的非金属元素;B 元素的原子既不易失去也不易得到电子,其基态原子中每种能级电子数相同;D 的最外层电子数与电子层数之比为3:1;E是地壳中含量第二多的非金属元素;D、F同族; G 元素原子序数为24.
G元素在周期表中属于 区
G3+最外层电子排布式为
BD32﹣中B原子的杂化类型为
晶胞如右图所示,其化学式为 .
下列说法不正确的是 .
a.B、C、D 三种元素的第一电离能最大的是D
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b.B、C、D 三种元素的电负性最大的是D
c.某C氢化物分子结构式为:H﹣C=C﹣H,该分子中X原子的杂化方式是sp3
d.B和E的单质能形成相同类型的晶体,其熔点B>G
e.A2D2分子的空间构型为直线形
f.D元素简单氢化物的沸点高于F的氢化物
g.C 的单质分子中σ键和π键的个数比为1:1
用锌还原TCl4的盐酸溶液,经后续处理可制得绿色的配合物[TCl5]Cl2•H2O.1mol该配合物中含有σ键的数目为 .
已知在25℃、101kPa 下:
A2D=A2D △H1=44.0kJ•mol﹣1
C2+D2=2CD△H2=229.3kJ•mol﹣1
4CA3+5D2=4CD+6A2D△H3=﹣906.5kJ•mol﹣1
4CA3+6CD=5C2+6A2D △H4则△H4= kJ•mol﹣1.
9.半导体生产中常需要控制掺杂,以保证控制电阻率,三氯化磷是一种重要的掺杂剂.实验室要用黄磷与干燥的Cl2模拟工业生产制取PCl3,装置如图所示:
已知:
①黄磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5;
②PCl3遇水会强烈水解生成 H3PO3和HC1;
③PCl3遇O2会生成POCl3,POCl3溶于PCl3;
④PCl3、POCl3的熔沸点见下表:
物质
熔点/℃
沸点/℃
PCl3
﹣112
75.5
POCl3
2
105.3
请回答下列问题:
A装置中制氯气的离子方程式为
B中所装试剂是
实验结束时,可以利用C中的试剂吸收多余的氯气,C中反应的离子方程式为
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F中碱石灰的作用是
实验时,检査装置气密性后,先打开K3通入干燥的CO2,再迅速加入黄磷.通干燥CO2的作用是 .
粗产品中常含有POCl3、PCl5等,加入黄磷加热除去PCl5后,通过 ,即可得到较纯净的PCl3.
通过下面方法可测定产品中PCl3的质量分数
①迅速称取1.00g产品,加水反应后配成250mL溶液;
②取以上溶液25.00mL,向其中加入10.00mL 0.1000mol/L碘水,充分反应;
③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液,用0.1000mol/L的Na2S2O3溶液滴定;
④重复②、③操作平均消耗Na2S2O3溶液8.40mL.
已知:H3PO3+H2O+I2═H3PO4+2HI,I2+2Na2S2O3═2NaI+Na2S4O6,假设测定过程中没有其他反应.根据上述数据,该产品中PC13的质量分数为 .
10.重要的精细化学品M和N,常用作交联剂、涂料、杀虫剂等,合成路线如下图所示:
已知:
i.
ii.RCHO++H2O
iii.N的结构简式是
请回答下列问题:
N的分子式为
A中含氧官能团名称是 ;
由A生成B的反应类型是 .
X的结构简式是 .
C和甲醇反应的产物可以聚合形成有机玻璃.该聚合反应的化学方程式是 .
由Y生成D的化学方程式是 .
下列说法正确的是 .
a.E能发生消去反应
b.1mol M中含有4mol酯基
c.X与Y是同系物
d.1mol G与足量H2加成可消耗2mol H2
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e.Z的结构简式是
E的同分异构体有多种,写出符合下列条件的同分异构体的结构简式: .
a.与E具有相同官能团 b.其核磁共振氢谱有5种峰
11.以含镍废液为原料生产NiOOH和NiSO4•6H2O的一种工艺流程如图1:
加入Na2CO3溶液时,确认Ni2+已经完全沉淀的实验方法是 .
实验操作1是
写出在空气中加热Ni2制取NiOOH的化学方程式: .
若加热不充分,制得的NiOOH中会混有Ni2,其组成可表示为xNiOOH•yNi2.
①现称取9.18g样品溶于稀硫酸,加入100mL 1.0mol•L﹣1Fe2+标准溶液,搅拌至溶液清亮,定容至200mL.取出20.00mL,用0.010mol•L﹣1KMnO4标准溶液滴定,用去KMnO4标准溶液20.00mL.涉及反应如下:
NiOOH+Fe2++H+﹣Ni2++Fe3++H2O
Fe2++MnO4﹣+H+﹣Fe3++Mn2++H2O.
试确定x、y的值后写出样品的组成
②该样品中物质和一种碳纳米管能够吸附氢气的碳电极可作充电电池.该电池的电解质为6mol•L﹣1KOH溶液
ⅰ.充电时将碳电极与电源的 相连
ⅱ.放电时镍电极反应为
ⅲ.放电时碳电极反应为
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2014-2015学年四川省广安市邻水中学高三第七次月考化学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题
1.化学与生活密切相关,下列说法正确的是
A.使用填埋法处理未经分类的生活垃圾
B.“地沟油”经过加工处理后可用来制肥皂
C.大量使用薪柴为燃料,践行低碳生活
D.CO2、NO2或SO2的排放是形成酸雨的主要原因
【考点】常见的生活环境的污染及治理;油脂的性质、组成与结构.
【分析】A.生活垃圾中含有不易分解的塑料和其它有毒的物质;
B.“地沟油”的主要成分是高级脂肪酸甘油酯,根据其性质分析;
C.薪柴为燃料能产生大量二氧化碳;
D.因酸雨的形成与CO2无关.
【解答】解:A.使用填埋法处理未经分类的生活垃圾会污染土壤和水资源,故A错误;
B.“地沟油”的主要成分是高级脂肪酸甘油酯,高级脂肪酸甘油酯在碱性条件下发生皂化反应,生成肥皂,故B正确;
C.薪柴为燃料能产生大量二氧化碳,不能体现低碳思想,故C错误;
D.因酸雨的形成是由于SO2、NO2而引起的,与CO2无关,故D错误;
故选B.
【点评】本题主要考查了物质的性质与制取,难度不大,根据课本知识即可完成.
2.能正确表示下列反应离子方程式的是
A.磁性氧化铁溶于稀硝酸:Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O
B.Ca2与过量Ca2溶液反应:Ca2++HCO3﹣+OH﹣=CaCO3↓+H2O
C.用两根铜棒电解稀盐酸:2H++2Cl﹣H2↑+Cl2↑
D.Na2S2O3溶液中加入稀硫酸:2S2O+4H+═SO42﹣+3S↓+2H2O
【考点】离子方程式的书写.
【分析】A.亚铁离子被稀硝酸氧化成铁离子;
B.氢氧化钙过量,离子方程式按照碳酸氢钙的组成书写,反应生成碳酸钙沉淀和水;
C.电极为铜棒,阳极铜失去电子生成铜离子,阴极氢离子得到电子生成氢气;
D.硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成硫酸钠、硫单质、二氧化硫气体和水.
【解答】解:A.Fe3O4与稀硝酸发生氧化还原反应,正确的离子反应为:3Fe3O4+28H++NO3﹣=9Fe3++NO↑+14H2O,故A错误;
B.Ca2与过量Ca2溶液反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的离子方程式为:Ca2++HCO3﹣+OH﹣=CaCO3↓+H2O,故B正确;
C.用两根铜棒电解稀盐酸,阳极放电的是金属铜,正确的电解反应为:2H++CuH2↑+Cu2+,故C错误;
D.Na2S2O3溶液中加入稀硫酸,反应的化学方程式为:Na2S2O3+H2SO4═Na2SO4+H2O+S↓+SO2↑,正确的离子方程式为:2S2O32﹣+2H+═SO2↑+S↓+2H2O,故D错误;
故选B.
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【点评】本题考查了离子方程式的判断,为高考的高频题,属于中等难度的试题,注意明确离子方程式正误判断常用方法:检查反应物、生成物是否正确,检查各物质拆分是否正确,如难溶物、弱电解质等需要保留化学式,检查是否符合守恒关系.
3.设NA为阿伏加德罗常数的值.下列说法正确的是
A.含4 mol HCl 的浓盐酸跟足量MnO2加热反应可制得 Cl2的分子数为NA
B.将标准状况下 22.4LNO与11.2LO2混合后的体积约为 22.4L
C.标准状况下,22.4L乙烯中含有σ键的数目为5NA
D.1molC中含有C﹣C键的数目为4NA
【考点】阿伏加德罗常数.
【分析】A、MnO2只能与浓盐酸反应,一旦盐酸变稀反应即停止;
B、NO与O2混合后得到NO2的体积与NO的相等,但由于存在2NO2⇌N2O4,故体积小于22.4L;
C、单键为σ键,双键含有1个σ键和1个π键,三键含有1个σ键和2个π键,1mol乙烯分子中的σ键为5mol;
D、金刚石中,每个C与其它4个C原则形成4个碳碳键,根据均摊法计算出1mol金刚石中含有的碳碳键数目;
【解答】解:A、MnO2只能与浓盐酸反应,一旦盐酸变稀反应即停止,故4molHCl不能完全反应,则制得的氯气的物质的量小于1mol,故氯气分子个数小于NA个,故A错误;
B、NO与O2混合后得到NO2的体积与NO的相等,但由于存在2NO2⇌N2O4,故体积小于22.4L,故B错误;
C、乙烯分子中有1个C=C和4个C﹣H,所以乙烯分子有5σ键和1个π键,标准状况下,22.4L乙烯为1mol,含有σ键的数目为5NA,故C正确;
D、金刚石中,每个C形成的共价键为:×4=2,则1mol金刚石形成的共价键为:1mol×2=2mol,所以1mol金刚石中含有C﹣C键的数目为2NA,故D错误;
故选C.
【点评】本题考查了阿伏伽德罗常数的有关计算,熟练掌握公式的运用以及物质的状态和结构是解题关键,难度不大.
4.下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应
火焰呈黄色
该溶液不一定是钠盐溶液
B
将SO2通入Ba2溶液
产生白色沉淀
SO2与可溶性钡盐均可生成白色沉淀
C
向Zn与稀硫酸反应的溶液中滴加硫酸铜溶液
产生气体的速率加快
硫酸铜作该反应的催化剂
D
向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液
均有固体析出
蛋白质均发生变性
A.A B.B C.C D.D
【考点】化学实验方案的评价.
【分析】A.钠元素焰色反应呈黄色;
B.二氧化硫具有还原性,能被硝酸钡氧化生成硫酸根离子,硫酸根离子和钡离子发生复分解反应;
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C.Zn能置换出硫酸铜溶液中的Cu,Zn、Cu和稀硫酸构成原电池,原电池加快反应速率;
D.可溶性盐溶液能使蛋白质发生盐析,重金属盐能使蛋白质发生变性.
【解答】解:A.钠元素焰色反应呈黄色,但含有钠元素的溶液可能是碱液,如NaOH,故A正确;
B.二氧化硫具有还原性,能被硝酸钡氧化生成硫酸根离子,硫酸根离子和钡离子发生复分解反应生成硫酸钡沉淀,二氧化硫和氯化钡溶液不反应,所以结论错误,故B错误;
C.Zn能置换出硫酸铜溶液中的Cu,Zn、Cu和稀硫酸构成原电池,原电池加快反应速率,所以结论错误,故C错误;
D.可溶性盐溶液能使蛋白质发生盐析,重金属盐能使蛋白质发生变性,氯化钠能使蛋白质溶液发生盐析、硫酸铜溶液能使蛋白质溶液发生变性,所以结论错误,故D错误;
故选A.
【点评】本题考查化学实验方案评价,为高频考点,涉及蛋白质性质、化学反应速率影响因素、二氧化硫的性质、焰色反应等知识点,明确实验原理及物质性质是解本题关键,注意盐析和变性的区别,题目难度不大.
5.下列说法正确的是
A.pH均为9的①Na2CO3溶液、②CH3COONa溶液、③NaOH溶液,其物质的量浓度的大小顺序为①>②>③
B.等物质的量浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液等体积混合,所得溶液中:c+c<c+c+3c
C.0.1 mol•L﹣1KHC2O4溶液中:c=c+c﹣2c
D.pH=3的二元弱酸H2R溶液与pH=11的NaOH溶液混合后,混合液的pH等于7,则反应后的混合液:c+c=c
【考点】离子浓度大小的比较.
【分析】A.先判断浓度相等时三种溶液的pH大小,再判断当溶液的pH相等时,该溶液的物质的量浓度大小;
B.混合液显示碱性,c>c,结合物料守恒和电荷守恒进行判断;
C.根据KHC2O4溶液中的电荷守恒和物料守恒判断;
D.混合液的pH=7,则c=c,结合电荷守恒分析.
【解答】解:A.①Na2CO3溶液 ②CH3COONa溶液 ③NaOH溶液,物质的量浓度相等时,氢氧化钠属于碱类,其pH最大,醋酸钠和碳酸钠水解显示碱性,醋酸根的水解程度小于碳酸根的水解程度,所以碳酸钠的碱性强于醋酸钠的碱性,即③>①>②,则pH相等时三种溶液的浓度大小为:②>①>③,故A错误;
B.等浓度等体积的Na2CO3、NaHCO3溶液中,则碳酸钠和碳酸氢钠的浓度相等,根据电荷守恒可得:①c+2c+c=c+c,根据物料守恒可得:②2c=3c+3c,根据①②可得:c+2c=c+3c+2c,由于混合液显示碱性,则c>c,故c+c<c+c+3c,故B正确;
C.0.1 mol•L﹣1KHC2O4溶液中,根据电荷守恒可得:2c+c+c=c+c,根据物料守恒可得:c+c+c=c,二者结合可得:c=c+c﹣c,故C错误;
D.pH=3的二元弱酸H2R溶液与pH=11的NaOH溶液混合后,混合液的pH等于7,则c=c,根据电荷守恒可得:2c+c=c,故D错误;
故选B.
【点评】本题考查了离子浓度大小比较,题目难度中等,涉及盐的水解原理、酸碱混合的定性判断、溶液pH的计算、离子浓度大小比较等知识,试题知识点较多,充分考查学生的分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力,注意掌握电荷守恒、物料守恒及盐的水解原理在判断离子浓度大小中的应用方法.
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6.在20L的密闭容器中按物质的量之比为1:2充入CO和H2,发生:CO+2H2⇌CH3OH△H.测得CO的转化率随温度及不同压强下的变化如图所示,p2和195℃时n随时间的变化结果如表所示.下列说法正确的是
p2及195℃n随时间变化
t/min
0
1
3
5
n/mol
8
5
4
4
A.p1>p2,△H<0
B.在p2及195℃时,反应前3 min的平均速率v=0.8 mol•L﹣1•min﹣1
C.在p2及195℃时,该反应的平衡常数为25
D.在B点时,v正>v逆
【考点】化学平衡的计算.
【专题】计算题;平衡思想;演绎推理法;化学平衡专题.
【分析】根据化学反应速率和平衡常数的定义进行计算,根据影响化学平衡的因素进行判断得出正确结论.升高温度,化学反应速率加快,平衡向着吸热的方向移动;增大压强,化学反应速率加快,平衡向着气体体积减小的方向移动.
【解答】解:A.P1时,升高温度,CO转化率减小,平衡逆向移动,故正反应为放热反应,△H<0;该反应是气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,195℃时,CO转化率P2大于P1,压强从P1变到P2后平衡正向移动,因此P1到P2为增大压强,P1<P2,故A错误;
B.0~3 min,n=8﹣4=4mol,故n=4÷2=2mol,v=mol•L﹣1•min﹣1=0.033mol•L﹣1•min﹣1,故B错误;
C.由表中信息可知,起始时:c==0.4mol/L,c=c=0.2mol/L;平衡时:c==0.2mol/L;
CO+2H2⇌CH3OH
起始浓度 0. 2 0.4 0
转化浓度 0.1 0.2 0.1
平衡浓度 0.1 0.2 0.1
K===25L2•mol﹣2,故C正确;
D.根据表中数据知,平衡时氢气转化率为50%,当可逆反应中初始反应物物质的量之比等于其计量数之比时,其反应物转化率相等,所以该温度和压强下CO的转化率为50%,根据图知,A点是平衡状态,B点转化率大于A点,该反应在该温度和压强下达到平衡状态,应该向逆反应方向移动,所以B点v<v,故D错误,
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故选C.
【点评】本题考查外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响,化学反应速率和平衡常数的计算,难度中等.
7.碱性硼化钒﹣空气电池工作时反应为:4VB2+11O2=4B2O3+2V2O5.用该电池为电源,选用惰性电极电解硫酸铜溶液,实验装置如图所示.当外电路中通过0.04mol电子时,B装置内共收集到0.448L气体,则下列说法正确的是
A.VB2电极发生的电极反应为:2VB2+11H2O﹣22e﹣=V2O5+2B2O3+22H+
B.外电路中电子由c电极流向VB2电极
C.电解过程中,b电极表面先有红色物质析出,然后有气泡产生
D.若B装置内的液体体积为200 mL,则CuSO4溶液的物质的量浓度为0.05mol/L
【考点】原电池和电解池的工作原理.
【专题】电化学专题.
【分析】硼化钒﹣空气燃料电池中,VB2在负极失电子,氧气在正极上得电子,电池总反应为:N2H4+O2=N2↑+2H2O,则与负极相连的c为电解池的阴极,铜离子得电子发生还原反应,与氧气相连的b为阳极,氢氧根失电子发生氧化反应,据此分析计算.
【解答】解:A、负极上是VB2失电子发生氧化反应,则VB2极发生的电极反应为:2VB2+22OH﹣﹣22e﹣=V2O5+2B2O3+11H2O,故A错误;
B、外电路中电子由VB2电极流向阴极c电极,故B错误;
C、电解过程中,与氧气相连的b为阳极,氢氧根失电子生成氧气,故C错误;
D、当外电路中通过0.04mol电子时,B装置内与氧气相连的b为阳极,氢氧根失电子生成氧气为0.01mol,又共收集到0.448L气体即=0.02mol,则阴极也产生0.01moL的氢气,所以溶液中的铜离子为=0.01mol,则CuSO4溶液的物质的量浓度为=0.05mol/L,故D正确;
故选D.
【点评】本题考查原电池及其电解池的工作原理,题目难度不大,本题注意把握电极反应式的书写,利用电子守恒计算.
三、解答题
8.有原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F、G 七种元素,A 是短周期中族序数等于周期数的非金属元素;B 元素的原子既不易失去也不易得到电子,其基态原子中每种能级电子数相同;D 的最外层电子数与电子层数之比为3:1;E是地壳中含量第二多的非金属元素;D、F同族; G 元素原子序数为24.
G元素在周期表中属于 d 区
G3+最外层电子排布式为 3s23p63d3
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BD32﹣中B原子的杂化类型为 sp2杂化
晶胞如右图所示,其化学式为 BaSiO3 .
下列说法不正确的是 aceg .
a.B、C、D 三种元素的第一电离能最大的是D
b.B、C、D 三种元素的电负性最大的是D
c.某C氢化物分子结构式为:H﹣C=C﹣H,该分子中X原子的杂化方式是sp3
d.B和E的单质能形成相同类型的晶体,其熔点B>G
e.A2D2分子的空间构型为直线形
f.D元素简单氢化物的沸点高于F的氢化物
g.C 的单质分子中σ键和π键的个数比为1:1
用锌还原TCl4的盐酸溶液,经后续处理可制得绿色的配合物[TCl5]Cl2•H2O.1mol该配合物中含有σ键的数目为 18×6.02×1023 .
已知在25℃、101kPa 下:
A2D=A2D △H1=44.0kJ•mol﹣1
C2+D2=2CD△H2=229.3kJ•mol﹣1
4CA3+5D2=4CD+6A2D△H3=﹣906.5kJ•mol﹣1
4CA3+6CD=5C2+6A2D △H4则△H4= ﹣2317 kJ•mol﹣1.
【考点】位置结构性质的相互关系应用.
【分析】原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F、G 七种元素,A 是短周期中族序数等于周期数的非金属元素,则A为H元素;B元素的原子既不易失去也不易得到电子,其基态原子中每种能级电子数相同,核外电子数排布为1s22s22p2,则B为碳元素;D 的最外层电子数与电子层数之比为3:1,原子只能有2个电子层,最外层电子数为6,故D为O元素;C 元素的原子序数给予碳、氧之间,则C为N元素;E是地壳中含量第二多的非金属元素,则E为Si;G 元素原子序数为24,则G为Cr;D、F同族,F原子序数小于24,故F为S元素,据此解答.
【解答】解:原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F、G 七种元素,A 是短周期中族序数等于周期数的非金属元素,则A为H元素;B元素的原子既不易失去也不易得到电子,其基态原子中每种能级电子数相同,核外电子数排布为1s22s22p2,则B为碳元素;D 的最外层电子数与电子层数之比为3:1,原子只能有2个电子层,最外层电子数为6,故D为O元素;C 元素的原子序数给予碳、氧之间,则C为N元素;E是地壳中含量第二多的非金属元素,则E为Si;G 元素原子序数为24,则G为Cr;D、F同族,F原子序数小于24,故F为S元素.
G的原子序数为24,处于第四周期ⅥB族,元素在周期表中属于d区,故答案为:d;
Ti3+最外层电子排布式为3s23p63d3,故答案为:3s23p63d3;
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CO32﹣中C原子价层电子对数=3+=3,C原子杂化类型为sp2杂化,故答案为:sp2杂化;
晶胞中Ba原子数目为1,Si原子数目为8×=1,O原子数目为12×=3,故该晶体的化学式为:BaSiO3,故答案为:BaSiO3;
a.同周期随原子序数增大,第一电离能呈增大趋势,但N原子2P能级为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能:N>O>C,故a错误;
b.同周期自左而右,电负性增大,故电负性:O>N>C,故b正确;
c.某C氢化物分子结构式为:H﹣N=N﹣H,该分子中N原子形成3个σ键、含有1对孤电子对,N原子的杂化方式是sp2杂化,故c错误;
d.金刚石、晶体硅均为原子晶体,由于C﹣C键长小于Si﹣Si键长,故C﹣C键的键能大,金刚石的熔点高于晶体硅,故d正确;
e.H2O2分子中O原子为sp3杂化,氧原子与连接的另外氧原子、H原子形成V型结构,不是直线形,故e错误;
f.水分子之间存在氢键,沸点高于硫化氢,故f正确;
g.C 的单质分子为N2,结构式为N≡N,σ键和π键的个数比为1:2,故g错误,
故选:aceg;
配合物[TlCl5]Cl2•H2O中,锌离子与水分子之间有5个配位键,与氯离子之间形成1个配位键,每个水分子中有2个共价键,所以1mol该配合物中含有含有σ键为18mol,即含有σ键的数目为18×6.02×1023个,
故答案为:18×6.02×1023;
已知:①H2O=H2O△H1=44.0kJ•mol﹣1
②N2+O2=2NO△H2=229.3kJ•mol﹣1
③4NH3+5O2=4NO+6H2O△H3=﹣906.5kJ•mol﹣1
根据盖斯定律,③﹣②×5﹣①×6可得:4NH3+6NO=5N2+6H2O ,则△H4=﹣906.5kJ•mol﹣1﹣5×229.3kJ•mol﹣1﹣6×44.0kJ•mol﹣1=﹣2317kJ•mol﹣1,
故答案为:﹣2317.
【点评】本题是对物质结构的考查,涉及核外电子排布、元素周期律、杂化轨道、分子构型、化学键、晶体类型与性质、氢键、配合物、晶胞计算、反应热计算等,推断元素是解题关键,需要学生具备扎实的基础,注意理解掌握同周期第一电离能异常情况,难度中等.
9.半导体生产中常需要控制掺杂,以保证控制电阻率,三氯化磷是一种重要的掺杂剂.实验室要用黄磷与干燥的Cl2模拟工业生产制取PCl3,装置如图所示:
已知:
①黄磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5;
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②PCl3遇水会强烈水解生成 H3PO3和HC1;
③PCl3遇O2会生成POCl3,POCl3溶于PCl3;
④PCl3、POCl3的熔沸点见下表:
物质
熔点/℃
沸点/℃
PCl3
﹣112
75.5
POCl3
2
105.3
请回答下列问题:
A装置中制氯气的离子方程式为 MnO2+4H++2Cl﹣Mn2++Cl2↑+2H2O
B中所装试剂是 吸收多余的氯气,防止空气中的H2O进入烧瓶和PCl3反应
实验结束时,可以利用C中的试剂吸收多余的氯气,C中反应的离子方程式为 Cl2+2OH﹣=Cl﹣+ClO﹣+2H2O;
F中碱石灰的作用是 吸收多余氯气防止污染空气,防止空气中的水蒸气进入烧瓶中与PCl3反应
实验时,检査装置气密性后,先打开K3通入干燥的CO2,再迅速加入黄磷.通干燥CO2的作用是 排尽装置中的空气,防止白磷自燃 .
粗产品中常含有POCl3、PCl5等,加入黄磷加热除去PCl5后,通过 蒸馏 ,即可得到较纯净的PCl3.
通过下面方法可测定产品中PCl3的质量分数
①迅速称取1.00g产品,加水反应后配成250mL溶液;
②取以上溶液25.00mL,向其中加入10.00mL 0.1000mol/L碘水,充分反应;
③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液,用0.1000mol/L的Na2S2O3溶液滴定;
④重复②、③操作平均消耗Na2S2O3溶液8.40mL.
已知:H3PO3+H2O+I2═H3PO4+2HI,I2+2Na2S2O3═2NaI+Na2S4O6,假设测定过程中没有其他反应.根据上述数据,该产品中PC13的质量分数为 79.75% .
【考点】制备实验方案的设计.
【分析】根据装置图可知工业生产制取PCl3流程为:A装置浓盐酸和二氧化锰二者反应生成氯化锰、氯气和水,制得氯气,因PCl3遇水会强烈水解,所以氯气需干燥,B装置利用浓硫酸干燥氯气,利用二氧化碳排尽装置中的空气,防止黄磷自燃,PCl3沸点为75.5℃,利用E装置防止PCl3挥发,因尾气中含有有毒气体氯气,且空气中水蒸气可能进入装置,所以用F装置利用碱石灰吸收多余氯气,防止空气中的水蒸气进入烧瓶和PCl3反应;
A装置中二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气,据此书写离子反应方程式;
B装置利用浓硫酸干燥氯气;
氢氧化钠与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,据此书写离子反应方程式;
碱石灰吸收多余氯气防止污染空气,防止空气中的水蒸气进入影响产品纯度;
白磷能自燃,通入二氧化碳赶净空气;
根据物质的沸点数值不同,可以利用蒸馏的方法分离出三氯化磷;
根据反应的化学方程式H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI、I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6 可知n=n总﹣n×,25mL溶液中H3PO3的物质的量等于PC13的物质的量,再求出PC13的总物质的量和质量,然后求出质量分数.
【解答】解:A装置中,加热条件下,浓盐酸和二氧化锰二者反应生成氯化锰、氯气和水,离子方程式为:MnO2+4H++2Cl﹣Mn2++Cl2↑+2H2O;
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故答案为:MnO2+4H++2Cl﹣Mn2++Cl2↑+2H2O;
氯气中含有水蒸气,氯气为酸性气体,需用酸性干燥剂干燥,所以B中所装试剂是浓硫酸;
故答案为:浓硫酸;
氢氧化钠与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,离子方程式为:Cl2+2OH﹣=Cl﹣+ClO﹣+2H2O;
故答案为:Cl2+2OH﹣=Cl﹣+ClO﹣+2H2O;
氯气有毒,污染空气,碱石灰吸收多余氯气防止污染空气,防止空气中的水蒸气进入影响产品纯度,
故答案为:吸收多余氯气防止污染空气,防止空气中的水蒸气进入烧瓶中与PCl3反应;
通入一段时间的CO2可以排尽装置中的空气,防止白磷与空气中的氧气发生自燃;
故答案为:排尽装置中的空气,防止白磷自燃;
由信息可知,POCl3与PCl3都是液体,沸点相差较大,故可以用蒸馏的方法进行分离;
故答案为:蒸馏;
0.1000mol/L碘溶液10.00mL中含有碘单质的物质的量为:0.1000mol/L×0.0100L=0.00100mol,根据反应I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6可知,与磷酸反应消耗的碘单质的物质的量为:0.00100mol﹣0.1000mol/L×0.00084L×=0.00058mol,再由H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI可知,25mLPC13水解后的溶液中含有的H3PO3的物质的量为:n=n=0.00058mol,250mL该溶液中含有H3PO3的物质的量为:0.00058mol×=0.0058mol,所以1.00g产品中含有的PC13的物质的量为0.0058mol,该产品中PCl3的质量分数为:×100%=79.75%;
故答案为:79.75%.
【点评】本题主要考查学生阅读获取信息的能力、对实验原理理解等,是对知识的综合运用,理解实验原理是解题的关键,需要学生具有扎实的基础与综合运用分析解决问题的能力,题目难度较大.
10.重要的精细化学品M和N,常用作交联剂、涂料、杀虫剂等,合成路线如下图所示:
已知:
i.
ii.RCHO++H2O
iii.N的结构简式是
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请回答下列问题:
N的分子式为 C23H24O4
A中含氧官能团名称是 羟基、醛基 ;
由A生成B的反应类型是 消去反应 .
X的结构简式是 CH3CH2CHO .
C和甲醇反应的产物可以聚合形成有机玻璃.该聚合反应的化学方程式是 .
由Y生成D的化学方程式是 .
下列说法正确的是 bc .
a.E能发生消去反应
b.1mol M中含有4mol酯基
c.X与Y是同系物
d.1mol G与足量H2加成可消耗2mol H2
e.Z的结构简式是
E的同分异构体有多种,写出符合下列条件的同分异构体的结构简式: .
a.与E具有相同官能团 b.其核磁共振氢谱有5种峰
【考点】有机物的推断.
【分析】有机物X与HCHO发生信息i的反应,结合A的分子式C4H8O2,可知X为CH3CH2CHO,A为HOCH2CHCHO,A发生消去反应脱去1分子H2O生成B,故B为CH2═CCHO,B氧化生成C为CH2═CCOOH;
由信息iii中N的结构,结合信息ii中反应可知,形成M的物质为、,C与E反应可以合成M,结合M的分子式C21H28O8可知,E为,故G为,C与E通过酯化反应生成M;
由Y到E的转化,结合E的结构可知,Y不含苯环,再结合G的结构可知,化合物Z中含有苯环,结合反应信息i可知,Y为CH3CHO,Z为,故F为;
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由E的结构可知,1分子CH3CHO与3分子HCHO发生信息i反应生成D,D为,D与氢气发生加成反应生成E,据此解答.
【解答】解:有机物X与HCHO发生信息i的反应,结合A的分子式C4H8O2,可知X为CH3CH2CHO,A为HOCH2CHCHO,A发生消去反应脱去1分子H2O生成B,故B为CH2═CCHO,B氧化生成C为CH2═CCOOH;
由信息iii中N的结构,结合信息ii中反应可知,形成M的物质为、,C与E反应可以合成M,结合M的分子式C21H28O8可知,E为,故G为,C与E通过酯化反应生成M;
由Y到E的转化,结合E的结构可知,Y不含苯环,再结合G的结构可知,化合物Z中含有苯环,结合反应信息i可知,Y为CH3CHO,Z为,故F为;
由E的结构可知,1分子CH3CHO与3分子HCHO发生信息i反应生成D,D为,D与氢气发生加成反应生成E.
由N的结构简式可知,分子式为C23H24O4,故答案为:C23H24O4;
上述分析可知,A为HOCH2CHCHO,含有羟基、醛基,故答案为:羟基、醛基;
A→B是HOCH2CHCHO发生消去反应脱去1分子H2O生成CH2═CCHO,故答案为:消去反应;
由上述分析可知,X的结构简式是CH3CH2CHO,故答案为:CH3CH2CHO;
CH2═CCOOH和甲醇反应的产物为CH2═CCOOCH3,该物质通过加聚反应生成高聚物,反应方程式为:,
故答案为:;
Y生成D是1分子CH3CHO与3分子HCHO发生信息i反应生成,反应的化学方程式是,
故答案为:;
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a.E为,与羟基相连的碳原子相邻的碳原子上没有H原子,不能发生消去反应,故a错误;
b.与CH2═CCOOH发生完全酯化反应生成M,1molM中含有4mol酯基,故b正确;
c.X为CH3CH2CHO,Y为CH3CHO,二者含有相同的官能团、烃基为烷基,结构相似,相差1个CH2原子团,互为同系物,故c正确;
d.G为,苯环、碳碳双键、醛基均与氢气发生加成反应,1mol G与足量H2加成可消耗5mol H2,故d错误;
e.Z的结构简式是,故e错误,
故答案为:bc;
E的同分异构体有多种,符合下列条件的同分异构体的结构简式:a.与E具有相同官能团,b.其核磁共振氢谱有5种峰,该同分异构体为:,
故答案为:.
【点评】本题考查有机推断与合成,充分利用给出的反应信息及有机物的结构、分子式确定X、E、G的结合是关键,较好的考查学生的逻辑思维能力、自学能力,难度较大.
11.以含镍废液为原料生产NiOOH和NiSO4•6H2O的一种工艺流程如图1:
加入Na2CO3溶液时,确认Ni2+已经完全沉淀的实验方法是 静置,取上层清液少许于试管中,向试管中滴加1~2滴Na2CO3溶液,若无沉淀生成,则Ni2+已沉淀完全,否则没有完全沉淀 .
实验操作1是 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
写出在空气中加热Ni2制取NiOOH的化学方程式: 4Ni2+O24NiOOH+2H2O .
若加热不充分,制得的NiOOH中会混有Ni2,其组成可表示为xNiOOH•yNi2.
①现称取9.18g样品溶于稀硫酸,加入100mL 1.0mol•L﹣1Fe2+标准溶液,搅拌至溶液清亮,定容至200mL.取出20.00mL,用0.010mol•L﹣1KMnO4标准溶液滴定,用去KMnO4标准溶液20.00mL.涉及反应如下:
NiOOH+Fe2++H+﹣Ni2++Fe3++H2O
Fe2++MnO4﹣+H+﹣Fe3++Mn2++H2O.
试确定x、y的值后写出样品的组成 9NiOOH•Ni2
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②该样品中物质和一种碳纳米管能够吸附氢气的碳电极可作充电电池.该电池的电解质为6mol•L﹣1KOH溶液
ⅰ.充电时将碳电极与电源的 负极 相连
ⅱ.放电时镍电极反应为 NiO+H2O+e﹣=Ni2+OH﹣
ⅲ.放电时碳电极反应为 H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O
【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用;原电池和电解池的工作原理.
【分析】含镍废液为原料生产NiOOH和NiSO4•6H2O,在含Ni+的废液中加入碳酸钠溶液,过滤得到NiCO3沉淀,沉淀中加入硫酸溶解生成NiSO4,加入试剂调节溶液的pH使镍离子全部沉淀生成Ni2,在空气中加热Ni2制取NiOOH.NiSO4溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到NiSO4•6H2O.
静置,取上层清液滴加Na2CO3溶液,若无沉淀生成,则Ni2+已沉淀完全;
从溶液中获得晶体,需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
空气中加热Ni2和空气中氧气反应生成NiOOH和水;
①根据电子转移守恒计算200mL溶液中n,即为与NiOOH反应后剩余的Fe2+物质的量,进而计算与NiOOH反应的Fe2+的物质的量,根据电子转移守恒计算n,根据m=nM计算m,再计算n[Ni2],根据x:y=n:n[Ni2]确定样品组成;
②ⅰ.由图可知,充电时,电子流向碳电极,碳电极为阴极;
ⅱ.放电时镍电极为正极,发生还原反应,NiO获得电子生成Ni2;
ⅲ.放电时碳电极为负极,发生氧化反应,氢气失去电子,在碱性条件下生成水.
【解答】解:含镍废液为原料生产NiOOH和NiSO4•6H2O,在含Ni+的废液中加入碳酸钠溶液,过滤得到NiCO3沉淀,沉淀中加入硫酸溶解生成NiSO4,加入试剂调节溶液的pH使镍离子全部沉淀生成Ni2,在空气中加热Ni2制取NiOOH.NiSO4溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到NiSO4•6H2O.
确认Ni2+已经完全沉淀的实验方法是:静置,取上层清液少许于试管中,向试管中滴加1~2滴Na2CO3溶液,若无沉淀生成,则Ni2+已沉淀完全;否则,没有完全沉淀,
故答案为:静置,取上层清液少许于试管中,向试管中滴加1~2滴Na2CO3溶液,若无沉淀生成,则Ni2+已沉淀完全,否则没有完全沉淀;
实验操作I、1是从溶液中获得晶体,需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,
故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
空气中加热Ni2和空气中氧气反应生成NiOOH和水,原子守恒配平书写化学方程式为:4Ni2+O24NiOOH+2H2O,
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故答案为:4Ni2+O24NiOOH+2H2O;
①消耗KMnO4物质的量:0.01 mol•L﹣1×0.02L=2×10﹣4 mol,
根据电子转移守恒,可知与NiOOH反应后剩余的Fe2+物质的量:2×10﹣4 mol×5×=0.01 mol
Fe2+总物质的量:1.0 mol•L﹣1×0.1 L=0.1 mol,
与NiOOH反应的Fe2+的物质的量:0.1 mol﹣0.01 mol=0.09 mol
根据电子转移守恒,可知n=0.09 mol,
m=91.7 g•mol﹣1×0.09 mol=8.253 g
n[Ni2]==0.01 mol
x:y=n:n[Ni2]=0.09 mol:0.01 mol=9:1,
故样品的组成为9NiOOH•Ni2,
故答案为:9NiOOH•Ni2;
②ⅰ.由图可知,充电时,电子流向碳电极,碳电极为阴极,应连接电源的负极,故答案为:负极;
ⅱ.放电时镍电极为正极,发生还原反应,NiO获得电子生成Ni2,电极反应式为:NiO+H2O+e﹣=Ni2+OH﹣,故答案为:NiO+H2O+e﹣=Ni2+OH﹣;
ⅲ.放电时碳电极为负极,发生氧化反应,氢气失去电子,在碱性条件下生成水,电极反应式为:H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O,故答案为:H2﹣2e﹣+2OH﹣=2H2O.
【点评】本题考查物质制备方案、物质组成的测定、原电池与电解池原理,题目综合性强,是对学生综合能力的考查,中组成测定过程复杂、计算量大,明确原理是关键,为易错点、难点,难点中等.
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