2016年高考理综化学预测题
一、选择题(本题包括14小题,每小题只有一个选项最符合题意)
1【化学STS】下列物质性质和应用的对应关系正确的是( )
A.84消毒液具有碱性,可用作消毒剂和漂白剂
B.氢氟酸具有酸性,可用于玻璃的腐蚀剂
C.过氧化钠具有漂白性,可作航空和潜水的供氧剂
D.活性铁粉具有还原性,在食品袋中可用作除氧剂
2【离子反应】下列各组离子中,能大量共存且加入(或通入)X试剂后发生反应的离子方程式对应正确的是( )
选项
离子组
试剂X
离子方程式
A
透明溶液中:
Fe3+、NH4+、SO42-、NO3-
过量的铜粉
2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
B
Fe3+、Al3+、AlO2-、Cl-
过量的盐酸
AlO2-+4H+=Al3++2H2O
C
Na+、Ba2+、HCO3-、NO3-
NaHSO4溶液
H++HCO3-=CO2↑+H2O
D
pH=0的溶液中:Mg2+,Fe2+、NO3-、SO42-
双氧水
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
3【元素周期律与数据分析】短周期元素R、X、Y、W的部分信息如下表所示:
元素代号
R
X
Y
W
原子半径/nm
0.077
0.074
0.186
0.099
主要化合价
+4、-4
-2
+1
+7、-1
已知Y和W位于同一周期。下列有关说法不正确的是( )
A.简单的离子半径由小到大排序:Y、X、W
B.X的气态氢化物的稳定性一定比R的强
C.R、X和Y可以组成含共价键的离子化合物
D.在R、X、W的氢化物中,X的沸点最高
4.【元素周期律与性质综合】 W、R、X、Y的原子序数依次增大,Y的最高正价和最低负价之和等于0,L层上电子数是M层上电子数的2倍;在常温常压下,W和R组成的化合物有多种,其中两种化合物能相互转化,但元素化合价没有变化;这4种元素的原子最外层电子数之和等于R原子的核电荷数的2倍。下列说法正确的是( )
A.元素的非金属性顺序为R>Y>W
B.R与其他三种元素均能形成共价化合物
C.简单氢化物的热稳定性顺序为R>W>Y
D.原子半径次序为W>R>X>Y
5.【阿伏加德罗常数】NA代表阿伏加德罗常数。下列说法正确的是( )
A.8.0gCuO和Cu2S的混合物含铜原子个数为0.2NA
B.标准状况下,11.2 L乙醇蒸气含共价键数目为4NA
C.1mol K与O2完全反应生成K2O、K2O2、KO3的混合物,转移电子数为NA
D.1L 0.2 mol·L-1 NH4ClO4溶液中含NH4+数目为0.2NA
6【新型电源】交通运输部在南海华阳礁举行华阳灯塔和赤灯塔竣工发光仪式,宣布两座大型多功能灯塔正式发光并投入使用。灯塔可用镁海水电池提供能源,其装置如图所示。
下列有关海水电池的说法正确的是( )
H2O2
稀H2SO4
海水
X
Mg
阳离子交换膜
A.X可为铁、铜、石墨等电极
B.每转移2 mol电子,2mol H+由交换膜左侧向右侧迁移
C.正极的电极反应式为H2O2+2e-+2H+=2H2O
D.该电池能将化学能全部转化成电能
【答案】C
【解析】A项,X与稀硫酸直接接触,若X为铁,在铁表面发生氧化还原反应,错误;B项,镁为负极,负极的电极反应式为Mg-2e-=Mg2+
放电过程中,Mg2+由交换膜右侧向左侧迁移,最终镁极变轻,交换膜左侧生成,错误;C项,双氧水在正极上发生还原反应,正确;D项,任何电池的能量转化率小于100%,错误。
7【阿伏加德罗定律推论】在一定条件下活性铁粉与氨气反应合成半导体材料:
8Fe(s)+2NH3(g) 2Fe4N(s)+3H2(g)
下列有关NH3、H2的推断正确的是( )
A.上述参加反应的NH3和生成H2的体积之比为3∶2
B.同温同压下,NH3、H2的密度之比为2∶17
C.相同质量的NH3、H2分子数之比为17∶2
D.同温同体积下,相同质量NH3、H2的压强之比为2∶17
【答案】D
【解析】A项,同温同压下,参加反应的NH3和生成H2的物质的量之比为2∶3,错误;B项,同温同压下,气体密度与相对分子质量成正比例,NH3、H2的密度之比为17∶2,错误;C项,气体质量相等,气体分子数与气体相对分子质量成反比例,故分子数之比为2∶17,错误。D项,同温、同质量、同体积下,气体的压强与相对分子质量成反比,故NH3、H2的压强之比为2∶17,正确。
8【有机物结构与性质】2015年,我国科学家屠呦呦因发现青蒿素而荣获诺贝尔奖。由青蒿素合成衍生药物蒿甲醚的合成路线如下:
下列说法正确的是( )
A.①、②反应依次为加成反应、取代反应
B.上述三种有机物的含氧官能团完全相同
C.青蒿素因含酯基具有氧化性和杀菌功能
D.蒿甲醚的化学式为C16H24O5
【答案】A
【解析】A项,对照青蒿素和双氢青蒿素的结构简式知,反应①实质是酯基中碳氧双键被还原(或加成)成碳氧单键,生成了羟基;反应②实质是甲基取代羟基上氢,正确;B项,青蒿素含酯基,双氢青蒿素含羟基,蒿甲醚不含酯基和羟基,它们都含醚键和过氧键,错误;C项,青蒿素因含过氧化键,类似双氧水,具有氧化性,能杀菌消毒,错误。D项,蒿甲醚的化学式为C16H26O5,错误。
9【有机物同分异构体】葡萄糖分子中含醛基(-CHO),能与银氨溶液发生银镜反应生成光亮的银。有机物C8H5O3Br的同分异构体中,苯环上含有3个取代基且能发生银镜反应的结构共有( )(不考虑立体异构体)
A.8种 B.10种 C.11种 D.13种
【答案】B
【解析】依题意,苯环上三个取代基分别为-COOH,-CHO,-Br,先写2个取代基的同分异构体有邻、间、对三种,它们的苯环上再取代一个溴原子,分别得到4、4、2种结构,共有10种结构。
10【氧化还原反应概念】工业上,可用硫酸铈[Ce(SO4)2]溶液吸收尾气中NO,其化学方程式如下:2NO+3H2O+4Ce(SO4)2=2Ce2(SO4)3+HNO3+HNO2+2H2SO4
下列说法正确的是( )
A.在该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
B.在该反应中,氧化产物有两种,还原产物有一种
C.若不考虑溶液体积变化,吸收尾气后,溶液的pH将增大
D.在该反应中,每消耗22.4LNO必转移2 mol电子
【答案】B
【解析】A项,NO是还原剂,硫酸铈是氧化剂,氧化剂、还原剂的物质的量之比为2∶1,错误;B项,Ce2(SO4)3为还原产物,HNO2、HNO3是氧化产物,正确;C项,反应后溶液的酸性增强,pH减小,错误;D项,没有限制“标准状况”,不能计算转移电子数目,错误。
11【离子浓度大小判断】已知:常温下,H2C2O4的Ka1=5.4×10-2、Ka2=5.4×10-5;某弱酸的电离常数Ka与对应阴离子的水解常数为Kh,二者关系为Ka•Kh=Kw。
下列有关离子浓度大小判断正确的是( )
A.0.1 mol·L-1KHC2O4溶液中:c(K+)>c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(H2C2O4)
B.0.1mol·L-1NaHC2O4溶液和0.1mol·L-1NaOH溶液等体积的混合液:
c(Na+)=2c(HC2O4-)+c(C2O42-)+2c(H2C2O4)
C.0.1mol·L-1NaHC2O4溶液和0.2mol·L-1NaOH溶液等体积的混合液:
c(Na+)>c(OH-)>c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(H+)
D.0.2mol·L-1KHC2O4溶液和0.1mol·L-1KOH溶液等体积的混合液:
2c(H+)+c(HC2O4-)+2c(H2C2O4)=2c(OH-)+c(C2O42-)
【答案】A
【解析】根据电离常数知,HC2O4-的水解常数Kh≈1×10-12,C2O42-的水解常数Kh1≈1×10-9,
HC2O4-以电离为主,水解为次。A项,KHC2O4溶液呈酸性,离子浓度大小顺序有:
c(K+)>c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(H2C2O4),正确;B项,混合溶液中溶质为Na2C2O4,物料守恒式为c(Na+)=2c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+2c(H2C2O4),错误;C项,混合溶液中溶质为Na2C2O4,NaOH且浓度相等,离子浓度大小关系有:c(Na+)>c(OH-)>c(C2O42-)>c(HC2O4-)>c(H+),
错误;D项,二者混合溶液中KHC2O4、K2C2O4的浓度相等,电荷守恒有:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-),物料守恒有:=
联立两式消除c(K+)得:c(H+)+3c(H2C2O4)+c(HC2O4-)=2c(OH-)+c(C2O42-),错误。
a
b
c
d
T1
0
c(PO43-)/mol·L-1
c(Al3+)/mol·L-1
T2
12【难溶电解质图像】AlPO4的沉淀溶解平衡曲线
如图所示(T2>T1。下列说法正确的是( )
A.图像中四个点的Ksp:a=b>c>d
B.AlPO4在b点对应的溶解度大于c点
C.AlPO4(s)Al3+(aq)+PO43-(aq) △H<0
D.升高温度可使d点移动到b点
【答案】B
【解析】A项,溶度积只与温度有关,四个点对应的溶度积大小关系:a=c=d<b,错误;B项,b点溶度积大于a点,溶度积越大,对应的溶解度越大,正确;C项,温度升高,溶度积越大,说明磷酸铝溶解过程是吸热过程,错误;D项,升高温度,c(Al3+)、c(PO43-)都增大,升高温度不能使d点移动到b点,错误。
13【化学反应速率】在不同浓度(c)、不同温度下(T),某物质发生分解的瞬时反应速率如下表所示:
c/mol·L-1
υ/mol·L-1mol·s-1
T/K
1.00
0.08
0.06
0.04
273.15
3.00
2.40
1.80
1.20
298.15
6.00
5.00
4.00
3.00
T3
5.40
5.04
4.68
4.32
下列推断正确的是( )
A.T3<273.15
B.同时改变起始浓度和温度,瞬时速率可能相等
C.该物质最适宜的分解条件是,温度为298.15 K,起始浓度为1.0 mol·L-1
D.该分解反应一定是熵增、焓增反应
【答案】B
【解析】A项,起始浓度相同时,温度越高,反应速率越大,T3<298.15 K,错误;B项,从表格数据看出,273.15K、1mol·L-1时分解速率与298.15K、0.04 mol·L-1时的瞬时速率相等,正确;C项,表格列出条件有限,不能得出最佳分解条件,错误;D项,根据瞬时速率不能得到焓变、熵变方向,错误。
14【化学平衡原理】在密闭容器中投入一定量反应物发生储氢反应:
LaNi5(s)+3H2(g)LaNi5H6(s) =-301kJ·mol-1
在某温度下,达到平衡状态,测得氢气压强为2 MPa;若温度不变,缩小体积至原来的一半,重新达到平衡。下列说法不正确的是( )
A.当LaNi5的浓度不再变化时,表明达到平衡状态
B.重新达到新平衡时H2的压强仍然为2 MPa
C.扩大容器体积,重新达到平衡时n(H2)增多
D.增大压强、降低温度,有利于储氢
【答案】A
【解析】A项,在固气反应中,固体的浓度始终不变,不能根据固体浓度判断是否达到平衡状态,错误;B项,平衡常数Kp=,温度不变,平衡常数不变,故H2的平衡压强不变,正确;C项,扩大容积相当于减压,平衡向左移动,H2的物质的量增多,正确;D项,正反应是放热反应,正反应是气体分子数减小的反应,增大压强、降低温度有利于平衡向右移动,有利于提高储氢百分率,正确。
15【实验方案设计】下列实验方案、现象与实验结论都正确的是( )
选项
实验操作及现象
实验结论
A
向Fe(NO3)3溶液中通入SO2,滴加BaCl2溶液;
产生白色沉淀
NO3-在酸性条件下能氧化SO2生成SO42-
B
向Fe(NO3)2溶液中滴加少量盐酸;
浅绿色变深绿色
溶液中存在Fe2+水解平衡移动
C
向沸水中滴加FeCl3饱和溶液,煮沸得红褐色液体;用激光灯照射液体,有一条明亮“通路”
该液体分散质直径介于1nm与100nm之间
D
向FeI2溶液中滴加酸化的双氧水和淀粉溶液;溶液为蓝色
Fe2+的还原性比I-的还原性弱
【答案】C
【解析】A项,可能是铁离子氧化SO2,错误;B项,优先发生反应:3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3+
+NO↑+2H2O,溶液变成黄色,错误;C项,制备氢氧化铁胶体、胶体本质和性质等,正确;D项,只能说明双氧水氧化了碘离子,不能说明碘离子的还原性比亚铁离子的强,错误。
二、非选择题(本题包括6小题分)
15(15分)【实验设计】氮化锂是一种优良的贮氢材料,它是一种紫色或红色的晶状固体,在空气中长期暴露,最终会变成碳酸锂。氮化锂易水解生成氢氧化锂和氨气,在空气中加热能剧烈燃烧,特别是细粉末状的氮化锂;锂与氨反应生成LiNH2和H2。实验室用干燥、纯净的N2与金属锂(密度为0.534g·cm-3)反应制取氮化锂。某课题组拟选择下列装置完成实验(装置可重复使用):
浓硫酸
多孔隔板
CuO
金属锂
碱石灰
A
B
C
D
E
F
回答下列问题:
(1)若实验室用生石灰与浓氨水混合制备少量氨气,气流从左至右,选择上述装置制备少量氮化锂。装置连接顺序为 。
(2)E装置的作用是 ;写出D中化学方程式为 。
(3)实验步骤如下:
①装药品 ②引发反应产生氨气 ③检查装置气密性 ④点燃C处酒精灯 ⑤点燃D处酒精灯 正确的先后顺序为 。(填序号)
(4)实验室保存锂的方法是 ;写出C中的化学方程式 。
(5)设计简单实验证明C中产物为氮化锂: 。
【答案】
(1)A、F、D、E、C、F(3分)
(2)吸收氨气并干燥氮气(2分)CuO+2NH33Cu+N2+3H2O(2分)
(3)③①②⑤④(2分)
(4)锂保存在石蜡油中(1分)N2+6Li2Li3N(2分)
(5
)取少量产物于试管,滴入少量蒸馏水,用镊子夹一块湿润的红色石蕊试纸接近试管口,若试纸变蓝色,则产物有氮化锂,否则不含氮化锂(3分)
【解析】
(1)B装置适用“难溶块状固体与液体反应”,应选A装置制备氨气。制备氨气、干燥氨气、氨气与氧化铜反应、除氨气并干燥氮气、氮气与锂反应、防空气中水蒸气进入装置。装置可以重复使用,故正确的连接顺序为A、F、D、E、C、F。
(2)E装置有两个作用:吸收未反应完全的氨气并干燥氮气。根据实验目的和氧化还原反应原理知,氧化铜在加热条件下与氨气反应生成铜、氮气和水。
(3)实验步骤:检查装置气密性、装药品、制氨气、通入氨气排空气、加热氧化铜制氮气、氮气排尽装置内空气、加热锂,故步骤序号为③①②⑤④。
(4)锂是活泼金属,密度小于煤油,应保存在石蜡中。氮化锂中氮为-3价,锂为+1价。
(5)利用氮化锂与水反应产生NH3,检验NH3可以确认是否有氮化锂生成。
16(15分)【定量与探究实验设计】亚硝酸钠可大量用于染料和有机合成工业。
请回答下列问题:
(1)亚硝酸钠能氧化酸性条件下的Fe2+,同时产生一种活性气体,该气体在空气中迅速变色。写出反应的离子方程式 。
(2)实验室模拟用如图所示装置通过如下过程制备亚硝酸钠:
已知:(I)氧化过程中,控制反应液的温度在35~60℃条件下发生的主要反应:
C6H12O6+12HNO3=3HOOC-COOH+9NO2↑+3NO↑+9H2O
(II)氢氧化钠溶液吸收NO、NO2发生如下反应:
NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O,2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
①A中反应温度不宜高于60℃,原因是
。
②不经过任何处理,按此过程进行,氢氧化钠溶液吸收后的溶液中除OH-外还有两种阴离子,其中一种是NO2-,NO2-与另一种阴离子的物质的量之比为 。
③B装置用于制备NaNO2,盛装的试剂除NaOH外,还可以是 。
A.NaCl(aq) B.Na2CO3(aq) C.NaNO3(aq)
(3)测定产品纯度:
I.准确称量ag产品配成100 mL溶液;
II.从步骤I配制的溶液中移取20.00 mL加入锥形瓶中;
III.用c mol·L-1酸性KMnO4溶液滴定至终点;
IV.重复以上操作3次,消耗KMnO4酸性溶液的平均体积为V mL。
①锥形瓶中发生反应的离子方程式为 。
②滴定至终点的现象为 。
③产品中NaNO2的纯度为 (写出计算表达式)。
④若滴定终点时俯视读数,则测得的产品中NaNO2的纯度 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
【答案】
(1)Fe2++NO2-+2H+=Fe3++NO↑+H2O(2分)
(2)①避免硝酸分解,降低原料利用率(2分)②3∶1(1分)③B(1分)
(3)①5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O(2分)②溶液由无色变紫红色且半分钟不褪色(2分)③×100%(2分)④偏低(2分)
【解析】
(1)在酸性条件下,氧化亚铁离子生成NO、铁离子和水。(2)①温度过高,加快HNO3分解,导致原料利用率和产率都降低;②由反应式知,n(NO2)=9mol,n(NO)=3mol
n(NaNO2)=6mol+3mol=9mol,n(NaNO3)=3mol。③碳酸钠溶液中存在氢氧化钠,可以用碳酸钠溶液吸收NO、NO2制备亚硝酸钠。(3)①酸性高锰酸钾溶液氧化NO2-生成NO3-、Mn2+等。②若亚硝酸根离子完全反应,则滴加酸性高锰酸钾溶液使溶液为紫红色。③计算时注意两点:一是单位换算;二是将体积进行换算。n(KMnO4)=mol,由电子守恒知,5n(KMnO4)=2n(NaNO2),m(NaNO2)=mol××69g·mol-1。④滴定终点时仰视读数,读数小于实际体积,测得标准溶液体积偏小,导致结果偏低。
17(15分)【无机化工流程】2Zn(OH)2•ZnCO3是制备活性ZnO的中间体,以锌焙砂(主要成分为ZnO,含少量Cu2+、Mn2+等离子)为原料制备2Zn(OH)2•ZnCO3的工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)当(NH4)2SO4,NH3·H2O的混合溶液中存在c(NH4+)=2c(SO42-)时,溶液呈 (填“酸”、“碱”或“中”)性。
(2)“浸取”时为了提高锌的浸出率,可采取的措施是 (任写一种)。
(3)“浸取”时加入的NH3·H2O过量,生成MnO2的离子方程式为 。
(4)适量S2-能将Cu2+等离子转化为硫化物沉淀而除去,若选择ZnS进行除杂,是否可行?用计算说明原因: 。
[已知:Ksp(ZnS)=1.6×10-24,Ksp(CuS)=1.3×10-36]
(5)“沉锌”的离子方程式为 。
(6)“过滤3”所得滤液可循环使用,其主要成分的化学式是
【答案】
(1)中(1分)
(2)搅拌、适当加热(2分)
(3)Mn2++H2O2+2NH3·H2O=MnO2↓+2NH4++2H2O(3分)
(4)可行(1分)ZnS+Cu2+=CuS+Zn2+ K==1.2×1012>>1×105(3分)
(5)2Zn2++6HCO3-=2Zn(OH)2•ZnCO3↓+5CO2↑+H2O(3分)
(6)(NH4)2SO4(2分)
【解析】
(1)根据电荷守恒可推知溶液呈中性;(2)从浓度、温度、接触面等角度分析影响化学反应速率的因素。(3)在氨水作用下,双氧水氧化锰离子生成二氧化锰和铵离子、水。(4)假设可行,计算平衡常数K,当K>105,反应已趋于完全。(5)Zn2++2HCO3-=Zn(OH)2↓+CO2↑,Zn2++HCO3-=ZnCO3↓+H+,H++HCO3-=CO2↑+H2O,根据反应物和产物直接写出离子反应总方程式。(6)滤液溶质的主要成分是硫酸铵
18(15分)【离子综合推断与计算】在强酸性无色溶液中可能含下表离子组中若干种离子:
阳离子
Mg2+、NH4+、Ba2+、Al3+、Fe2+
阴离子
SiO32-、MnO4-、Cl-、NO3-、S2O32-
实验I.取少量该溶液进行如下实验:
实验II.为了进一步确定该溶液组成,取100 mL原溶液,向该溶液中滴加1mol·L-1NaOH溶液,产生沉淀的质量与氢氧化钠溶液体积的关系如图所示。
V(NaOH)/mL
沉淀质量/g
C
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
A
B
回答下列问题:
(1)不进行实验就可以推断,该溶液中一定不能大量存在的离子有 (填离子符号)
(2)通过实验I可以确认该溶液中一定存在的阴离子是 。
检验气体X的方法是 ;固体Z的化学式为 。
(3)写出实验II的图像中BC段的离子方程式为 。
(4)A点对应的固体质量为 g。
(5)通过上述信息,推算该溶液中阴离子的浓度为 mol·L-1。
【答案】
(1)Fe2+、SiO32-、S2O32-、MnO4-(2分)
(2)NO3-(1分)用摄子夹一块湿润的红色石蕊试纸接近气体X,试剂变蓝色,则气体X为NH3(2分)Mg(OH)2(2分)
(3)Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O(2分)
(4)1.36(3分)
(5)0.8(3分)
【解析】
(1)该溶液呈强酸性,与酸反应的离子SiO32-、S2O32-不能大量存在;原溶液无色,故Fe2+、MnO4-不存在。
(2)实验I知,加入稀硫酸,得到溶液,说明Ba2+不存在;加入硝酸银溶液无沉淀产生,说明Cl-不存在。任何电解质溶液呈电中性,说明NO3-一定存在。从流程图看,气体X为氨气,固体Z为氢氧化镁。
(3)从实验II图像看出,氢氧化物与氢氧化钠反应,BC段发生反应为Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
(4)图像中A点代表金属离子恰好完全沉淀,n(Al3+)=0.01 mol,
n(Mg2+)==0.01 mol。
A点对应的沉淀为氢氧化镁、氢氧化铝,其总质量为(58g·mol-1+78g·mol-1)×0.01mol=1.36g
(5)滴加氢氧化钠溶液至B点时,产物为NH3·H2O、Mg(OH)2、Al(OH)3、NaNO3
c(NO3-)==0.8 mol·L-1。
19(15分)【化学反应原理综合】N2H4(肼)可作用制药的原料,也可作火箭的燃料。
(1)肼能与酸反应。N2H6Cl2溶液呈弱酸性,在水中存在如下反应:
①N2H62++H2ON2H5++H3O+ 平衡常数K1
②N2H5++H2ON2H4+H3O+ 平衡常数K2
相同温度下,上述平衡常数K2 <<K1,其主要原因是 。
(2)工业上,可用次氯酸钠与氨反应制备肼,副产物对环境友好,
写出化学方程式 。
(3)肼在催化剂作用下分解只产生两种气体,其中一种气体能使红色石蕊试纸变蓝色。
0
温度T/K
N2H4的平衡体积分数
P1
P2
图1
在密闭容器中发生上述反应,平衡体系中肼气体的体积分数与温度关系如图1所示。
该反应的正反应 0(填:<、>或=,下同);P2 P1。
(4)已知热化学反应方程式:
反应I:N2H4(g)N2(g)+2H2(g) 1;
反应II:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 2。
①1 2(填:<、>或=)
②7N2H4(g)8NH3(g)+3N2(g)+2H2(g)
= (用1、2表示)。
③向1L恒容密闭容器中充入0.1 mol N2H4,在30℃、Ni-Pt催化剂作用下发生反应I,
3.0
4
0
t/min
图2
y
测得混合物体系中,(用y表示)与时间的关系如图2所示。
0~4.0 min时间内H2的平均生成速率
υ(H2)= mol·L-1·min-1;该温度下,反应I的平衡常数K= 。
(5)肼还可以制备碱性燃料电池,氧化产物为稳定的对环境友好的物质。该电池负极的电极反应式为 ;若以肼—空气碱性燃料电池为电源,以NiSO4溶液为电镀液,在金属器具上镀镍,开始两极质量相等,当两极质量之差为1.18g时,至少消耗肼的质量为 g。
【答案】
(1)第一步水解生成的H3O+对第二步水解有抑制作用(1分)
(2)2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O(2分)
(3)>(1分)<(1分)
(4)①>(1分)
②71+42(2分)
③0.025(1分)0.01(2分)
(5)N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O(2分) 0.16(2分)
【解析】
(1)弱电解质电离、离子水解等第一步水解产物对第二步有抑制作用,所以,第一步平衡常数大于第二步,依次类推。(2)次氯酸钠的还原产物为氯化钠,不是氯气,还有水生成,氯化钠、水对环境都友好。(3)从图像看出,升高温度,N2H4的平衡体积分数逐渐减小,说明正反应是吸热反应。依题意,可逆反应为3N2H4N2+4NH3,增大压强,平衡向左移动,N2H4体积分数增大,故P1大于P2。(4)①反应I是吸热反应,反应II
是放热反应;②根据盖斯定律知,反应I×7+反应II×4=反应III。③设平衡时n(N2)=a,n(H2)=2a,
n(N2H4)=0.1 mol-a,有:3a=3.0×(0.1 mol-a),a=0.05 mol。
υ(H2)==0.025mol•L-1•min-1,K===0.01.
(5)N2H4/空气在KOH溶液构成电池,N2H4在负极上发生氧化反应,O2在正极上发生还原反应,负极的电极反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O。镀镍时阴极的反应式为Ni2++2e-=Ni,镍的相对原子质量为59,阳极为纯镍,阳极的电极反应式为Ni-2e-=Ni2+
设至少消耗N2H4的物质的量为n,由电子守恒知,阴极质量与阳极质量之差为[2n-(-2n)]×59g·mol-1=1.18g,n=0.005 mol,m(N2H4)=0.005 mol×32g·mol-1=0.16 g。
20(15分)【化学反应原理综合】许多含碳、氢物质是重要的化工原料。
(1)某新型储氢合金(化学式为Mg17Al12)的储氢原理为Mg17Al12+17H2=17MgH2+12Al,此变化中还原产物是 (填化学式)。
(2)草酸的钙盐、钡盐、镁盐难溶于水。已知C2O3是无色无味气体,可溶于水生成草酸(H2C2O4),写出它溶于足量Ba(OH)2溶液发生反应的化学方程式 。
(3)已知:几个热化学方程式如下:
①H2(g)+O2(g)=H2O(g) 1=-198 kJ·mol-1
②CO(g)+O2(g)=CO2(g) 2
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) 3=-846.3 kJ·mol-1
化学键
C≡O
O=O
C=O(CO2中)
键能(kJ·mol-1)
958.5
497
745
写出甲烷与水蒸气在高温下制备合成气(CO,H2)的热化学方程式 。
(4)向2L恒容密闭容器中充入3mol CH4(g)、4mol H2O(g),发生反应制备CO、H2,测得温度为t℃时,容器内H2的物质的量浓度(mol·L-1)随时间的变化如图中II曲线所示。图中I、III分别表示相对于II仅改变反应条件后,c(H2)随时间的变化。
t/min
a
b
c(H2)/mol·L-1
1
2
3
4
0
2
4
6
8
10
I
II
III
①若曲线I仅代表改变一种条件后的情况,则改变的条件可能是 ;a、b两点用CO浓度变化表示的净反应速率关系为 ;
②曲线II对应反应的平衡常数K为 。该温度下,若将等物质的量浓度的CH4(g)、H2O(g)、CO(g)、H2(g)混合充入该容器中,则开始进行方向是 (填:向左、向右、平衡或无法确定)。
③曲线III相对于曲线II改变的条件是 。
A.降低温度 B.使用催化剂、降低温度 C.加压
【答案】
(1)MgH2(1分)
(2)C2O3+Ba(OH)2=BaC2O4↓+H2O(2分)
(3)CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) =+30.7 kJ·mol-1(2分)
(4)①升温(2分)相等(2分)度a.7 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX② 54(2分)无法确定(2分)③ B(2分)
【解析】
(1)合金中金属的化合价为0价,氢化镁中氢元素为-1价,氢化镁既是氧化产物,又是还原产物。(2)C2O3与水反应生成H2C2O4,它与氢氧化钡反应生成草酸钡和水。
(3)焓变等于断裂化学键的总键能-形成化学键的总键能,2=(958.5+0.5×497)kJ·mol-1-2×745kJ·mol-1=-283kJ·mol-1。由盖斯定律知,=3-(2+31)=+30.7kJ·mol-1 (4)①从图像看出,曲线I相对曲线II,反应速率增大、平衡向右移动,只有升高温度符合题意; a,b点都是平衡状态,净反应速率等于0,故这两点CO浓度变化表示反应速率都为0。②用三段法计算平衡浓度:
CH4(g)+H2O(g)CO(g)
+3H2(g)
起始(mol·L-1) 1.5 2 0 0
转化(mol·L-1) 1 1 1 3
平衡(mol·L-1) 0.5 1 1 3
K===54. Qc=c2,c不确定,无法与K比较,不能确定反应进行的方向。
③由曲线III知,反应速率大于曲线II,但是平衡向右移动,故B符合要求。
21(15分)【物质结构与性质】
硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素,可以形成多种化合物。
(1)基态硒原子的价层电子排布式为 。
(2)锗、砷、硒的第一电离能大小排序为 。H2SeO4的酸性比H2SeO3的强,其原因是 。
(3)H2SeO3的中心原子杂化类型是 ;SeO32-的立体构型是 。与SeO42-互为等电体的分子有(写一种物质的化学式即可) 。
硒化锌晶胞
(4)H2Se属于 (填:极性或非极性)分子;
单质硒的熔点为217℃,它属于 晶体。
(5)硒化锌是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图所示,该晶胞中硒原子的配位数为 ;若该晶胞密度为ρg•cm-3,硒化锌的摩尔质量为M g/mol。NA代表阿伏加德罗常数,
则晶胞参数a为 pm。
【答案】
(1)4s24p4(1分)
(2)As>Se>Ge(2分)H2SeO4分了中非羟基氧数大于H2SeO3(2分)
(3)sp3(1分) 三角锥形(1分)CCl4(或SiF4)(2分)
(4)极性(1分)分子(1分)
(5)4(1分)×1010(3分)
【解析】
(1)硒的质子数为16+18=34,基态硒原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4,故硒原子价层电子排布式为4s24p4。(2)砷原子的4p3达到半充满结构,故砷的第一电离能大于硒。硒酸分子中有2个非羟基氧,亚硒酸分子中有1个非羟基氧,非羟基氧越多,硒元素的价态越高,导致氢氧键上电子向氧原子偏移程度增大,电离氢离子能力增强,故硒酸的酸性比亚硒酸的强。(3)H2SeO3中硒原子价层电子对数为=4,中心原子的杂化类型为sp3杂化。SeO32-的硒原子价层有4个电子对,其中,一个孤电子对、三个成键电子对,立体构型为三角锥形;SeO42-中硒减去2个价层电子,每个氧原子增加一个价电子,故SeO42-的等电子体有CCl4、SiCl4、SiF4、CBr4等。(4)硒化氢类似水分子,V形结构,它是极性分子。硒单质的熔点较高,它为分子晶体。(5)观察图示知,该晶胞中含4个锌离子,4个硒离子,故硒化锌的化学式为ZnSe
。硒或锌的配位数为4,由密度公式知,ρ=,单位换算:
1m=100 cm=109 nm=1012 pm
22.(14分)F、G均是常见的香料,可通过下列途径合成,合成路线如下:
回答下列问题
(1)B的名称为 。
(2)③的反应类型是 ;④的反应类型是 。
(3)C的结构简式是 ;A加聚产物的结构简式是 。
(4)F分子中位于同一平面的碳原子最多有 个。
(5)G的芳香同分异构体中且能发生银镜反应和水解反应的异构体有 种,其中核磁共振氢谱只有四组峰的异构体结构简式为 。
(6.)参照上述合成路线,以甲醛、乙醛及(环已酮)合成
[已知HCHO是所有醛中还原性最强的(常用Ca(OH)2催化剂)]
【解析】(5)芳香异构体中能发生银镜反应和水解反应,依据其分子式,只能是甲酸酯,故可能的异构体为:
故共有14种。
21.(1)2-丙醇(异丙醇)(1分)
(2)加成反应(1分);消去反应(1分)
(3)CH3COCH3(1分);(1分)
(4)17(2分)
(5)14(2分);(2分)
(6)
(3)
1.【答案】D
【解析】A项,次氯酸钠溶液显碱性,与消毒、漂白无关;次氯酸钠水解生成次氯酸具有漂白性,次氯酸钠具有强氧化性,能使蛋白质变性,性质与用途没有相关性,错误;B项,氢氟酸与二氧化硅反应,属于特殊性质,不是利用HF电离出来的氢离子反应,错误;C项,过氧化钠与二氧化碳反应释放O2,所以它作供氧剂,与漂白性无关,错误。D项,铁粉具有还原性,能吸收食品袋内O2,作除氧剂,性质与用途一致,正确。
2.【答案】A
【解析】A项,透明溶液可能是有色溶液,在透明溶液中这四种离子能大量共存,加入铜粉,铜与铁离子反应,铜不能与亚铁离子反应,正确;B项,Fe3++3AlO2-+6H2O=Fe(OH)3↓+3Al(OH)3↓,Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3↓,离子不能大量共存,错误;C项,加入硫酸氢钠溶液,相当于加入强酸,漏掉了Ba2++SO42-=BaSO4↓,错误;D项,pH=0的溶液为强酸溶液,发生反应为3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,离子组不能大量共存,错误。
3.【答案】D
【解析】依题意,R为碳,X为氧,Y为钠,W为氯。A项,Na+、Cl-、O2-的半径由小到大排序:r(Na+)<r(S2-)<r(Cl-),正确;B项,H2O的稳定性比CH4的强,正确;C项,Na2CO3中含离子键和共价键,正确;D项,碳的氢化物为烃类,在常温下可能呈固态、液态,故有些烃的沸点高于水的沸点,错误。
4. 【答案】 C
解析依题意,中学化学中,元素的最高正化合价与最低负化合价代数和等于0的元素有氢、碳、硅三种元素,Y在四种元素中排在第四位,Y为硅。在中学化学中,两种元素形成的两种化合物相互转化,大多数发生了氧化还原反应,只有NO2、N2O4之间的转化反应是非氧化还原反应,由原子序数大小顺序知,W为氮,R为氧。W、R、X、Y的原子最外层电子数分别为5、6、n、4,有:5+6+n+4=8×2,n=1,X位于第ⅠA族,原子序数介于8与14之间,只有钠符合要求,所以,X为钠。综上所述,W为氮,R为氧,X为钠,Y为硅。A项,硅、氧、氮的元素非金属性次序为R(O)>W(N)>Y(Si),错误。B项,二氧化硅、二氧化氮、五氧化二氮、三氧化二氮等都是共价化合物;氧化钠、过氧化钠都是离子化合物,错误。C项,根据元素周期律,气态氢化物的热稳定性排序有H2O>NH3>SiH4,正确。D项,原子半径排序为r(Na)>r(Si)>r(N)>r(O),错误。故答案选C。
5.【答案】C
【解析】A项,8.0gCuO或Cu2S含铜的物质的量为0.1 mol,错误;B项,在标准状况下,乙醇为液态,错误;C项,1mol钾只失去1mol电子,正确;D项,铵离子发生水解,错误。