广西南宁市第三中学2018届高三第二次模拟考试理综化学
试题
1. 化学与社会、生产、生活密切相关,下列说法错误的是 A. 樟脑丸释放的物质能驱除衣柜里的蟑螂
B. 废旧钢材焊接前,可依次用饱和Na2CO3溶液、饱和NH4Cl溶液处理焊点 C. 使用可降解的聚碳酸酯塑料和向燃煤中加入生石灰,都能减少温室效应
D. 《泉州府志》中有:元时南安有黄长者为宅煮糖,宅垣忽坏,去土而糖白,后人遂效之,其原理是泥土具有吸附作用,能将红糖变白糖 【答案】D
【解析】分析:A项,樟脑丸的主要成分萘酚等具有强烈的挥发性,挥发产生的气体能杀灭蟑螂;B项,用饱和Na2CO3溶液除废旧钢材表面的油脂,用饱和NH4Cl溶液除废旧钢材表面的铁锈;C项,使用可降解的聚碳酸酯塑料可减少“白色污染”,向燃煤中加入生石灰减少硫酸型酸雨;D项,泥土具有吸附作用。
详解:A项,樟脑丸的主要成分萘酚等具有强烈的挥发性,挥发产生的气体能杀灭蟑螂,A项正确;B项,废旧钢材表面有油脂和铁锈,Na2CO3溶液由于CO32-的水解呈碱性,油脂在碱性条件下发生水解,用饱和Na2CO3溶液除废旧钢材表面的油脂,NH4Cl溶液由于NH4+的水解呈酸性,用饱和NH4Cl溶液除废旧钢材表面的铁锈,B项正确;C项,聚乙烯等塑料不易降解产生“白色污染”,使用可降解的聚碳酸酯塑料可减少“白色污染”,煤中S元素燃烧后产生SO2,SO2产生硫酸型酸雨,向燃煤中加入生石灰减少硫酸型酸雨,发生的反应为2CaO+2SO2+O2=2CaSO4,C项错误;D项,该古诗文指元代南安黄长者发现墙塌压糖后,去土红糖变白糖,说明泥土具有吸附作用,能将红糖变白糖,D项正确;答案选C。 2. 用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述错误的是 A. 室温下,pH=12的Ba(OH)2溶液中Ba2+的数目为5×10-3NA B. 14g乙烯和14g丙烯中含有的共用电子对数均是3NA
C. 1 mol FeI2与一定量氯气反应时,若有0.5mol Fe2+被氧化则转移的电子数为2.5NA D. 0.4mol AgNO3受热完全分解(2AgNO3分子数为0.1NA 【答案】A
2Ag+2NO2↑+O2↑),用排水法最终收集到气体的
【解析】分析:A项,溶液体积未知无法计算n(Ba2+);B项,1个乙烯分子中含6对共用电子对,1个丙烯分子中含9对共用电子对;C项,还原性I-Fe2+,Cl2先与I-反应,I-完全
反应后与Fe2+反应;D项,用排水法收集气体时发生的反应为:
3NO2+H2O=2HNO3+NO、2NO+O2=2NO2,总反应为4NO2+O2+2H2O=4HNO3,由生成的NO2和O2结合总反应计算。
点睛:本题考查以阿伏加德罗常数为中心的计算,涉及溶液中微粒、物质的结构、氧化还原反应的规律、氮的氧化物与O2和H2O的反应。注意氧化还原反应的发生遵循“先强后弱”规律,氮的氧化物与O2和H2O反应的计算利用总反应。 3. 下列实验操作、现象与结论均正确的是 选实验操作 项 前者产生无色气体,其他条件相同时,反应25℃,两片相同的Al片分别和等体A 积的稀HNO3和浓HNO3反应 体,且后者反应更加越快 后者产生红棕色气物浓度越大,反应速率实验现象 结论
剧烈 往黄色固体难溶物PbI2中加水,振难溶物PbI2存在沉淀溶B 荡,静置。取上层清液,然后加入NaI固体 向蛋白质溶液中分别加入乙醇溶液C 和(NH4)2SO4饱和溶液 开始无明显现象,通向稀硫酸中加入铜片,然后通入氧D 气加热 变蓝
A. A B. B C. C D. D 【答案】B
【解析】分析:A项,常温下Al与浓HNO3发生钝化;B项,c(I-)增大,溶解平衡逆向移动;C项,蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液产生白色沉淀,蛋白质发生盐析;D项,发生的反应为2Cu+O2+2H2SO4
2CuSO4+2H2O。
入氧气加热后溶液氧化性:稀硫酸 > Cu2+ 均产生白色沉淀 蛋白质均发生了变性 产生黄色沉淀 解平衡 详解:A项,常温下Al与浓HNO3发生钝化,A项错误;B项,在PbI2的饱和溶液中加入NaI固体产生黄色沉淀,说明c(I-)增大,饱和PbI2溶液中的沉淀溶解平衡逆向移动,析C项,出PbI2固体,B项正确;蛋白质溶液中加入乙醇溶液产生白色沉淀,蛋白质发生变性,蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液产生白色沉淀,蛋白质发生盐析,C项错误;D项,在金属活动性顺序表中,Cu处于H的后面,Cu与稀硫酸不反应,通入O2后加热溶液变蓝,发生反应2Cu+O2+2H2SO4同一反应中氧化性:氧化剂
2CuSO4+2H2O,在该反应中Cu为还原剂,O2为氧化剂,根据氧化产物,得出氧化性:O2
Cu2+,D项错误;答案选B。
4. 下图为有机物M、N、Q的转化关系,有关说法正确的是
A. M生成N的反应类型是取代反应 B. N的同分异构体有6种
C. 可用酸性KMnO4溶液区分N与Q
D. 0.3 mol Q与足量金属钠反应生成6.72L H2 【答案】C
【解析】分析:A项,M生成N为加成反应;B项,N的同分异构体采用定一移二法确定;C项,N不能酸性KMnO4溶液褪色,Q能使酸性KMnO4溶液褪色;D项,0.3molQ与足量Na反应产生0.3molH2,H2所处温度和压强未知,不能用22.4L/mol计算H2的体积。
5. 短周期主族元素W、X、Y、Z、R 原子序数依次增大。由W、X、Y、R组成的一种化合物a在加热时完全分解为三种产物,其中一种产物b是能使品红溶液褪色的气体,另一种产物c是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。金属单质Z在空气中燃烧生成的化合物可与水发生反应生成气体。下列说法正确的是 A. 简单离子的半径: X < Z < R B. X的简单氢化物比Y的稳定
C. a、b、c中均含有极性共价健,且 a属于电解质,b和c都属于非电解质 D. W、X、Y、R四种元素形成的化合物一定会促进水的电离 【答案】C
【解析】分析:由W、X、Y、R组成的一种化合物a在加热时完全分解为三种产物,其中一种产物b是能使品红溶液褪色的气体,另一种产物c是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,b为SO2,C为NH3,化合物a中含有S、O、N、H四种元素,a可能为(NH4)2SO3
或NH4HSO3,W、X、Y、R的原子序数依次增大,W为H元素,X为N元素,Y为O元素,R为S元素;金属单质Z在空气燃烧生成的化合物可与水反应生成气体,Z的原子序数介于O和S之间,Z为Na元素。
详解:由W、X、Y、R组成的一种化合物a在加热时完全分解为三种产物,其中一种产物b是能使品红溶液褪色的气体,另一种产物c是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,b为SO2,C为NH3,化合物a中含有S、O、N、H四种元素,a可能为(NH4)2SO3或NH4HSO3,W、X、Y、R的原子序数依次增大,W为H元素,X为N元素,Y为O元素,R为S元素;金属单质Z在空气燃烧生成的化合物可与水反应生成气体,Z的原子序数介于O和S之间,Z为Na元素。A项,Z根据“层多径大,序大径小”,简单离子半径:项错误;B项,非金属性:N(X)
X
R,A
O(Y),X的简单氢化物不如Y的稳定,B项错误;
C项,a中含离子键和极性共价键,b和c中只含极性共价键,a属于电解质,b和c都属于非电解质,C项正确;D项,W、X、Y、R四种元素形成的化合物有
(NH4)2SO3、、NH4HSO3、(NH4)2SO4、NH4HSO4等,(NH4)2SO3、(NH4)2SO4发生水解促进水的电离,NH4HSO4完全电离出H+抑制水的电离,D项错误;答案选C。 6. 硼酸(H3BO3)为一元弱酸,已知H3BO3与足量NaOH溶液反应的离子方程式为:H3BO3+OH- = B(OH)4,H3BO3可以通过电解的方法制备。其工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。下列说法正确的是
-
A. 电子流向: 电源负极→b电极→电解液→a 电极→电源正极 B. 阳极的电极反应式为:2H2O - 4e- = O2↑+4H+ C. 当电路中通过3mol电子时,可得到1mol H3BO3
D. A膜为阳膜,B膜为阴膜,且穿过A膜和B膜的离子数相同 【答案】B
【解析】分析:根据装置图,a电极为阳极,b电极为阴极,电子流向:电源负极→b电极,a电极→电源正极;根据放电顺序,阳极电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+;电路中通过3mol电子,阳极室产生3molH+,在产品室中发生的反应为B(OH)4-+H+=H3BO3+H2O,电路中
通过3mol电子时可得到3molH3BO3;阳极室生成的H+穿过A膜进入产品室,A膜为阳膜,B(OH)4-穿过阴膜进入产品室,Na+穿过B膜进入阴极室,B膜为阳膜,根据阴、阳极得失电子相等,穿过A膜和B膜的离子数相同。
详解:根据装置图,a电极与直流电源的正极相连,a电极为阳极,b电极与直流电源的负极相连,b电极为阴极。A项,电子流向:电源负极→b电极,a电极→电源正极,A项错误;B项,根据放电顺序,阳极电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,B项正确;C项,当电路中通过3mol电子时,阳极室产生3molH+,3molH+穿过A膜进入产品室,B(OH)4-穿过阴膜进入产品室,产品室中发生的反应为B(OH)4-+H+=H3BO3+H2O,3molH+产生3molH3BO3,C项错误;D项,阳极室生成的H+穿过A膜进入产品室与B(OH)4-反应,A膜为阳膜,B(OH)4-穿过阴膜进入产品室,Na+穿过B膜进入阴极室,B膜为阳膜,根据放电顺序,阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,根据阴、阳极得失电子相等,穿过A膜和B膜的离子数相等,D项错误;答案选B。
点睛:本题考查电解原理,准确判断阴、阳极和根据放电顺序书写电极反应式是解题的关键。注意,电子不会在电解液中流动,在电解液中是阴、阳离子的定向移动而导电。
7. 已知Kb(NH3·H2O)=1.7×10-5,Ka(CH3COOH)=1.7×10-5。25℃时,向20mL浓度均为0.01mol·L-1的盐酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入0.01mol·L-1的氨水,测定过程中电导率和pH变化曲线如图所示,下列说法错误的是
A. a点溶液中,c(CH3COO-)数量级约为10-5 B. b点溶液中,c(NH4+) > c(CH3COOH)
C. c点溶液中,c(NH4+) +c(NH3·H2O) = c(Cl-)+c(CH3COO-)+c(CH3COOH) D. c点水的电离程度小于d点 【答案】D
【解析】分析:氨水逐滴滴入盐酸和醋酸的混合液中,依次发生的反应为:
HCl+NH3·H2O=NH4Cl、CH3COOH+NH3·H2O=CH3COONH4+H2O;盐酸为强酸,随着氨水的滴入,溶液的体积变大,溶液中离子浓度变小,溶液的电导率逐渐变小,当盐酸恰好完全反应时电导率最小,b点为等浓度的NH4Cl和CH3COOH的混合液;继续滴加氨水,弱酸醋酸
与氨水反应生成强电解质CH3COONH4,溶液中离子浓度变大,溶液的电导率又逐渐变大,c点为等浓度的NH4Cl和CH3COONH4的混合液;醋酸恰好完全反应后,继续滴加氨水,氨水属于弱碱水溶液,溶液中离子浓度又变小,溶液的导电率又变小。A项,由CH3COOH的电离平衡常数、盐酸和醋酸的浓度计算;B项,b点为等浓度的NH4Cl和CH3COOH的混合H2O的Kb计算NH4+的水解平衡常数,比较NH4+的水解平衡常数与液,根据NH3·
CH3COOH的Ka;C项,c点为等浓度的NH4Cl和CH3COONH4的混合液,根据物料守恒判断;D项,分析c点和d点溶液的组成,根据酸、碱、盐对水的电离平衡的影响判断。 详解:氨水逐滴滴入盐酸和醋酸的混合液中,依次发生的反应为:
HCl+NH3·H2O=NH4Cl、CH3COOH+NH3·H2O=CH3COONH4+H2O;盐酸为强酸,随着氨水的滴入,溶液的体积变大,溶液中离子浓度变小,溶液的电导率逐渐变小,当盐酸恰好完全反应时电导率最小,b点为等浓度的NH4Cl和CH3COOH的混合液;继续滴加氨水,弱酸醋酸与氨水反应生成强电解质CH3COONH4,溶液中离子浓度变大,溶液的电导率又逐渐变大,c点为等浓度的NH4Cl和CH3COONH4的混合液;醋酸恰好完全反应后,继续滴加氨水,氨水属于弱碱水溶液,溶液中离子浓度又变小,溶液的导电率又变小。A项,a点没有滴入氨水,盐酸为强酸,醋酸为弱酸,醋酸的电离方程式为CH3COOH中c(CH3COO-)=xmol/L,则溶液中
c(H+)=(0.01+x)mol/L,c(CH3COOH)=(0.01-x)mol/L,Ka(CH3COOH)=
=
=1.7
10-5,由于HCl电离的H+抑制CH3COOH的电离,10-5,c(CH3COO-)的数量级约为10-5,A项正
CH3COO-+H+,设溶液
0.01+x0.01,0.01-x0.01,解得x1.7
确;B项,根据上述分析,b点为等浓度的NH4Cl和CH3COOH的混合液,NH4Cl属于强酸弱碱盐,NH4+的水解离子方程式为NH4++H2OKh(NH4+)=10-10
NH3·H2O+H+,NH4+的水解平衡常数
10-5)=5.88
=KW/Kb(NH3·H2O)=110-14(1.7
Ka(CH3COOH),NH4+的水解程度小于CH3COOH的电离程度,b点溶液中
c(CH3COOH),B项正确;C项,根据上述分析,c点为等浓度的NH4Cl和
c(NH4+)
CH3COONH4的混合液,溶液中的物料守恒为
c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)+c(CH3COO-)+c(CH3COOH),C项正确;D项,cNH4Cl、CH3COONH4水解促进水的电离,d点为等浓度的NH4Cl和CH3COONH4的混合液,
点为等浓度的NH4Cl、CH3COONH4和略过量的氨水组成的混合液,过量的氨水对水的电离起抑制作用,c点水的电离程度大于d点,D项错误;答案选D。
点睛:本题以酸碱中和滴定的图像为载体,考查电离平衡常数的计算、溶液中粒子浓度的大小关系、对水的电离平衡的影响,识别图像中各点的组成是解题的关键。溶液导电性的强弱取决于溶液中离子浓度的大小和离子所带电荷数。确定溶液中粒子浓度的关系,先确定溶液的组成,分清主次(如B项),巧用电荷守恒、物料守恒。用碱溶液滴定酸溶液的过程中,随着碱溶液的滴入,水的电离程度增大,当酸碱完全反应时水的电离程度最大,继续滴加碱溶液,水的电离程度又减小。
8. Ⅰ、目前世界上60%的镁是从海水中提取的。海水提镁的主要流程如下:
操作A是____________,下列仪器中操作B必须使用的有__________(填字母符号)。 A、锥形瓶 B、玻璃棒 C、表面皿 D、蒸发皿 E、坩埚
Ⅱ、乙醇镁[(CH3CH2O)2Mg] 为白色固体,难溶于乙醚和烃类,略溶于乙醇,在空气中会水解,常用作烯烃聚合催化剂载体和制备精密陶瓷的原料。某小组同学用镁粉(受潮会发生自燃、自爆)与乙醇在实验室中制备乙醇镁:
(1)干燥管中盛装的试剂为_____________,其作用为__________________________。
(2)下列操作的合理顺序为:______________。 a、将干燥的氮气通入装置,连续操作数次; b、称取镁粉,量取无水乙醇加入反应器内; c、加热回流,控制温度在80℃,反应1小时; d、开启冷凝水和磁力搅拌器。
(3)将温度控制在80℃的原因是________________,写出生成乙醇镁的化学方程式____________________________。
(4)请你设计实验证明有乙醇镁生成(简述实验的方法):_______________________。 (1). 过滤 (2). BD (3). 无水CaCl2 (4). 防止空气中的水蒸气进入装置【答案】
中 (5). badc (6). 加快反应速率,减少反应物的挥发 (7).
Mg+2CH3CH2OH→(CH3CH2O)2Mg+H2↑ (8). 取少量产品,加足量水充分振荡,加入少量酸性高锰酸钾溶液,高锰酸钾溶液褪色则说明有乙醇镁存在
【解析】分析:本题考查从海水中提取Mg、乙醇镁的制备和乙醇镁的检验。 I.在沉淀池中石灰乳与海水中Mg2+反应形成Mg(OH)2沉淀,经过滤分离出
Mg(OH)2;Mg(OH)2中加入盐酸获得MgCl2溶液;从MgCl2溶液中获得MgCl2·6H2O6H2O在HCl气流中加热失去结晶水获得无水的操作为:蒸发浓缩、冷却结晶;MgCl2·MgCl2;电解熔融MgCl2制得Mg。
II.由镁粉与乙醇制备乙醇镁的原理为2CH3CH2OH+Mg→(CH3CH2O)2Mg+H2↑。 (1)由于乙醇镁在空气中会水解,为防止外界空气中的水蒸气进入装置中,干燥管中盛装的试剂为无水CaCl2。
(2)实验装置组装完毕,检查装置的气密性,向装置中加入试剂。由于镁粉受潮会发生自燃、自爆,乙醇镁在空气中会水解,所以实验前先通入干燥的N2排尽装置中空气;由于乙醇易挥发,球形冷凝管的作用是冷凝回流,为了提高乙醇的利用率,加热回流前要开启冷凝水和磁力搅拌器;操作的合理顺序为badc。
(3)实验温度控制在80℃的原因是:加快反应速率,减少乙醇的挥发。 (4)乙醇镁会水解,乙醇镁水解的方程式为
(CH3CH2O)2Mg+2H2O→2CH3CH2OH+Mg(OH)2,要检验有乙醇镁生成只要检验水解产物中有乙醇生成。
详解:I. 在沉淀池中石灰乳与海水中Mg2+反应形成Mg(OH)2沉淀,从沉淀池中分离出Mg(OH)2的操作A是过滤。Mg(OH)2中加入盐酸获得MgCl2溶液;从MgCl2溶液中获6H2O的操作B为:蒸发浓缩、冷却结晶,操作B必须使用的仪器有酒精灯、蒸发得MgCl2·
皿、玻璃棒、铁架台(含铁圈),答案选BD。
II. 乙醇中官能团为羟基,镁粉与乙醇制备乙醇镁的原理为2CH3CH2OH+Mg→(CH3CH2O)2Mg+H2↑。
(1)由于乙醇镁在空气中会水解,为防止外界空气中的水蒸气进入装置中,干燥管中盛装的试剂为无水CaCl2。其作用是防止空气中的水蒸气进入装置中。
(2)实验装置组装完毕,检查装置的气密性,向装置中加入试剂。由于镁粉受潮会发生自燃、自爆,乙醇镁在空气中会水解,所以实验前先通入干燥的N2排尽装置中空气;由于乙醇易挥发,球形冷凝管的作用是冷凝回流,为了提高乙醇的利用率,加热回流前要开启冷凝水和磁力搅拌器;操作的合理顺序为badc。
(3)实验温度控制在80℃的原因是:加快反应速率,减少反应物乙醇的挥发。生成乙醇镁的化学方程式为:2CH3CH2OH+Mg→(CH3CH2O)2Mg+H2↑。 (4)乙醇镁会水解,乙醇镁水解的方程式为
(CH3CH2O)2Mg+2H2O→2CH3CH2OH+Mg(OH)2,要检验有乙醇镁生成只要检验水解产物中有乙醇生成。实验方法为:取少量产品,加足量水充分振荡,加入少量酸性高锰酸钾溶液,高锰酸钾溶液褪色则说明有乙醇镁存在。
9. 氯化亚铜(CuCl,白色、易被氧化,Ksp=1.2×10-6)广泛用作催化剂、脱臭剂、脱色剂等。工业上用初级铜矿粉(主要含Cu2S、CuS、Fe2O3、FeO等)制备活性CuCl的流程如下:
(1)滤渣Ⅰ是Fe(OH)3和单质硫的混合物,反应Ⅰ中Cu2S参与反应的化学方程式为:Cu2S + MnO2 + H2SO4 → CuSO4 + S + MnSO4 + H2O(未配平);氧化产物为:__________。 (2)除Mn2+时得MnCO3沉淀,该反应的离子方程式为______________________________。 (3)已知:Cu(OH)2可溶于氨水形成深蓝色溶液。Cu(OH)2+4NH3氨条件及蒸氨效果见下表: 序号 a b c
由表中信息可知蒸氨的条件应选_______(填序号),请用平衡移动原理解释选择该条件的原因是__________________________________________________。
温度/℃ 110 100 90 时间/min 60 40 30 压强/KPa 101.3 74.6 60.0 残液颜色 浅蓝色 几乎很浅 无色透明 [Cu(NH3)4]2+ +2OH-。蒸
(4)反应Ⅱ的离子方程式___________________________。 (5)实验证明通过如图装置也可获得CuCl,现象为
阴极:产生无色气体;
阳极:有白色胶状沉淀生成且逐渐增多;
U形管底部:靠近阴极区白色胶状沉淀逐渐转化为淡黄色沉淀。 ①生成CuCl的电极反应式为________________________________。
②有同学提出:淡黄色沉淀可能是CuOH,以下是从资料中查阅到CuOH的有关信息,哪些可以支持该同学的说法________。(填序号) a.容易脱水变成红色的Cu2O
b.CuOH是黄色或淡黄色固体,不溶于水 c.CuOH的Ksp=2×10-15 d.易被氧化成Cu(OH)2
【答案】 (1). CuSO4 S (2). Mn2+ + HCO3-+ NH3·H2O = MnCO3↓+ NH4+ + H2O (3). c (4). 减小压强,平衡逆向移动,利于蒸氨 (5). SO2 +2Cu2+ + 2Cl- + 2H2O = 2 CuCl↓ + SO42- + 4H+ (6). Cu-e-+ Cl- = CuCl↓ (7). b c
【解析】分析:本题以初级铜矿粉为原料制备活性CuCl的流程为载体,考查流程的分析、氧化还原反应的分析、离子方程式的书写、外界条件对化学平衡的影响、电解原理、沉淀的转化。初级铜矿粉主要含Cu2S、CuS、Fe2O3、FeO等,铜矿粉中加入MnO2和稀硫酸,Cu2S、CuS与MnO2、稀硫酸反应生成CuSO4、S、MnSO4和H2O,Fe2O3与稀硫酸反应生成Fe2(SO4)3和H2O,FeO与MnO2、稀硫酸反应生成Fe2(SO4)3、MnSO4和H2O;反应I后加入氨水除去Fe3+;向除Fe3+后的溶液中加入氨水和NH4HCO3除去Mn2+,同时Cu2+转化成[Cu(NH3)4]2+;蒸氨时[Cu(NH3)4]2+先变成Cu(OH)2,Cu(OH)2受热分解成CuO,CuO用盐酸酸化得CuCl2溶液,SO2与CuCl2溶液反应制得CuCl,反应的化学方程式为2CuCl2+SO2+2H2O=2CuCl↓+H2SO4+2HCl。电解制备CuCl时,阳极电极反应式为Cu-e-+Cl-=CuCl↓,阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-。
详解:(1)Cu2S参与反应的化学方程式为:Cu2S+MnO2+H2SO4→CuSO4+S+MnSO4+H2O,
在该反应中,Mn元素的化合价由+4价降至+2价,MnSO4为还原产物;Cu元素的化合价由Cu2S中的+1价升至CuSO4中的+2价,S元素的化合价由Cu2S中的-2价升至单质S中的0价,氧化产物为CuSO4和S。
(2)除Mn2+时加入氨水和NH4HCO3得MnCO3沉淀,反应的离子方程式为Mn2++NH3·H2O+HCO3-=MnCO3↓+NH4++H2O。
(3)根据流程,c得到的残液颜蒸氨时[Cu(NH3)4]2+先变成Cu(OH)2,根据表中信息,色为无色透明,说明[Cu(NH3)4]2+转化率很大,蒸氨的条件应选c。选择该条件的原因是:减小压强,平衡Cu(OH)2+4NH3
[Cu(NH3)4]2++2OH-逆向移动,利于蒸氨。
(4)反应II为向CuCl2溶液中通入SO2制得CuCl,CuCl2被还原成CuCl,SO2被氧化成SO42-,反应的化学方程式为2CuCl2+SO2+2H2O=2CuCl↓+H2SO4+2HCl,反应II的离子方程式为2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+。
(5)①在电解池中阳极发生失电子的氧化反应,根据装置图,阳极Cu失电子生成CuCl,生成CuCl的电极反应式为Cu-e-+Cl-=CuCl↓。
②靠近阴极区白色胶状沉淀逐渐转化为淡黄色沉淀,淡黄色沉淀可能是CuOH,说明CuOH是黄色或淡黄色固体,不溶于水;电解时阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,阴极区Ksp(CuCl)=1.2溶液呈碱性,
10-6
Ksp(CuOH)=2
10-15,CuOH的溶解度小于CuCl,
在阴极区CuCl转化为更难溶的CuOH;答案选bc。
10. SO2是危害最为严重的大气污染物之一,SO2的含量是衡量大气污染的一个重要指标。工业上常采用催化还原法或吸收法处理SO2。催化还原SO2不仅可以消除SO2污染,而且可得到有价值的单质S。
(1)已知CH4和S的燃烧热分别为a kJ/mol 和b kJ/mol。在复合组分催化剂作用下,CH4可使SO2转化为S,同时生成CO2 和液态水。反应的热化学方程式为______________。(△H用含a、b的代数式表示)
(2)用H2还原SO2生成S的反应分两步完成,如图1所示,该过程中相关物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图2 所示:
①分析可知X为_______________(写化学式),0~t1时间段的反应温度为_______________,0~t1时间段用SO2表示的化学反应速率为______________________; ②总反应的化学方程式为___________________________________________; (3)焦炭催化还原SO2生成S2的化学方程式为:2C(s)+2SO2(g)
S2(g)+2CO2(g),恒容容
器中,lmol/L SO2与足量的焦炭反应,SO2的转化率随温度的变化如图3 所示。
①该反应的ΔH______0(填“>”或“<”); ②700℃的平衡常数为_____________________;
(4)工业上可用Na2SO3溶液吸收SO2,该反应的离子方程式为___________,25℃时用1mol/L的Na2SO3溶液吸收SO2,当溶液pH=7时,溶液中各离子浓度的大小关系为___________。(已知:H2SO3的电离常数K1=1.3×10-2,K2=6.2×10-8)
【答案】 (1). CH4 (g)+2SO2 (g) = CO2 (g)+2S (s)+2H2O(l) △H=(2b-a) kJ/mol (2).
-3
H2S (3). 300℃ (4). 2×10/t1 mol/(L· min) (5). 2H2+SO2 = S+2H2O (6). <
(7). 36.45 mol/L (8). SO32- +SO2 + H2O = 2HSO3- (9). c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-)
【解析】分析:本题考查盖斯定律的应用、热化学方程式的书写、化学反应速率的计算、方程式的书写、化学平衡图像的分析和计算、溶液中粒子浓度的大小关系。 (1)根据燃烧热的概念写出热化学方程式,再用盖斯定律。
(2)根据图示和图像中物质的变化以及物质的量浓度之间的关系,结合原子守恒,X为H2S,0~t1时间段的反应温度为300℃。根据图像和化学反应速率的表达式计算υ(SO2)。根
据图示写出总反应。
(3)根据图像a点达到平衡状态,升高温度SO2的平衡转化率减小,平衡向逆反应方向移动,则ΔH
0。根据图中转化率和三段式计算化学平衡常数。
(4)Na2SO3吸收SO2的离子方程式为SO32-+SO2+H2O=2HSO3-。Na2SO3溶液呈碱性,NaHSO3溶液呈酸性,用Na2SO3溶液吸收SO2得到pH=7的溶液,溶液中溶质为Na2SO3和NaHSO3,溶液中c(H+)=c(OH-)=110-7mol/L,根据K2(H2SO3)=
=6.2
10-8(1
=6.2
10-8,则
c(HSO3-),溶液中离子浓度由大
10-7)=0.62,c(SO32-)
c(SO32-)
到小的顺序为c(Na+)c(HSO3-)c(H+)=c(OH-)。
详解:(1)CH4和S的燃烧热分别为akJ/mol和bkJ/mol,写出热化学方程式: CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-akJ/mol(①) S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-bkJ/mol(②) 应用盖斯定律,将①-②
2
得,CH4(g)+2SO2(g)=CO2(g)+2S(s)+2H2O(l)ΔH=(2b-a)kJ/mol。 (2)①根据图示和图像,第一步对应图像0~t1段,由H2和SO2反应生成X,反应消耗的H2、SO2和生成的X物质的量浓度之比为(6
10-3):(3
10-3-1
10-3):(2
10-3)=3:1:1;第二步对应图像t1~t2段,X与SO2
10-3):(1
10-3)=2:1,结合原子
反应生成S,消耗的X与SO2物质的量浓度之比为(2守恒,X为H2S,0~t1时间段的反应温度为300℃。υ(SO2)=
=
=
mol/(L·min)。
②根据图示和图像,总反应为H2与SO2按物质的量之比2:1反应生成S,结合原子守恒,总反应的化学方程式为2H2+SO2=S+2H2O。
(3)①根据图像a点达到平衡状态,700℃后升高温度SO2的平衡转化率减小,平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,则该反应的ΔH②700℃时SO2的转化率为90%,用三段式 2C(s)+2SO2(g)
S2(g)+2CO2(g)
0。
c(起始)(mol/L) 1 0 0 c(转化)(mol/L) 1
90% 0.45 0.9
c(平衡)(mol/L) 0.1 0.45 0.9 700℃的平衡常数K=
=
=36.45mol/L。
(4)Na2SO3吸收SO2的离子方程式为SO32-+SO2+H2O=2HSO3-。Na2SO3溶液呈碱性,NaHSO3溶液呈酸性,用Na2SO3溶液吸收SO2得到pH=7的溶液,溶液中溶质为Na2SO3和NaHSO3,溶液中c(H+)=c(OH-)=110-7mol/L,根据K2(H2SO3)=
=6.2
10-8(1
=6.2
10-8,则
c(HSO3-),溶液中离子浓度由大
10-7)=0.62,c(SO32-)
c(SO32-)
到小的顺序为c(Na+)c(HSO3-)c(H+)=c(OH-)。
11. 前四周期元素A、B、C、D、E、F,原子序数依次增大,其中A和B同周期,固态的AB2能升华;C和E原子都有一个未成对电子,C+比E-少一个电子层,E原子得到一个电子后3p轨道全充满;D最高价氧化物中D的质量分数为40%,且核内质子数等于中子数;F为红色单质,有F+和F2+两种离子。回答下列问题: (1)元素电负性:D____E (填>、<或=); (2)B、C单质熔点B_____C(填>、<或=);
(3)AE4中A原子杂化轨道方式为:________杂化;其固态晶体类型为_____________; (4)氢化物的沸点:B比D高的原因______________;
(5)F的核外电子排布式为____________________________;向F的硫酸盐中逐滴加入氨水先产生沉淀,后沉淀溶解为深蓝色溶液,加入乙醇会析出深蓝色晶体,该晶体的化学式为_______,其中关于该晶体下列说法中正确的是_____________________。 A.加入乙醇的目的是降低溶剂的极性,促使晶体析出 B.F与NH3之间的化学键为离子键
C.该配合物晶体中,N是配位原子,NH3为三角锥型
D.配离子内N原子排列成为平面正方形,则其中F离子是sp3杂化 E.向该晶体的水溶液中加入浓BaCl2溶液有白色沉淀生成
(6)元素X的某价态阴离子Xn-中所有电子正好充满K和L电子层,CnX晶体的最小结构单元为立方体,结构如图所示。该晶体中每个Xn-被________个等距离的C+离子包围。已知该晶体的密度为ρg.cm-3,阿伏加德罗常数为NA,CnX的摩尔质量为M g/mol,C+和Xn-间的最短距离是_____________nm。(列出计算式即可)
【答案】 (1). < (2). < (3). sp3 (4). 分子晶体 (5). 水分子间存在氢键
10122626101
(6). [Ar]3d4s(或1s2s2p3s3p3d4s) (7). [Cu(NH3)4]SO4·H2O (8). ACE (9).
6 (10). ×107
【解析】分析:本题考查元素的推断、电负性的比较、熔点和沸点高低的比较、原子杂化方式和晶体类型的判断、核外电子排布式的书写、配位化合物、晶胞的分析和计算。E原子得到一个电子后3p轨道全充满,E为Cl元素;C和E原子都有一个未成对电子,C+比E-少一个电子层,C为Na元素;A、B的原子序数小于C,A和B同周期,固态AB2能升华,A为C元素,B元素为O元素;设D的最高正价为+x,D最高价氧化物中D与O的个数比为2:x,D最高价氧化物中D的质量分数为40%,2Ar(D):16x=40%:60%,
=,
经讨论,Ar(D)=32,x=6,D原子核内质子数等于中子数,D为S元素;F为红色单质,有F+和F2+两种离子,F为Cu元素。
详解:E原子得到一个电子后3p轨道全充满,E为Cl元素;C和E原子都有一个未成对电子,C+比E-少一个电子层,C为Na元素;A、B的原子序数小于C,A和B同周期,固态AB2能升华,A为C元素,B元素为O元素;设D的最高正价为+x,D最高价氧化物中D与O的个数比为2:x,D最高价氧化物中D的质量分数为40%,2Ar(D):16x=40%:60%,
=,经讨论,Ar(D)=32,x=6,D原子核内质
子数等于中子数,D为S元素;F为红色单质,有F+和F2+两种离子,F为Cu元素。 (1)非金属性:ClS,元素的电负性:D(S)
E(Cl)。
(2)B的单质有O2和O3,O2、O3常温下呈气态;C的单质为Na,Na常温下呈固态;B、C单质熔点:B
C。
(4-4
1)+4=4,C原子采用
(3)AE4的化学式为CCl4,中心原子C的价层电子对数为sp3杂化。CCl4固态晶体类型为分子晶体。
(4)B的氢化物为H2O,D的氢化物为H2S,B的氢化物(H2O)的沸点比D的氢化物(H2S)高的原因是:H2O分子间存在氢键,H2S分子间不存在氢键。
(5)F为Cu,Cu原子核外有29个电子,Cu原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至沉淀完全溶解,发生的反应为
CuSO4+2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+(NH4)2SO4、Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4](OH)2+4H2O,H2O。A加入乙醇析出深蓝色晶体,该深蓝色晶体的化学式为[Cu(NH3)4]SO4·项,加入乙醇的目的是降低溶剂的极性,促使晶体析出,A项正确;B项,Cu2+与NH3之间为配位键,B项错误;C项,该配合物中,配体为NH3,N原子上有孤电子对,N是配位原子,N提供孤电子对与Cu2+的空轨道形成配位键,NH3为三角锥型,C项正确;若Cu2+为sp3杂化,配离子内N原子排列为正四面体,D项错误;E项,SO42-在外界,该晶体溶于水电离出[Cu(NH3)4]2+和SO42-,向该晶体的水溶液中加入浓BaCl2溶液会产生白色BaSO4沉淀,E项正确;答案选ACE。
(6)根据晶胞,每个Xn-被6个等距离的C+包围。用“均摊法”,晶胞中含C+:12Xn-:8
=3,含
=1,晶体的化学式为C3X,n=3;1mol晶体的质量为Mg,1mol晶体的体积为
Mgρg/cm3=cm3,1个晶胞的体积为cm3NA=cm3,晶胞的边长为cm,C+和
Xn-间的最短距离为晶胞边长的一半,C+和Xn-间的最短距离为12. 某天然氨基酸M是人体必需的氨基酸之一,其合成路线如下:
cm=107nm。
已知:
(1)A→B的反应条件和试剂是______________;化合物M的名称为________________; (2)I→J的反应类型是______________;J分子中最多有_________个原子共平面; (3)写出D→E反应的化学方程式________________________________________; (4)I与乙二醇反应可生成能降解的高分子化合物N,写出该反应的化学方程式___________;
(5)符合下列条件的化合物M的同分异构体共有__________种(不考虑立体异构); ①含有苯甲酸结构 ②含有一个甲基 ③苯环上只有两个取代基
其中核磁共振氢谱峰面积比为1:1:2:2:2:3的分子的结构简式________________(任写一种);
(6)请结合以上合成路线,写出以丙酸和上述流程中出现的物质为原料经三步合成丙氨酸(
)的路线。____________________________________________________
【答案】 (1). Cl2,光照 (2). α-氨基苯丙酸(2-氨基苯丙酸、2-氨基-3-苯基丙酸或苯丙氨酸) (3). 取代反应 (4). 15 (5).
(6).
(7). 9
(8). 或 或 (9).
【解析】分析:根据A和C的结构简式推出B的结构简式为;D发生催化氧化反应
生成E,E的结构简式为;H发生氧化反应生成I,I与NH3一定条件下反应生
成J,根据题给已知①,H、J的结构简式和I的分子式,I的结构简式为;根据已
知②,K与G反应生成的L的结构简式为。
详解:根据A和C的结构简式推出B的结构简式为;D发生催化氧化反应生成E,E
的结构简式为;H发生氧化反应生成I,I与NH3一定条件下反应生成J,根据
I的结构简式为题给已知①,H、J的结构简式和I的分子式,;根据已知②,K与
G反应生成的L的结构简式为。
(1)A→B为→,甲苯中甲基上H被取代,反应的条件是光照,反应的试剂是
Cl2。化合物M属于氨基酸,名称为苯丙氨酸(或α-氨基苯丙酸、2-氨基苯丙酸)。
(2)I的结构简式为,I与NH3在一定条件下发生取代反应生成J,I→J的反应类
型是取代反应。J分子中N为sp3杂化,与N原子直接相连的2个C原子、1个H原子和N原子构成三角锥形,J中所有碳原子都是sp2杂化,联想苯和HCHO的结构,单键可以旋转,J分子中最多有15个原子共平面。
(3)D→E为醇的催化氧化反应,D→E的化学方程式为2
+O2
2
+2H2O。
(4)I的结构简式为,I与乙二醇通过酯基缩聚生成能降解的高分子化合物N,反
应的化学方程式为:
n+nHOCH2CH2OH+(n-1)H2O。
(5)M的结构简式为,M的同分异构体含有苯甲酸结构和一个甲基,苯环上
的两个取代基为:①-COOH和-NHCH2CH3;②-COOH和-CH2NHCH3;③-COOH和
;苯环上的两个取代基有邻、间、对三种位置,符合条件的M的同分异构体有
3
3=9种。其中核磁共振氢谱峰面积比为1:1:2:2:2:3的分子的结构简式为
、、。
(6)丙氨酸与M具有相同的官能团,原料丙酸中官能团为羧基,由丙酸经三步合成丙氨酸,仿流程中F→G→L→M即可实现。合成路线为:
。
点睛:本题考查有机推断和有机合成,侧重考查有机物的命名、有机反应类型的判断、有机方程式的书写、分子中共面原子个数的判断、限定条件同分异构体数目的确定和结构简式的书写、有机合成路线的设计。确定分子中共面原子的个数联想典型物质的结构,如CH4、CH2=CH2、CH
CH、苯、HCHO、NH3等。确定同分异构体数目应用有序思维,先
确定官能团,再用残基法确定可能的结构,苯环上有两个取代基时,有邻、间、对三种位置。有机合成路线的设计先分析目标产物中的官能团,对比原料和产物的结构,分析官能团发生了什么改变,碳干骨架发生了什么变化,再根据有机物的性质和题给信息进行设计。
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