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2019-2020年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 課余加餐增分訓(xùn)練
7.汽車(chē)尾氣含氮氧化物(NOx)、碳?xì)浠衔?CxHy)、碳等,直接排放容易造成“霧霾”。因此,不少汽車(chē)都安裝尾氣凈化裝置(凈化處理過(guò)程如圖)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A.尾氣造成“霧霾”與汽油未充分燃燒有關(guān)
B.尾氣處理過(guò)程中,氮氧化物(NOx)被還原
C.PtRh催化劑可提高尾氣凈化反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率
D.使用氫氧燃料電池作汽車(chē)動(dòng)力能有效控制霧霾
解析:選C 汽油未充分燃燒可增加含氮氧化物(NOx)、碳?xì)浠衔?CxHy)、碳等的排放,可造成“霧霾”,A正確;尾氣處理過(guò)程中,氮氧化物(NOx)中氮元素化合價(jià)降低,得電子,被還原,B正確;催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速率,不會(huì)改變平衡轉(zhuǎn)化率,C錯(cuò)誤;使用氫氧燃料電池作汽車(chē)動(dòng)力能減少含氮氧化物(NOx)、碳?xì)浠衔?CxHy)、碳等的排放,能有效控制霧霾,D正確。
8.NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說(shuō)法正確的是( )
A.1 mol甲醇分子中含有的共價(jià)鍵數(shù)為4NA
B.25 ℃時(shí),1.0 L pH=13的Ba(OH)2溶液中含有的OH-數(shù)目為0.2NA
C.加熱條件下,20 mL 10 molL-1濃硝酸與足量銅反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.1NA
D.7.8 g由Na2S和Na2O2組成的混合物中含有陰離子的數(shù)目為0.1NA
解析:選D 由甲醇的結(jié)構(gòu)式可知,1 mol甲醇分子中含有的共價(jià)鍵數(shù)為5NA,A項(xiàng)錯(cuò)誤;25 ℃時(shí),1.0 L pH=13的Ba(OH)2溶液中含有的OH-數(shù)目為0.1NA,B項(xiàng)錯(cuò)誤;足量銅與濃硝酸發(fā)生反應(yīng):Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,隨著反應(yīng)進(jìn)行,HNO3不斷被消耗,銅與稀硝酸發(fā)生反應(yīng):3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,參加反應(yīng)的HNO3的物質(zhì)的量為2010-3 L10 molL-1=0.2 mol,消耗的銅的物質(zhì)的量在0.05 mol~0.075 mol之間,則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)在0.1NA~0.15NA之間,C項(xiàng)錯(cuò)誤;Na2S和Na2O2的摩爾質(zhì)量均為78 gmol-1,故7.8 g由Na2S和Na2O2組成的混合物中兩者的物質(zhì)的量之和為0.1 mol,含有的陰離子數(shù)目為0.1NA,D項(xiàng)正確。
9.下列對(duì)有關(guān)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的解釋正確的是( )
A.向某溶液中滴加鹽酸后,再加入Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成,說(shuō)明原溶液中含有SO
B.濃硫酸和濃硝酸長(zhǎng)期暴露在空氣中濃度均降低,原理相同
C.某物質(zhì)燃燒后的產(chǎn)物既能使白色硫酸銅粉末變藍(lán),又能使澄清的石灰水變渾濁,該物質(zhì)一定是碳?xì)浠衔?
D.比較不同濃度硫酸與Na2S2O3反應(yīng)的速率不能通過(guò)觀察氣泡逸出快慢比較,因?yàn)镾O2易溶于水
解析:選D A項(xiàng),在酸性溶液中硝酸根能氧化亞硫酸根,不一定含有硫酸根,錯(cuò)誤;B項(xiàng),濃硫酸吸收空氣中的水,濃度降低,濃硝酸有揮發(fā)性,使?jié)舛冉档?,原理不同,錯(cuò)誤;C項(xiàng),能使白色硫酸銅粉末變藍(lán)的物質(zhì)為H2O,能使澄清石灰水變渾濁的物質(zhì)為CO2(或SO2),說(shuō)明物質(zhì)中含有碳(或硫)元素和氫元素,可能還含有氧元素,錯(cuò)誤;D項(xiàng),S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O,SO2易溶于水,不能通過(guò)觀察氣泡逸出快慢比較,應(yīng)通過(guò)觀察變渾濁的快慢來(lái)判斷,正確。
10.分子式為C5H10O2且可與NaOH反應(yīng)的有機(jī)化合物有(不考慮立體異構(gòu))( )
A.9種 B.11種
C.13種 D.14種
解析:選C 分子式為C5H10O2且可與NaOH反應(yīng)的有機(jī)化合物是羧酸或酯。若該有機(jī)物是羧酸,則可寫(xiě)為C4H9COOH,—C4H9有4種結(jié)構(gòu),則羧酸有4種;若該有機(jī)物是酯,甲酸酯HCOOC4H9有4種,乙酸酯CH3COOC3H7有2種,丙酸酯CH3CH2COOC2H5有1種,丁酸酯C3H7COOCH3有2種。所以,滿(mǎn)足條件的同分異構(gòu)體共有13種。
11.H2S是一種劇毒氣體,對(duì)H2S廢氣資源化利用的途徑之一是回收能量并得到單質(zhì)硫,反應(yīng)原理為2H2S(g)+O2(g)===S2(s)+2H2O(l) ΔH=-632 kJmol-1。如圖為質(zhì)子膜H2S燃料電池的示意圖。下列說(shuō)法正確的是( )
A.電池工作時(shí),電流從電極a經(jīng)過(guò)負(fù)載流向電極b
B.電極a上發(fā)生的電極反應(yīng)式為2H2S-4e-===S2+4H+
C.當(dāng)反應(yīng)生成64 g S2時(shí),電池內(nèi)部釋放632 kJ熱量
D.當(dāng)電路中通過(guò)4 mol電子時(shí),有4 mol H+經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入負(fù)極區(qū)
解析:選B H2S發(fā)生氧化反應(yīng),電極a是負(fù)極,電子從電極a經(jīng)過(guò)負(fù)載流向電極b,電流方向與電子流向相反,A錯(cuò)誤;電極a上H2S發(fā)生氧化反應(yīng)生成S2,電極反應(yīng)式為2H2S-4e-===S2+4H+,B正確;燃料電池中化學(xué)能主要轉(zhuǎn)化為電能,C錯(cuò)誤;當(dāng)電路中通過(guò)4 mol電子時(shí),有4 mol H+經(jīng)質(zhì)子膜進(jìn)入正極區(qū),D錯(cuò)誤。
12.部分短周期元素的性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)如下表:
元素代號(hào)
元素的性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)
W
M層上的電子數(shù)為4
X
其單質(zhì)為雙原子分子,其簡(jiǎn)單氫化物的水溶液顯堿性
Y
L層電子數(shù)為次外層電子數(shù)的3倍
Z
元素的最高正化合價(jià)是+7
下列敘述不正確的是( )
A.W的氧化物不溶于水
B.由X、Y和氫三種元素形成的化合物中只有共價(jià)鍵
C.物質(zhì)WZ4在高溫條件下可與氫氣發(fā)生反應(yīng),生成W的單質(zhì)
D.W、X、Z三種元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中酸性最強(qiáng)的是Z
解析:選B 由題給信息可推知,W、X、Y、Z分別是Si、N、O、Cl。W的單質(zhì)為晶體硅,其氧化物為二氧化硅,不溶于水,A正確;由X、Y和氫元素形成的化合物如硝酸銨含有離子鍵和共價(jià)鍵,B不正確;SiCl4在高溫條件下與氫氣反應(yīng)生成單質(zhì)硅,C正確;W、X、Z三種元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物分別為H2SiO3、HNO3、HClO4,其中高氯酸(HClO4)的酸性最強(qiáng),D正確。
13.在某溫度時(shí),將n molL-1氨水滴入10 mL 1.0 molL-1鹽酸中,溶液pH和溫度隨加入氨水體積變化曲線如圖所示,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( )
A.a(chǎn)點(diǎn)KW=1.010-14
B.水的電離程度:b>c>a>d
C.b點(diǎn):c(NH)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
D.25 ℃時(shí)NH4Cl水解常數(shù)為(n-1)10-7(用n表示)
解析:選D A項(xiàng),水的離子積與溫度有關(guān),a點(diǎn)時(shí)溶液溫度低于25 ℃,則水的離子積KW<1.010-14,錯(cuò)誤;B項(xiàng),b點(diǎn)溶液溫度最高,說(shuō)明此時(shí)兩溶液恰好反應(yīng)生成氯化銨,銨根離子水解促進(jìn)了水的電離,則a、d兩點(diǎn)都抑制了水的電離,則b點(diǎn)水的電離程度最大;由于d點(diǎn)混合液的pH不知,則不能判斷a、d兩點(diǎn)水的電離程度大小,錯(cuò)誤;C項(xiàng),b點(diǎn)時(shí)溶液的pH<7,則c(H+)>c(OH-),根據(jù)電荷守恒可知:c(Cl-)>c(NH),溶液中離子濃度大小為c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-),錯(cuò)誤;D項(xiàng),根據(jù)圖像可知,25 ℃時(shí)溶液的pH=7,則c(H+)=c(OH-)=10-7 molL-1,c(NH)=c(Cl-)=0.5 molL-1,根據(jù)物料守恒可知:c(NH3H2O)=(0.5n-0.5)molL-1,則25 ℃時(shí)NH4Cl水解常數(shù)為K==(n-1)10-7,正確。
[多練一題僅供選做]
下列關(guān)于溶液的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
①NaHCO3溶液加水稀釋?zhuān)龃?
②濃度均為0.1 molL-1的Na2CO3、NaHCO3混合溶液:2c(Na+)=3[c(CO)+c(HCO)]
③在0.1 molL-1氨水中滴加0.1 molL-1鹽酸,恰好中和時(shí)溶液的pH=a,則由水電離產(chǎn)生的c(OH-)=10-a molL-1
④向0.1 molL-1 Na2SO3溶液中加入少量NaOH固體,c(Na+)、c(SO)均增大
⑤Na2S稀溶液中:c(H+)=c(OH-)+c(H2S)+c(HS-)
A.②⑤ B.①③④
C.①③ D.③④
解析:選A 加水稀釋NaHCO3溶液,促進(jìn)HCO的水解,n(HCO)減少,而n(Na+)不變,增大,①正確;Na2CO3、NaHCO3物質(zhì)的量濃度相同,相當(dāng)于按物質(zhì)的量比1∶1混合,根據(jù)鈉元素和碳元素守恒,有2c(Na+)=3[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)],②不正確;0.1 molL-1氨水中滴加0.1 molL-1鹽酸,恰好中和生成NH4Cl,NH4Cl溶液中由水電離產(chǎn)生的c(OH-)與溶液中的c(H+)相等,c(OH-)水=c(H+)=10-a molL-1,③正確;加入少量NaOH固體,c(Na+)增大,c(OH-)增大,使SO+H2OHSO+OH-平衡逆向移動(dòng),c(SO)增大,④正確;根據(jù)質(zhì)子守恒,有c(OH-)=c(H+)+2c(H2S)+c(HS-),⑤不正確。
第一周 選擇題提速練(二)
7.中華民族歷史悠久,在浩瀚的歷史文明中有許多關(guān)于化學(xué)的記載,下列說(shuō)法不合理的是( )
選項(xiàng)
古代文獻(xiàn)
記載內(nèi)容
涉及原理
A
《淮南萬(wàn)畢術(shù)》
“曾青得鐵則化為銅”
活潑金屬置換不活潑金屬
B
《鶴林玉露一錢(qián)斬吏》
“一日一錢(qián),千日千錢(qián),繩鋸木斷,水滴石穿”
不涉及化學(xué)變化
C
《天工開(kāi)物》
“凡火藥,硫?yàn)榧冴?yáng),硝為純陰”
純陰指化合價(jià)降低,利用硝酸鉀的氧化性
D
《肘后備急方》
“青蒿一握,以水二升漬,絞取汁”
利用物理方法提取青蒿素
解析:選B 選項(xiàng)A,“曾青得鐵則化為銅”描述的是鐵和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅,鐵的活潑性強(qiáng)于銅,正確;選項(xiàng)B,“水滴石穿”是石灰石和水、二氧化碳反應(yīng)生成Ca(HCO3)2的過(guò)程,反應(yīng)方程式為CaCO3+CO2+H2O===Ca(HCO3)2,屬于化學(xué)變化,錯(cuò)誤;選項(xiàng)C,硝酸鉀、硫在一定條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng),正確;選項(xiàng)D,利用物理方法提取青蒿素,正確。
8.下列關(guān)于有機(jī)化合物的說(shuō)法正確的是( )
A.2甲基丁烷也稱(chēng)異丁烷
B.的羧基位置異構(gòu)體數(shù)目比的羥基位置異構(gòu)體數(shù)目少(不考慮立體異構(gòu))
C.乙醇、糖類(lèi)和蛋白質(zhì)都是人體必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)
D.合成橡膠與光導(dǎo)纖維都屬于有機(jī)高分子材料
解析:選B 2甲基丙烷的習(xí)慣命名為異丁烷,A不正確;的羧基位置異構(gòu)體為5種,的羥基位置異構(gòu)體為6種,B正確;乙醇不是人體必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),C不正確;光導(dǎo)纖維的成分為SiO2,不屬于有機(jī)高分子材料,D不正確。
9.用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說(shuō)法中不正確的是( )
A.常溫下,1 L pH=3的硫酸中,SO的數(shù)目約為510-4NA
B.1 mol氨基(—NH2)中含有電子的數(shù)目為10NA
C.一定條件下,1 mol N2與3 mol H2充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目可能為2NA
D.3 mol NO2和H2O完全反應(yīng),被還原的NO2分子數(shù)目為NA
解析:選B 1 L pH=3的硫酸中,c(H+)=110-3 molL-1,則c(SO)=510-4 molL-1,SO的數(shù)目約為510-4 molL-11 LNA mol-1=510-4NA,A項(xiàng)正確;1個(gè)—NH2中含有9個(gè)電子,1 mol氨基中含有電子的數(shù)目為9NA,B項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)N2+3H22NH3中轉(zhuǎn)移6e-,但該反應(yīng)為可逆反應(yīng),1 mol N2與3 mol H2不能反應(yīng)完全,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目小于6NA,故可能為2NA,C項(xiàng)正確;根據(jù)3NO2+H2O===2HNO3+NO可知,3 mol NO2和H2O完全反應(yīng),被還原的NO2分子數(shù)目為NA,D項(xiàng)正確。
10.已知X+、Y2+、Z-、W2-四種簡(jiǎn)單離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu),下列關(guān)于X、Y、Z、W四種主族元素的描述不正確的是( )
A.金屬性:X>Y,還原性:Z->W2-
B.原子半徑:X>Y>W>Z
C.離子半徑:Y2+
X>Z>W
解析:選A 由X+、Y2+、Z-、W2-具有相同的電子層結(jié)構(gòu)及X、Y、Z、W為主族元素可知,X、Y處于Z、W的下一周期,X、Y處于同一周期,且X的原子序數(shù)小于Y,Z、W處于同一周期,且W的原子序數(shù)小于Z。同一周期主族元素從左到右金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng),故金屬性:X>Y,非金屬性:WY>W>Z,B項(xiàng)正確;具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子,原子序數(shù)越小,離子半徑越大,故離子半徑:Y2+X>Z>W,D項(xiàng)正確。
11.已知:
鋰離子電池的總反應(yīng)為L(zhǎng)ixC+Li1-xCoO2C+LiCoO2;
鋰硫電池的總反應(yīng)為2Li+SLi2S,有關(guān)上述兩種電池說(shuō)法正確的是( )
A.鋰離子電池放電時(shí),Li+向負(fù)極遷移
B.鋰硫電池充電時(shí),鋰電極發(fā)生還原反應(yīng)
C.理論上兩種電池的比能量相同
D.圖中表示用鋰離子電池給鋰硫電池充電
解析:選B A項(xiàng),原電池中陽(yáng)離子向正極移動(dòng),則鋰離子電池放電時(shí),Li+向正極遷移,錯(cuò)誤;B項(xiàng),鋰硫電池充電時(shí),鋰電極與外接電源的負(fù)極相連,鋰電極上Li+得電子發(fā)生還原反應(yīng),正確;C項(xiàng),比能量是參與電極反應(yīng)的單位質(zhì)量的電極材料放出電能的大小,鋰硫電池放電時(shí)負(fù)極為L(zhǎng)i,鋰離子電池放電時(shí)負(fù)極為L(zhǎng)ixC,兩種電池的負(fù)極材料不同,所以比能量不同,錯(cuò)誤;D項(xiàng),給可充電池充電時(shí),應(yīng)正接正、負(fù)接負(fù),則用鋰離子電池給鋰硫電池充電,LiCoO2為正極,應(yīng)與正極S相連,錯(cuò)誤。
12.在常溫下,用0.100 0 molL-1的鹽酸滴定25 mL 0.100 0 molL-1 Na2CO3溶液,所得滴定曲線如圖所示。下列有關(guān)滴定過(guò)程中溶液相關(guān)微粒濃度間的關(guān)系不正確的是( )
A.a(chǎn)點(diǎn):c(HCO)>c(Cl-)>c(CO)
B.b點(diǎn):c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(HCO)+c(CO)+c(OH-)
C.c點(diǎn):c(OH-)+c(CO)=c(H+)+c(H2CO3)
D.d點(diǎn):c(Cl-)=c(Na+)
解析:選B a點(diǎn)HCl與Na2CO3的物質(zhì)的量之比為1∶2,發(fā)生反應(yīng):Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl,反應(yīng)后得到等物質(zhì)的量濃度的Na2CO3、NaHCO3、NaCl的混合溶液,由于CO的水解程度大于HCO的水解程度,故c(HCO)>c(Cl-)>c(CO),A項(xiàng)正確;b點(diǎn),根據(jù)電荷守恒,有c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(HCO)+2c(CO)+c(OH-),B項(xiàng)錯(cuò)誤;c點(diǎn)HCl與Na2CO3的物質(zhì)的量之比為1∶1,發(fā)生反應(yīng):Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl,反應(yīng)后得到等物質(zhì)的量濃度的NaHCO3、NaCl的混合溶液,根據(jù)質(zhì)子守恒,有c(OH-)+c(CO)=c(H+)+c(H2CO3),C項(xiàng)正確;d點(diǎn)HCl與Na2CO3的物質(zhì)的量之比為2∶1,根據(jù)物料守恒可知,c(Na+)=c(Cl-),D項(xiàng)正確。
13.由下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出的結(jié)論錯(cuò)誤的是( )
選項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)操作
現(xiàn)象
結(jié)論
A
取某Na2SO3溶液,加入足量的稀鹽酸,再滴加BaCl2溶液
先產(chǎn)生氣泡,后產(chǎn)生白色沉淀
Na2SO3已部分被氧化
B
向硅酸鈉水溶液中通入CO2
生成白色沉淀
碳酸的酸性比硅酸強(qiáng)
C
向含I-的無(wú)色溶液中滴加少量新制氯水,再滴加淀粉溶液
加入淀粉后溶液變成藍(lán)色
氧化性:Cl2>I2
D
向3 mL 0.1 molL-1 NaOH溶液中滴加0.1 molL-1 MgCl2溶液3滴后,再滴加3滴0.1 molL-1 FeCl3溶液
開(kāi)始出現(xiàn)白色沉淀,后出現(xiàn)紅褐色沉淀
Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Fe(OH)3]
解析:選D 一般認(rèn)為一滴液體的體積是0.05 mL。D選項(xiàng)中,第一次操作后,氫氧化鈉過(guò)量,再滴入三氯化鐵溶液出現(xiàn)的紅褐色沉淀是Fe3+與溶液中的OH-反應(yīng)生成的,而不是Mg(OH)2→Fe(OH)3,D不正確。
[多練一題僅供選做]
高鐵電池是以高鐵酸鹽(K2FeO4、BaFeO4等)為正極材料的新型化學(xué)電池,這種電池具有能量密度大、體積小、質(zhì)量輕、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。這種電池的總反應(yīng)為3Zn+2FeO+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4OH-。如圖是高鐵電池與常用的高能堿性電池的放電曲線。下列有關(guān)判斷不正確的是( )
A.放電過(guò)程中正極區(qū)電解液pH升高
B.放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)式為
Zn+2H2O-2e-===Zn(OH)2+2H+
C.充電時(shí),每轉(zhuǎn)移3 mol電子,則有1 mol Fe(OH)3被氧化
D.高鐵電池比高能堿性電池工作電壓穩(wěn)定,放電時(shí)間長(zhǎng)
解析:選B 放電時(shí),正極區(qū)生成OH-,故正極區(qū)電解液堿性增強(qiáng),即pH升高,A項(xiàng)正確;堿性環(huán)境中,Zn被氧化生成的Zn2+直接與OH-結(jié)合生成Zn(OH)2,故負(fù)極反應(yīng)式為Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2,B項(xiàng)錯(cuò)誤;1 mol Fe(OH)3被氧化為FeO時(shí),轉(zhuǎn)移3 mol電子,C項(xiàng)正確;對(duì)比題圖中的兩曲線可知高鐵電池比高能堿性電池工作電壓穩(wěn)定,放電時(shí)間長(zhǎng),D項(xiàng)正確。
第一周 選擇題提速練(三)
7.近年來(lái),內(nèi)蒙古海拉爾大草原投入大量新型節(jié)能環(huán)保的風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng),解決了部分偏遠(yuǎn)地區(qū)供電難的問(wèn)題,風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)原理如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是( )
A.圖示能實(shí)現(xiàn)的能量轉(zhuǎn)化形式至少有5種
B.太陽(yáng)能電池板制作材料為高純度的二氧化硅
C.蓄電池為二次電源
D.該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)運(yùn)用新能源達(dá)到節(jié)能、環(huán)保、低碳的要求
解析:選B 風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能,太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能(蓄電池),燈泡將電能轉(zhuǎn)化為光能等,A正確;太陽(yáng)能電池板制作材料為晶體硅,B不正確;蓄電池可充電再使用,C正確;新能源節(jié)能、環(huán)保、低碳,D正確。
8.用18O標(biāo)記光合作用的化學(xué)方程式:xCO2+2xHO(CH2O)x+x18O2+xH2O。NA代表阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述不正確的是( )
A.反應(yīng)中生成O2的質(zhì)量與反應(yīng)消耗H2O中氧元素的質(zhì)量相等
B.18 g HO和18 g H2O中含有的質(zhì)子數(shù)均為10NA
C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4 L CO2與22.4 L 18O2所含氧原子數(shù)均為2NA
D.每消耗1 mol HO,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA
解析:選B 1 mol HO與1 mol H2O含有的質(zhì)子數(shù)均為10NA相等,但18 g HO的物質(zhì)的量小于1 mol,故18 g HO含有的質(zhì)子數(shù)小于10NA。
9.下列有關(guān)有機(jī)化合物的說(shuō)法正確的是( )
A.在鐵催化作用下,苯與溴水能發(fā)生取代反應(yīng)
B.聚乙烯塑料中含有大量碳碳雙鍵,容易老化
C.有機(jī)物的一氯代物有5種
D.乙酸乙酯、油脂分別與熱NaOH溶液反應(yīng)均有醇生成
解析:選D A項(xiàng),在鐵催化作用下,苯與液溴能發(fā)生取代反應(yīng),錯(cuò)誤;B項(xiàng),聚乙烯中不含碳碳雙鍵,錯(cuò)誤;C項(xiàng),的一氯代物有3種,錯(cuò)誤;D項(xiàng),乙酸乙酯與熱NaOH溶液反應(yīng)生成乙醇,油脂與熱NaOH溶液反應(yīng)生成丙三醇,正確。
10.下列圖示實(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? )
A.利用甲裝置制備少量O2
B.利用乙裝置制備無(wú)水氯化鐵
C.利用丙裝置比較元素非金屬性強(qiáng)弱
D.利用丁裝置收集氨氣
解析:選C 該裝置為啟普發(fā)生器的簡(jiǎn)易裝置,適合塊狀固體和液體的反應(yīng),Na2O2為粉末狀固體,A項(xiàng)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模患訜嵴舭l(fā)FeCl3溶液時(shí),F(xiàn)eCl3水解得到Fe(OH)3和HCl,HCl受熱揮發(fā),最終得不到FeCl3,B項(xiàng)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?;錐形瓶、燒杯中分別發(fā)生反應(yīng):Na2CO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+CO2↑、Na2SiO3+H2O+CO2===Na2CO3+H2SiO3↓,根據(jù)“強(qiáng)酸制弱酸”原理,知酸性:H2SO4>H2CO3>H2SiO3,根據(jù)元素的非金屬性越強(qiáng),其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng),知非金屬性:S>C>Si,C項(xiàng)能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模话睔鈽O易溶于水,不能用排飽和氯化銨溶液的方法收集氨氣,D項(xiàng)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?
11.向體積均為10 mL且物質(zhì)的量濃度相同的兩份NaOH溶液中分別通入一定量的CO2得到溶液甲和乙。向甲、乙兩溶液中分別滴加0.1 molL-1鹽酸。此時(shí)反應(yīng)生成CO2體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)與所加鹽酸體積間的關(guān)系如圖所示。則下列敘述中正確的是( )
A.原NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為0.5 molL-1
B.當(dāng)0Z
D.W與Y形成的化合物可分別與NaOH溶液和鹽酸反應(yīng)
解析:選B 根據(jù)元素信息Y為Al元素、W為O元素、Z為S元素、X為Na元素。A項(xiàng),根據(jù)同周期原子半徑從左而右逐漸減小,同主族原子半徑從上而下逐漸增大,可知r(X)>r(Y)>r(Z)>r(W),正確;B項(xiàng),在Na2O2中存在共價(jià)鍵,錯(cuò)誤;C項(xiàng),O的非金屬性強(qiáng)于S,所以H2O比H2S穩(wěn)定,正確;D項(xiàng),Al2O3既能溶于強(qiáng)酸,又能溶于強(qiáng)堿,正確。
13.某種熔融碳酸鹽燃料電池以Li2CO3、K2CO3為電解質(zhì)、以CH4為燃料時(shí),該電池工作原理如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( )
A.a(chǎn)為空氣,b為CH4
B.CO向正極移動(dòng),K+、Li+向負(fù)極移動(dòng)
C.負(fù)極電極反應(yīng)式為CH4-8e-+4CO===5CO2+2H2O
D.正極電極反應(yīng)式為O2+4e-+2H2O===4OH-
解析:選C 裝置中電子流出的a電極應(yīng)為原電池的負(fù)極,通入的是CH4氣體,A錯(cuò)誤;原電池裝置中,陽(yáng)離子向正極移動(dòng),陰離子向負(fù)極移動(dòng),B錯(cuò)誤;該燃料電池使用熔融電解質(zhì),無(wú)H2O,正極電極反應(yīng)式應(yīng)為O2+4e-+2CO2===2CO(b應(yīng)為空氣與CO2的混合氣體),故D錯(cuò)誤。
[多練一題僅供選做]
pH是溶液中c(H+)的負(fù)對(duì)數(shù),若定義pC是溶液中微粒物質(zhì)的量濃度的負(fù)對(duì)數(shù),則常溫下,某濃度的草酸(H2C2O4)水溶液中pC(H2C2O4)、pC(HC2O)、pC(C2O)隨著溶液pH的變化曲線如圖所示:
下列說(shuō)法不正確的是( )
A.pH=4時(shí),c(HC2O)>c(C2O)
B.草酸的電離常數(shù)Ka1=10-1.3
C.c(H2C2O4)+c(HC2O)+c(C2O)一定不變
D.=10-3
解析:選C 因?yàn)槎xpC是溶液中微粒物質(zhì)的量濃度的負(fù)對(duì)數(shù),故微粒的濃度越大,pC越小。溶液pH增大的過(guò)程是加入OH-的過(guò)程,即H2C2O4HC2OC2O,可知曲線Ⅰ對(duì)應(yīng)的是HC2O變化、曲線Ⅱ?qū)?yīng)的是H2C2O4變化、曲線Ⅲ對(duì)應(yīng)的是C2O變化,A正確;當(dāng)pH=1.3時(shí),c(H+)=10-1.3 molL-1,而c(H2C2O4)=c(HC2O),Ka1==10-1.3,B正確;加OH-的過(guò)程可能改變了溶液的體積,c(H2C2O4)+c(HC2O)+c(C2O)隨溶液體積的增大而減小,C錯(cuò)誤;根據(jù)Ka1的求法可知Ka2=10-4.3,將分子和分母均乘以c(H+),則==10-3,D正確。
第一周 高考仿真限時(shí)練
一、選擇題
7.古代造紙工藝中使用的某種物質(zhì)存在副作用,它易導(dǎo)致紙張發(fā)生酸性腐蝕,使紙張變脆,易破損。該物質(zhì)是( )
A.生石灰 B.草木灰
C.明礬 D.漂白粉
解析:選C 該物質(zhì)易導(dǎo)致紙張發(fā)生酸性腐蝕,說(shuō)明該物質(zhì)的水溶液呈酸性,生石灰溶于水得到氫氧化鈣溶液,溶液呈堿性;草木灰的主要成分為K2CO3,漂白粉的主要成分為Ca(ClO)2,二者均為強(qiáng)堿弱酸鹽,故草木灰、漂白粉溶于水得到的溶液均呈堿性;明礬溶于水,由于Al3+水解而使溶液呈酸性。故該物質(zhì)為明礬,C項(xiàng)正確。
8.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是( )
A.10 g 46%的乙醇水溶液中所含氫原子的數(shù)目為0.6NA
B.0.1 molL-1 AlCl3溶液中含有Cl-數(shù)目為0.3NA
C.5.6 g乙烯和環(huán)丁烷(C4H8)的混合氣體中含的碳原子數(shù)為0.4NA
D.11.2 L CO2與足量的Na2O2充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.5NA
解析:選C 10 g 46%乙醇溶液中含有0.1 mol乙醇和0.3 mol水,所含氫原子數(shù)目為1.2NA,A錯(cuò)誤;溶液體積未知,0.1 molL-1 AlCl3溶液中含有Cl-數(shù)目不一定為0.3NA,B錯(cuò)誤;乙烯和環(huán)丁烷的最簡(jiǎn)式相同,均是CH2,所以5.6 g乙烯和環(huán)丁烷(C4H8)的混合氣體中含的CH2物質(zhì)的量是0.4 mol,碳原子數(shù)為0.4NA,C正確;11.2 L CO2不一定處于標(biāo)準(zhǔn)狀況下,與足量的Na2O2充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)不一定為0.5NA,D錯(cuò)誤。
9.分子式C9H10O2的有機(jī)物,其結(jié)構(gòu)中含有苯環(huán)且可以與飽和NaHCO3溶液反應(yīng)放出氣體的同分異構(gòu)體有(不考慮立體異構(gòu))( )
A.12種 B.13種
C.14種 D.15種
解析:選C 該有機(jī)物能與NaHCO3發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氣體,說(shuō)明含有羧基—COOH,取代基為正丙酸基時(shí),1種;取代基為異丙酸基,1種;取代基為—COOH、—CH2CH3,有鄰、間、對(duì)3種;取代基為乙酸基、—CH3,有鄰、間、對(duì)3種;取代基為—COOH、—CH3,—CH3,2個(gè)甲基鄰位,2種,2個(gè)甲基間位,3種,2個(gè)甲基對(duì)位,1種;符合條件的總共有14種。
10.X、Y、Z、W、M五種元素的原子序數(shù)依次增大。已知X、Y、Z、W是短周期元素中的四種非金屬元素,X元素的原子形成的離子就是一個(gè)質(zhì)子;Y原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍;Z、W在元素周期表中處于相鄰的位置,它們的單質(zhì)在常溫下均為無(wú)色氣體;M是地殼中含量最高的金屬元素。下列說(shuō)法正確的是( )
A.五種元素的原子半徑從大到小的順序是:M>W>Z>Y>X
B.X、Z兩元素能形成原子個(gè)數(shù)比(X∶Z)為3∶1和4∶2的化合物
C.化合物YW2、ZW2都是酸性氧化物
D.用M單質(zhì)作陽(yáng)極,石墨作陰極電解NaHCO3溶液,電解一段時(shí)間后,在陰極區(qū)會(huì)出現(xiàn)白色沉淀
解析:選B X元素的原子形成的離子就是一個(gè)質(zhì)子,應(yīng)為H元素,Y原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍,應(yīng)為C元素;Z、W在元素周期表中處于相鄰的位置,它們的單質(zhì)在常溫下均為無(wú)色氣體,則Z為N元素、W為O元素;M是地殼中含量最高的金屬元素,應(yīng)為Al元素。氫原子半徑最小,同周期隨原子序數(shù)增大原子半徑減小,同主族自上而下原子半徑增大,故原子半徑Al>C>N>O>H,即M>Y>Z>W>X,故A錯(cuò)誤;N、H兩元素能形成NH3、N2H4,故B正確;NO2與水反應(yīng)生成硝酸和NO,不是酸性氧化物,故C錯(cuò)誤;用鋁單質(zhì)作陽(yáng)極,石墨作陰極電解NaHCO3溶液,陰極生成氫氣,不會(huì)生成沉淀,故D錯(cuò)誤。
11.我國(guó)對(duì)“可呼吸”的鈉-二氧化碳電池的研究取得突破性進(jìn)展。該電池的總反應(yīng)式為4Na+3CO22Na2CO3+C,其工作原理如圖所示(放電時(shí)產(chǎn)生的Na2CO3固體儲(chǔ)存于碳納米管中)。下列說(shuō)法不正確的是( )
A.放電時(shí),鈉金屬片作負(fù)極,碳納米管作正極
B.充電時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)為2Na2CO3+C-4e-===3CO2↑+4Na+
C.放電時(shí),Na+從負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng)
D.該電池的電解質(zhì)溶液也可使用NaClO4的水溶液
解析:選D 根據(jù)電池的總反應(yīng)式可知,放電時(shí)Na發(fā)生氧化反應(yīng),則鈉金屬片作負(fù)極,碳納米管作正極,A項(xiàng)正確;充電時(shí),陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng),C轉(zhuǎn)化為CO2,電極反應(yīng)為2Na2CO3+C-4e-===3CO2↑+4Na+,B項(xiàng)正確;放電時(shí),Na+從負(fù)極區(qū)向正極區(qū)移動(dòng),C項(xiàng)正確;金屬鈉能與水反應(yīng),故電解質(zhì)溶液不能使用水溶液,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
12.在一定條件下鐵粉和水蒸氣反應(yīng),可以得到鐵的氧化物。實(shí)驗(yàn)中其他試劑自選(裝置中必要的鐵架臺(tái)、鐵夾、鐵圈、石棉網(wǎng)、加熱設(shè)備等在圖中均已略去)。根據(jù)圖示判斷下列說(shuō)法不正確的是( )
A.實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)試管A中應(yīng)加入的試劑是鐵粉
B.燒瓶B的作用是防止倒吸,燒瓶C的作用是產(chǎn)生水蒸氣
C.試管D中收集到的是H2
D.A、B裝置都需要酒精燈加熱
解析:選B 本實(shí)驗(yàn)要實(shí)現(xiàn)鐵和水蒸氣的反應(yīng),在試管中應(yīng)該放置鐵粉,燒瓶B中是水,通過(guò)加熱使水蒸氣進(jìn)入試管中反應(yīng),燒瓶C起緩沖作用,用試管D收集生成的氫氣。試管A中加入鐵粉,A項(xiàng)正確;燒瓶B中產(chǎn)生水蒸氣,燒瓶C防止倒吸,B項(xiàng)錯(cuò)誤;試管D收集氫氣,C項(xiàng)正確;加熱燒瓶B產(chǎn)生水蒸氣,加熱試管A使鐵粉與水蒸氣發(fā)生反應(yīng),D項(xiàng)正確。
13.下列溶液中粒子的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是( )
A.NaH2PO4溶液pH<7,則在溶液中:
c(Na+)>c(H2PO)>c(H3PO4)>c(HPO)
B.0.1 molL-1(NH4)2SO4溶液與0.1 molL-1NH3H2O溶液等體積混合:
c(NH)+c(H+)=2c(SO)+c(OH-)
C.0.1 molL-1CH3COONa溶液與0.1 molL-1CH3COOH溶液等體積混合(pH<7):
c(CH3COOH)>c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)
D.0.2 molL-1NaHCO3溶液與0.1 molL-1Na2CO3溶液等體積混合:
2c(Na+)=3c(CO)+3c(HCO)+3c(H2CO3)
解析:選B A項(xiàng),NaH2PO4溶液的pH<7,溶液顯酸性,說(shuō)明H2PO的電離程度大于其水解程度,則c(HPO)>c(H3PO4),濃度大小為:c(Na+)>c(H2PO)>c(HPO)>c(H3PO4),錯(cuò)誤;B項(xiàng),0.1 molL-1(NH4)2SO4溶液與0.1 molL-1NH3H2O溶液等體積混合,電荷守恒關(guān)系為:c(NH)+c(H+)=2c(SO)+c(OH-),正確;C項(xiàng),0.1 molL-1CH3COONa溶液與0.1 molL-1CH3COOH溶液等體積混合(pH<7),說(shuō)明醋酸的電離程度大于醋酸根離子的水解程度,則c(CH3COO-)>c(CH3COOH),由物料守恒關(guān)系c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)知,c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH),濃度大小為:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+),錯(cuò)誤;D項(xiàng),0.2 molL-1NaHCO3溶液與0.1 molL-1 Na2CO3溶液等體積混合,物料守恒關(guān)系:3c(Na+)=2c(CO)+2c(HCO)+2c(H2CO3),錯(cuò)誤。
二、非選擇題
26.過(guò)碳酸鈉(Na2CO4)是一種很好的供氧劑,其與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Na2CO4+4HCl===4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O。市售過(guò)碳酸鈉一般都含有碳酸鈉,為測(cè)定某過(guò)碳酸鈉樣品(只含Na2CO4和Na2CO3)的純度,某化學(xué)興趣小組采用以下兩種方案實(shí)施:
(1)操作①和③的名稱(chēng)分別為_(kāi)_______、________。
(2)上述操作中,使用到玻璃棒的有________(填操作序號(hào))。
(3)請(qǐng)簡(jiǎn)述操作③的操作過(guò)程:_____________________________________________。
方案二:按如圖裝好實(shí)驗(yàn)裝置,Q為一塑料氣袋,隨意取適量樣品于其中,打開(kāi)分液漏斗活塞,將稀鹽酸滴入氣袋中至充分反應(yīng)。
(4)為測(cè)定反應(yīng)生成氣體的總體積,滴稀鹽酸前必須關(guān)閉________,打開(kāi)________(填“K1”“K2”或“K3”),導(dǎo)管A的作用是______________________。
(5)當(dāng)上述反應(yīng)停止后,使K1、K3處于關(guān)閉狀態(tài),K2處于打開(kāi)狀態(tài),再緩緩打開(kāi)K1。B中裝的固體試劑是________,為何要緩緩打開(kāi)K1?________________。
(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),量筒Ⅰ中有x mL水,量筒Ⅱ中收集到了y mL氣體,則樣品中過(guò)碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是________。
解析:(1)為獲得樣品的質(zhì)量值,需要進(jìn)行稱(chēng)量,故操作①是稱(chēng)量;為從溶液中得到固體溶質(zhì),需要進(jìn)行蒸發(fā),故操作③是蒸發(fā)結(jié)晶。
(2)操作②用玻璃棒攪拌以加快反應(yīng)速率;操作③用玻璃棒攪拌以加快溶液的蒸發(fā)并防止出現(xiàn)暴沸現(xiàn)象。
(3)蒸發(fā)結(jié)晶時(shí),通常不能將水全部蒸發(fā)完再停止加熱,應(yīng)待還有少量水或出現(xiàn)大量晶體時(shí)就停止加熱,然后利用余熱將剩余的少量水蒸干。
(4)反應(yīng)是在塑料氣袋中進(jìn)行的,生成的CO2、O2均在袋內(nèi),氣袋膨脹會(huì)將瓶?jī)?nèi)空氣排出,由于左側(cè)連接有盛有試劑的裝置B,故首先應(yīng)關(guān)閉K2、K1,打開(kāi)K3,此時(shí)測(cè)量出的體積為CO2、O2兩種氣體的體積之和(瓶?jī)?nèi)排出的空氣體積與塑料內(nèi)生成的氣體體積相等)。導(dǎo)管A可平衡氣壓,有利于分液漏斗中液體的順利滴下,同時(shí)消除滴下液體的體積對(duì)氣體體積的影響。
(6)量筒Ⅱ收集的是y mL氧氣,由2Na2CO4+4HCl===4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O,可求出m(Na2CO4)=2122 gmol-1,Na2CO4產(chǎn)生的CO2體積是O2體積的兩倍,量筒Ⅰ收集的氣體體積等于袋內(nèi)生成的全部的氣體體積,故由碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳體積為(x-3y)mL,m(Na2CO3)=106 gmol-1,代入即可算出過(guò)碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
答案:(1)稱(chēng)量 蒸發(fā)結(jié)晶
(2)②③
(3)加熱蒸發(fā)至蒸發(fā)皿中出現(xiàn)大量晶體時(shí),停止加熱,利用余熱蒸干蒸發(fā)皿中的固體
(4)K1、K2 K3 平衡分液漏斗內(nèi)和反應(yīng)體系內(nèi)壓強(qiáng),使稀鹽酸順利滴下,同時(shí)消除滴下稀鹽酸的體積對(duì)氣體體積的影響
(5)堿石灰(合理答案均可) 讓生成的CO2能充分被B中堿石灰吸收,使量筒內(nèi)收集到較純凈的O2
(6)
27.碳酸亞鐵(FeCO3)是菱鐵礦的主要成分,將其隔絕空氣加熱到200 ℃開(kāi)始分解為FeO和CO2,若將其在空氣中高溫煅燒則生成Fe2O3。
(1)已知25 ℃、101 kPa時(shí):
①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393 kJmol-1
②鐵及其化合物反應(yīng)的焓變示意圖如圖:
請(qǐng)寫(xiě)出FeCO3在空氣中煅燒生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式:______________________。
(2)據(jù)報(bào)道,一定條件下Fe2O3可被甲烷還原為“納米級(jí)”的金屬鐵。其化學(xué)方程式為Fe2O3(s)+3CH4(g)2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g) ΔH
①反應(yīng)在3 L的密閉容器中進(jìn)行,2 min后達(dá)到平衡,測(cè)得Fe2O3在反應(yīng)中質(zhì)量減少4.8 g,則該段時(shí)間內(nèi)用H2表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為_(kāi)_______________。
②將一定量的Fe2O3(s)和CH4(g )置于恒溫恒容密閉容器中,在一定條件下反應(yīng),能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是____________。
A.CO和H2的物質(zhì)的量之比為1∶2
B.混合氣體的密度不再改變
C.鐵的物質(zhì)的量不再改變
D.v正(CO)=2v逆(H2)
③在容積均為V L的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)相同的密閉容器中加入足量“納米級(jí)”的金屬鐵,然后分別充入a mol CO和2a mol H2,三個(gè)容器的反應(yīng)溫度分別為T(mén)1、T2、T3且恒定不變,在其他條件相同的情況下,實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)均進(jìn)行到t min時(shí),CO的體積分?jǐn)?shù)如圖所示,此時(shí)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)容器中一定處于化學(xué)平衡狀態(tài)的是________;上述反應(yīng)的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。
(3)Fe2O3用CO還原焙燒的過(guò)程中,反應(yīng)物、生成物和溫度之間的關(guān)系如圖所示。
(圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四條曲線是四個(gè)化學(xué)反應(yīng)平衡時(shí)的氣相組成對(duì)溫度作圖得到的;A、B、C、D四個(gè)區(qū)域分別是Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe穩(wěn)定存在的區(qū)域)
若在800 ℃,混合氣體中CO2體積分?jǐn)?shù)為40%的條件下,F(xiàn)e2O3用CO還原焙燒,寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________________________。
(4)Fe2O3還可以用來(lái)制備FeCl3,通過(guò)控制條件FeCl3可生成聚合物,其離子方程式為xFe3++yH2OFex(OH)+yH+。下列措施不能使平衡正向移動(dòng)的是________(填字母)。
A.加水稀釋 B.加入少量鐵粉
C.升溫 D.加入少量Na2CO3
解析:(1)由鐵及其化合物反應(yīng)的焓變示意圖可推知
①4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3ΔH1=-1 648 kJmol-1
②2FeCO3(s)===2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)ΔH2=+1 480 kJmol-1
③C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH3=-393 kJmol-1
則在空氣中煅燒FeCO3生成Fe2O3的焓變?chǔ)=2ΔH2+ΔH1+4ΔH3=21 480 kJmol-1+(-1 648 kJmol-1)+4(-393 kJmol-1)=-260 kJmol-1,則熱化學(xué)方程式為4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g) ΔH=-260 kJmol-1。
(2)①測(cè)得Fe2O3在反應(yīng)中減少的質(zhì)量為4.8 g,則反應(yīng)的n(Fe2O3)==0.03 mol,根據(jù)反應(yīng)方程式得n(H2)=6n(Fe2O3)=60.03 mol=0.18 mol,則用H2表示的反應(yīng)速率為v(H2)==0.03 molL-1min-1。②因?yàn)榉磻?yīng)開(kāi)始時(shí),無(wú)CO和H2,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,CO和H2的物質(zhì)的量之比一直為1∶2,不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),A錯(cuò)誤;該反應(yīng)有固體參加,反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量有變化,又因?yàn)槿萜骱闳?,所以?dāng)混合氣體的密度不變時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),B正確;鐵為反應(yīng)物,當(dāng)其質(zhì)量不再改變時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),C正確,當(dāng)2v正(CO)=v逆(H2)時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),D錯(cuò)誤。③由題圖可知,T1中的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)門(mén)2中的狀態(tài),CO的體積分?jǐn)?shù)減小,說(shuō)明反應(yīng)正向進(jìn)行,所以狀態(tài)Ⅰ未達(dá)到平衡狀態(tài);T2中的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)門(mén)3中的狀態(tài),CO的體積分?jǐn)?shù)增加,說(shuō)明反應(yīng)逆向移動(dòng),說(shuō)明Ⅱ可能達(dá)到平衡狀態(tài),一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是狀態(tài)Ⅲ。T3時(shí)溫度最高,CO的體積分?jǐn)?shù)增大,所以2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g)Fe2O3(s)+3CH4(g)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),則逆反應(yīng)的ΔH大于0。
(4)對(duì)于可逆反應(yīng),增加反應(yīng)物的量和減少生成物的量都可以使反應(yīng)正向移動(dòng),聚合反應(yīng)為吸熱反應(yīng),所以升高溫度平衡正向移動(dòng);加入鐵粉,反應(yīng)物Fe3+的量減少,平衡逆向移動(dòng),故選B。
答案:(1)4FeCO3(s)+O2(g)===2Fe2O3(s)+4CO2(g)ΔH=-260 kJmol-1
(2)①0.03 molL-1min-1?、贐C?、邰蟆〈笥?
(3)Fe2O3+CO2FeO+CO2
(4)B
28.我國(guó)產(chǎn)銅主要取自黃銅礦(CuFeS2),隨著礦石品位的降低和環(huán)保要求的提高,濕法煉銅的優(yōu)勢(shì)日益突出。該工藝的核心是黃銅礦的浸出,目前主要有氧化浸出、配位浸出和生物浸出三種方法。
Ⅰ.氧化浸出
(1)在硫酸介質(zhì)中用雙氧水將黃銅礦氧化,測(cè)得有SO生成。
①該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_____________________________________________。
②該反應(yīng)在25~50 ℃下進(jìn)行,實(shí)際生產(chǎn)中雙氧水的消耗量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于理論值,試分析其原因:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.配位浸出
反應(yīng)原理為CuFeS2+NH3H2O+O2+OH-―→[Cu(NH3)4]2++Fe2O3+SO+H2O(未配平)。
(2)為提高黃銅礦的浸出率,可采取的措施有________________________(至少寫(xiě)出兩點(diǎn))。
(3)為穩(wěn)定浸出液的pH,生產(chǎn)中需要向氨水中添加NH4Cl,構(gòu)成NH3H2ONH4Cl緩沖溶液。某小組在實(shí)驗(yàn)室對(duì)該緩沖體系進(jìn)行了研究:25 ℃時(shí),向a molL-1的氨水中緩慢加入等體積0.02 molL-1的NH4Cl溶液,平衡時(shí)溶液呈中性。則NH3H2O的電離常數(shù)Kb=________(用含a的代數(shù)式表示);滴加NH4Cl溶液的過(guò)程中水的電離平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移動(dòng)。
Ⅲ.生物浸出
在反應(yīng)釜中加入黃銅礦、硫酸鐵、硫酸和微生物,并鼓入空氣,黃銅礦逐漸溶解,反應(yīng)釜中各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。
(4)在微生物的作用下,可以循環(huán)使用的物質(zhì)有______(填化學(xué)式),微生物參與的離子反應(yīng)方程式為_(kāi)___________________________________________(任寫(xiě)一個(gè))。
(5)假如黃銅礦中的鐵元素最終全部轉(zhuǎn)化為Fe3+,當(dāng)有2 mol SO生成時(shí),理論上消耗O2的物質(zhì)的量為_(kāi)_______。
解析:(1)①在硫酸介質(zhì)中用雙氧水將黃銅礦(CuFeS2)氧化生成SO,由于H2O2具有強(qiáng)氧化性,該過(guò)程中Fe2+、S2-均被氧化,據(jù)此可得CuFeS2+H2O2+H+―→Cu2++Fe3++SO+H2O,結(jié)合得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒配平該離子方程式。
②H2O2不穩(wěn)定,受熱易分解,且反應(yīng)產(chǎn)物Cu2+、Fe3+催化H2O2的分解,故實(shí)際生產(chǎn)中雙氧水的消耗量遠(yuǎn)高于理論值。
(2)提高黃銅礦的浸出率,即增大反應(yīng)CuFeS2+NH3H2O+O2+OH-―→[Cu(NH3)4]2++Fe2O3+SO+H2O向右進(jìn)行的程度,可通過(guò)增大氨水的濃度、增大O2的壓強(qiáng)、分離浸出液、減少[Cu(NH3)4]2+、SO的濃度等措施來(lái)實(shí)現(xiàn)。
(3)a molL-1氨水中加入等體積0.02 molL-1 NH4Cl溶液,平衡時(shí)溶液呈中性,此時(shí)溶液中c(OH-)=c(H+)=110-7 molL-1,c(NH3H2O)≈ molL-1,c(NH)≈0.01 molL-1。NH3H2O的電離常數(shù)Kb===。滴加NH4Cl溶液的過(guò)程中,NH的增加抑制氨水的電離,則氨水對(duì)水的電離抑制程度減小,故水的電離平衡正向移動(dòng)。
(4)由反應(yīng)釜中各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖可知,F(xiàn)e3+被還原為Fe2+,后在微生物作用下被O2氧化為Fe3+;S8在微生物作用下,與O2和H2O反應(yīng)生成H2SO4,而H2SO4又可重新進(jìn)入反應(yīng)釜參與反應(yīng),故可以循環(huán)使用的物質(zhì)為Fe2(SO4)3、H2SO4。
(5)由圖中轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,黃銅礦(CuFeS2)被O2氧化生成Fe3+、SO,生成2 mol SO的同時(shí),生成1 mol Fe3+,失電子的總物質(zhì)的量為1 mol+28 mol=17 mol,根據(jù)得失電子守恒可知,消耗O2的物質(zhì)的量為17 mol=4.25 mol。
答案:(1)①2CuFeS2+17H2O2+2H+===2Cu2++2Fe3++4SO+18H2O
②H2O2受熱分解;產(chǎn)物Cu2+、Fe3+催化H2O2分解等(答出一點(diǎn)即可)
(2)提高氨水的濃度、提高氧壓(其他合理答案也可)
(3) 正向
(4)Fe2(SO4)3、H2SO4(或Fe3+、H+)
4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O(或S8+12O2+8H2O8SO+16H+)
(5)4.25 mol
三、選考題
35.[物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]硼及其化合物在耐高溫合金工業(yè)、催化劑制造、高能燃料等方面有廣泛應(yīng)用。
(1)硼原子的價(jià)電子排布圖為_(kāi)___________。
(2)B2H6是一種高能燃料,它與Cl2反應(yīng)生成的BCl3可用于半導(dǎo)體摻雜工藝及高純硅制造。由第二周期元素組成的與BCl3互為等電子體的陰離子為_(kāi)_______。
(3)氮硼烷化合物(H2N―→BH2)和Ti(BH4)3均為廣受關(guān)注的新型儲(chǔ)氫材料。
①B與N的第一電離能:B__________N(填“>”“<”或“=”,下同)。H2N―→BH2中B原子的雜化類(lèi)型為_(kāi)_______。
②Ti(BH4)3由TiCl3和LiBH4反應(yīng)制得。BH的立體構(gòu)型是____________________;寫(xiě)出制備反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________________________________。
(4)磷化硼(BP)是受到高度關(guān)注的耐磨材料,它可用作金屬表面的保護(hù)層。如圖為磷化硼晶胞。
①磷化硼晶體屬于______________晶體(填晶體類(lèi)型),____________(填“是”或“否”)含有配位鍵。
②晶體中P原子的配位數(shù)為_(kāi)___________。
③已知BP的晶胞邊長(zhǎng)為a nm,NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,則磷化硼晶體的密度為_(kāi)___________gcm-3(用含a、NA的式子表示)。
解析:(2)原子總數(shù)相同,價(jià)電子總數(shù)也相同的粒子互為等電子體,所以由第二周期元素組成的與BCl3互為等電子體的陰離子為CO或NO。
(3)①H2N―→BH2中B原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為=3,所以B原子雜化類(lèi)型為sp2;②BH中B原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為=4,所以雜化方式為sp3雜化,則BH的立體構(gòu)型為正四面體,Ti(BH4)3由TiCl3和LiBH4反應(yīng)制得,反應(yīng)的化學(xué)方程式為T(mén)iCl3+3LiBH4===Ti(BH4)3+3LiCl。
(4)①在磷化硼晶體中,磷和硼原子之間通過(guò)共價(jià)鍵相互作用,結(jié)合耐磨的性質(zhì)可知其晶體類(lèi)型為原子晶體;硼原子最外層有3個(gè)電子,但根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知,每個(gè)硼周?chē)加?個(gè)共價(jià)鍵,所以存在配位鍵。②根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知,每個(gè)磷原子周?chē)?個(gè)硼原子,所以配位數(shù)為4。③BP的晶胞邊長(zhǎng)為a nm=a10-7 cm,其體積為(a10-7 cm)3,根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)可知,每個(gè)晶胞中含有P原子數(shù)為4,B原子數(shù)為8+6=4,所以磷化硼晶體的密度為 gcm-3=gcm-3。
答案:(1) (2)CO或NO
(3)①< sp2 ②正四面體 TiCl3+3LiBH4===Ti(BH4)3+3LiCl
(4)①原子 是?、? ③
36.[有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)]偽麻黃堿(D)是某感冒藥的成分之一,能夠緩解感冒時(shí)帶來(lái)的鼻塞、流鼻涕和打噴嚏等癥狀,其中一種合成路線如下:
回答下列問(wèn)題:
(1)偽麻
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