河北省衡水中学2022-2023学年高三上学期高考四调考试化学试题(含答案)
展开河北省衡水中学2023届上学期高三年级四调考试
化 学
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。共8页,总分100分,考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量: H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27
Si 28 S 32 K 39 Fe 56 Cu 64
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.《博物新编》有关于磺强水制法的记载:“以铅作一密炉,炉底贮以清水,焚硝磺于炉中,使硝磺之气重坠入水,然后将水再行蒸炼,一如蒸酒甑油之法,务使水汽尽行升散,则所存者是磺强水矣。”(提示:“硝”指KNO3,“磺”指硫黄)。下列有关磺强水的说法正确的是
A.“焚硝磺”时发生的是氧化还原反应 B.磺强水是一种易挥发的强电解质
C.0.01 mol · L−1的磺强水溶液的pH=2 D.磺强水溶液中不存在分子
2.下列有关电解质溶液的说法正确的是
A.100℃时,pH=12的NaOH溶液中,c(OH−)=0.01 mol · L−1
B.常温下,将pH=9的CH3COONa溶液与pH=9的NaOH溶液混合,混合溶液pH仍为9
C.常温下,将pH=1的稀盐酸与pH=13的AOH溶液等体积混合,所得溶液pH一定为7
D.将冰醋酸加水稀释,冰醋酸的电离程度逐渐增大,c(H+)逐渐增大
3.常温下,下列说法错误的是
A.向0.01 mol · L−1 NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性:
c(Na+) > c(SO42−) > c(NH4+) > c(OH−) = c(H+)
B.FeS溶于稀硫酸,而CuS不溶于稀硫酸,则Ksp (FeS) > Ksp(CuS)
C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中c(NH4+) c(Cl−)>1
D.0.01 mol · L−1 NaHCO3溶液:c(H+)+c(H2CO3) =c(OH−)+c(CO32−)
4.实验室常用酸性KMnO4溶液标定摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]溶液,可用过二硫酸钠(Na2S2O8)使MnO4− 全部再生。下列说法错误的是
A.氧化性:S2O82− > MnO4− > Fe3+
B.滴定时,KMnO4溶液和摩尔盐溶液都用酸式滴定管盛装
C.过二硫酸结构如图所示,则S2O82−含有两个四面体结构
D.滴定过程中,消耗的摩尔盐和过二硫酸钠物质的量之比为1:2
5.某种由六种元素形成的抗癌药物的结构简式如图所示,其中W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,W、Y同主族,Y、Z的最外层电子数之和是X的最外层电子数的2倍。下列叙述错误的是
A.W的最简单氢化物与Z的单质混合后可产生白烟
B.X与W的第一电离能:X < W
C.WZ3和YZ3键角前者小于后者
D.X的一种单质和化合物ZX2均可用于自来水消毒
6.向100 mL 0.01 mol · L−1 Ba(OH)2溶液中滴加0.1 mol · L−1NaHCO3溶液,测得溶液电导率的变化如图。下列说法错误的是
A.Ba(OH)2和NaHCO3都是强电解质
B.A→B电导率下降的主要原因是发生了反应
Ba2++2OH−+2HCO3−===BaCO3↓+2H2O+CO32−
C.B→C溶液中的c(OH−)减小
D.A、B、C三点水的电离程度:A < B < C
7.t ℃时,向蒸馏水中不断加入NaA溶液,溶液中c2(OH−)与c(A−)的变化关系如图所示。下列叙述错误的是
A.当溶液中c(A−)=2×10−4 mol · L−1时,有c(H+) > 5×10−8 mol · L−1
B.该温度下,A−的水解常数Kh的数量级为10−11
C.溶液中:c(HA)+c(H+) = c(OH−)
D.x点溶液中:c(Na+) > c(A−) > c(HA) > c(H+)
8.某兴趣小组利用工业废弃的铁铜合金制备碱式碳酸铜的流程如图。下列叙述错误的是
A.“溶解”时发生了氧化还原反应
B.“过滤1”所得的滤液中的溶质主要为硫酸铜
C.“滤渣”的主要成分为氢氧化铁
D.“沉降”反应中溶液与Na2CO3以不同方式或不同用量比混合不影响产品成分
9.常温下,将一定量稀硫酸逐滴滴入高铁酸钠(Na2FeO4)溶液中,溶液中含铁微粒存在如下平衡:FeO42−HFeO4−H2FeO4H3FeO4+。各微粒的物质的量分数δ(X)随pOH变化如图。下列说法正确是
A.Ⅲ代表HFeO4−的变化曲线
B.a、b、c三点水的电离程度相等
C. K2K1< K3K2
D. a点:c(Na+)+c(H+)+c(H3FeO4+) = c(OH−)+2c(FeO42−)+3c(HFeO4−)
10.某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放,其反应热△H =-620.9 kJ · mol−1。一定条件下该反应经历三个基元反应阶段,反应历程如图所示(TS表示过渡态)。下列说法正确的是
A.△E = 306.6 kJ · mol−1
B.三个基元反应中只有③是放热反应
C.该化学反应的速率主要由反应②决定
D.该过程的总反应为2CO+2NO === N2+2CO2
11.T ℃时,CdCO3和Cd(OH)2的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
已知pCd2+为Cd2+浓度的负对数,pN为阴离子浓度的负对
数。下列说法正确的是
A.曲线I是CdCO3的沉淀溶解平衡曲线
B.加热可使溶液由X点变到Z点
C.Y点对应的Cd(OH)2溶液是过饱和溶液
D.T ℃,在CdCO3(s)+2OH−(aq)Cd(OH)2 (s)+CO32−(aq)平衡体系中,平衡常数K=102
12.常温下,向某浓度的H2A溶液中加入NaOH(s),保持溶液体积和温度不变,测得pH与M M=−lg c (H2A)或−lg c (A2−)或−lgc (A2−)c (HA−)变化如图所示。下列说法错误的是
A.常温下,H2A电离平衡常数K al为10−1.08
B.a点时,c (HA−)+2c (H2A) > 10−3.05-10−10.95
C.NaHA溶液中c(Na+) > c (HA−) > c (A2−) > c (H2A)
D.b点时,满足c(Na+) < 3c (A2−)
13.科学家利用多晶铜高效催化电解CO2制乙烯,原理如图所示。已知:电解前后电解液浓度几乎不变。下列说法错误的是
A.铂电极产生的气体是O2和CO2
B.铜电极的电极反应式为2CO2+12HCO3−+12e−===C2H4+12CO32−+4H2O
C.通电过程中,溶液中HCO3−通过阴离子交换膜向左槽移动
D.当电路中通过0.6 mol电子时,理论上能产生标准状况下1.12 L C2H4
14.如图所示,关闭活塞K,向A中充入1 mol X、1 mol Y,向B中充入2 mol X、2 mol Y,此时A的容积是a L,B的容积是2a L。在相同温度和催化剂存在的条件下,使两容器中各自发生反应:X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g) △H <0。A保持恒压,B保持恒容。达平衡时,A的体积为1.4a L。下列说法错误的是
A.反应速率:v (B) > v (A)
B.A容器中X的转化率为80%
C.若打开K,则A的体积变为2.6a L
D.平衡时Y的体积分数:B > A
15.已知常温下HF酸性强于HCN,分别向1 L 1 mol · L−1的HF、HCN溶液中加NaOH固体(忽略温度和溶液体积变化),溶液pH随lgc (X−)c (HX)(X表示F或者CN)变化情况如图所示。下列说法错误的是
A.lg Ka (HF)-lg Ka (HCN) = 6
B.溶液中对应的c(X−):d点> c点
C.b点溶液的pH= 5.2
D.e点溶液中c(Na+) > c(HCN) > c(OH−) > c(H+)
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16.(15分)氮、磷、铁、铜、钇在现代工农业、科技等领域中都有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态磷原子核外电子共有_____种空间运动状态。磷原子在成键时,使一个3s能级电子激发进入3d能级而参与成键,写出该激发态磷原子的核外电子排布式_______。
(2)已知偏二甲肼[(CH3)2NNH2]、肼(N2H4)均可作运载火箭的主体燃料,其熔沸点见表。
物质
熔点
沸点
偏二甲肼
-58℃
63.9℃
肼
1.4℃
113.5℃
偏二甲肼中氮原子的杂化方式为________,二者熔沸点存在差异的主要原因是_________。
(3)N4H62+只有一种化学环境的氢原子,结构如图所示。其中的大π键可表示为______(分子中的大π键可用符号Πmn表示,其中m代表参与形成的大π键原子数,n代表参与形成的大π键电子数,如苯分子中的大π键可表示为Π66)。
(4) Cu2+可形成[Cu(X)2]2+,其中X代表CH3-NH-CH2-CH2-NH2。1 mol [Cu(X)2]2+中,VSEPR模型为四面体的非金属原子共有______mol。
(5)铁酸钇是一种典型的单相多铁性材料,其正交相晶胞结构如图。
铁酸钇的化学式为______。已知1号O原子分数坐标为(0,0,14),2号O原子分数坐标为(12,12−m,14−n),则3号Fe原子的分数坐标为______。已知铁酸钇的摩尔质量为M g·mol−1,晶体密度为ρ g·cm−3,阿伏加德罗常数的值为NA,该晶胞的体积为____pm3(列出表达式)。
17.(13分)亚铁氰化钾晶体,化学式为K4[Fe(CN)6]·3H2O(M =422 g·mol−1),俗名黄血盐,可溶于水,不溶于乙醇,在电镀、食品添加剂等方面有广泛用途。用含NaCN的废液合成黄血盐的主要工艺流程如图所示:
(1)实验室用绿矾晶体配制硫酸亚铁溶液时,为了防止其变质需要添加的试剂为________。
(2)反应器中发生的主要反应的化学方程式为________。
(3)在“除杂”步骤中,向体系中加入适量的试剂X为________(填字母)。
a. NaCl b. Na2CO3 c. K2CO3
(4)转化器中发生反应的离子方程式________。
(5)实验室进行步骤a的操作为________。
(6)对所得样品进行纯度测定:
步骤1:准确称取8.884 g黄血盐样品加入水中充分溶解,将所得溶液转移至容量瓶并配制成100.00 mL溶液。
步骤2:量取25.00 mL上述溶液,用2.000 mol · L−1酸性KMnO4溶液滴定,达到滴定终点时,共消耗KMnO4溶液30.50 mL。该实验中所发生的反应如下:
10K4[Fe(CN)6]·3H2O+122KMnO4+299H2SO4====162KHSO4+5Fe2(SO4)3+122MnSO4+60HNO3+60CO2↑+218H2O
①通过计算确定该样品的纯度是________(保留3位有效数字)。
②下列操作会使测定结果偏高的是________(填字母)。
A.步骤1过程中黄血盐所含亚铁在空气中部分氧化
B.滴定前仰视滴定管读数,滴定后读数正确
C.滴定结束后,滴定管内壁附着液滴
D.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后尖嘴部分无气泡
18.(15分)CuCl2是常见的化学试剂,某学习小组利用废铜屑“湿法”制备CuCl2·2H2O。
氯化铜在不同温度下结晶形成的结晶水合物:
温度
15℃以下
15~25.7℃
26~42℃
42℃以上
结晶水合物
CuCl2·4H2O
CuCl2·3H2O
CuCl2·2H2O
CuCl2·H2O
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为_______,NaOH溶液的作用是_______。
(2)“湿法”制备CuCl2的离子方程式为____________,实验中,H2O2的实际用量要大于理论用量,原因是________________。
(3)为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体,反应完全后要进行的操作是除去其他可能存在的金属离子后,过滤,向滤液中持续通入HCl气体,加热蒸发浓缩,_________,过滤,洗涤,低温干燥。其中,持续通入HCl的作用是__________。
(4)用“间接碘量法”测定2.0 g废铜屑中铜的百分含量。取所得试样溶于水配成250 mL溶液,取出25.00 mL,向其中加入过量KI固体,充分反应,生成白色CuI沉淀,滴入几滴淀粉溶液作指示剂,用0.100 0 mol · L−1 Na2S2O3标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL。(涉及的反应为2Cu2++4I−===2CuI↓+I2,I2+2S2O32−===S4O62−+2I−)
①滴定终点的判断:当滴入最后半滴标准液,溶液恰好______(填颜色变化),且半分钟内不再发生变化。
②废铜屑中铜的百分含量为__________。
(5)查阅资料:Cu(H2O)42+(蓝色)+4C1−[CuCl4]2−(黄色)+4H2O,等量黄色与蓝色混合呈绿色。设计实验证明CuCl2溶液中存在上述平衡:取少量蓝色CuCl2稀溶液于试管中,________。
19.(12分)反应Ⅰ可用于在国际空间站中处理二氧化碳,同时伴有副反应Ⅱ发生。
主反应Ⅰ.CO2(g) +4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H1=-270 kJ·mol−1
副反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
回答下列问题:
(1)几种化学键的键能如表所示:
化学键
C-H
H-H
H-O
C=O
键能/(kJ·mol−1)
413
436
463
a
则a =______。
(2)为了进一步研究上述两个反应,某小组在三个容积相同的刚性容器中,分别充入1 mol CO2和4 mol H2,在三种不同实验条件(见表)下进行两个反应,反应体系的总压强(p)随时间变化情况如图所示:
实验编号
a
b
c
温度 / K
Tl
Tl
T2
催化剂的比表面积 / (m2·g−1)
80
120
120
①T1_____T2(填“>”“=”或“<”),曲线Ⅲ对应的实验编号是________。
②若在曲线Ⅱ的条件下,10 min达到平衡时生成1.2 mol H2O,则10 min内反应的平均速率v (H2O) =_____k Pa·min−1,反应Ⅱ的平衡常数Kp=________。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(3)对于反应Ⅰ,在一定条件下存在:v正(H2) =k1·c4 (H2)·c(CO2)或v逆(H2O)= k2·c2(H2O)·c(CH4),相应的速率与温度关系如图所示。
反应Ⅰ的平衡常数K=_____(用含k1、k2的代数式表示);图中A、B、C、D四个点中,能表示反应已达到平衡状态的是__________。
化学参考答案
一、选择题
1.A【解析】根据题意,磺强水制法为KNO3受热分解生成NO2、O2,S与O2加热反应生成SO2,然后发生反应NO2+SO2NO+SO3,SO3 +H2O==H2SO4,由此解答。由分析可知,“焚硝磺”时,N和S的化合价均发生了变化,A项正确;磺强水是硫酸,硫酸属于难挥发的强电解质,B项错误;0.01 mol · L−1的磺强水溶液中c(H+) = 0.02 mol · L−1,pH<2,C项错误;磺强水溶液中存在水分子,D项错误。
2.B【解析】温度升高,促进水的电离,水的离子积增大,因此100℃时水的离子积大于1×10−14,100℃时,pH=12的NaOH溶液中,c(H+) = 1×10−12 mol · L−1,则c(OH−) > 0.01 mol · L−1,A错误;CH3COONa与NaOH不发生反应,常温下,相同pH的两种溶液混合后,溶液pH仍为9,B正确;如果AOH为弱碱,则pH=13的AOH物质的量浓度大于0.1 mol · L−1,等体积混合后,溶质为AOH和ACl,此时溶液可能显碱性,C错误;冰醋酸加水稀释,促进醋酸的电离,醋酸的电离程度增大,随着水量的增大,c(H+)先增大后减小,D错误。
3.C【解析】向0.01 mol · L−1 NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液,若加入等物质的量的NaOH,溶液呈酸性,若呈中性,则加入的NaOH应多于硫酸氢铵,但小于硫酸氢铵物质的量的2倍,溶液中存在NH4+和NH3·H2O,故有c(Na+) > c(SO42−) > c(NH4+) > c(OH−) = c(H+),A正确;CuS不溶于稀硫酸,说明CuS溶解产生的S2−不足以与H+发生反应生成H2S气体,而FeS溶于稀硫酸,说明FeS溶解产生的S2−可以与H+发生反应生成H2S气体,导致固体不断溶解,证明Ksp (FeS) > Ksp(CuS),B正确;向盐酸中加入氨水至中性,则c(H+) =c (OH−),由电荷守恒可知,溶液中c(NH4+) c(Cl−)=1,C错误;NaHCO3溶液中,根据电荷守恒c(Na+)+c(H+) =2c(CO32−)+c(HCO3−)+c(OH−),根据物料守恒c(Na+) = c(CO32−)+c(HCO3−)+c(H2CO3),故c(H+)+c(H2CO3) =c(OH−)+c(CO32−),D正确。
4.D【解析】常用酸性KMnO4溶液标定摩尔盐,氧化性MnO4− > Fe3+,用过二硫酸钠可使MnO4− 全部再生,氧化性S2O82− > MnO4−,故氧化性S2O82− > MnO4− > Fe3+,A正确;KMnO4溶液具有氧化性,摩尔盐溶液呈酸性,滴定时,KMnO4溶液和摩尔盐溶液都选用酸式滴定管盛装,B正确;根据过二硫酸结构图可知,中心硫原子价层电子对数为4,则S2O82−中含有两个四面体结构,C正确;滴定过程中,根据化合价升降相等,可知2Fe2+~S2O82−~2SO42−,消耗的摩尔盐和过二硫酸钠物质的量之比为2:1,D错误。
5.C【解析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,由W、Y同主族,W、Y分别形成3个、5个共价键可知,W为N元素、Y为P元素;抗癌药物中X形成2个共价键,则X为O元素;Y、Z的最外层电子数之和是X的最外层电子数的2倍,则Z为Cl元素。氨与氯气反应生成氮气和氯化铵,反应中会产生大量白烟,故A正确;同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于相邻元素,则氧元素的第一电离能小于氮元素,故B正确;三氯化氮和三氯化磷的空间构型都为三角锥形,氮元素的电负性强于磷元素,氮原子的原子半径小于磷原子,三氯化氮中成键电子对间的斥力大于三氯化磷,所以三氯化氮键角大于三氯化磷,故C错误;臭氧和二氧化氯都有强氧化性,可用于自来水消毒, 故D正确。
6.B【解析】Ba(OH)2和NaHCO3在溶液中均完全电离,均属于强电解质,故A正确;A→B加入NaHCO3的物质的量小于Ba(OH)2的物质的量,发生的反应为Ba2++2OH−+HCO3−==BaCO3↓+H2O,故B错误;B→C加入的NaHCO3继续消耗氢氧根离子,C点两者恰好完全反应,因此B→C溶液中c(OH−)减小,故C正确;酸或碱抑制水的电离,盐类水解促进水的电离,A点溶液是Ba(OH)2溶液,水的电离受到抑制,电离程度最小,B点Ba(OH)2反应一半,C点Ba(OH)2和NaHCO3恰好完全反应,因此水的电离程度A 7.B【解析】由图可知,t℃时,没有加入NaA的水中c2(OH−)为1×10−14 mol2 · L−2,蒸馏水中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,都为1×10−7 mol· L−1,则水的离子积常数Kw=1×10−14。由图可知,溶液中A−浓度为2×10−14 mol· L−1时,溶液中c2(OH−)为3×10−14mol2 ·L−2,溶液中氢氧根离子浓度为3×10−7mol·L−1,则溶液中的氢离子浓度为 1×10−143×10−7 mol·L−1≈ 5.8×10−8 mol·L−1 > 5×10−8 mol·L−1,故A正确;NaA溶液中存在A−的水解平衡和水的电离平衡,溶液中A−浓度越大,溶液中OH−与HA的浓度越接近,A−的水解常数Kh ≈c(HA) c(OH−)c (A−)≈c2 (OH−)c (A−),由图可知,A−浓度较大时Kh ≈ 1×10−10,数量级为10−10,故B错误;NaA溶液中存在质子守恒关系c(HA)+c(H+) = c(OH−),故C正确;由图可知,x点溶液中A−浓度为3×10−4 mol·L−1,溶液中氢氧根离子浓度为2×10−7 mol·L−1,由C项分析可知NaA溶液中c(HA)+c(H+) = c(OH−),溶液中HA的浓度小于氢氧根离子浓度,氢离子浓度为5×10−8 mol · L−1,则溶液中各微粒浓度的大小顺序为c(Na+) > c(A−) > c(HA) > c(H+),故D正确。
8.D【解析】废弃的铁铜合金中加入稀硫酸和双氧水溶解,得到硫酸铁、硫酸铜的混合溶液,之后加入CuO调节pH除去Fe3+,过滤除去Fe(OH)3沉淀,加入碳酸钠沉降得到碱式碳酸铜,过滤得到产品。溶解过程中双氧水在酸性环境中可以将Fe、Cu氧化,A正确;根据分析可知,加入CuO调节pH可以除去Fe3+,所得滤液中的溶质主要为硫酸铜,B、C正确;“沉降”反应中溶液是CuSO4溶液,与Na2CO3的混合方式应该是将Na2CO3加入CuSO。溶液中,如果将CuSO4溶液加入Na2CO3溶液中,将会生成氢氧化铜沉淀,影响碱式碳酸铜的生成,D错误。
9.C【解析】本题考查含铁微粒分布分数图像分析,稀硫酸逐滴滴入高铁酸钠(Na2FeO4)溶液中,溶液pOH不断增大,OH−的浓度不断减小,可知I代表FeO42−的变化曲线,Ⅱ代表HFeO4−的变化曲线,Ⅲ代表H2FeO4的变化曲线,Ⅳ代表H3FeO4+的变化曲线。由分析可知,Ⅱ代表HFeO4−的变化曲线,故A项错误;a、b、c三点溶液中微粒成分不同,溶液pOH不同,对水的电离影响程度不同,故B错误;FeO42−+H2OHFeO4−+OH−的平衡常数K1 = c(OH−)∙c(HFeO4−)c (FeO42−),a点c (FeO42−)= c(HFeO4−),pOH=1.6,则K1 =c(OH−)=10−1.6,同理可知HFeO4−+H2OH2FeO4+OH−的平衡常数K2=10−5.2,H2FeO4+H2OH3FeO4++OH−的平衡常数K3=10−7.3,由此推出 K2K1< K3K2,故C正确;a点溶液中c (FeO42−)=c(HFeO4−),溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)+c(H3FeO4+) = c(OH−)+2c(FeO42−)+c(HFeO4−)+2c(SO42−),从O到a点溶液中发生反应2Na2FeO4+H2SO4 === 2NaHFeO4 +Na2SO4,溶液中c(SO42−)≠c(HFeO4−),则a点溶液中c(Na+)+c(H+)+c(H3FeO4+) ≠c(OH−)+2c(FeO42−)+3c(HFeO4−),故D项错误。
10.D【解析】总反应=反应①+反应②+反应③,△H1+△H2+△H3 =-620.9 kJ · mol−1,即199.2 kJ · mol−1-513.5 kJ · mol−1+248.3kJ · mol−1-△E=-620.9 kJ · mol−1,△E = 554.9kJ · mol−1,故A错误;由图可知,三个基元反应中,反应②和反应③的反应物总能量大于生成物的总能量,均属于放热反应,故B错误;正反应活化能最大的是反应①,活化能越大反应速率越慢,整个反应由最慢的一步决定,则该化学反应的速率主要由反应①决定,故C错误;由始态和终态可知,该过程的总反应为2CO+2NO === N2+2CO2,故D正确。
11.D【解析】pCd2++2pOH=-lg Ksp[Cd(OH)2]、 pCd2++pCO32−=-lg Ksp(CaCO3),根据斜率可知,CdCO3 的沉淀溶解平衡曲线应为曲线Ⅱ,A错误。由A项分析可知,曲线I是Cd(OH)2的沉淀溶解平衡曲线,Cd(OH)2 (s)Cd2+(aq)+2OH−(aq),加热平衡正向移动,Cd2+、OH−浓度均增大,而X点与Z点OH−浓度相同,B错误。曲线上的点达到了沉淀溶解平衡,pCd2+为Cd2+浓度的负对数,pN为阴离子浓度的负对数,则数值越大,离子浓度越小,Y点在曲线上方,说明离子浓度小,故为不饱和溶液,C错误。T℃,由图可知,pN=4时,CdCO3中pCd2+为8,即Ksp( CdCO3) = c(CO32−)c(Cd2+)= 10−12;pN=4时,Cd(OH)2中pCd2+为6,即Ksp[Cd(OH)2]=c2(OH−) c(Cd2+) = 10−14;在CdCO3 (s)+2OH−(aq)Cd (OH)2 (s)+CO32−(aq)平衡体系中,平衡常数K= c(CO32−)c2 (OH−)= c(CO32−)c(Cd2+)c2 (OH−)c(Cd2+) = Ksp(CdCO3)Ksp[Cd(OH)2]= 102,D正确。
12.A【解析】向某浓度H2A溶液中加入NaOH溶液时,由于二者发生反应,所以H2A逐渐减少, -lg c(H2A)会逐渐增大,所以图中曲线①为-lg c(H2A)与pH的变化关系;H2AH++HA−,HA− H++A2−,A2−会逐渐增大,−lg c (A2−)会逐渐减小,但是不会等于0,所以曲线②为−lg c(A2−)与pH的变化关系;曲线③则是−lgc (A2−)c (HA−)与pH的变化关系,以此解题。电离常数的表达式为Ka1=c(H+)⋅(HA−)c(H2A),Ka2=c(H+)⋅(A2−)c(HA−),Ka1⋅Ka2=c2(H+).c(A2−)c(H2A),当pH=3.05时,−lg c (A2−)与-lg c(H2A)相等,即c(A2−)=c(H2A),可得Ka1⋅Ka2=( 10−3.05)2= 10−6.1;由曲线③可知,当pH=5.3时,−lg[c(A2−)c(HA−)]=0,即c(A2−)=c(HA−),即Ka2= 10−5.3,所以Ka1=10−6.110−5.3=10−0.8,A错误;a点时,根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)= 2c (A2−)+c(HA−)+c(OH−),可得c (H+)−c(OH−) = 2c (A2−)+c(HA−)−c(Na+),a点时,pH=3.05,所以c(H+)= 10−3.05,c(OH−)=10−10.95,因为c(H2A)=c (A2−),所以 10−3.05−10−10.95=2c(H2A)+c(HA−)−c(Na+),因为c(Na+)>0,所以c(HA−)+2c(H2A) > 10−3.05− 10−10.95,B正确;NaHA溶液中HA−既存在电离又存在水解,所以c(Na+) > c(HA−),HA−H++A2−,HA−+H2OH2A+OH−,c(A2−)与c(H2A)的大小取决于电离和水解的程度,Ka2= 10−5.3,HA−的水解常数Kℎ=KwKa1=10−1410−0.8=10−13.2<10−5.3,所以HA−的水解程度小于HA−的电离程度,所以c(H2A)
14.C【解析】A项,A恒压,反应过程中组分浓度会减小,而B恒容,故反应过程中B中反应物浓度大于A,所以 v(B) > v(A),A正确;B项,设平衡时X转化了b mol,根据三段式:
X(g)+Y(g)12Z(g)+W(g)
起始/mol 1 1 0 0
转化/mol b b 2b b
平衡/mol 1−b 1−b 2b b
由题意得,2+b2=1.4,b=0.8,所以X的转化率a(X)=0.8mol 1mol ×100%=80%,B正确;C项,若打开K,达到新平衡时等效为A中达到的平衡,设总体积为m,则m6=1.4aL2,m=4.2aL,所以A的体积应变为4.2aL−2aL=2.2aL,C错误;D项,由于B中压强大,平衡左移,所以B中Y的体积分数大,D正确。
15.B【解析】由题干信息可知,常温下HF酸性强于HCN,即Ka(HF)>Ka(HCN),当横坐标为0时,即lgc (F−)c (HF)=0或者lgc (CN−)c (HCN)=0,即c (F−)=c(HF)或c (CN−)=c (HCN),则有Ka(HF)=c (F−)c (H+)c (HF)=c (H+)=10−3.2 ,Ka(HCN)=c (CN−)c (H+)c (HCN)=c (H+)=10−9.2 ,即I代表HF溶液中的变化,Ⅱ代表HCN溶液中的变化,据此分析解题。由分析可知,Ka(HF)=10−3.2,Ka(HCN)=10−9.2,则lgKa(HF)−lg Ka(HCN)=6,A正确。d点lgc (CN−)c (HCN)<0,即c (CN−)
二、非选择题
16.(1)9(1分)1s2 2s2 2p6 3s13p3 3d1(2分)
(2) sp3(1分) 肼分子间氢键数目多于偏二甲肼 (2分)
(3)Π46(2分)
(4)10(2分)
(5) YFeO3(1分) (12,12+m,34)(2分) 2MNA⋅ρ×1030(2分)
【解析】(1)基态磷原子核外电子排布式为1s2 2s2 2p6 3s23p3 ,原子核外每一个原子轨道即一种电子空间运动状态,s能级有1个轨道,p能级有3个轨道,所以共有9个轨道,即9种空间运动状态。磷原子在成键时,使一个3s能级电子激发进入3d能级,则激发态磷原子的核外电子排布式为1s2 2s2 2p6 3s13p3 3d1。
(2)偏二甲肼中的氮原子均有3个σ键和1个孤电子对,所以氮原子的杂化方式为sp3。N2H4分子和偏二甲肼均存在分子间氢键,但N2H4分子间氢键数目多于(CH3)2NNH2,所以N2H4的熔沸点高于(CH3)2NNH2。
(3)由N4H62+的结构可知,每个N原子形成3个σ键,且4个N原子失去了2个电子,最后N原子剩余价电子数为5×4−2−3×4=6个,即参与形成大π键电子数为6,原子数为4,可表示为Π46。
(4)[Cu(X)2]2+中C、N原子共5个且价层电子对数均为4,即VSEPR模型为四面体,1 mol [Cu(X)2]2+中,VSEPR模型为四面体的非金属原子有2×5 mol =10 mol。
(5)由晶胞结构图,利用均摊法计算可得Fe原子个数为2,Y原子个数为8×18+4×14=2个,O原子个数为8×14+4=6个,故铁酸钇的化学式为YFeO3,根据晶胞结构图与1、2号原子的分数坐标可知,3号Fe原子的分数坐标为(12,12+m,34)。由公式V=mρ可得晶胞体积为2MNA⋅ρ×1030pm3。
17.(1)铁粉、稀硫酸(2分)
(2) 6NaCN+FeSO4+CaCl2===Na4[Fe(CN)6]+CaSO4↓+2NaCl(2分)
(3) b(1分)
(4) 4K++[Fe(CN)6]4−+3H2O=== K4[Fe(CN)6]·3H2O↓(2分)
(5)用玻璃棒引流向漏斗中加入乙醇至没过沉淀,待乙醇自然流下,重复操作2~3次(2分)
(6)①95.0%(2分) ②CD(2分)
18.(1)三颈烧瓶(1分) 吸收挥发出来的HC1,防止污染空气(2分)
(2) Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O(2分)
H2O2受热或在Cu2+的催化作用下会分解导致损耗(2分)
(3)降温至26~42℃结晶(1分)
抑制Cu2+水解、增大Cl−浓度,有利于CuCl2·2H2O结晶(2分)
(4)①溶液蓝色褪去(1分) ②64%(2分)
(5)向其中加入少量NaCl固体,振荡,溶液由蓝色变为黄绿色(2分)
19.(1)745(2分)
(2)①<(1分) b(1分) ②4.8(2分) 49(2分)
(3)k12k2(2分) C(2分)
【解析】(1)根据反应热=反应物的总键能−生成物的总键能,
△H1=-270 kJ·mol−1=2a kJ·mol−1+436kJ·mol−1×4-413 kJ·mol−1×4-463kJ·mol−1×4,则a= 745。
(2)①分析图表可知,曲线Ⅱ、Ⅲ对应同一温度T1K,曲线I对应温度T2K,曲线I先达到平衡,速率大,对应温度高,故T1
开始/mol 1 4
变化/mol x 4x x 2x
CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g)
开始/mol 1 4
变化/mol 1.2-2x 1.2-2x 1.2-2x 1.2-2x
只有反应I气体的物质的量减少,则5-2x= 4,x=0.5,平衡时n(H2O)=1.2mol,n(CH4)=0.5 mol,
n(CO)=0.2 mol,n(H2)=1.8 mol,n(CO2)=0.3 mol,10 min达到平衡时生成1.2mol H2O,则10 min内反应的平均速率v(H2O)=n(H2O)n总p平Δt=1.2mol4mol×160kpa10min=4.8kpa⋅min−1;
反应Ⅱ的平衡常数Kp=p(CO)p(H2O)p(CO2)p(H2)=0.24×160×1.24×1600.34×160×1.84×160=49
(3)反应I的平衡常数K=c(CH4)c2(H2O)c(CO2)c4(H2),且平衡时v正(H2)=v逆(H2) = 2v逆(H2O),可得k1·c4 (H2)·c(CO2)= 2k2·c2(H2O)·c(CH4),整理得,c(CH4)c2(H2O)c(CO2)c4(H2)=k12k2=K,反应I的平衡常数K=k12k2;平衡时v(H2)= 2v(H2O),图中A、B、C、D四个点中,只有C点v(H2)= 2v(H2O),故表示反应已达到平衡状态的是C点。
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