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上海市金山区2020届高三上学期一模考试化学试题
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2019学年第一学期高三化学教学质量检测试卷
相对原子质量:O-16 C-12 Na-23 Ba-137
一、选择题
1.关于Ts中数字的描述正确的是
A. 117是Ts 的质子数 B. 117是Ts的中子数
C. 291是Ts元素的相对原子质量 D. 291是Ts元素的质量数
【答案】A
【解析】
【分析】
左下数字表示质子数,左上数字表示质量数,质量数=质子数+中子数。
【详解】A、左下数字表示质子数,的质子数是117,故A正确;
B、的中子数=质量数-质子数=291-117=174,117指的是质子数,故B错误;
C、291是的质量数,故C错误;
D、291是的质量数,Ts元素有多种原子,故D错误。
答案选A。
2.下列物质属于混合物的是
A. 冰醋酸 B. 汽油 C. 硫磺 D. 丙三醇
【答案】B
【解析】
【分析】
混合物是由两种或多种物质混合而成的物质。混合物没有固定的化学式。无固定组成和性质,组成混合物的各种成分之间没有发生化学反应,它们保持着原来的性质。混合物可以用物理方法将所含物质加以分离。
【详解】A、冰醋酸是醋酸的液体形态,属于纯净物,故A不选;
B、汽油是多种烃的混合物,属于混合物,故B选;
C、硫磺是硫单质的固体形态,属于纯净物,故C不选;
D、丙三醇属于多羟基醇类化合物,为纯净物,故D不选。
答案选B。
【点睛】常见判断混合物和纯净物的方法:能否写出化学式,能写出化学式的为纯净物,不能写出的为混合物。
3.常温下,Fe、Al在浓硫酸中钝化,浓硫酸表现了( )
A. 难挥发性 B. 吸水性 C. 脱水性 D. 强氧化性
【答案】D
【解析】
Fe、Al在浓硫酸中钝化是因为在金属表面生成一层氧化膜,阻止金属和酸的进一步反应。这表现了浓硫酸的强氧化性。故D正确。而难挥发性、吸水性表现的是浓硫酸的物理性质,故A、B不正确。脱水性是浓硫酸能将有机物中的H和O按2:1组合成水而脱去,故C不正确。本题的正确选项为D。
点睛:本题要注意“钝化”的意思,这是Fe、Al在浓硫酸或浓硝酸中的一种现象。
4.按照有机物的命名规则,下列命名正确的是
A. 1,2-二甲基戊烷 B. 3,4-二甲基戊烷
C. 2,2-二甲基丁烷 D. 2,3,3-三甲基丁烷
【答案】C
【解析】
【分析】
烷烃的命名原则是:找出最长的碳链当主链,依碳数命名主链,前十个以天干(甲、乙、丙)代表碳数,碳数多于十个时,以中文数字命名,如:十一烷;从最近的取代基位置编号:1、2、3(使取代基的位置数字越小越好)。以数字代表取代基的位置。数字与中文数字之间以- 隔开;有多个取代基时,以取代基数字最小且最长的碳链当主链,并依甲基、乙基、丙基的顺序列出所有取代基;有两个以上的取代基相同时,在取代基前面加入中文数字:一、二、三,如:二甲基,其位置以 , 隔开,一起列于取代基前面。
【详解】根据上述规则:
A、应该是3-甲基己烷,A错误;
B、应该为2,3-二甲基戊烷,B错误;
C、2,2-二甲基丁烷,符合烷烃的命名原则,C正确;
D、应该为2,2,3-三甲基丁烷,D错误;
正确选项C。
5.下列过程属于物理变化的是
A. 煤的干馏 B. 石油的分馏 C. 石油裂化 D. 石油裂解
【答案】B
【解析】
煤的干馏有苯及苯的同系物等新物质生成,属于化学变化,故A错误;石油的分馏是根据沸点不同把石油分离为汽油、煤油、柴油等物质,没有新物质生成,属于物理变化,故B正确;石油裂化是大分子烃断裂为小分子烃,生成新物质属于化学变化,故C错误;石油裂解是大分子烃断裂为乙烯、丙烯等产物,生成新物质属于化学变化,故D错误。
6.关于乙醛,下列化学用语正确的是
A. 官能团 —COH B. 比例模型
C. 最简式 C2H4O D. 结构式 CH3CHO
【答案】C
【解析】
【详解】A.醛基中H原子与C原子形成共价键,故醛基的结构简式为﹣CHO,故A错误;
B.用小球和小棍表示的模型为球棍模型,故为球棍模型不是比例模型,故B错误;
C.各原子的最简单的整数比为最简式,则C2H4O可为有机物的最简式,故C正确;
D.用一条短线来代替一对共用电子对所得到的式子为结构式,故为乙醛的结构式,故D错误。
故答案为C。
7.现有pH为1的100mL 0.1moL/L 的AlCl3溶液,下列有关判断正确的是:
A. 溶液显酸性,主要因为铝离子水解导致的
B. 溶液显酸性,主要因为溶液中有盐酸
C. 溶液显碱性,主要因为铝离子水解导致的
D. 溶液显碱性,主要因为铝离子水解导致的
【答案】B
【解析】
【详解】在pH为1的100mL 0.1mol/L的AlCl3, 溶液显酸性,其主要原因是在配制过程中要加入少量盐酸以抑制铝离子的水解,故答案选B。
8.不能鉴别0.1mol/L盐酸和0.1mol/LNaOH溶液的是
A. 石蕊试液 B. 甲基橙试液 C. 酚酞试液 D. 淀粉KI试液
【答案】D
【解析】
【分析】
酸碱指示剂能鉴别酸溶液和碱溶液,淀粉KI试液一般用来鉴别氧化性溶液。
【详解】A、石蕊试液分别加入两溶液,盐酸显红色,氢氧化钠溶液显蓝色,A不符合题意;
B、甲基橙试液分别加入两溶液,盐酸显红色,氢氧化钠溶液显黄色,B不符合题意
C、酚酞试液分别加入两溶液,盐酸显无色,氢氧化钠溶液显红色,C不符合题意
D、淀粉KI试液分别加入两溶液,都无明显变化,不能鉴别两溶液,故D符合题意。
答案选D。
9.工业生产氨气的适宜条件中不包括( )
A. 用浓硫酸吸收产物 B. 用铁触煤作催化剂
C. 温度500℃左右 D. 压强为20~50MPa
【答案】A
【解析】
【分析】
分析工业生产氨气整个反应。催化剂不能改变化学平衡,但可以加快反应速率。升高温度可以加快反应速率,考虑反应平衡,温度不宜太高。增大压强可以加快反应速率,也可以促进化学平衡正向移动,但生产时条件会限制压强。从反应速率和化学平衡两方面看,合成氨的适宜条件一般为压强:20MPa-50MPa,温度:500℃左右,催化剂:铁触媒。
【详解】从反应速率和化学平衡两方面看,合成氨的适宜条件一般为压强:20MPa-50MPa,温度:500℃左右,催化剂:铁触媒。用浓硫酸吸收氨气会生成硫酸铵,不适合吸收产物。答案为A。
【点睛】本题主要考查工业制氨气的反应中反应条件的选择,综合反应速率、反应平衡考虑。
10.氮气常用作白炽灯泡中钨丝的保护气,这是因为
A. 氮气比空气轻 B. 氮气难溶于水
C. 氮气是无色无味的气体 D. 氮气很不活泼
【答案】D
【解析】
【详解】A.氮气密度与空气相近,故A错误;
B.氮气作保护气与氮气的溶解性无关,故B错误;
C.氨气作保护气与氮气的颜色、气味无关,故C错误;
D.氮气的性质不活泼,一般条件下不和其它物质反应,因此可以用氮气作保护气,故D正确;
答案选D。
11.下列物质对水的电离平衡没有影响的是
A. NaI B. KF C. KAl(SO4)2 D. NaHSO4
【答案】A
【解析】
【详解】水的电离H2O⇌H++OH-,加入酸或碱抑制水的电离,加入能水解的盐促进水的电离。
A.NaI为强电解质,在溶液中电离出钠离子和碘离子,这两种离子都不水解,对水的电离平衡无影响,故A正确;
B.KF电离出的F-为弱酸根,在溶液中水解,对水的电离有促进作用,故B错误;
C.KAl(SO4)2溶液能电离出硫酸根、钾离子和铝离子,铝离子在溶液中能水解,对水的电离起促进作用,故C错误;
D.NaHSO4溶液能电离出氢离子,溶液显强酸性,对水的电离有抑制作用,故D错误;
答案选A
【点睛】本题的易错点为AB,要注意氢卤酸的强弱,在氢卤酸中只有氢氟酸是弱酸,其余的氢卤酸都是强酸。
12.SiF4与SiCl4分子都是正四面体结构。下列判断正确是( )
A. 键长:Si-F>Si-Cl B. 键能:Si-F>Si-Cl
C. 沸点:SiF4>SiCl4 D. 共用电子对偏移程度:Si-Cl>Si-F
【答案】B
【解析】
【详解】A.原子半径Cl>F,原子半径越大,则其形成的化学键的键长就越大,所以键长:Si-F
B.形成化学键的原子半径越小,原子之间的结合力就越强,键能就越大。由于原子半径:Cl>F,所以键能Si-F>Si-Cl,B正确;
C.SiF4、SiCl4都是由分子构成的物质,结构相似,物质的相对分子质量越大,分子间作用力就越大,克服分子间作用力使物质气化需要的能量就越大,即物质的沸点越高。由于相对分子质量:SiF4
D.元素的非金属性越强,与同种元素的原子形成的共价键的极性就越强,共用电子对偏离程度就越大。由于元素的非金属性:F>Cl,所以共用电子对偏移程度:Si-Cl
故合理选项是B。
13.准确量取22.00mL Na2SO3溶液,最合适的仪器是( )
A. 25mL量筒 B. 25mL滴定管
C. 50mL量筒 D. 有刻度的25mL烧杯
【答案】B
【解析】
【详解】A.25mL量筒,量筒的读数只能读到0.1mL,无法量取25.00mL溶液,故A错误;
B.滴定管、移液管是能精确计量的仪器,准确量取25.00mL溶液,应用25mL的滴定管,故B正确;
C.50mL量筒,量筒的读数只能读到0.1mL,无法量取25.00mL溶液,故C错误;
D.烧杯不能用于精确量取液体,可粗略估计,故D错误,
故选B。
【点睛】注意掌握常见的计量仪器的构造及使用方法,明确托盘天平准确度为0.1g、量筒准确度为0.1mL、滴定管为0.01mL等,是解题的关键。
14.下图表示某可逆反应在使用和未使用催化剂时,反应过程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是
A. 该反应为吸热反应
B. a与b相比,a的反应速率更快
C. a与b相比,反应的平衡常数一定不同
D. E2大于E1,说明总能量生成物比反应物低
【答案】D
【解析】
【分析】
由图可知,反应物总能量大于生成物总能量;b中活化能小;K与温度有关,且化学反应相同;焓变等于正逆反应的活化能之差。
【详解】A、由图可知,反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,故A错误;
B、b中活化能小,b的反应速率更快,故B错误;
C、K与温度有关,且化学反应相同,则a与b相比,反应的平衡常数相同,故C错误;
D、焓变等于正逆反应的活化能之差,E2大于E1,焓变为负,为放热反应,说明总能量生成物比反应物低,故D正确。
答案选D。
【点睛】本题考查反应热与焓变,把握反应中能量变化、催化剂对反应的影响、K与温度的关系为解答的关键。
15.下列转化过程不能一步实现的是
A. Al(OH)3→Al2O3 B. Al2O3→Al(OH)3
C. Al→AlCl3 D. Al→NaAlO2
【答案】B
【解析】
【详解】A、Al(OH)3加热分解Al2O3,可一步实现转化,A错误;
B、氧化铝不溶于水,不能一步转化生成Al(OH)3,B正确;
C、金属铝与盐酸或氯气反应均生成AlCl3,可一步转化,C错误;
D、Al与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2,可一步实现转化,D错误;
答案选B。
16.糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是( )
A. 脱氧过程中铁作为原电池正极
B. 负极的电极反应为:Fe-3e→Fe3+
C. 正极的电极反应为:2H2O+O2+4e→4OH-
D. 脱氧过程是吸热反应,可降低温度,延长糕点保质期
【答案】C
【解析】
【分析】
钢铁的吸氧腐蚀,铁作负极,发生Fe-2e-=Fe2+,C为正极,发生O2+2H2O+4e-=4OH-;
【详解】A、糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同,钢铁的吸氧腐蚀中铁作负极,故A错误;
B、钢铁吸氧腐蚀中,铁作负极,其电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,故B错误;
C、吸氧腐蚀,碳作正极,氧气在正极上得到电子,即电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,故C正确;
D、原电池放电过程是放热反应,因此脱氧过程也是放热过程,防止糕点应氧化而变质,故D错误。
17.通常情况下,仅凭下列事实能证明乙酸是弱酸的是
A. 某乙酸溶液与锌粒反应产生气泡很慢 B. 乙酸钠溶液pH>7
C. 乙酸溶液能使石蕊变红 D. 某乙酸溶液能导电能力弱
【答案】B
【解析】
【分析】
证明CH3COOH为弱酸,可从以下角度判断:①等浓度的HCl、CH3COOH导电能力;②等浓度的HCl、CH3COOH比较二者与金属反应速率大小;③判断是否存在电离平衡;④比较二者对应的盐溶液的酸碱性等,以此解答该题。
【详解】A.某乙酸溶液与锌粒反应产生气泡很慢,说明该乙酸中氢离子浓度很小,但是不能说明乙酸部分电离,不能证明乙酸是弱电解质,A错误;
B.乙酸钠的pH>7,说明乙酸钠是强碱弱酸盐,乙酸是弱酸,B正确;
C.乙酸溶液能使石蕊试液变红色,说明乙酸电离出氢离子,但不能说明部分电离,所以不能证明是弱电解质,C错误;
D.某乙酸导电能力弱,说明该酸中离子浓度较小,但是不能说明乙酸部分电离,则不能证明乙酸是弱电解质,D错误;
故合理选项是B。
【点睛】本题考查弱电解质判断知识。明确强、弱电解质根本区别是解本题关键,溶液导电性强弱与离子浓度及离子所带电荷有关,与电解质强弱无关,题目难度不大。
18.除去物质中含少量杂质的方法错误是
选项
物质(括号内为杂质)
实验方法
A
K2SO4 (K2CO3)
加入稀硫酸使溶液呈中性
B
NaCl (KNO3)
样品配制成热饱和溶液,冷却结晶,过滤
C
CO2(HCl)
通过NaHCO3饱和溶液,干燥
D
溴苯(溴)
加入足量NaOH溶液,充分振荡,分液
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.碳酸钾能够与硫酸反应生成硫酸钾和二氧化碳气体,可以除去碳酸钾,且不引入杂质,故A正确;
B.硝酸钾的溶解度随温度的变化较大,应该将样品配制成热饱和溶液,蒸发浓缩后趁热过滤,可以除去混入的硝酸钾杂质,故B错误;
C.氯化氢能够与NaHCO3饱和溶液反应放出二氧化碳,可以除去HCl,且不引入杂质,故C正确;
D.溴能够与氢氧化钠反应生成易溶于水的盐,而溴苯不溶于水,可以除去溴,且不引入杂质,故D正确;
故选B。
19.关于晶体的叙述中,正确的是
A. 分子晶体中,共价键的键能越大,熔、沸点越高
B. 分子晶体中,分子间的作用力越大,该分子越稳定
C. 原子晶体中,共价键的键能越大,熔、沸点越高
D. 某晶体溶于水后,可电离出自由移动的离子,该晶体一定是离子晶体
【答案】C
【解析】
【详解】A. 分子晶体中,共价键的键能越大,稳定性越大,而分子间的作用力越大,熔沸点越高,所以键能的大小不能判断分子晶体的熔沸点,A项错误;
B. 分子晶体中,分子间作用力越大,熔沸点越高,而共价键的键能越大,稳定性越大,B项错误;
C. 原子晶体中,共价键的键能越大,熔、沸点越高,键能决定其熔沸点,C项正确;
D. 共价化合物形成的电解质溶于水后也可电离出自由移动的离子,如HCl等,D项错误;
答案选C。
【点睛】一般来说,不同类型晶体的熔沸点的高低顺序为:原子晶体>离子晶体>分子晶体,而金属晶体的熔沸点有高有低。这是由于不同类型晶体的微粒间作用不同,其熔、沸点也不相同。原子晶体间靠共价键结合,一般熔、沸点最高;离子晶体阴、阳离子间靠离子键结合,一般熔、沸点较高;分子晶体分子间靠范德华力结合,一般熔、沸点较低;金属晶体中金属键的键能有大有小,因而金属晶体熔、沸点有高(如W)有低(如Hg)。
20.测得某pH=2的溶液中有关数据如下:
离子
Na+
Fe3+
?
NO3-
SO42-
浓度(mol/L)
2.0×10-2
1.4×10-2
?
2.0×10-2
2.4×10-2
则该溶液中还可能大量存在的一种离子是
A. Cl- B. SO32- C. Ba2+ D. Al3+
【答案】A
【解析】
【分析】
pH=2的溶液含大量的H+,离子之间不能结合生成沉淀、气体、水等,则离子大量共存,结合溶液为电中性来解答。
【详解】pH=2的溶液含大量的H+,c(H+)=1.0×10-2mol/L,结合溶液中电荷守恒可知,1.0×10-2mol/L+2.0×10-2mol/L+1.4×10-2mol/L×3>2.0×10-2mol/L+2.4×10-2×2,则还含有的离子为阴离子,因CO32-与Fe3+反应生成沉淀不能共存,只有A合理;
故答案选A。
【点睛】本题考查常见离子的检验及离子共存,把握溶液的pH及电荷守恒为解答的关键,注意电荷守恒的应用。
二、综合题,完成下列填空
21.从宏观和微观两个角度认识氯、硫、铁、铝等元素的单质及其化合物是学好中学化学的重要基础。完成下列填空:
(1)Cl在元素周期表中的位置为______________,由此可知,其最高价氧化物对应的水化物的化学式 为:______________ ,次氯酸分子的结构式为:_____________。
(2)Cl、S、Na三种元素形成简单离子其半径由大到小的顺序是_______________________(用离子符号 表示)。铝最高价氧化物对应的水化物表现出了独特的性质,其在水溶液中的电离方程式 为____________________________________________________________________________。
(3)硫和氯的非金属性强弱关系是_________________,试从原子结构的角度解释其原因。______________
(4)现有试剂:溴水、硫化钠溶液、Na2SO3溶液、稀硫酸、NaOH溶液、氨水。 要证明Na2SO3具有还原 性,应选用的试剂有______________,看到的现象是 ____________________。要证明Na2SO3具有氧化性,应选用的试剂有___________________,反应的离子方程式是 ________________________________。
【答案】 (1). 第三周期VIIA族 (2). HClO4 (3). H-O-Cl (4). S2->Cl->Na+ (5). H++AlO2–+H2OAl(OH)3Al3++3OH– (6). Cl>S (7). 氯和硫原子电子层数相同,质子数氯大于硫,因此氯原子核对最外层电子的吸引能力大于硫,得电子能力大于硫 (8). 溴水 (9). 橙红色褪去 (10). 硫化钠溶液和稀硫酸 (11). 2S2-+SO32-+6H+→3S↓+3H2O
【解析】
【分析】
(1)主族元素周期数=电子层数、族序数=最外层电子数;氯元素的最高价氧化物对应水化物为高氯酸;HClO中O原子分别与H原子、Cl原子形成1对共用电子对;
(2)电子层结构相同的离子核电荷数越大离子半径越小,离子的电子层越多离子半径越大;氢氧化铝为两性氢氧化物,在水中有碱式电离、酸式电离两种情况;
(3)电子层相同,质子数越大,原子核对最外层电子的吸引越强,得电子能力越强;
(4)要证明Na2SO3具有还原性,应选用强氧化性的试剂溴水;要证明Na2SO3具有氧化性,应选用还原性试剂,选择试剂为:硫化钠溶液和稀硫酸。
【详解】(1)Cl是17号元素,原子核外有3个电子层,最外层电子数为7,处于周期表中第三周期 第VIIA族。氯元素的最高价氧化物对应水化物为HClO4.HClO中O原子分别与H原子、Cl原子形成1对共用电子对,其结构式为H-O-Cl,故答案为:第三周期第VIIA族;HClO4;H-O-Cl;
(2)电子层结构相同的离子核电荷数越大离子半径越小,离子的电子层越多离子半径越大,故离子半径:S2->Cl->Na+;氢氧化铝为两性氢氧化物,电离方程式为:H++AlO2-+H2O⇌Al(OH)3⇌Al3++3OH-,故答案为:S2->Cl->Na+; H++AlO2-+H2O⇌Al(OH)3⇌Al3++3OH-;
(3)氯和硫原子电子层数相同,质子数氯大于硫,因此氯原子核对最外层电子的吸引能力大于硫,得电子能力大于硫,故非金属性:Cl>S,故答案为:Cl>S;氯和硫原子电子层数相同,质子数氯大于硫,因此氯原子核对最外层电子的吸引能力大于硫,得电子能力大于硫;
(4)要证明Na2SO3具有还原性,应选用强氧化性的试剂溴水,看到的现象是:橙红色褪去;要证明Na2SO3具有氧化性,应选用还原性试剂,选择试剂为:硫化钠溶液和稀硫酸,反应离子方程式为:2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O,故答案为:溴水;橙红色褪去;硫化钠溶液和稀硫酸;2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O。
22.中国科学家用金属钠和CO2一定条件下制得了金刚石:
(1)配平上述反应的化学方程式: ___ Na + _____CO2_____Na2CO3 + _____C(金刚石)。若反应过程中有0.15mol CO2反应,则电子转移的数目为:____________。
(2)CO2的电子式为:_________________,Na原子核外电子有_______个能级。
(3)已知:
常压下
钠
Na2CO3
金刚石
石墨
熔点(℃)
97.8
851
3550
3850
沸点(℃)
882.9
1850(分解产生CO2)
----
4250
若反应在常压、890℃下进行,写出该反应的平衡常数表达式______________________。若3v正(Na)=4v逆(CO2),则________(选填序号)。
a.反应肯定达到平衡 b.反应可能达到平衡 c.反应肯定未达平衡
(4)副产物Na2CO3溶于水后溶液呈碱性,请结合平衡移动的原理,用文字描述所得溶液呈碱性的原因:______________________________________________________________________________________。若在10升容器中,反应进行了5min, 金刚石的质量增加了6g,则5min里CO2的平均反应速率 为______________。
【答案】 (1). 4 (2). 3 (3). 2 (4). 1 (5). 0.2NA (6). (7). 4 (8). K= (9). a (10). 由于碳酸是弱电解质,Na2CO3溶于水后电离出的碳酸根离子结合了水电离出的氢离子,导致水的电离平衡朝正反应方向移动,氢氧根离子浓度大于氢离子浓度。 (11). 0.03 mol/(L·min)
【解析】
【分析】
(1)根据电子守恒配计量数并计算转移电子数目;
(2)二氧化碳的电子式为;Na原子核外电子排布式为1s22s22p63s1;
(3)根据一些物质的熔沸点数据,在常压、890℃时Na和CO2都是气态,Na2CO3和C都不是气态,则可得该反应的平衡常数表达式;根据一正一逆,速率之比等于系数比,则反应肯定达到平衡;
(4)Na2CO3溶于水后溶液呈碱性是因为碳酸根发生水解;CO2的平均反应速率=。
【详解】(1)反应中钠元素从0价升高到+1价,升高1价,碳元素从+4价降低到0价,降低4价,因此单质钠与单质碳的计量数之比为4:1,再根据元素守恒配平其他物质的计量数,配平后的方程式为4Na+3CO2⇌2Na2CO3+C,有3mol CO2反应时,转移4mol电子,当有0.15mol CO2反应时,转移电子0.2mol,故答案为:4;3;2;1;0.2NA;
(2)二氧化碳的结构式为O=C=O,C与O之间存在两对电子对,故电子式为;Na原子核外电子排布式为1s22s22p63s1,有4个能级;故答案为;4;
(3)根据表中一些物质的熔沸点数据,可知在常压、890℃时Na和CO2都是气态,Na2CO3和C都不是气态,则该反应的平衡常数表达式 ;若3v正(Na)=4v逆(CO2),符合一正一逆,速率之比等于系数比,则反应肯定达到平衡,故答案为:K=,a;
(4)Na2CO3溶于水后碳酸根发生水解,Na2CO3溶于水后电离出的碳酸根离子结合了水电离出的氢离子,导致水的电离平衡朝正反应方向移动,氢氧根离子浓度大于氢离子浓度;而若反应在10L密闭容器、常压下进行,5min内,测得金刚石的质量增加了6g,反应的二氧化碳物质的量结合化学方程式计算得到,4Na+3CO2⇌2Na2CO3 +C(金刚石),消耗物质的量1.5mol,反应速率v(CO2)===0.03mol/(L•min),故答案为:由于碳酸是弱电解质,Na2CO3溶于水后电离出的碳酸根离子结合了水电离出的氢离子,导致水的电离平衡朝正反应方向移动,氢氧根离子浓度大于氢离子浓度; 0.03 mol/(L·min)。
23.爱国实业家侯德榜在氨碱法的基础上,发明了“联合制碱法”,简单流程如图。完成下列问题:
(1)写出通入CO2和NH3的化学反应方程式_________________________________________________。在 饱和食盐水中通入CO2和NH3,先通NH3后通CO2的原因是_____________________________。
(2)母液中除H+和OH-外,还含有的离子是_____________。 向母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却 析出副产品,通氨气的作用有____________。
(a)增大NH4+的浓度,使NH4Cl更多地析出
(b)使NaHCO3更多地析出
(c)使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度
(3)上述流程中X物质的分子式_______。使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是 设计了_______(填上述流程中的编号)的循环。从沉淀池中取出沉淀的操作是____。
(4)写出检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠的简要方案:___________________________________________________________________________________。
(5)工业生产的纯碱常会含少量NaCl杂质。现用重量法测定其纯度,步骤如下:
称取样品ag,加水溶解,加入足量的BaCl2溶液,经过滤、洗涤、干燥,最终得到固体bg。样品中纯 碱的质量分数为___________________(用含a、b的代数式表示)。
【答案】 (1). NaCl + NH3+CO2 +H2O → NaHCO3↓+NH4Cl (2). 氨气在水中溶解度大,先通氨气有利于生成碳酸氢钠沉淀。 (3). Na+、HCO3-、NH4+、Cl- (4). a、c (5). CO2 (6). I (7). 过滤 (8). 可取少量试样溶于水后,再滴加足量的稀硝酸和少量的硝酸银溶液,若产生白色沉淀不溶解,说明有Cl- (9). 106 b/197a
【解析】
【分析】
联合制碱法:以食盐、氨和二氧化碳为原料来制取纯碱,二氧化碳在水中的溶解度小,与水反应形成不稳定的碳酸,而把二氧化碳通入溶有氨气而呈碱性的水中,会使生成的碳酸与氨水发生反应,而增大二氧化碳气体的吸收,将氨通入饱和食盐水而成氨盐水,再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀,反应为:CO2+H2O+NaCl+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl,经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体,再加热制得纯碱产品,其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液,从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体,由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大,低温时的溶解度则比氯化钠小,在低温条件下,向滤液中加入细粉状的氯化钠,并通入氨气,可以使氯化铵单独结晶沉淀析出,经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。
【详解】(1)二氧化碳通入氨化的饱和氯化钠溶液中反应生成碳酸氢钠晶体,反应为:CO2+H2O+NaCl+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl;二氧化碳微溶于水,先通入二氧化碳,溶液中生成极少量的碳酸,且碳酸不稳定,再通入氨气,生成的产物量少,且易生成碳酸铵,氨气在水中溶解度很大,先通入氨气,溶液中生成较多的一水合氨,再通入CO2,生成的产物量多,且易生成碳酸氢铵;故答案为:NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl;氨气在水中溶解度大,先通氨气有利于生成碳酸氢钠沉淀;
(2)由上述分析可知,母液中除H+和OH-外,还含有的离子是Na+、HCO3-、NH4+、Cl-;氨气溶于水后生成氨水,氨水电离成铵根,增大铵根的浓度有利于氯化铵析出来,故a正确;通入氨气使溶液碱性增强,使碳酸氢钠转换为溶解度较大的碳酸钠,可以提高氯化铵的纯度,所以选项c正确,选项b错误;故答案为:Na+、HCO3-、NH4+、Cl-; a、c;
(3)侯氏制碱法反应方程式为NH3+H2O+CO2+NaCl═NH4Cl+NaHCO3↓,得到碳酸氢钠同时得到氯化铵,二氧化碳是反应的原料同时也是反应的副产物,可以循环利用,故X是二氧化碳;因为氯化钠最后剩余在母液中,所以循环I是氯化钠的循环,使原料氯化钠的利用率提高;分离沉淀的方法是过滤;故答案为:CO2;I;过滤;
(4)要检验碳酸钠中含有氯化钠,需要先加硝酸将碳酸钠除去,然后加入硝酸银溶液,若有沉淀产生,说明碳酸钠中含有氯化钠,否则不含氯化钠;故答案为:可取少量试样溶于水后,再滴加足量的稀硝酸和少量的硝酸银溶液,若产生白色沉淀不溶解,说明有Cl-;
(5)加入足量的 BaCl2溶液:发生反应:Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl,Na2CO3~BaCO3,根据原子守恒,通过称量沉淀碳酸钡的质量,来计算样品中纯碱的质量分数,需洗涤沉淀,除去杂质离子,且将沉淀冷却到室温,恒重操作后最终得到固体 b(g)为BaCO3,根据碳守恒,纯碱的质量分数=;故答案为: 。
【点睛】本题考查了联合制碱法,明确碳酸钠、碳酸氢钠、氨气、氯化铵的性质,掌握工艺流程和反应原理是解题关键。
24.以甲醇和石油裂解气为原料可制得E,已知E由两种均具有芳香气味的有机物组成的混合物。相关物质转化关系如下:
请回答:
(1)写出C中官能团的化学式_______________。A的结构简式是___________________。
(2)C→D的化学方程式是_______________________________ 、_____________________________。
(3)含有相同官能团的有机物通常具有相似的化学性质,因此可以预测E具有与___________类化合物相似的化学性质。除去化合物B、D和E混合物中的B、D,可采用的方法是:__________________________________________________________________________。
(4)写出一种以为原料制备 的合成路线。(各物质用结构简式表示即可,合成路线常用的表示方式为:__________________________________________________________)
【答案】 (1). (2). HCHO (3). CH3CH=CH2+H2O CH3CH2CH2OH (4). CH3CH=CH2 + H2O CH3CHOHCH3 (5). 醛和酯 (6). 用饱和碳酸钠溶液洗涤后,通过分液操作除去 (7).
【解析】
【分析】
由转化关系可知A为HCHO、B为HCOOH.E是为含4 个C原子的酯,C为CH3CH=CH2,C与水发生加成反应生成D为CH3CH2CH2OH或CH3CHOHCH3,B与D发生酯化反应生成E为HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2的混合物,以此解答该题。
【详解】(1)C为丙烯,含有的官能团为,A为甲醛,结构简式为HCHO,故答案为:;HCHO;
(2)C与水发生加成反应生成D为CH3CH2CH2OH或CH3CHOHCH3,方程式为CH3CH=CH2+H2O CH3CH2CH2OH、CH3CH=CH2 + H2O CH3CHOHCH3;故答案为CH3CH=CH2+H2O CH3CH2CH2OH;CH3CH=CH2 + H2O CH3CHOHCH3;
(3)E为甲酸酯,具有醛和酯类的性质,除去混有的甲酸、丙醇,可用饱和碳酸钠溶液洗涤后,通过分液操作除去,
故答案为:醛和酯;用饱和碳酸钠溶液洗涤后,通过分液操作除去。
(4)以为原料制备 ,可与氯气发生1,4加成,在氢氧化钠溶液中水解,然后与HCl发生加成反应,在发生消去反应可生成目标物,流程为,
故答案为:。
【点睛】本题考查有机物的推断与合成,常见题型,根据A的摩尔质量及连续氧化为突破口进行推断是解题的关键。
2019学年第一学期高三化学教学质量检测试卷
相对原子质量:O-16 C-12 Na-23 Ba-137
一、选择题
1.关于Ts中数字的描述正确的是
A. 117是Ts 的质子数 B. 117是Ts的中子数
C. 291是Ts元素的相对原子质量 D. 291是Ts元素的质量数
【答案】A
【解析】
【分析】
左下数字表示质子数,左上数字表示质量数,质量数=质子数+中子数。
【详解】A、左下数字表示质子数,的质子数是117,故A正确;
B、的中子数=质量数-质子数=291-117=174,117指的是质子数,故B错误;
C、291是的质量数,故C错误;
D、291是的质量数,Ts元素有多种原子,故D错误。
答案选A。
2.下列物质属于混合物的是
A. 冰醋酸 B. 汽油 C. 硫磺 D. 丙三醇
【答案】B
【解析】
【分析】
混合物是由两种或多种物质混合而成的物质。混合物没有固定的化学式。无固定组成和性质,组成混合物的各种成分之间没有发生化学反应,它们保持着原来的性质。混合物可以用物理方法将所含物质加以分离。
【详解】A、冰醋酸是醋酸的液体形态,属于纯净物,故A不选;
B、汽油是多种烃的混合物,属于混合物,故B选;
C、硫磺是硫单质的固体形态,属于纯净物,故C不选;
D、丙三醇属于多羟基醇类化合物,为纯净物,故D不选。
答案选B。
【点睛】常见判断混合物和纯净物的方法:能否写出化学式,能写出化学式的为纯净物,不能写出的为混合物。
3.常温下,Fe、Al在浓硫酸中钝化,浓硫酸表现了( )
A. 难挥发性 B. 吸水性 C. 脱水性 D. 强氧化性
【答案】D
【解析】
Fe、Al在浓硫酸中钝化是因为在金属表面生成一层氧化膜,阻止金属和酸的进一步反应。这表现了浓硫酸的强氧化性。故D正确。而难挥发性、吸水性表现的是浓硫酸的物理性质,故A、B不正确。脱水性是浓硫酸能将有机物中的H和O按2:1组合成水而脱去,故C不正确。本题的正确选项为D。
点睛:本题要注意“钝化”的意思,这是Fe、Al在浓硫酸或浓硝酸中的一种现象。
4.按照有机物的命名规则,下列命名正确的是
A. 1,2-二甲基戊烷 B. 3,4-二甲基戊烷
C. 2,2-二甲基丁烷 D. 2,3,3-三甲基丁烷
【答案】C
【解析】
【分析】
烷烃的命名原则是:找出最长的碳链当主链,依碳数命名主链,前十个以天干(甲、乙、丙)代表碳数,碳数多于十个时,以中文数字命名,如:十一烷;从最近的取代基位置编号:1、2、3(使取代基的位置数字越小越好)。以数字代表取代基的位置。数字与中文数字之间以- 隔开;有多个取代基时,以取代基数字最小且最长的碳链当主链,并依甲基、乙基、丙基的顺序列出所有取代基;有两个以上的取代基相同时,在取代基前面加入中文数字:一、二、三,如:二甲基,其位置以 , 隔开,一起列于取代基前面。
【详解】根据上述规则:
A、应该是3-甲基己烷,A错误;
B、应该为2,3-二甲基戊烷,B错误;
C、2,2-二甲基丁烷,符合烷烃的命名原则,C正确;
D、应该为2,2,3-三甲基丁烷,D错误;
正确选项C。
5.下列过程属于物理变化的是
A. 煤的干馏 B. 石油的分馏 C. 石油裂化 D. 石油裂解
【答案】B
【解析】
煤的干馏有苯及苯的同系物等新物质生成,属于化学变化,故A错误;石油的分馏是根据沸点不同把石油分离为汽油、煤油、柴油等物质,没有新物质生成,属于物理变化,故B正确;石油裂化是大分子烃断裂为小分子烃,生成新物质属于化学变化,故C错误;石油裂解是大分子烃断裂为乙烯、丙烯等产物,生成新物质属于化学变化,故D错误。
6.关于乙醛,下列化学用语正确的是
A. 官能团 —COH B. 比例模型
C. 最简式 C2H4O D. 结构式 CH3CHO
【答案】C
【解析】
【详解】A.醛基中H原子与C原子形成共价键,故醛基的结构简式为﹣CHO,故A错误;
B.用小球和小棍表示的模型为球棍模型,故为球棍模型不是比例模型,故B错误;
C.各原子的最简单的整数比为最简式,则C2H4O可为有机物的最简式,故C正确;
D.用一条短线来代替一对共用电子对所得到的式子为结构式,故为乙醛的结构式,故D错误。
故答案为C。
7.现有pH为1的100mL 0.1moL/L 的AlCl3溶液,下列有关判断正确的是:
A. 溶液显酸性,主要因为铝离子水解导致的
B. 溶液显酸性,主要因为溶液中有盐酸
C. 溶液显碱性,主要因为铝离子水解导致的
D. 溶液显碱性,主要因为铝离子水解导致的
【答案】B
【解析】
【详解】在pH为1的100mL 0.1mol/L的AlCl3, 溶液显酸性,其主要原因是在配制过程中要加入少量盐酸以抑制铝离子的水解,故答案选B。
8.不能鉴别0.1mol/L盐酸和0.1mol/LNaOH溶液的是
A. 石蕊试液 B. 甲基橙试液 C. 酚酞试液 D. 淀粉KI试液
【答案】D
【解析】
【分析】
酸碱指示剂能鉴别酸溶液和碱溶液,淀粉KI试液一般用来鉴别氧化性溶液。
【详解】A、石蕊试液分别加入两溶液,盐酸显红色,氢氧化钠溶液显蓝色,A不符合题意;
B、甲基橙试液分别加入两溶液,盐酸显红色,氢氧化钠溶液显黄色,B不符合题意
C、酚酞试液分别加入两溶液,盐酸显无色,氢氧化钠溶液显红色,C不符合题意
D、淀粉KI试液分别加入两溶液,都无明显变化,不能鉴别两溶液,故D符合题意。
答案选D。
9.工业生产氨气的适宜条件中不包括( )
A. 用浓硫酸吸收产物 B. 用铁触煤作催化剂
C. 温度500℃左右 D. 压强为20~50MPa
【答案】A
【解析】
【分析】
分析工业生产氨气整个反应。催化剂不能改变化学平衡,但可以加快反应速率。升高温度可以加快反应速率,考虑反应平衡,温度不宜太高。增大压强可以加快反应速率,也可以促进化学平衡正向移动,但生产时条件会限制压强。从反应速率和化学平衡两方面看,合成氨的适宜条件一般为压强:20MPa-50MPa,温度:500℃左右,催化剂:铁触媒。
【详解】从反应速率和化学平衡两方面看,合成氨的适宜条件一般为压强:20MPa-50MPa,温度:500℃左右,催化剂:铁触媒。用浓硫酸吸收氨气会生成硫酸铵,不适合吸收产物。答案为A。
【点睛】本题主要考查工业制氨气的反应中反应条件的选择,综合反应速率、反应平衡考虑。
10.氮气常用作白炽灯泡中钨丝的保护气,这是因为
A. 氮气比空气轻 B. 氮气难溶于水
C. 氮气是无色无味的气体 D. 氮气很不活泼
【答案】D
【解析】
【详解】A.氮气密度与空气相近,故A错误;
B.氮气作保护气与氮气的溶解性无关,故B错误;
C.氨气作保护气与氮气的颜色、气味无关,故C错误;
D.氮气的性质不活泼,一般条件下不和其它物质反应,因此可以用氮气作保护气,故D正确;
答案选D。
11.下列物质对水的电离平衡没有影响的是
A. NaI B. KF C. KAl(SO4)2 D. NaHSO4
【答案】A
【解析】
【详解】水的电离H2O⇌H++OH-,加入酸或碱抑制水的电离,加入能水解的盐促进水的电离。
A.NaI为强电解质,在溶液中电离出钠离子和碘离子,这两种离子都不水解,对水的电离平衡无影响,故A正确;
B.KF电离出的F-为弱酸根,在溶液中水解,对水的电离有促进作用,故B错误;
C.KAl(SO4)2溶液能电离出硫酸根、钾离子和铝离子,铝离子在溶液中能水解,对水的电离起促进作用,故C错误;
D.NaHSO4溶液能电离出氢离子,溶液显强酸性,对水的电离有抑制作用,故D错误;
答案选A
【点睛】本题的易错点为AB,要注意氢卤酸的强弱,在氢卤酸中只有氢氟酸是弱酸,其余的氢卤酸都是强酸。
12.SiF4与SiCl4分子都是正四面体结构。下列判断正确是( )
A. 键长:Si-F>Si-Cl B. 键能:Si-F>Si-Cl
C. 沸点:SiF4>SiCl4 D. 共用电子对偏移程度:Si-Cl>Si-F
【答案】B
【解析】
【详解】A.原子半径Cl>F,原子半径越大,则其形成的化学键的键长就越大,所以键长:Si-F
C.SiF4、SiCl4都是由分子构成的物质,结构相似,物质的相对分子质量越大,分子间作用力就越大,克服分子间作用力使物质气化需要的能量就越大,即物质的沸点越高。由于相对分子质量:SiF4
13.准确量取22.00mL Na2SO3溶液,最合适的仪器是( )
A. 25mL量筒 B. 25mL滴定管
C. 50mL量筒 D. 有刻度的25mL烧杯
【答案】B
【解析】
【详解】A.25mL量筒,量筒的读数只能读到0.1mL,无法量取25.00mL溶液,故A错误;
B.滴定管、移液管是能精确计量的仪器,准确量取25.00mL溶液,应用25mL的滴定管,故B正确;
C.50mL量筒,量筒的读数只能读到0.1mL,无法量取25.00mL溶液,故C错误;
D.烧杯不能用于精确量取液体,可粗略估计,故D错误,
故选B。
【点睛】注意掌握常见的计量仪器的构造及使用方法,明确托盘天平准确度为0.1g、量筒准确度为0.1mL、滴定管为0.01mL等,是解题的关键。
14.下图表示某可逆反应在使用和未使用催化剂时,反应过程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是
A. 该反应为吸热反应
B. a与b相比,a的反应速率更快
C. a与b相比,反应的平衡常数一定不同
D. E2大于E1,说明总能量生成物比反应物低
【答案】D
【解析】
【分析】
由图可知,反应物总能量大于生成物总能量;b中活化能小;K与温度有关,且化学反应相同;焓变等于正逆反应的活化能之差。
【详解】A、由图可知,反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,故A错误;
B、b中活化能小,b的反应速率更快,故B错误;
C、K与温度有关,且化学反应相同,则a与b相比,反应的平衡常数相同,故C错误;
D、焓变等于正逆反应的活化能之差,E2大于E1,焓变为负,为放热反应,说明总能量生成物比反应物低,故D正确。
答案选D。
【点睛】本题考查反应热与焓变,把握反应中能量变化、催化剂对反应的影响、K与温度的关系为解答的关键。
15.下列转化过程不能一步实现的是
A. Al(OH)3→Al2O3 B. Al2O3→Al(OH)3
C. Al→AlCl3 D. Al→NaAlO2
【答案】B
【解析】
【详解】A、Al(OH)3加热分解Al2O3,可一步实现转化,A错误;
B、氧化铝不溶于水,不能一步转化生成Al(OH)3,B正确;
C、金属铝与盐酸或氯气反应均生成AlCl3,可一步转化,C错误;
D、Al与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2,可一步实现转化,D错误;
答案选B。
16.糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同。下列分析正确的是( )
A. 脱氧过程中铁作为原电池正极
B. 负极的电极反应为:Fe-3e→Fe3+
C. 正极的电极反应为:2H2O+O2+4e→4OH-
D. 脱氧过程是吸热反应,可降低温度,延长糕点保质期
【答案】C
【解析】
【分析】
钢铁的吸氧腐蚀,铁作负极,发生Fe-2e-=Fe2+,C为正极,发生O2+2H2O+4e-=4OH-;
【详解】A、糕点包装中常见的脱氧剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等,其脱氧原理与钢铁的吸氧腐蚀相同,钢铁的吸氧腐蚀中铁作负极,故A错误;
B、钢铁吸氧腐蚀中,铁作负极,其电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,故B错误;
C、吸氧腐蚀,碳作正极,氧气在正极上得到电子,即电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,故C正确;
D、原电池放电过程是放热反应,因此脱氧过程也是放热过程,防止糕点应氧化而变质,故D错误。
17.通常情况下,仅凭下列事实能证明乙酸是弱酸的是
A. 某乙酸溶液与锌粒反应产生气泡很慢 B. 乙酸钠溶液pH>7
C. 乙酸溶液能使石蕊变红 D. 某乙酸溶液能导电能力弱
【答案】B
【解析】
【分析】
证明CH3COOH为弱酸,可从以下角度判断:①等浓度的HCl、CH3COOH导电能力;②等浓度的HCl、CH3COOH比较二者与金属反应速率大小;③判断是否存在电离平衡;④比较二者对应的盐溶液的酸碱性等,以此解答该题。
【详解】A.某乙酸溶液与锌粒反应产生气泡很慢,说明该乙酸中氢离子浓度很小,但是不能说明乙酸部分电离,不能证明乙酸是弱电解质,A错误;
B.乙酸钠的pH>7,说明乙酸钠是强碱弱酸盐,乙酸是弱酸,B正确;
C.乙酸溶液能使石蕊试液变红色,说明乙酸电离出氢离子,但不能说明部分电离,所以不能证明是弱电解质,C错误;
D.某乙酸导电能力弱,说明该酸中离子浓度较小,但是不能说明乙酸部分电离,则不能证明乙酸是弱电解质,D错误;
故合理选项是B。
【点睛】本题考查弱电解质判断知识。明确强、弱电解质根本区别是解本题关键,溶液导电性强弱与离子浓度及离子所带电荷有关,与电解质强弱无关,题目难度不大。
18.除去物质中含少量杂质的方法错误是
选项
物质(括号内为杂质)
实验方法
A
K2SO4 (K2CO3)
加入稀硫酸使溶液呈中性
B
NaCl (KNO3)
样品配制成热饱和溶液,冷却结晶,过滤
C
CO2(HCl)
通过NaHCO3饱和溶液,干燥
D
溴苯(溴)
加入足量NaOH溶液,充分振荡,分液
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.碳酸钾能够与硫酸反应生成硫酸钾和二氧化碳气体,可以除去碳酸钾,且不引入杂质,故A正确;
B.硝酸钾的溶解度随温度的变化较大,应该将样品配制成热饱和溶液,蒸发浓缩后趁热过滤,可以除去混入的硝酸钾杂质,故B错误;
C.氯化氢能够与NaHCO3饱和溶液反应放出二氧化碳,可以除去HCl,且不引入杂质,故C正确;
D.溴能够与氢氧化钠反应生成易溶于水的盐,而溴苯不溶于水,可以除去溴,且不引入杂质,故D正确;
故选B。
19.关于晶体的叙述中,正确的是
A. 分子晶体中,共价键的键能越大,熔、沸点越高
B. 分子晶体中,分子间的作用力越大,该分子越稳定
C. 原子晶体中,共价键的键能越大,熔、沸点越高
D. 某晶体溶于水后,可电离出自由移动的离子,该晶体一定是离子晶体
【答案】C
【解析】
【详解】A. 分子晶体中,共价键的键能越大,稳定性越大,而分子间的作用力越大,熔沸点越高,所以键能的大小不能判断分子晶体的熔沸点,A项错误;
B. 分子晶体中,分子间作用力越大,熔沸点越高,而共价键的键能越大,稳定性越大,B项错误;
C. 原子晶体中,共价键的键能越大,熔、沸点越高,键能决定其熔沸点,C项正确;
D. 共价化合物形成的电解质溶于水后也可电离出自由移动的离子,如HCl等,D项错误;
答案选C。
【点睛】一般来说,不同类型晶体的熔沸点的高低顺序为:原子晶体>离子晶体>分子晶体,而金属晶体的熔沸点有高有低。这是由于不同类型晶体的微粒间作用不同,其熔、沸点也不相同。原子晶体间靠共价键结合,一般熔、沸点最高;离子晶体阴、阳离子间靠离子键结合,一般熔、沸点较高;分子晶体分子间靠范德华力结合,一般熔、沸点较低;金属晶体中金属键的键能有大有小,因而金属晶体熔、沸点有高(如W)有低(如Hg)。
20.测得某pH=2的溶液中有关数据如下:
离子
Na+
Fe3+
?
NO3-
SO42-
浓度(mol/L)
2.0×10-2
1.4×10-2
?
2.0×10-2
2.4×10-2
则该溶液中还可能大量存在的一种离子是
A. Cl- B. SO32- C. Ba2+ D. Al3+
【答案】A
【解析】
【分析】
pH=2的溶液含大量的H+,离子之间不能结合生成沉淀、气体、水等,则离子大量共存,结合溶液为电中性来解答。
【详解】pH=2的溶液含大量的H+,c(H+)=1.0×10-2mol/L,结合溶液中电荷守恒可知,1.0×10-2mol/L+2.0×10-2mol/L+1.4×10-2mol/L×3>2.0×10-2mol/L+2.4×10-2×2,则还含有的离子为阴离子,因CO32-与Fe3+反应生成沉淀不能共存,只有A合理;
故答案选A。
【点睛】本题考查常见离子的检验及离子共存,把握溶液的pH及电荷守恒为解答的关键,注意电荷守恒的应用。
二、综合题,完成下列填空
21.从宏观和微观两个角度认识氯、硫、铁、铝等元素的单质及其化合物是学好中学化学的重要基础。完成下列填空:
(1)Cl在元素周期表中的位置为______________,由此可知,其最高价氧化物对应的水化物的化学式 为:______________ ,次氯酸分子的结构式为:_____________。
(2)Cl、S、Na三种元素形成简单离子其半径由大到小的顺序是_______________________(用离子符号 表示)。铝最高价氧化物对应的水化物表现出了独特的性质,其在水溶液中的电离方程式 为____________________________________________________________________________。
(3)硫和氯的非金属性强弱关系是_________________,试从原子结构的角度解释其原因。______________
(4)现有试剂:溴水、硫化钠溶液、Na2SO3溶液、稀硫酸、NaOH溶液、氨水。 要证明Na2SO3具有还原 性,应选用的试剂有______________,看到的现象是 ____________________。要证明Na2SO3具有氧化性,应选用的试剂有___________________,反应的离子方程式是 ________________________________。
【答案】 (1). 第三周期VIIA族 (2). HClO4 (3). H-O-Cl (4). S2->Cl->Na+ (5). H++AlO2–+H2OAl(OH)3Al3++3OH– (6). Cl>S (7). 氯和硫原子电子层数相同,质子数氯大于硫,因此氯原子核对最外层电子的吸引能力大于硫,得电子能力大于硫 (8). 溴水 (9). 橙红色褪去 (10). 硫化钠溶液和稀硫酸 (11). 2S2-+SO32-+6H+→3S↓+3H2O
【解析】
【分析】
(1)主族元素周期数=电子层数、族序数=最外层电子数;氯元素的最高价氧化物对应水化物为高氯酸;HClO中O原子分别与H原子、Cl原子形成1对共用电子对;
(2)电子层结构相同的离子核电荷数越大离子半径越小,离子的电子层越多离子半径越大;氢氧化铝为两性氢氧化物,在水中有碱式电离、酸式电离两种情况;
(3)电子层相同,质子数越大,原子核对最外层电子的吸引越强,得电子能力越强;
(4)要证明Na2SO3具有还原性,应选用强氧化性的试剂溴水;要证明Na2SO3具有氧化性,应选用还原性试剂,选择试剂为:硫化钠溶液和稀硫酸。
【详解】(1)Cl是17号元素,原子核外有3个电子层,最外层电子数为7,处于周期表中第三周期 第VIIA族。氯元素的最高价氧化物对应水化物为HClO4.HClO中O原子分别与H原子、Cl原子形成1对共用电子对,其结构式为H-O-Cl,故答案为:第三周期第VIIA族;HClO4;H-O-Cl;
(2)电子层结构相同的离子核电荷数越大离子半径越小,离子的电子层越多离子半径越大,故离子半径:S2->Cl->Na+;氢氧化铝为两性氢氧化物,电离方程式为:H++AlO2-+H2O⇌Al(OH)3⇌Al3++3OH-,故答案为:S2->Cl->Na+; H++AlO2-+H2O⇌Al(OH)3⇌Al3++3OH-;
(3)氯和硫原子电子层数相同,质子数氯大于硫,因此氯原子核对最外层电子的吸引能力大于硫,得电子能力大于硫,故非金属性:Cl>S,故答案为:Cl>S;氯和硫原子电子层数相同,质子数氯大于硫,因此氯原子核对最外层电子的吸引能力大于硫,得电子能力大于硫;
(4)要证明Na2SO3具有还原性,应选用强氧化性的试剂溴水,看到的现象是:橙红色褪去;要证明Na2SO3具有氧化性,应选用还原性试剂,选择试剂为:硫化钠溶液和稀硫酸,反应离子方程式为:2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O,故答案为:溴水;橙红色褪去;硫化钠溶液和稀硫酸;2S2-+SO32-+6H+=3S↓+3H2O。
22.中国科学家用金属钠和CO2一定条件下制得了金刚石:
(1)配平上述反应的化学方程式: ___ Na + _____CO2_____Na2CO3 + _____C(金刚石)。若反应过程中有0.15mol CO2反应,则电子转移的数目为:____________。
(2)CO2的电子式为:_________________,Na原子核外电子有_______个能级。
(3)已知:
常压下
钠
Na2CO3
金刚石
石墨
熔点(℃)
97.8
851
3550
3850
沸点(℃)
882.9
1850(分解产生CO2)
----
4250
若反应在常压、890℃下进行,写出该反应的平衡常数表达式______________________。若3v正(Na)=4v逆(CO2),则________(选填序号)。
a.反应肯定达到平衡 b.反应可能达到平衡 c.反应肯定未达平衡
(4)副产物Na2CO3溶于水后溶液呈碱性,请结合平衡移动的原理,用文字描述所得溶液呈碱性的原因:______________________________________________________________________________________。若在10升容器中,反应进行了5min, 金刚石的质量增加了6g,则5min里CO2的平均反应速率 为______________。
【答案】 (1). 4 (2). 3 (3). 2 (4). 1 (5). 0.2NA (6). (7). 4 (8). K= (9). a (10). 由于碳酸是弱电解质,Na2CO3溶于水后电离出的碳酸根离子结合了水电离出的氢离子,导致水的电离平衡朝正反应方向移动,氢氧根离子浓度大于氢离子浓度。 (11). 0.03 mol/(L·min)
【解析】
【分析】
(1)根据电子守恒配计量数并计算转移电子数目;
(2)二氧化碳的电子式为;Na原子核外电子排布式为1s22s22p63s1;
(3)根据一些物质的熔沸点数据,在常压、890℃时Na和CO2都是气态,Na2CO3和C都不是气态,则可得该反应的平衡常数表达式;根据一正一逆,速率之比等于系数比,则反应肯定达到平衡;
(4)Na2CO3溶于水后溶液呈碱性是因为碳酸根发生水解;CO2的平均反应速率=。
【详解】(1)反应中钠元素从0价升高到+1价,升高1价,碳元素从+4价降低到0价,降低4价,因此单质钠与单质碳的计量数之比为4:1,再根据元素守恒配平其他物质的计量数,配平后的方程式为4Na+3CO2⇌2Na2CO3+C,有3mol CO2反应时,转移4mol电子,当有0.15mol CO2反应时,转移电子0.2mol,故答案为:4;3;2;1;0.2NA;
(2)二氧化碳的结构式为O=C=O,C与O之间存在两对电子对,故电子式为;Na原子核外电子排布式为1s22s22p63s1,有4个能级;故答案为;4;
(3)根据表中一些物质的熔沸点数据,可知在常压、890℃时Na和CO2都是气态,Na2CO3和C都不是气态,则该反应的平衡常数表达式 ;若3v正(Na)=4v逆(CO2),符合一正一逆,速率之比等于系数比,则反应肯定达到平衡,故答案为:K=,a;
(4)Na2CO3溶于水后碳酸根发生水解,Na2CO3溶于水后电离出的碳酸根离子结合了水电离出的氢离子,导致水的电离平衡朝正反应方向移动,氢氧根离子浓度大于氢离子浓度;而若反应在10L密闭容器、常压下进行,5min内,测得金刚石的质量增加了6g,反应的二氧化碳物质的量结合化学方程式计算得到,4Na+3CO2⇌2Na2CO3 +C(金刚石),消耗物质的量1.5mol,反应速率v(CO2)===0.03mol/(L•min),故答案为:由于碳酸是弱电解质,Na2CO3溶于水后电离出的碳酸根离子结合了水电离出的氢离子,导致水的电离平衡朝正反应方向移动,氢氧根离子浓度大于氢离子浓度; 0.03 mol/(L·min)。
23.爱国实业家侯德榜在氨碱法的基础上,发明了“联合制碱法”,简单流程如图。完成下列问题:
(1)写出通入CO2和NH3的化学反应方程式_________________________________________________。在 饱和食盐水中通入CO2和NH3,先通NH3后通CO2的原因是_____________________________。
(2)母液中除H+和OH-外,还含有的离子是_____________。 向母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却 析出副产品,通氨气的作用有____________。
(a)增大NH4+的浓度,使NH4Cl更多地析出
(b)使NaHCO3更多地析出
(c)使NaHCO3转化为Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度
(3)上述流程中X物质的分子式_______。使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是 设计了_______(填上述流程中的编号)的循环。从沉淀池中取出沉淀的操作是____。
(4)写出检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠的简要方案:___________________________________________________________________________________。
(5)工业生产的纯碱常会含少量NaCl杂质。现用重量法测定其纯度,步骤如下:
称取样品ag,加水溶解,加入足量的BaCl2溶液,经过滤、洗涤、干燥,最终得到固体bg。样品中纯 碱的质量分数为___________________(用含a、b的代数式表示)。
【答案】 (1). NaCl + NH3+CO2 +H2O → NaHCO3↓+NH4Cl (2). 氨气在水中溶解度大,先通氨气有利于生成碳酸氢钠沉淀。 (3). Na+、HCO3-、NH4+、Cl- (4). a、c (5). CO2 (6). I (7). 过滤 (8). 可取少量试样溶于水后,再滴加足量的稀硝酸和少量的硝酸银溶液,若产生白色沉淀不溶解,说明有Cl- (9). 106 b/197a
【解析】
【分析】
联合制碱法:以食盐、氨和二氧化碳为原料来制取纯碱,二氧化碳在水中的溶解度小,与水反应形成不稳定的碳酸,而把二氧化碳通入溶有氨气而呈碱性的水中,会使生成的碳酸与氨水发生反应,而增大二氧化碳气体的吸收,将氨通入饱和食盐水而成氨盐水,再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀,反应为:CO2+H2O+NaCl+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl,经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体,再加热制得纯碱产品,其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液,从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体,由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大,低温时的溶解度则比氯化钠小,在低温条件下,向滤液中加入细粉状的氯化钠,并通入氨气,可以使氯化铵单独结晶沉淀析出,经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。
【详解】(1)二氧化碳通入氨化的饱和氯化钠溶液中反应生成碳酸氢钠晶体,反应为:CO2+H2O+NaCl+NH3=NaHCO3↓+NH4Cl;二氧化碳微溶于水,先通入二氧化碳,溶液中生成极少量的碳酸,且碳酸不稳定,再通入氨气,生成的产物量少,且易生成碳酸铵,氨气在水中溶解度很大,先通入氨气,溶液中生成较多的一水合氨,再通入CO2,生成的产物量多,且易生成碳酸氢铵;故答案为:NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl;氨气在水中溶解度大,先通氨气有利于生成碳酸氢钠沉淀;
(2)由上述分析可知,母液中除H+和OH-外,还含有的离子是Na+、HCO3-、NH4+、Cl-;氨气溶于水后生成氨水,氨水电离成铵根,增大铵根的浓度有利于氯化铵析出来,故a正确;通入氨气使溶液碱性增强,使碳酸氢钠转换为溶解度较大的碳酸钠,可以提高氯化铵的纯度,所以选项c正确,选项b错误;故答案为:Na+、HCO3-、NH4+、Cl-; a、c;
(3)侯氏制碱法反应方程式为NH3+H2O+CO2+NaCl═NH4Cl+NaHCO3↓,得到碳酸氢钠同时得到氯化铵,二氧化碳是反应的原料同时也是反应的副产物,可以循环利用,故X是二氧化碳;因为氯化钠最后剩余在母液中,所以循环I是氯化钠的循环,使原料氯化钠的利用率提高;分离沉淀的方法是过滤;故答案为:CO2;I;过滤;
(4)要检验碳酸钠中含有氯化钠,需要先加硝酸将碳酸钠除去,然后加入硝酸银溶液,若有沉淀产生,说明碳酸钠中含有氯化钠,否则不含氯化钠;故答案为:可取少量试样溶于水后,再滴加足量的稀硝酸和少量的硝酸银溶液,若产生白色沉淀不溶解,说明有Cl-;
(5)加入足量的 BaCl2溶液:发生反应:Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl,Na2CO3~BaCO3,根据原子守恒,通过称量沉淀碳酸钡的质量,来计算样品中纯碱的质量分数,需洗涤沉淀,除去杂质离子,且将沉淀冷却到室温,恒重操作后最终得到固体 b(g)为BaCO3,根据碳守恒,纯碱的质量分数=;故答案为: 。
【点睛】本题考查了联合制碱法,明确碳酸钠、碳酸氢钠、氨气、氯化铵的性质,掌握工艺流程和反应原理是解题关键。
24.以甲醇和石油裂解气为原料可制得E,已知E由两种均具有芳香气味的有机物组成的混合物。相关物质转化关系如下:
请回答:
(1)写出C中官能团的化学式_______________。A的结构简式是___________________。
(2)C→D的化学方程式是_______________________________ 、_____________________________。
(3)含有相同官能团的有机物通常具有相似的化学性质,因此可以预测E具有与___________类化合物相似的化学性质。除去化合物B、D和E混合物中的B、D,可采用的方法是:__________________________________________________________________________。
(4)写出一种以为原料制备 的合成路线。(各物质用结构简式表示即可,合成路线常用的表示方式为:__________________________________________________________)
【答案】 (1). (2). HCHO (3). CH3CH=CH2+H2O CH3CH2CH2OH (4). CH3CH=CH2 + H2O CH3CHOHCH3 (5). 醛和酯 (6). 用饱和碳酸钠溶液洗涤后,通过分液操作除去 (7).
【解析】
【分析】
由转化关系可知A为HCHO、B为HCOOH.E是为含4 个C原子的酯,C为CH3CH=CH2,C与水发生加成反应生成D为CH3CH2CH2OH或CH3CHOHCH3,B与D发生酯化反应生成E为HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2的混合物,以此解答该题。
【详解】(1)C为丙烯,含有的官能团为,A为甲醛,结构简式为HCHO,故答案为:;HCHO;
(2)C与水发生加成反应生成D为CH3CH2CH2OH或CH3CHOHCH3,方程式为CH3CH=CH2+H2O CH3CH2CH2OH、CH3CH=CH2 + H2O CH3CHOHCH3;故答案为CH3CH=CH2+H2O CH3CH2CH2OH;CH3CH=CH2 + H2O CH3CHOHCH3;
(3)E为甲酸酯,具有醛和酯类的性质,除去混有的甲酸、丙醇,可用饱和碳酸钠溶液洗涤后,通过分液操作除去,
故答案为:醛和酯;用饱和碳酸钠溶液洗涤后,通过分液操作除去。
(4)以为原料制备 ,可与氯气发生1,4加成,在氢氧化钠溶液中水解,然后与HCl发生加成反应,在发生消去反应可生成目标物,流程为,
故答案为:。
【点睛】本题考查有机物的推断与合成,常见题型,根据A的摩尔质量及连续氧化为突破口进行推断是解题的关键。
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