安徽省马鞍山市2021年高考化学二模试卷
展开 高考化学二模试卷
一、单选题
1.佩戴口罩能有效预防新冠疫情扩散。有关口罩的知识,下列说法正确的是( )
A. 古人使用丝巾遮盖口鼻,丝巾的主要成分是蛋白质
B. 医用口罩过滤层由聚丙烯熔喷布构成,熔喷布是天然高分子材料
C. 一次性防尘口罩可防烟、雾,烟、雾的分散质是空气
D. 氯气泄漏时,可戴上用NaOH溶液润湿过的口罩
2.碳酸亚乙酯( )是一种重要的添加剂,有关该化合物,下列叙述正确的是( )
A. 所有原子共平面 B. 能与NaOH溶液反应 C. 不能发生氧化反应 D. 无链状同分异构体
3.W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,W、Y分别与X形成的化合物均会导致酸雨。下列说法中一定正确的是( )
A. 简单离子半径中最大的是Z B. 简单氢化物中熔沸点最高的是X
C. 氧化物对应水化物的酸性Z比Y强 D. W的氢化物分子含10个电子
4.根据下列实验操作和现象,所得结论或推论正确的是( )
实验操作和现象
实验结论或推论
A
向FeCl3溶液中加入Cu片,振荡,溶液颜色变化
Cu与FeCl3发生了置换反应
B
用pH试纸测得NaA、NaB溶液的pH分别为9、8
酸性:HB>HA
C
用AgNO3标准溶液滴定待测液中c(Cl-),以K2CrO4为指示剂
D
向Ba(NO3)2溶液中通入SO2气体,产生白色沉淀
SO2具有还原性
A. A B. B C. C D. D
5.我国科研人员通过控制光沉积的方法构建Cu2O-Pt/SiC/IrOx型复合材料光催化剂,其中Fe2+和Fe3+离子渗透Nafion膜可协同CO2、H2O分别反应,构建了一个人工光合作用体系,其反应机理如图:
下列说法错误的是( )
A. 该反应为2CO2+2H2O 2HCOOH+O2
B. 该反应能量转化形式为光能→化学能
C. 图中a、b分别代表Fe2+、Fe3+
D. 反应过程中涉及到非极性键、极性键的断裂和形成
6.NCl3是一种黄色黏稠状液体,可用于制备新型消毒剂ClO2 , 其制备装置如图所示。下列说法正确的是( )
A. Pt极发生氧化反应,可用淀粉-KI试纸检验M B. 石墨极的反应式为
C. 电解过程中,质子交换膜右侧溶液pH会增大 D. 每生成1mol NCl3 , 会生成67.2L气体M
7.室温下,体积均为20mL、浓度均为0.1mol·L-1的HX溶液、HY溶液中分别滴加同浓度的NaOH溶液,反应后溶液中水电离的c(H+)水的负对数[–lgc(H+)水]与滴加氢氧化钠溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 室温时,Ka(HX)=10-6 B. a、b、c三点溶液均显中性
C. b、d两点溶液的离子总浓度不同 D. c点溶液中c(X-)+c(HX)=0.1mol·L-1
二、综合题
8.蛭石是一种铝硅酸盐(不溶于稀酸、碱),加热后体积会增大为原体积的60倍,具有理想的保温及涵水功能,是种植业的优良基质材料。一种“暖宝宝”内充Fe粉、蛭石粉、活性炭、NaCl固体和吸水性树脂,使用时去掉不透气的外包装使透气内袋暴露在空气中,即可发热至53℃左右。某化学兴趣小组设计了以下实验,探究已使用过的“暖宝宝”成分、回收蛭石,并制备“引火铁”(一种抛撒到空气中即可自燃的超细铁粉)。
(实验方案)
(实验装置)(制引火铁)
回答下列问题:
(1)在“暖宝宝”的使用过程中,蛭石粉的作用是________。影响“暖宝宝”发热的持续时间和温度的主要因素是________。
(2)“实验方案”中“操作A”的具体内容为________。
(3)有关使用后的“暖宝宝”中铁元素的存在形式,下列说法正确的是_______。
A.一定含有Fe、Fe2+、Fe3+
B.一定含Fe3+
C.一定含有Fe2+、Fe3+
D.可能含Fe
(4)制引火铁的“实验装置”中有两处明显的缺陷,分别是________和________。
(5)制取CO时,浓硫酸的作用是________。实验开始时,应先点燃________(填“X”或“Y”)处酒精灯。
(6)“引火铁”在空气中能自燃的原因是________。
9.碳酸镍是制备合成纳米镍的一种前驱体。以镍废渣(主要成分为Ni,含少量Fe、Al、Fe3O4、Al2O3和不溶性杂质等)为原料获得碳酸镍流程如图:
回答下列问题:
(1)“碱浸”时加入NaOH溶液的作用是________。
(2)“操作A”的名称是________。
(3)“酸浸”滤液中含有的阳离子主要为H+、________。
(4)“转化”时加入H2O2的目的是________(用离子方程式表示),该过程温度不宜过高,原因可能是________。
(5)请写出“沉镍”时的离子方程式________。
(6)若选用Na2CO3溶液“沉镍”,当溶液中总碳浓度[ c(C)T ]为0.1mol·L-1时,溶液中总镍浓度的对数[lgc(Ni)T]与溶液pH关系如图。
注:c(C)T=c(CO )+c(HCO )+c(H2CO3)
①a点(pH≈8.2)时溶液中析出的沉淀主要为________(填化学式)。
②b点溶液中Ni2+是否沉淀完全________(填“是”或“否”)[溶液中总镍浓度c(Ni)T≤10-5mol·L-1时,Ni2+沉淀完全] 。
(7)取“操作A”所得的NiSO4溶液VmL,用c mol·L-1 EDTA(Na2H2Y)的标准溶液滴定至终点(发生反应Ni2++H2Y2-=NiY2-+2H+),消耗标准液20.00 mL,则“沉镍”过程中,当NiCO3开始沉淀时,溶液中CO 浓度为________。[已知常温下,Ksp(NiCO3)=1.42×10-7 , 只列计算式,不考虑杂质反应]。
10.高纯度的氢氟酸是制造芯片的重要原料之一。
(1).已知:HF(aq)⇌H+(aq)+F-(aq) ΔH=-10.4kJ/mol
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol
则:HF(aq)+NaOH(aq)=NaF(aq)+H2O(l)的ΔH= 。
(2).HF无论是气态还是在水溶液中均可二聚形成(HF)2。HF能二聚的原因是 , 写出(HF)2发生第二步电离的电离方程式 。
(3).如图为恒温、带有可自由移动隔板的刚性容器。当两边分别充入4g氦气和20g单分子态的HF气体时,隔板位于“5”处,隔板两边容器内的压强均为100kPa。
若固定隔板于“5”处,当右侧容器内反应2HF(g)⇌(HF)2(g)达到平衡状态时,右侧容器内压强为P1;松开隔板,隔板移至“6”处并达到新的平衡,此时右侧容器内压强为P2 , 则P1 P2(填“大于”“小于”或“等于”)。该温度下,2HF(g)⇌(HF)2(g)反应的平衡常数KP= kPa-1(KP为以分压表示的平衡常数,计算结果保留2位有效数字)。
(4).若将上述容器改为绝热容器,固定隔板在“5”处,下列不能说明右侧容器内反应已达平衡状态的是_______。
A.容器右侧气体的密度不再改变
B.容器右侧的温度不再改变
C.容器右侧气体的压强不再改变
D.容器右侧气体的平均相对分子质量不再改变
E.
(5).某温度下,将分析浓度(总浓度)相同的HCl、HF和CH3COOH三种溶液,分别加水稀释时,溶液pH变化如图所示。
图中,氢氟酸溶液在稀释初期的pH上升特别快,据此判断,(HF)2与HF的酸性相比,较强的是 。
(6).NaF和HF的混合溶液具有一定的缓冲能力,即加入少量的酸或碱时,溶液的pH基本保持不变。试结合方程式和必要的文字解释之 。
11.铜及其化合物在化工、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:
(1).原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,可以用 摄取铜元素的原子光谱;基态Cu原子核外电子的空间运动状态有 种。
(2).[Cu(NH3)2]OOCCH3可用于防止合成氨反应的催化剂中毒。该化合物中元素的第一电离能最大的是 , 碳原子的杂化轨道类型有 。[Cu(NH3)2]OOCCH3除去CO的反应为[Cu(NH3)2]OOCCH3+CO + NH3 = [Cu(NH3)3(CO)]OOCCH3 , 该反应中新形成的化学键有 (填标号)。
A. 键 B.配位键 C.非极性键 D.σ键
(3).向CuSO4溶液中通入足量NH3可生成配合物[Cu(NH3)4]SO4。与 互为等电子体的一种分子为 (填化学式);NF3与NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子的原因是 。
(4).氧化亚铜(Cu2O)可用于陶瓷、固体整流器,其晶胞结构如图所示。
①该晶胞原子坐标参数A为(0,0,0);B为(1,0,0);C为( , , )。则D原子的坐标参数为 , 它代表 原子。
②若晶胞参数为a nm,阿伏加德罗常数的值为NA , Cu2O晶体密度ρ为 。
12.新型镇静催眠药百介眠的合成路线如图:
回答下列问题:
(1).B→C所需的试剂和条件分别为 。
(2).H的分子式 。
(3).D中的官能团名称是 。
(4).C→D、F→G的反应类型依次为 、 。
(5).A→B的化学方程式为 。
(6).写出苯环上核磁共振氢谱有2组峰、属于α-氨基酸的E的同分异构体的结构简式: (不考虑立体异构,只需写出1个)。
(7).已知:-NH2易被氧化。设计由 和CH3OH制备 的合成路线 (无机试剂任选)。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 A
【解析】【解答】A.古人使用丝巾遮盖口鼻,丝巾即蚕丝的主要成分是蛋白质,A符合题意;
B.医用口罩过滤层由聚丙烯熔喷布构成,熔喷布是合成有机高分子材料,B不符合题意;
C.烟、雾,烟、雾的分散剂是空气,C不符合题意;
D.由于NaOH溶液碱性太强,具有强腐蚀性,应该选择碱性较弱的物质,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.丝巾的主要成分是蚕丝,主要是蛋白质
B. 聚丙烯熔喷布是合成高分子材料
C.分散质和分散剂弄混淆,空气是分散剂
D.氯气泄漏时,应该戴上碱性更弱的碳酸氢钠溶液润湿过的口罩
2.【答案】 B
【解析】【解答】A. 由碳酸亚乙酯的结构简式 可知,含有-CH2-,所以所有原子不能共平面,故A不符合题意:
B. 由碳酸亚乙酯的结构简式 可知,含有酯基,所以能与NaOH溶液反应,故B符合题意;
C. 由碳酸亚乙酯的结构简式 可知,能燃烧,能发生氧化反应,故C不符合题意;
D. 由碳酸亚乙酯的结构简式 可知,可写成含有一个碳碳双键的链状同分异构体,如HOCH2COOH,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】根据结构简式即可判断含有酯基,故可以发生水解,与与氧气反应,可以写出链状式同分异构体,此结构中含有多个饱和碳原子因此所有的原子不可能共面
3.【答案】 B
【解析】【解答】A.离子的电子层数越多半径越大,电子层数相同时核电荷数越多半径越大,则半径最大的为硫离子,故A不符合题意;
B.水分子间存在氢键,沸点最高,故B符合题意;
C.未知名氧化物的价态,不能确定是哪种酸的酸性比较,故C不符合题意;
D.W为N其氢化物由氨气分子电子数为10,还有N2H4其电子数为18,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】W、Y分别与X形成的化合物均会导致酸雨,引起酸雨的物质一般是二氧化硫和氮的氧化物,可知X为O,W为N,Y为S,Z只能是Cl,据此解答。
4.【答案】 D
【解析】【解答】A.向FeCl3溶液中加入Cu片,振荡,溶液颜色变化发生的反应方程式为:Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2 , 不是置换反应,A不合题意;
B.用pH试纸测得NaA、NaB溶液的pH分别为9、8,由于未告知NaA、NaB溶液的物质的量浓度是否相等,故不能说明A-的水解程度比B-的大,根据盐类水解的规律越弱越水解可知,也就不能得出酸性HB>HA,B不合题意;
C.用AgNO3标准溶液滴定待测液中的Cl- , 以K2CrO4为指示剂,说明Ag2CrO4生成时氯离子已沉淀完全,但是,铬酸银和氯化银的沉淀类型不同,不能比较二者的溶度积常数,C不符合题意;
D.向Ba(NO3)2溶液中通入SO2气体,产生白色沉淀,是由于Ba(NO3)2溶液中的硝酸根与SO2与水反应生成的H2SO3电离出的H+结合成HNO3将SO2氧化为H2SO4 , 再与硝酸钡反应生成硫酸钡沉淀,故体现了SO2的还原性,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.铜的还原性只能将三价铁离子变为二价亚铁离子
B.通过盐溶液确定酸性的强弱需要控制等浓度
C. K2CrO4 只是做反应的指示剂,与氯化银的沉淀类型不同不能比较溶度积大小
D.产生沉淀为硫酸钡,说明二氧化硫变成硫酸根化合价升高被氧化,具有还原性
5.【答案】 D
【解析】【解答】A.根据图示可知,反应物为二氧化碳和水,生成物为甲酸和氧气,因此该反应方程式为2CO2+2H2O 2HCOOH+O2 , 故A不符合题意;
B.由“人工光合作用体系”可知,该反应能量转化形式为光能→化学能,故B不符合题意;
C.观察图中物质转化关系可知,b代表Fe3+ , 用于氧化H2O,a代表Fe2+ , 用于还原CO2 , 故C不符合题意;
D.根据A项总反应可知,反应过程中不涉及到非极性共价键的断裂,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据反应物和生成物即可写出方程式
B.根据题目中热工光合作用体系,光合作用是将光能转化为化学能
C.根据 Nafion膜 左边的反应即可水变为氧气被氧化,因此铁离子做氧化剂,b为铁离子,a为亚铁离子
D.根据总的反应涉及到的极性键的断裂以及极性键和非极性键的形成
6.【答案】 C
【解析】【解答】A.Pt是阴极,在阴极上是氢离子得电子的还原反应,电极反应式为2H++2e=H2↑,不可用湿润的淀粉KI试纸检验氢气,故A不符合题意;
B.由图可知,石墨电极是阳极,该电极上发生失电子的氧化反应为 ,故B不符合题意;
C.电解过程中,质子交换膜右侧电极上发生的电极反应 ,每生产1molNCl3同时生成4molH+ , 理论上有6molH+经质子交换膜由右侧向左侧迁移,右侧溶液的c(H+)减小,pH增大,故C符合题意;
D.每生成1molNCl3 , 由于气体所处的状态未知,无法计算氢气的体积,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】由装置可知,石墨电极是阳极,该电极上发生失电子的氧化反应 ,Pt是阴极,在阴极上是氢离子得电子的还原反应,电极反应式为:2H++2e-=H2↑,气体M为氢气,质子交换膜只让氢离子通过,且向阴极移动,以此分析。
7.【答案】 C
【解析】【解答】A.由图可知,0.1mol·L-1的HX溶液中水电离出的氢离子浓度为10-11 mol·L-1 , 则溶液中的氢离子浓度为 =1.0×10-3 mol·L-1 , Ka(HX)= ≈ =10-5 , 故A不符合题意;
B.d点溶液中溶质为NaX、NaOH,NaX为强碱弱酸盐,在溶液中水解使呈碱性,则NaX和NaOH混台溶液呈碱性,故B不符合题意;
C.b点溶液中溶质为NaY,HY为强酸,由电荷守恒可知,溶液中c(Na+)= c(X-),d点溶液中溶质为NaX,由电荷守恒可知,溶液中c(Na+)= c(Y-)+ c(OH-)-c(H+),两溶液中钠离子浓度相等,则c(Y-)+ c(OH-) >c(X-),b点溶液中的离子总浓度大于d点溶液,故C符合题意;
D.由图可知,d点HY溶液与氢氧化钠溶液恰好完全反应,d点溶液中溶质为NaX,由物料守恒关系可知c(X-)+c(HX)= =0.05mol·L-1 , c点溶液体积大于40mL,则溶液中c(X-)+c(HX) <0.05mol·L-1 , 故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】由图可知,b、d二点HX溶液、HY溶液分别与氢氧化钠溶液恰好完全反应,b点溶液中溶质为NaY、d点溶液中溶质为NaX,a点溶液中溶质为NaX、HX,c点溶液中溶质为NaX、NaOH,由a点和b点溶液呈中性可知,HY为强酸、HX为弱酸。
二、综合题
8.【答案】 (1)保温;透气膜透过空气的速度和铁粉的含量
(2)在空气中灼烧
(3)B,D
(4)缺少除CO中甲酸气体的装置;尾气未处理
(5)催化剂和脱水剂;X
(6)铁粉的表面积大,能与空气充分接触,反应速率大
【解析】【解答】(1) 由题干信息可知,蛭石是一种铝硅酸盐(不溶于稀酸、碱),具有理想的保温及涵水功能故在“暖宝宝”的使用过程中,蛭石粉的作用是保温;影响“暖宝宝”发热的持续时间和温度的主要因素是反应速率即热量放出的速率,反应速率又与空气中氧气的进入速率有关,故影响的主要因素是透气膜透过空气的速度和铁粉的含量,故答案为:保温;透气膜透过空气的速度和铁粉的含量;
(2)由题干流程图可知,“实验方案”中“酸溶”后过滤出固体A中含有蛭石和活性炭,要得到蛭石就是要出去其中的活性炭,故“操作A”的具体内容为在空气中灼烧,故答案为:在空气中灼烧;
(3)由题干流程图可知,“酸溶液”中加入K3Fe(CN)6生成蓝色沉淀,说明“酸溶液”中含有Fe2+ , 可能是使用后的“暖宝宝”中存在Fe2+ , 也可能是Fe和稀硫酸反应生成了Fe2+ , 加入KSCN溶液,生成血红色溶液,说明酸溶液中含有Fe3+ , 而稀硫酸无强氧化性,故使用后的“暖宝宝”中一定存在Fe3+ , 综上分析可知,使用后的“暖宝宝”中铁元素的存在形式一定含Fe3+可能含Fe、Fe2+ , 故答案为:BD;
(4)由于HCOOH具有较强的挥发性且与氧化铁反应,CO有毒不能直接排放到空气中,必须进行尾气处理,故制引火铁的“实验装置”中两处明显的缺陷分别是缺少除CO中甲酸气体的装置和尾气未处理,故答案为:缺少除CO中甲酸气体的装置;尾气未处理;
(5)制取CO的反应方程式为:HCOOH CO+H2O,浓硫酸的作用是催化剂和脱水剂,由于CO具有可燃性,故需先通入CO将装置中的空气排空再加入红棕色粉末B,故实验开始时,应先点燃X处酒精灯,故答案为:催化剂和脱水剂;X;
(6)由于“引火铁”是一种超细铁粉,表面积很大,能与空气中的氧气充分接触,故反应速率很快,且反应放热而短时间内达到铁的着火点而自燃,故“引火铁”在空气中能自燃的原因是铁粉的表面积大,能与空气充分接触,反应速率大,故答案为:铁粉的表面积大,能与空气充分接触,反应速率大。
【分析】由电化学可知“暖宝宝”内充Fe粉、蛭石粉、活性炭、NaCl固体和吸水性树脂的作用原理是利用铁、石墨和空气中的氧气形成微小的原电池来发热的,由实验方案可知,暖宝宝内容物与稀硫酸反应生成硫酸铁或硫酸亚铁,然后过滤得到固体A中含蛭石和石墨,通过实验可知酸溶液中含有铁离子和亚铁离子、氯化钠,硫酸和硫酸根等,加入双氧水和氢氧化钠后生成氢氧化铁沉淀,灼烧后得到红棕色粉末B为氧化铁,再与CO反应得到“引火铁”,据此分析解题。
9.【答案】 (1)除去Al和Al2O3
(2)过滤
(3)Fe2+、Ni2+、Fe3+
(4)H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;温度过高时,H2O2分解,导致除铁不完全
(5)Ni2++2HCO =NiCO3↓+CO2↑+H2O
(6)NiCO3;否
(7)mol/L
【解析】【解答】(1)由分析可知,“碱浸”时发生反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,故加入NaOH溶液的作用是除去Al和Al2O3 , 故答案为:除去Al和Al2O3;
(2)由分析可知,“操作A”的名称是过滤,故答案为:过滤;
(3)由分析可知,“酸浸”时发生的反应有:Ni+H2SO4=NiSO4+ H2↑,Fe+H2SO4=FeSO4+ H2↑,Fe3O4+4H2SO4=Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O,Fe+ Fe2(SO4)3=3FeSO4等,故滤液中含有的阳离子主要为H+、Fe2+、Ni2+、Fe3+ , 故答案为:Fe2+、Ni2+、Fe3+;
(4)由分析可知,“转化”时即将Fe2+转化为Fe3+ , 便于调节pH值来除去,加入H2O2的目的是H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O,由于该步骤使用的H2O2在高温下易分解,将使Fe3+除不干净,故该过程温度不宜过高,原因可能是温度过高时,H2O2分解,导致除铁不完全,故答案为:H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;温度过高时,H2O2分解,导致除铁不完全;
(5)由分析可知,“沉镍”时的离子方程式为:Ni2++2HCO =NiCO3↓+CO2↑+H2O,故答案为:Ni2++2HCO =NiCO3↓+CO2↑+H2O;
(6)①由于a点是NiCO3对应的c(Ni2+)小于Ni(OH)2对应的c(Ni2+),说明以NiCO3沉淀更完全,故a点(pH≈8.2)时溶液中析出的沉淀主要为NiCO3 , 故答案为:NiCO3
②由溶液中总镍浓度的对数[lgc(Ni)T]与溶液pH关系图可知,b点溶液中Ni2+的总浓度不管是NiCO3还是Ni(OH)2对应的数值均大于10-5mol·L-1 , 故Ni2+并没有沉淀完全,故答案为:否;
(7)先根据取“操作A”所得的NiSO4溶液VmL,用c mol·L-1 EDTA(Na2H2Y)的标准溶液滴定至终点(发生反应Ni2++H2Y2-=NiY2-+2H+),消耗标准液20.00 mL,可计算出NiSO4溶液的物质的量浓度为:n(Ni2+)=n(EDTA),c(Ni2+)V(Ni2+)=c(EDTA)V(EDTA),故c(Ni2+)= = ,则“沉镍”过程中,当NiCO3开始沉淀时,溶液中CO 浓度为 mol/L,故答案为: mol/L。
【分析】由流程图可知,“碱浸”步骤中发生反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,过滤出浸出液中主要含NaOH和NaAlO2 , 滤渣中含有Ni,含少量Fe、Fe3O4和不溶性杂质,在滤渣中加入稀硫酸,发生的反应有:Ni+H2SO4=NiSO4+ H2↑,Fe+H2SO4=FeSO4+ H2↑,Fe3O4+4H2SO4=Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O,Fe+ Fe2(SO4)3=3FeSO4等,加入双氧水后发生的反应为:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O,通过调节pH将Fe3+以Fe(OH)3沉淀析出,然后进行操作A即过滤后出去铁,即得到滤液,其主要含有Ni2+ , 再加入NH4HCO3溶液发生反应Ni2++2HCO =NiCO3↓+H2O+CO2↑,再次过滤、洗涤、干燥即可得到纯净的NiCO3 , 据此分析解题。
10.【答案】 (1)-67.7kJ/mol
(2)HF分子间可形成氢键;
(3)大于;0.24
(4)A,E
(5)(HF)2
(6)溶液中存在平衡HF F-+H+ , F-和HF的浓度均较大,当加入少量酸时,平衡左移,当加入少量碱时,平衡右移,溶液中c(H+)变化不大,故溶液pH基本不变
【解析】【解答】(1)已知:HF(aq)⇌H+(aq)+F-(aq) ΔH=-10.4kJ/mol
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol
根据盖斯定律:将两式相加得到HF(aq)+NaOH(aq)=NaF(aq)+H2O(l)的ΔH=-67.7kJ/mol;
(2)HF无论是气态还是在水溶液中均可二聚形成(HF)2 , 由于氟的电负性较强,HF能二聚的原因是HF分子间可形成氢键;
根据氢氟酸的电离方程程式可知HF为弱酸,故(HF)2发生第二步电离的电离方程式: ;
(3)20g单分子态的HF的物质的量为 = =1mol,4g氦气物质的量为 = =1mol,1mol气体对应的压强为100kp,设每隔体积为V , 左侧根据PV=nRT , P1V1=P2V2 , 100kp×5V=P2×6V , P2= P1= ×100kp=83.3kp,平衡后,左右两边压力平衡,P1>P2 , 设转化的氟化氢为2x,根据三段式;
1mol气体对应的压强为100kp,(1-x)mol气体对应的压强为83.3kp,故1-2x+x= mol,解得x= mol,KP= =0.24;
(4)根据化学反应2HF(g)⇌(HF)2(g),若将上述容器改为绝热容器,固定隔板在“5”处,
A.反应前后的气体的体积不变,质量不变,所以容器右侧反应前后气体密度不发生变化,不可以说明反应达到平衡状态,故A正确;
B.容器作为绝热容器,始终与外界没有热量传递,任何化学反应都有热量的变化,温度是一个变值,容器右侧的温度不再改变,能说明反应达到平衡状态,故B不正确;
C.反应前后气体的体积发生变化,压强发生变化,当压强不变时可说明右侧容器反应达平衡状态,故C不正确;
D.反应前后气体的质量不变,但是总的物质的量发生变化,根据平均相对分子质量= ,所以当平均相对分子质量不变化时可说明右侧容器反应达平衡状态,故D不正确;
E.根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,即 =2∶1,但 不能作为判断平衡状态的标志,故E正确;
故答案为:AE;
(5)当HF浓度较高时,存在形式为(HF)2 , (HF)2在稀释初期的pH上升特别快,由图可知,在稀释时,酸性越强,pH变化越大,(HF)2的酸性更强;
NaF和HF的混合溶液具有一定的缓冲能力,即加入少量的酸或碱时,溶液的pH基本保持不变;溶液中存在平衡HF F-+H+ , F-和HF的浓度均较大,当加入少量酸时,平衡左移,当加入少量碱时,平衡右移,溶液中c(H+)变化不大,故溶液pH基本不变。
【分析】(1)利用盖斯定律即可计算
(2)电负性越强易形成氢键,根据弱酸即可写出电离方程式
(3)根据计算左右两侧物质的量相等,利用阿伏伽德罗定律进行计算P1和P2的关系,利用三行式以及压强的大小进行计算出平衡时的分压即可计算出Kp
(4) 上述容器改为绝热容器,固定隔板在“5”处 ,且 2HF(g)⇌(HF)2(g) 是体积减小的反应,可以通过看右侧压强、温度以及右侧气体的平均相对相对分子质量以及浓度以及某气态物质的速率是否不变进行判断,由于气体不变,质量不变,无论平衡与否密度均是不变
(5)根据越稀释酸性越强,即可判断酸性强弱
(6)氢氟酸是弱酸,存在着电离平衡
11.【答案】 (1)光谱仪;15
(2)N;sp2、sp3;BD
(3)CCl4(或SiF4等);F的电负性大于N,N-F成键电子对偏向F,导致NF3中的N原子核外电子云密度降低,难以形成配位键,故NF3不易与Cu2+形成配离子
(4)( , , );Cu;
【解析】【解答】(1) 原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,可以用光谱仪摄取铜元素的原子光谱;
基态Cu原子核外电子1s22s22p63s23p63d104s1 , 空间运动状态即为已填入电子的轨道,有1+1+3+1+3+5+1=15;
(2)氮原子2p轨道半充满,比较稳定,较难失去一个电子,第一电离能最大的是N;
其中甲基中的碳原子形成了4个σ键,为sp3杂化,另外一个碳原子形成3个σ键,为sp2杂化;
新形成的键是NH3和Cu2+ , CO和Cu2+形成的配位键,是σ键,答案为BD;
(3)硫酸根离子有50个电子,5个原子,与 互为等电子体的一种分子可以为SiF4或CCl4;
由于NH3中的氮原子带负电性,易与Cu2+结合,NF3中的氮原子带正电性,与铜离子相互排斥,因此难以结合;
(4) ①把大正方体分成8个小正方体,D在左下角靠前的小正方体的体心,所以D的坐标是( , , );
一个晶胞中D位于正方体内部,有4个,C占据体心和顶点,均摊法计算后有2个,对应化学式为D2C,故D代表铜原子;
②Cu2O晶体密度
【分析】(1)一般测量原子光谱的仪器是光谱仪,写出核外电子能级排布找出电子的轨道数即可
(2)主要含有Cu,N,H,C,O,几种元素,一般非金属元素的电离能大于金属元素,同周期元素的电离能增大的趋势,但考虑到第五主族的元素的第一电离能高于两侧,即可判断,根据碳原子形成的键数即可判断碳原子的杂化方式,根据方程式即可判断成键
(3)找出与硫酸根离子含有相同的原子和电子数的分子即可, NF3与NH3的空间构型都是三角锥形, 但是氟元素的电负性强于氮元素,更易吸附中心原子的电子,使其不易与铜离子形成配位键
(4)①D点处于个晶胞中的体心即可计算出坐标,根据占位即可计算出结果②计算出晶胞中含有的原子个数即可计算出晶胞的质量,根据晶胞参数计算出晶胞的体积,即可计算出晶胞的密度ρ=
12.【答案】 (1)浓HNO3 , 浓H2SO4/Δ
(2)C17H15ON5
(3)氨基、羰基(或酮基)
(4)还原反应;取代反应
(5)+(CH3CO)2O CH3COOH+
(6)或
(7)
【解析】【解答】(1)B→C是在 的间位引入硝基,发生硝化反应,所需的试剂和条件分别为浓HNO3 , 浓H2SO4/Δ,故答案为:浓HNO3 , 浓H2SO4/Δ;
(2)H( )的分子式为C17H15ON5 , 故答案为:C17H15ON5;
(3)D( )中的官能团是氨基、羰基(或酮基),故答案为:氨基、羰基(或酮基);
(4)C→D中氨基硝基转化成了氨基,发生了还原反应,F→G过程中F中-NH-上的H被乙基取代了,属于取代反应,故答案为:还原反应;取代反应;
(5)A→B是苯与(CH3CO)2O反应生成 ,根据原子守恒,同时应该生成CH3COOH,反应的化学方程式为 +(CH3CO)2O CH3COOH+ ,故答案为: +(CH3CO)2O CH3COOH+ ;
(6) E( )的同分异构体中满足苯环上核磁共振氢谱有2组峰、属于α-氨基酸的有 或 ,故答案为: 或 ;
(7) 由 和CH3OH制备 ,由于-NH2易被氧化,而酯化反应需要浓硫酸加热,因此需要先酯化再将硝基还原为氨基,即需先合成 ,再酯化合成 ,最后还原得到 ,合成路线为 ,故答案为: 。
【分析】根据B、D的结构简式的区别可知,C中含有硝基,B→C是在 的间位引入硝基,发生硝化反应,然后C中硝基被还原生成D,因此C为 ,结合官能团的性质和转化关系分析解答。
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