(新教材)2020-2021学年上学期高二期末备考金卷+化学(A卷)
展开1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。
相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5 Fe 56 Mn 55 Ba 137
一、选择题(每小题2分,共20分,每小题只有一个选项符合题意)
1.要增大锌与盐酸反应的速率,所采取的措施无效的是
A.适当升高反应温度 B.增大压强
C.用粗锌代替纯锌 D.增大盐酸浓度
2.下列说法正确的是
A.N2的电子式:
B.基态碳原子的最外层电子轨道表达式:
C.Zn2+的最外层电子排布式为3s23p63d10
D.比例模型可以表示CH4分子,也可以表示CCl4分子
3.对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是
A.达到化学平衡时,4v正(O2)=5v逆(NO)
B.若单位时间内生成x ml NO的同时,消耗x ml NH3,则反应达到平衡状态
C.达到化学平衡时,若增加容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.化学反应速率关系是:2v正(NH3)=3v正(H2O)
4.下列可逆反应达到平衡后,增大压强或升高温度,平衡都向正反应方向移动的是
A.2NO2(g)N2O4(g) ∆H<0B.H2(g)+I2(g)2HI(g) ∆H<0
C.3O2(g)2O3(g) ∆H>0D.C(s)+CO2(g)2CO(g) ∆H>0
5.下列说法错误的是
A.0.1ml/L的硫酸铵溶液中:c(NHeq \\al(+,4))>C(SOeq \\al(2−,4))
B.25°C时pH=2的醋酸溶液中水电离出的c(H+)=10−12ml/L
C.配制FeCl3溶液,应加少量盐酸
D.将Al2(SO4)3溶液蒸干,灼烧得Al2O3
6.关于滴定实验的下列说法正确的是
A.在酸碱中和滴定过程中,滴定管尖嘴部分滴定前有气泡,滴定后无气泡,会使测定结果偏大
B.用NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸,到达终点时发现滴定管尖嘴部分有悬滴,会使测定结果偏小
C.用KMnO4标准溶液滴定草酸时,KMnO4标准溶液盛装在碱式滴定管中
D.所有的滴定实验都需加入指示剂
7.[Zn(CN)4]2−在水溶液中可与HCHO发生反应生成[Zn(H2O)4]2+和HOCH2CN,下列说法错误的是
A.Zn2+基态核外电子排布式为[Ar]3d10
B.1ml HCHO分子中含有σ键的数目为3ml
C.HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是sp3
D.[Zn(CN)4]2−中Zn2+与CN−的C原子形成配位键,结构可表示为
8.下列有关电解质溶液中微粒的浓度关系正确的是
A.0.1ml·L−1 (NH4)2SO4溶液中:c(NHeq \\al(+,4))+c(NH3·H2O)+2c(SOeq \\al(2−,4))=0.3ml·L-1
B.等浓度、等体积的Na2CO3和NaHCO3溶液混合:>
C.0.1ml·L−1 Na2S溶液与0.1ml·L−1 NaHS溶液等体积混合:3c(Na+)-2c(HS−)=2c(S2−)+2c(H2S)
D.NH4HSO4溶液中滴加NaOH至溶液恰好呈中性:c(Na+)=c(SOeq \\al(2−,4))=c(NHeq \\al(+,4))>c(OH−)=c(H+)
9.某监测SO2含量的传感器工作原理如图所示(其中固体电解质允许O2−发生迁移)。下列说法正确的是
A.传感器的内外电路中,电流均是由电子定向移动形成的
B.传感器工作时,Pt电极上的电极反应式为:O2+4e−+2H2O=4OH−
C.传感器工作时,O2−向负极移动
D.固体电解质可以用稀硫酸代替
10.下列说法中正确的是
A.合成氨选择在400~500 ℃进行的重要原因是催化剂在500 ℃左右时的活性最大
B.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加活化分子的百分数,从而使反应速率增大
C.工业合成氨的反应是ΔH<0、ΔS<0的反应,在任何温度下都可自发进行
D.在合成氨中,为增加H2的转化率,充入的N2越多越好
二、不定项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分)
11.一定温度下,在体积为VL的密闭容器中加入1ml X和1ml Y进行如下反应:X(g)+Y(g)2Z(g)+W(s);ΔH>0达到平衡,下列判断正确的是
A.平衡后加入X,开始时,正、逆反应速率均增大
B.恒温恒压向平衡混合物中加入少量氦气,上述反应不发生移动
C.温度不变,将容器的体积变为2VL,Z的平衡浓度变为原来的1/2
D.温度和容器体积不变时,向平衡混合物中加入1ml X和1ml Y,重新达到平衡状态时,Z的质量分数增大
12.依据图示关系,下列说法不正确的是
A.H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(l) ΔH<-265.8kJ·ml−1
B.1ml H2S(g)和1ml S(s)分别在足量O2中燃烧,全部转化为SO2(g)和H2O(l),前者放热多
C.2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+H2O(l) ΔH=2ΔH1-ΔH2
D.化学反应的ΔH,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
13.以下溶液均为室温条件,下列说法正确的是
A.水电离的c(OH−)=1×10−13ml·L−1的溶液(不含强氧化性物质)中滴加甲基橙一定显红色
B.用pH均为2的盐酸和醋酸分别中和等物质的量的NaOH,消耗醋酸的体积更大
C.0.3ml·L−1 HCl溶液与等体积0.05ml·L−1 Ba(OH)2溶液混合后,溶液的pH=1
D.等pH的氨水和NaOH溶液加水稀释10倍后,c(Na+)=c(NHeq \\al(+,4))
14.下列说法正确的是
A.利用原电池原理可以使许多不能自发进行的反应顺利进行
B.原电池中,电子不能在电解质溶液中流动,但可以在盐桥中流动
C.钢铁的吸氧腐蚀、印刷电路的制作均属于电化学腐蚀
D.外加电流的阴极保护法可防止土壤、海水中的金属设备发生腐蚀
15.在一定温度下,向甲、乙、丙三个体积均为2L的恒容密闭容器中加入一定量的NO和足量的焦炭,发生反应:2NO(g)+C(s)CO2(g)+N2(g),ΔH。反应过程中测得各容器中c(NO)随时间的变化如下表。
下列说法不正确的是
A.a>500,ΔH<0
B.若甲容器在20s时将体积缩小至1L,则30s时测得c(CO2)=1.2ml·L−1
C.容器中气体平均相对分子质量不再发生变化,可判断反应达到平衡
D.0~10s内,乙容器中用N2表示的反应速率v(N2)=0.005ml·L−1·s−1
三、非选择题(共60分)
16.ⅤA族的氮、磷、砷(As)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含ⅤA族元素的化合物在医
药生产中有许多重要用途。请回答下列问题:
(1)基态氮原子的价电子排布图是_______________;基态砷原子的电子排布式为_____________。
(2)砷与同周期第ⅦA族的溴的第一电离能相比,较大的是___。
(3)AsH3是无色稍有大蒜味的气体。AsH3的沸点高于PH3,其主要原因是_____________。
(4)Na3AsO4可作杀虫剂。AsOeq \\al(3-,4)的立体构型为___,与其互为等电子体的一种分子为_________。
(5)某砷的氧化物俗称“砒霜”,其分子结构如图所示。该化合物的分子式为_____________,砷原子采取___杂化。
17.根据实验或图示,完成下列问题。
I.在一个小烧杯里放入20g Ba(OH)2·8H2O粉末,将小烧杯放在事先已滴有3~4滴水的木片上,然后加入10g NH4Cl晶体,并用玻璃棒迅速搅拌。实验中观察到的现象是木片上结冰而与小烧杯黏结在一起、有少许刺激性气味,同时反应混合物成糊状。
(1)写出反应的化学方程式_______。
(2)判断该反应为_____热反应,这是由于反应物的总能量______生成物的总能量(填“>”或“<”)。
II.合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)过程中的能量变化如图所示。回答下列问题:
(1)该反应的∆H=______kJ·ml−1(用E1、E2、E3、E4表示)。反应达到平衡时,升高温度,N2的转化率_______。
(2)该反应过程_______(填“a”或“b”)有催化剂参与。反应达到平衡时,加入催化剂,N2的转化率_______。
(3)不使用催化剂时,该反应的活化能为______(用E1、E2、E3、E4表示)。
(4)将N2和H2以等物质的量之比充入一密闭容器中,在适当催化剂和恒温、恒压条件下反应。反应至平衡的过程中,N2的体积分数_______。
a.增大 b.不变 c.减小 d.无法判断
18.周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,f原子序数依次增大.a的核外电子总数与其周期数相同,b的价电子层中的未成对电子有3个,c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,d与c同族;e的外围电子排布式为3d64s2,f的最外层只有一个电子,但次外层有18个电子.回答下列问题:
(1)a、d、e、f各元素分别是_________、_______、_______、_______。
(2)b、c、d中第一电离能由大到小的顺序是:_______________(填元素符号),f的价层电子轨道示意图为___________________,f的焰色反应为亮绿色,请用原子结构的知识解释原因_________________,预测电离能I4(e)_______I4(f)的大小(填大于、小于、等于)。
(3)a和b、c、d形成的二元共价化合物有很多种,其中有一分子呈三角锥形,该分子的中心原子的杂化方式为__________。
(4)f2+能与NH3、H2O、Cl−等形成配位数为4的配合物。
①[f(NH3)4]2+中存在的化学键类型有________(填序号)。
A.配位键 B.极性共价键 C.非极性共价键 D.离子键
②写出[f(NH3)4]2+的结构式____________。(只标出配位键)
19.Ⅰ.常温下,如果取0.2ml/L CH3COOH溶液与0.2ml/L NaOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=9,试回答以下问题:
(1)写出该混合过程中所发生反应的离子方程式:__________________,混合溶液的pH=9的原因是:(用必要的文字和离子方程式表示)________________。
(2)该混合溶液中由水电离出的c(H+)和pH=9的NaOH溶液中由水电离出c(H+)的比值为_________。
(3)求该混合溶液中下列算式的计算结果:
c(Na+)-c(CH3COO−)=_________ml/L(代入数据,列出算式即可)
c(OH−)-c(CH3COOH)=_________mL/L。
Ⅱ.(4)由表格中的电离平衡常数判断可以发生的反应是_________(填字母序号)。
A.NaClO+NaHCO3=HClO+Na2CO3
B.2HClO+Na2CO3=2NaClO+CO2↑+H2O
C.2NaClO+CO2+H2O=2HClO+Na2CO3
D.NaClO+CO2+H2O=HClO+NaHCO3
(5)将同温度下等浓度的下列四种盐溶液:(已知常温下一水合氨的电离常数Kb=1.8×10−5;碳酸的电离常数:Ka1=4.4×10−7,Ka2=4.7×10−11)
A.NH4HCO3 B.NH4Cl C.(NH4)2SO4 D.CH3COONH4
按pH由大到小的顺序排列:_________(填字母序号)。
(6)下列固体物质溶于水,再将其溶液加热,蒸发结晶、再灼烧,能得到化学组成与原固体物质相同的是_________(填字母序号)。
①胆矾 ②氯化铝 ③硫酸铝 ④Na2CO3 ⑤NaHCO3 ⑥高锰酸钾
A.③④ B.①③④ C.①②③④⑤ D.全部
20.CO2催化加氢合成二甲醚(CH3OCH3)的过程中主要发生下列反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.2kJ·ml−1
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH2=-122.5kJ·ml−1
回答下列问题:
(1)2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=______,欲提高该反应中CH3OCH3(g)的平衡产率,理论上应采取的措施是_______(填标号)。
A.低压高温 B.高压低温 C.高压高温 D.低压低温
(2)一定温度下,在恒容密闭器容中发生反应Ⅱ,下列能判断反应达到平衡状态的有____(填标号)。
A.正(CO2)=2逆(CH3OCH3)
B.气体的压强不再变化
C.单位时间每消耗2ml CO2,同时产生1ml CH3OCH3
D.H2与H2O的物质的量之比为2∶1
(3)在恒压、CO2和H2的起始量一定条件下,CO2平衡转化率和平衡时CO的选择性(CO的选择性=×100%)随温度的变化如图。T℃时,起始投入2ml CO2、6ml H2,达到平衡时,反应I理论上消耗H2的物质的量为________;合成二甲醚时较适宜的温度为260℃,其原因是_______。
(4)一定温度下,向容积为2L的恒容密闭器容中充入CO(g)和H2O(g),发生反应:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)。CO和H2O的平衡转化率()与起始充入的的关系如图所示:
图中表示CO变化趋势的曲线为______(填“L1”或“L2”);该温度下,反应的平衡常数K=______。
容器
温度
c(NO)/ml·L−1
0s
10s
20s
30s
40s
甲
500℃
3.00
2.50
2.10
1.80
1.80
乙
500℃
1.00
0.80
0.65
0.53
0.45
丙
a℃
3.00
2.45
2.00
2.00
2.00
化学式
常温下的电离常数
HClO
K=3×10−8
H2CO3
K1=4.4×10−7 K2=4.7×10−11
化学答案(A)
1.【答案】B
【解析】A.提高反应的温度,反应的速率加快,故A不符合题意;B.该反应为溶液中的反应,受压强影响不大,则增大压强,不能增大Zn与盐酸的反应速率,故B符合题意;C.用粗锌代替纯锌,可以构成原电池,反应速率加快,故C不符合题意;D.增大盐酸的浓度,氢离子浓度变大,反应速率加快,故D不符合题意。故答案选B。
2.【答案】C
【解析】A.N2的电子式为,故A错误;B.基态碳原子的最外层电子排布式为2s22p2,轨道表达式为,故B错误;C.Zn2+的最外层电子排布式为3s23p63d10,故C正确;D.氢原子半径小于碳原子,氯原子半径大于碳原子,则比例模型可以表示CH4分子,不能表示CCl4分子,故D错误;故选:C。
3.【答案】A
【解析】A.达到化学平衡时正逆反应速率相等,且反应速率之比是化学计量数之比,根据方程式可知4v正(O2)=5v逆(NO),A正确;B.单位时间内生成x ml NO的同时,消耗x ml NH3,均表示正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,B错误;C.达到化学平衡时,若增加容器体积,压强减小,则正、逆反应速率均减小,C错误;D.反应速率之比是化学计量数之比,则化学反应速率关系是:3v正(NH3)=2v正(H2O),D错误;答案选A。
4.【答案】C
【解析】A.对于反应2NO2(g)N2O4(g) ∆H<0,升高温度,平衡逆向移动,A不合题意;B.对于反应H2(g)+I2(g)2HI(g) ∆H<0,增大压强,平衡不发生移动,升高温度,平衡逆向移动,B不合题意;C.对于反应3O2(g)2O3(g) ∆H>0,不管是增大压强还是升高温度,平衡都向正反应方向移动,C符合题意;D.对于反应C(s)+CO2(g)2CO(g) ∆H>0,增大压强时,平衡逆向移动,D不合题意;故选C。
5.【答案】D
【解析】A.硫酸铵中,铵根的物质的量是硫酸根的二倍,形成溶液时,铵根会水解,但是水解是微弱的,所以铵根的浓度比硫酸根的大,故A正确;B.25°C时pH=2的醋酸溶液中,氢离子的浓度是10−2,根据c(H+)=,所以氢氧根的浓度为10−12,水电离出的氢离子与氢氧根的浓度相等,故B正确;C.FeCl3是强酸弱碱盐,在溶液中会水解显酸性,故加酸能抑制其水解,而为了不引入杂质,要加盐酸,故C正确;D.Al2(SO4)3(aq)中存在水解平衡:Al2(SO4)3+6H2O2Al(OH)3
+3H2SO4;ΔH>0,加热蒸发时,平衡向右移动,但H2SO4难挥发,随着水分的蒸发,溶液中H2SO4浓度的增大,上列平衡又会向左移动,最终溶液蒸干,得到Al2(SO4)3固体,故D错误;故答案为D。
6.【答案】A
【解析】A.在酸碱中和滴定过程中,滴定管尖嘴部分滴定前有气泡,滴定后无气泡,所读读数偏大,因此测定结果偏高,故A正确;B.用NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸,到达终点时发现滴定管尖嘴部分有悬滴,所读读数偏高,测定结果偏高,故B错误;C.KMnO4标准溶液是强氧化性溶液,因此KMnO4标准溶液盛装在酸式滴定管中,故C错误;D.滴定实验不一定都需加入指示剂,比如高锰酸钾滴定草酸,故D错误。综上所述,答案为A。
7.【答案】C
【解析】A.Zn原子序数为30,位于ⅡB族,所以,Zn2+基态核外电子排布式为[Ar]3d10,A选项正确;B.1分子HCHO含2个C-H键和1个C=O键,共有3个σ键,所以,1ml HCHO分子中含有σ键的数目为3ml,B选项正确;C.HOCH2CN分子中与羟基相连的C为sp3杂化,-CN(-C≡N)中的C为sp杂化,C选项错误;D.[Zn(CN)4]2−中Zn2+与CN−的C原子形成配位键,Zn为sp3杂化,配位原子形成正四面体,所以,[Zn(CN)4]2−结构可表示为,D选项正确;答案选C。
8.【答案】B
【解析】A.0.1ml·L−1 (NH4)2SO4溶液中存在物料守恒[c(NHeq \\al(+,4))+c(NH3·H2O)]=2c(SOeq \\al(2−,4))=0.2
ml·L−1,则c(NHeq \\al(+,4))+c(NH3·H2O)+2c(SOeq \\al(2−,4))=0.4ml·L−1,故A错误;B.COeq \\al(2−,3)的水解程度大于HCOeq \\al(−,3),则等浓度、等体积的Na2CO3和NaHCO3混合:>1,<1,所以>,故B正确。C.物料守恒应是n(Na)∶n(S)=3∶2,2c(Na+)-3c(HS−)=3c(S2−)+3c(H2S),故C错误;D.由物料守恒可知,c(SOeq \\al(2−,4))=c(NHeq \\al(+,4))+c(NH3·H2O),所以c(SOeq \\al(2−,4))>c(NHeq \\al(+,4)),故D错误;故选B。
9.【答案】C
【解析】Pt电极上通入氧气得电子,所以Pt电极为负极;V2O5电极通入SO2生成SO3,则V2O5电极是正极。A.内电路中,电流是由离子定向移动形成的,故A错误;B.Pt电极上通入氧气发生还原反应,固体电解质允许O2−发生迁移,电极反应式应为O2+4e−=2O2−,故B错误;C.原电池工作室,阴离子向负极移动,则O2−向负极移动,故C正确;D.固体电解质用稀硫酸代替,负极上SO2就无法O2−获得生成SO3了,故D错误;故选C。
10.【答案】A
【解析】A.合成氨选择在400~500 ℃进行的重要原因就是催化剂在500 ℃左右时的活性最大,故A项正确;B.若增大压强(即缩小反应容器的体积),通过增加单位体积内活化分子总数提高反应速率,但是活化分子的百分数保持不变,故B项错误;C.ΔH<0、ΔS<0的反应在低温下都可自发进行,故C项错误;D.在合成氨中,充入N2可增加H2的转化率,但H2转化率提高到足够高后,再充入N2对H2的转化率影响不大,但成本增加太多,故不是充入的N2越多越好,故D项错误;故答案为A。
11.【答案】BC
【解析】A.平衡后加入X,反应物浓度增大,正反应速率会瞬间增大,而生成物浓度开始不变,因此逆反应速率在开始时不变,故A项判断错误;B.氦气不参加反应,恒温恒压下充入氦气,容器体积增大,容器内参加反应的物质的分压将减小,该反应为气体等体积反应,平衡不会移动,故B项判断正确;C.温度不变,将容器的体积变为2VL,容器内压强将减小,与原平衡互为等效平衡,容器体积增大一倍,因此Z的平衡浓度变为原来的1/2,故C项判断正确;D.温度和容器体积不变时,向平衡混合物中加入1ml X和1ml Y,容器内压强将增大,新平衡与原平衡等效,因此新平衡与原平衡的质量分数相同,故D项判断错误;综上所述,判断正确的是BC项,故答案为BC。
12.【答案】A
【解析】A.根据图示,H2S(g)+O2(g)=S(s)+H2O(l) ΔH=-265.8kJ·ml−1,硫固体转化为硫蒸气需要吸热,因此H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(l) ΔH>-265.8kJ·ml−1,故A错误;B.根据图示,1ml H2S(g)和1ml S(s)分别在足量O2中燃烧,全部转化为SO2(g)和H2O(l),放出的热量分别为562.7kJ、296.9kJ,前者放热多,故B正确;C.由盖斯定律可知,2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+H2O(l) ΔH=2ΔH1-ΔH2,故C正确;D.反应途径不改变反应物、生成物的总能量,则化学反应的ΔH,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,故D正确;故选A。
13.【答案】C
【解析】A.水电离的c(OH−)=1×10−13ml·L−1的溶液中水的电离被抑制,可能是酸溶液,也可能是碱溶液,滴加甲基橙不一定显红色,故A错误;B.pH均为2的盐酸溶液和醋酸溶液,由于醋酸是弱酸其浓度更大,所以中和等物质的量的NaOH消耗体积更少,故B错误;C.HCl是强酸,Ba(OH)2是强碱,二者在水溶液中都完全电离,则0.3ml·L−1 HCl溶液与等体积0.05ml·L−1 Ba(OH)2溶液混合后,c(H+)==0.1ml/L,溶液的pH=1,故C正确;D.一水合氨是弱碱,在水溶液中部分电离,等pH的氨水和NaOH溶液加水稀释10倍后,NaOH溶液pH更小,氨水中氢离子浓度更高,由NHeq \\al(+,4)+H2O+H+可以推知c(Na+)<c(NHeq \\al(+,4)),故D错误;故选C。
14.【答案】D
【解析】A.原电池反应一定是自发进行的氧化还原反应,故利用原电池原理不能使不能自发进行的反应顺利进行,故A错误;B.原电池中,电子既不能在电解质溶液中流动,也不可以在盐桥中流动,只能在导线中流动,故B错误;C.钢铁的吸氧腐蚀是电化学腐蚀,印刷电路的制作原理为,不属于电化学腐蚀,故C错误;D.连接外接电源和惰性辅助阳极,使金属设备作电解池的阴极而被保护,故外加电流的阴极保护法可防止土壤、海水中的金属设备发生腐蚀,故D正确;故选D。
15.【答案】D
【解析】A.比较甲和丙可知,丙更快平衡且平衡时NO的浓度增大,可得a>500,升高温度平衡逆向移动,ΔH<0,故A正确;B.2NO(g)+C(s)CO2(g)+N2(g)是气体体积不变的反应,甲容器在20s时将体积缩小至1L,反应速率加快,但平衡不发生移动,30s时一定已达平衡,且c(CO2)为原平衡时的2倍为=1.2ml·L−1,故B正确;C.2NO(g)+C(s)CO2(g)+N2(g)是气体体积不变的反应,反应过程中气体总物质的量不变,气体总质量增大,平均相对分子质量在反应过程中改变,所以平均相对分子质量可作为反应达平衡的标志,故C正确;D.0~10s内,乙容器中用N2表示的反应速率v(N2)==0.01ml·L−1·s−1,故D错误;故选D。
16.【答案】(1) 1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)
溴
AsH3的相对分子质量大于PH3的相对分子质量,故AsH3分子间作用力大于PH3分子间作用力
正四面体形 CCl4
As4O6 sp3
【解析】(1)氮原子是7号元素,核外有7个电子,最外层有5个电子,根据构造原理,价电子排布图是;As的原子序数为33,由构造原理可知电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3);(2)同一周期元素,元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,所以第一电离能Br>As,故答案为:Br;(3)AsH3和PH3形成的晶体均是分子晶体,其沸点受分子间作用力大小的影响,对于组成和结构相似的物质分子间作用力和其相对原子质量成正比,所以AsH3的沸点高于PH3,故答案为:AsH3的相对分子质量大于PH3的相对分子质量,故AsH3分子间作用力大于PH3分子间作用力;(4)AsOeq \\al(3-,4)中含有的孤电子对数是0,中心原子有4个共价键,所以其构型是正四面体形,原子总数相同,价电子总数相同的分子称为等电子体,AsOeq \\al(3-,4)中含有5个原子,32个价电子,所以与其互为等电子体的一种分子为四氯化碳,故答案为:正四面体形;CCl4;(5)根据分子结构可知,分子内含有6个氧原子,4个砷原子,化学式为As4O6,每个As原子形成3个共价键,又因为中心原子还有1对孤对电子,所以采用的是sp3杂化,故答案为:As4O6;sp3。
17.【答案】I.(1)Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O
吸 <
II.(1)E1-E4 减小
(2)b 不变
(3)E1
(4)b
【解析】I.(1)Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl混合后,发生复分解反应,生成BaCl2、NH3等,反应的化学方程式为Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O;(2)由水结冰、木块与烧杯底黏合判断,该反应为吸热反应,这是由于反应物的总能量<生成物的总能量。答案为:吸;<;II.(1)该反应的热焓变,应为正反应的活化能与逆反应活化能的差值,所以∆H=(E1-E4)kJ·ml−1。因为正反应为放热反应,所以反应达到平衡时,升高温度,平衡逆向移动,N2的转化率减小。答案为:E1-E4;减小;(2)该反应过程中有催化剂参与时,反应的活化能降低,所以b有催化剂参与。反应达到平衡时,加入催化剂,平衡不发生移动,N2的转化率不变。答案为:b;不变;(3)不使用催化剂时,反应的活化能大,所以该反应的活化能为E1。答案为:E1;(4)设N2和H2的等物质的量都为1ml,参加反应N2的物质的量为x,则可建立如下三段式:
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
,
反应至平衡的过程中,N2的体积分数为=50%,与反应前相同,故选b。答案为:b。
18.【答案】(1)H S Fe Cu
(2)N>O>S 电子从高能级跃迁回低能级,以光的形式释放能量 大于
(3)sp3
(4)AB
【解析】周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大,a的核外电子总数与其周期数相同,则a为H元素,b的价电子层中的未成对电子有3个,且原子序数小于c,则b是N元素,c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,最外层电子数不超过8个,则c是O元素,d与c同族,且原子序数大于c,d是S元素,e的外围电子排布式为3d64s2,e原子核外电子数=2+8+8+8=26,e是Fe元素,f的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子,则f原子核外电子数为2+8+18+1=29,f是Cu元素。(1)根据分析,a、d、e、f各元素分别为H、S、Fe、Cu,故答案为:H、S、Fe、Cu。(2)同一周期元素,元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族和第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,同一主族元素中,元素第一电离能随着原子序数增大而减小,N元素第一电离能最大,O元素大于S元素的第一电离能,所以b、c、d元素第一电离能由大到小的顺序为N>O>S,f的价层电子为3d、4s电子,其价层电子排布图为,当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变成激发态原子,激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量,e是Fe,f是Cu,Cu失去一个电子后形成全满稳定结构,而Fe失去一个电子后不稳定结构,因此Fe大于Cu,故答案为:N>O>S,,电子从高能级跃迁回低能级,以光的形式释放能量,大于。(3)a是H,b是N,c是O,d是S,a与其他元素形成的二元共价化合物中,一种化合物分子成三角锥形,该分子式为NH3,N原子上1对孤对电子,形成3个N-H键,中心原子的杂化方式为sp3杂化。(4)①f是Cu,[Cu(NH3)4]2+中Cu2+与NH3之间的化学键为配位键,N-H为极性共价键,故答案为AB。(5)[Cu(NH3)4]2+的结构式为,故答案为。
19.【答案】(1)CH3COOH+OH−=CH3COO−+H2O CH3COO−+H2OCH3COOH+OH−,由于水解反应的存在,使得溶液中的c(OH−)>c(H+),故pH>7
(2)104∶1(或104)
(3)10−5-10−9 10−9
(4)D
(5)ADBC
(6)A
【解析】Ⅰ.(1)等体积等浓度混合,恰好生成CH3COONa,由于醋酸是弱酸,NaOH是强碱,二者反应的离子反应为CH3COOH+OH−=CH3COO−+H2O;CH3COONa是强碱弱酸盐,溶液显碱性,混合后pH=9,则CH3COO−离子水解显碱性,水解的离子反应为CH3COO−+H2OCH3COOH
+OH−,故溶液pH>7;(2)混合溶液中溶液pH=9,c(OH−)=10−5ml/L,则由水电离出的c(H+)=10−5 ml/L;pH=9的NaOH溶液中由水电离出c(H+)=10−9ml/L,故由水电离出c(H+)的比值为10−5ml/L:10−9ml/L=104∶1;(3)由电荷守恒可知c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO−)+c(OH−),则c(Na+)-c(CH3COO−)=
c(OH−)-c(H+)=10−5ml/L-10−9ml/L=(10−5-10−9)ml/L;对于CH3COONa溶液,根据物料守恒可知c(Na+)
=c(CH3COO−)+c(CH3COOH),带入电荷守恒表达式c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO−)+c(OH−)中,可得c(OH−)-c(CH3COOH)=c(H+)=10−9ml/L;Ⅱ.(4)根据电离平衡常数可知酸性:H2CO3>HClO>HCOeq \\al(−,3)。A.若NaClO+NaHCO3=HClO+Na2CO3能发生,则酸性:HCOeq \\al(−,3)>HClO,与题干的酸性:HClO>HCOeq \\al(−,3)相违背,说明该反应不能发生,A错误;B.若反应2HClO+Na2CO3=2NaClO+CO2↑+H2O能够发生,则酸性:HClO>H2CO3,与题干的酸性H2CO3>HClO相违背,说明该反应不能发生,B错误;C.若反应2NaClO+CO2+H2O=2HClO+Na2CO3能够发生,则酸性:H2CO3>HCOeq \\al(−,3)>HClO,与题干的酸性:H2CO3>HClO>HCOeq \\al(−,3)相违背,说明该反应不能发生,C错误;D.若反应NaClO+CO2+H2O=HClO+NaHCO3能够发生,则酸性:H2CO3>HClO>HCOeq \\al(−,3),正好与题干的酸性强弱吻合,故该反应能够发生,D正确;故合理选项是D;(5)根据电离平衡常数可知:物质的电离平衡常数越大,物质越容易电离;物质的电离平衡常数越小,其电离产生的离子越容易水解。B为NH4Cl、C为(NH4)2SO4都是强酸弱碱盐,NHeq \\al(+,4)水解消耗水电离产生的OH−使溶液显酸性,由于(NH4)2SO4中铵根离子浓度大,则该溶液水解后酸性更强,pH更小;D为CH3COONH4,由于CH3COOH与NH3·H2O电离平衡常数接近相同,CH3COO-和NHeq \\al(+,4)水解程度相同,该溶液显中性;A是NH4HCO3,由于电离平衡常数:NH3·H2O>H2CO3,所以HCOeq \\al(−,3)水解程度大于NHeq \\al(+,4),溶液显碱性,该溶液的pH最大,所以酸性:(NH4)2SO4>NH4Cl>CH3COONH4>NH4HCO3,溶液的酸性越强,pH就越小,故溶液的pH由大到小的顺序为ADBC;(6)①胆矾溶于水后,将溶液蒸发结晶再灼烧得到硫酸铜而不是胆矾,所以得不到原物质,①不符合题意;②氯化铝溶于水后,将溶液蒸发结晶时促进氯化铝水解,水解产生的氯化氢具有挥发性,所以蒸发结晶得到的固体是氢氧化铝,再灼烧氢氧化铝得到氧化铝,所以得不到原物质,②不符合题意;③硫酸铝溶于水后,蒸发过程中硫酸铝水解得到硫酸和氢氧化铝,但硫酸是不挥发性酸,硫酸和氢氧化铝再反应产生硫酸铝,所以蒸发结晶得到的固体是硫酸铝,硫酸铝较稳定,在灼烧时不分解,所以最终得到的固体是原物质,③符合题意;④纯碱溶于水后,蒸发结晶过程中得到的固体是碳酸钠,碳酸钠较稳定,加热时不分解,所以最终得到原物质,④符合题意;⑤小苏打溶于水后,蒸发结晶过程中得到的固体是碳酸钠,所以得不到原物质,⑤不符合题意;⑥高锰酸钾溶于水后,蒸发结晶,固体高锰酸钾不稳定,受热分解得到的固体是锰酸钾、二氧化锰和氧气,所以最终得到的固体不是原物质,⑥不符合题意;综上所述可知:能得到化学组成与原固体物质相同的物质序号是③④,故选A。
20.【答案】(1)-204.9kJ·ml−1 B
(2)AB
(3)0.2ml 温度过低,反应速率太慢,温度过高,CO选择性过大,二甲醚的选择性减小
(4)L2 9
【解析】(1)已知反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.2kJ·ml−1反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH2=-122.5kJ·ml−1,根据盖斯定律可知反应Ⅱ-反应Ⅰ×2即得到2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-122.5kJ·ml−1-2×(+41.2kJ·ml−1)=-204.9
kJ·ml−1;该反应是气体体积减小的放热反应,则欲提高该反应中CH3OCH3(g)的平衡产率,理论上应采取的措施是高压低温,答案选B;(2)A.正(CO2)=2逆(CH3OCH3)表示正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,A选;B.正反应气体体积减小,因此气体的压强不再变化说明反应达到平衡状态,B选;C.单位时间每消耗2ml CO2,产生1ml CH3OCH3均表示正反应速率,不能说明反应达到平衡状态,C不选;D.H2与H2O的物质的量之比为2∶1不能说明正逆反应速率相等,反应不一定处于平衡状态,D不选;答案选AB;(3)该温度下CO的选择性是25%,二氧化碳的转化率为40%,则反应的n(CO2)=40%×2ml=0.8ml,CO的选择性=×100%=25%,因此生成的CO物质的量=25%×0.8ml=0.2ml,结合化学方程式定量关系计算反应Ⅰ消耗氢气物质的量为0.2ml;由于温度过低,反应速率太慢,温度过高,CO选择性过大,二甲醚的选择性减小,所以该催化剂条件下合成二甲醚时较适宜的温度为260℃;(4)CO的浓度越大,水蒸气的转化率越高,CO的转化率越低,因此表示CO变化趋势的曲线是L2;该温度下当=1时反应物转化率均是0.75,设CO和H2O的物质的量都为1ml,则根据三段式可知,
反应前后体积不变,则反应的平衡常数K==9。
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