常温下,MFe2Ox能使工业废气中的SO2转化为S,流程如下:
MFe2Ox
MFe2Oy,则下列判断正确的是()
A.MFe2Ox,是还原剂B.SO2是该反应的催化剂
C.x>yD.SO2发生了置换反应
【答案】A
8.下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是()
A.等物质的量的MgCl2、Ba(OH)2和HCl溶液混合:
Mg2++2OH-
Mg(OH)2↓
B.用两个铜电极电解CuSO4溶液:
2Cu2++2H2O
2Cu↓+O2↑+4H+
C.硫酸氢钠溶液与氢氧化钡溶液恰好反应呈中性:
H++SO42-+Ba2++OH-=H2O+BaSO4↓
D.向含有0.1mol溶质的硫酸亚铁稀溶液中加入7.8gNa2O2:
4Na2O2+4Fe2++6H2O=4Fe(OH)3+8Na++O2↑
【答案】D
9.下述实验操作不能达到实验目的的是( )
编号
实验目的
实验操作及现象
A
验证SO2具有漂白性
将SO2通入品红溶液,品红溶液褪色
B
验证Fe2+的还原性
FeCl2溶液中加入酸性KMnO4溶液,KMnO4溶液褪色
C
检验尿液中是否含有葡萄糖
在尿液中加入NaOH溶液至碱性,然后加入新制的Cu(OH)2悬浊液加热至沸腾有红色物质生成
D
验证Na2CO3溶液中存在水解平衡
在滴有酚酞的Na2CO3溶液中,加入BaCl2溶液后红色褪去
【答案】 B
10.短周期的四种非金属元素m、n、p、q原子序数依次增大,n与q为同主族元素,m和p原子最外层电子数之和等于n和q原子最外层电子数之和,p的单质在常温下能与水剧烈反应。
下列说法一定正确的是()
A.原子半径:
m>nB.氢化物的稳定性:
n>p
C.q的最高价氧化物的水化物为强酸D.n在自然界中能以游离态存在
【答案】D
【解析】p的单质在常温下能与水剧烈反应,p为氟元素;n与q为同主族元素,m和p原子最外层电子数之和等于n和q原子最外层电子数之和,m是氢元素或硼元素、n是氧元素或氮元素、q是磷元素或硫元素;原子半径H<O,故A错误;氢化物的稳定性HF>H2O,故B错误;H3PO4是弱酸,故C错误;氧元素、氮元素都能以游离态存在,故D正确。
11.下列有关2个电化学装置的叙述正确的是()
A.图Ⅰ,电流形成的完整过程是:
负极Zn-2e-===Zn2+,电子经导线流向正极,正极Cu2++2e-===Cu
B.图Ⅰ,在不改变总反应的前提下,可用Na2SO4替换ZnSO4,用石墨替换Cu棒
C.图Ⅱ,通电后H+和Na+先从阳极区移动到阴极,然后阴极才发生反应2H++2e-===H2↑
D.图Ⅱ,通电后,由于OH-向阳极迁移,导致阳极附近pH升高
【答案】B
12.物质X的结构简式如图所示,它常被用于制香料或作为饮料酸化剂,在医学上也有广泛用途。
下列关于物质X的说法正确的是( )
A.X的分子式为C6H7O7
B.X分子内所有原子均在同一平面内
C.1mol物质X最多可以和3mol氢气发生加成反应
D.足量的X分别与等物质的量的NaHCO3、Na2CO3反应得到的气体的物质的量相同
【答案】D
13.常温下,在10mL0.1mol•L-1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mol•L-1HCl溶液,溶液的pH逐渐降低,此时溶液中含碳微粒的物质的量分数变化如图所示(CO2因逸出未画出,忽略因气体逸出引起的溶液体积变化),下列说法正确的是()
A.在0.1 mol•L-1 Na2CO3溶液中:
c(Na+)+c(H+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)
B.当溶液的pH为7时,溶液的总体积为20 mL
C.在B点所示的溶液中,浓度最大的阳离子是Na+
D.在A点所示的溶液中:
c(CO32-)=c(HCO3-)>c(H+)>c(OH-)
【答案】C
26.(每空2分,共14分)重铬酸钾是一种重要的氧化剂,工业上常用铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3、SiO2、Al2O3)为原料生产。
实验室模拟工业法用铬铁矿制重铬酸钾(K2Cr2O7)的主要工艺如下:
试回答下列问题:
(1)以上工艺流程所涉及元素中属于过渡元素的有_________。
铁在周期表的位置是_________。
(2)煅烧前应将铬铁矿充分粉碎,其目的是__________________________________。
如在实验室中将铬铁矿和NaOH固体混合物灼烧,从以下各实验仪器中选择必要有_________。
A.陶瓷坩埚B.铁坩埚C.三脚架D.泥三角
(3)操作Ⅱ的名称是__________________。
(4)固体X的主要成分是__________________,沉淀Y的主要成分是__________________。
【答案】
(1).Fe、Cr四周期第ⅤⅢ族
(2).增大表面积,提高反应速率,反应更充分BCD(3).过滤(4).Fe2O3Al(OH)3、H2SiO3
【解析】
(1)过渡元素是指副族及Ⅷ族的元素;根据铁是26号元素分析;
(2)煅烧前将铬铁矿充分粉碎,可以增大铬铁矿与空气的接触面积;氢氧化钠能与二氧化硅反应,灼烧氢氧化钠不能用瓷坩埚;(3)固液分离用过滤;(4)根据流程可知FeO·Cr2O3与NaOH、KClO3反应生成Na2CrO4、Fe2O3,SiO2、Al2O3与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠、硅酸钠,其中只有Fe2O3难溶于水。
铬酸钠、偏铝酸钠、硅酸钠溶液调节PH=6-7,偏铝酸钠、硅酸钠水解为氢氧化铝、硅酸沉淀;(5)根据得失电子守恒、元素守恒配平方程式。
解析:
(1)过渡元素是指副族及Ⅷ族的元素,所以属于过渡元素的是Fe、Cr;
铁是26号元素,位于四周期第ⅤⅢ族;
(2)煅烧前将铬铁矿充分粉碎,可以增大铬铁矿与空气的接触面积,加快反应速率,使反应更充分;氢氧化钠能与二氧化硅反应生成硅酸钠,灼烧氢氧化钠不能用瓷坩埚,灼烧NaOH固体混合物需要的仪器有铁坩埚、三脚架、泥三角;(3)根据流程图,操作Ⅱ实现固液分离,所以操作名称是过滤;(4)根据流程图可知FeO·Cr2O3与NaOH、KClO3反应生成Na2CrO4、Fe2O3,SiO2、Al2O3与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠、硅酸钠,其中只有Fe2O3难溶于水,所以固体X是Fe2O3。
铬酸钠、偏铝酸钠、硅酸钠的混合溶液调节PH=6-7,偏铝酸钠、硅酸钠水解为氢氧化铝、硅酸沉淀,所以沉淀Y的主要成分是Al(OH)3、H2SiO3;(5)根据得失电子守恒、元素守恒配平方程式为:
6FeO·Cr2O3+24NaOH+7KClO3=12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O。
27.(14分)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。
某研究小组进行如下实验:
实验一 焦亚硫酸钠的制取
采用下图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。
装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出,发生的反应为Na2SO3+SO2===Na2S2O5
(1)装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为________________________________________。
(2)要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体,可采取的分离方法是_____________。
(3)装置Ⅲ用于处理尾气,可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填序号)。
实验二 焦亚硫酸钠的性质
Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。
(4)证明NaHSO3溶液中HSO3-的电离程度大于水解程度,可采用的实验方法是________(填序号)。
a.测定溶液的pHb.加入Ba(OH)2溶液c.加入盐酸
d.加入品红溶液e.用蓝色石蕊试纸检测
(5)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是________。
(6)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。
测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下:
(已知:
滴定时反应的化学方程式为SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI)
①按上述方案实验,消耗标准I2溶液25.00mL,该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为________g·L-1。
②在上述实验过程中,若有部分HI被空气氧化,则测定结果________(填“偏高”“偏低”或“不变”)
【答案】
(1)Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O(2分)
(或Na2SO3+2H2SO4===2NaHSO4+SO2↑+H2O)
(2)过滤(2分)
(3)d(2分)
(4)a、e(2分)
(5)取少量Na2S2O5晶体于试管中,加适量水溶解,滴加足量盐酸,振荡,再滴入氯化钡溶液,有白色沉淀生成(2分)
(6)①0.16(2分)②偏低(2分)
28.(15分)乙炔(CH≡CH)是重要的化工原料,广泛应用于焊割、燃料电池及有机合成等。
(1)乙炔-空气燃料电池是一种碱性(20%-30%的KOH溶液)燃料电池。
电池放电时,负极的电极反应式为_____________;
(2)科学家利用“组合转化技术”,将乙炔燃烧产物CO2转化成乙烯,反应式为:
6H2(g)+2CO2(g)
CH2=CH2(g)+4H2O(g)
右图为温度对CO2平衡转化率、催化剂催化效率的影响。
下列说法正确的是_____(填序号)
①250℃时,催化剂的催化效率最大 ②随着温度升高,乙烯的产率增大
③M点平衡常数比N点平衡常数大④N点正反应速率一定大于M点正反应速率
⑤增大压强可提高乙烯的体积分数
(3)甲烷裂解法制取乙炔的反应方程式为:
2CH4(g)
C2H2(g)+3H2(g)。
已知:
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H1=akJ·mol-1
C2H2(g)+2.5O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)△H2=bkJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H3=ckJ·mol-1
则2CH4(g)
C2H2(g)+3H2(g)△H=______kJ·mol-1
(4)哈斯特研究发现:
甲烷裂解时,几种气体平衡时分压(Pa)与温度(℃)之间的关系如图所示。
甲烷裂解可能发生的反应有:
2CH4(g)
C2H2(g)+3H2(g),
2CH4(g)
C2H4(g)+2H2(g)。
①1725℃时,向1L恒容密闭容器中充入0.3molCH4,达到平衡时,测得c(C2H2)=c(CH4)。
则CH4生成C2H2的平衡转化率为_______;
②1725℃时,反应2CH4(g)
C2H2(g)+3H2(g)的平衡常数Kp=_________(用平衡分压代替平衡浓度);
③由图可知,甲烷裂解制乙炔有副产物乙烯生成。
为提高甲烷制乙炔的产率,除改变温度外,还可采取的措施有_______。
【答案】
(1).C2H2-10e-+14OH-=2CO32-+8H2O(2分)
(2).①③⑤(2分)
(3).(2a-b-1.5c)(3分)(4).①1×1013(2分)
②62.5%(2分)③可以充入适量的乙烯(2分)
【解析】
(1)乙炔-空气燃料电池放电时,负极上乙炔失电子和氢氧根离子反应生成CO32-和水,正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,负极的电极反应式为:
C2H2-10e-+14OH-=2CO32-+8H2O答案为:
C2H2-10e-+14OH-=2CO32-+8H2O
(2)①由图像可知,250℃时催化剂的催化效率最大,故①正确;②升高温度二氧化碳的平衡转化率减低,则升温平衡逆向移动,乙烯的产率减小,故②不正确;③升高温度二氧化碳的平衡转化率减低,则升温平衡逆向移动,所以M点化学平衡常数大于点N点,故③正确;④N点的温度高,但催化剂的催化效率低;M点的催化剂的催化效率高,但温度低,所以N点正反应速率不一定大于M点正反应速率,故④不正确;⑤增大压强化学平衡向气体体积减小的方向移动,即向正方向移动,所以增大压强可提高乙烯的体积分数,故⑤正确;故答案为:
①③⑤
(3)已知①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H1=akJ⋅mol−1.
②C2H2(g)+2.5O2(g)=2CO2 (g)+H2O(l)△H2=bkJ/mol
③2H2 (g)+O2(g)=2H2O(l)△H3=ckJ/mol,
将①×2−②−③×
可得:
2CH4(g)
C2H2(g)+3H2(g)△H=(2a-b-1.5c)kJ·mol-1
答案为:
(2a-b-1.5c)kJ·mol-1
(4)①1725℃时,设有n1molCH4转化为C2H2,根据方程式2CH4(g)
C2H2(g)+3H2(g)可得:
n(C2H2)=0.5n1mol;设有n2molCH4转化为C2H4,根据方程式2CH4(g)
C2H4(g)+2H2(g)可得n(C2H4)=0.5n2mol。
已知1725℃时,c(C2H2)=c(CH4),所以可得①0.5n1=0.3-n1-n2;由图像可知P(C2H4)=
Pa、P(C2H2)=
Pa,由压强之比等于物质的量之比可得:
②n(C2H2)/n(C2H4)=
P/
Pa=10,由①和②联立可解得n1=
n2=
mol。
所以CH4的转化率=
答案为:
62.5%
②1725℃时,由图像可知:
P(CH4)=
Pa、P(C2H2)=
Pa、P(H2)=
Pa,Kp=
=
=1×1013.答案为:
1×1013
③甲烷裂解制乙炔有副产物乙烯生成,充入适量的乙烯,可抑制甲烷向乙烯的转化,从而提高甲烷制乙炔的转化率,答案为:
可以充入适量的乙烯。
35.【选修3——物质结构与性质】(共15分)我国部分城市灰霾天占全年一半,引起灰霾的PM2.5微细粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3、有机颗粒物及扬尘等。
通过测定灰霾中锌等重金属的含量,可知目前造成我国灰霾天气的原因主要是交通污染。
(1)Zn2+在基态时核外电子排布式为_____________________。
(2)NO3—的立体构型是______________。
(3)PM2.5含有大量的有毒、有害物质,易引发二次光化学烟雾污染,光化学烟雾中含有NOx、
O3、CH2=CH—CHO、HCOOH、CH3COOONO2(PAN)等二次污染物。
①下列说法正确的是__________。
A.N2O结构式可表示为N=N=O
B.O3分子呈直线形
C.CH2=CH—CHO分子中碳原子均采用sp2杂化
D.相同压强下,HCOOH沸点比CH3OCH3高,说明前者是极性分子,后者是非极性分子
②1molPAN中含σ键数目为__________(用含NA的式子表示)。
③NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)5]SO4,该配合物中心离子的配位数为__________(填数字)。
(4)测定大气中PM2.5的浓度方法之一是β-射线吸收法,β-射线放射源可用85Kr,已知Kr晶体的晶胞结构如图所示,设晶体中与每个Kr原子相紧邻的Kr原子有m个,晶胞中含Kr原子为n个,则
=_______(填数字)。
(5)水分子的立体结构是________,水分子能与很多金属离子形成配合物,其原因是在氧原子上有______________。
(6)冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞(其晶胞结构如上图,其中空心所示原子位于立方体的顶点或面心,实心球所示原子位于立方体内)类似。
每个冰晶胞平均占有____个水分子。
冰晶胞与金刚石晶胞微粒排列方式相同的原因是__________________________。
【答案】
(1).1s22s22p63s23p63d10(2分)
(2).平面三角形(2分)
(3).AC(1分)10NA(1分) 6(2分)
(4).3(5).V形(1分);孤电子对(1分)
(6).8(1分);C原子与O原子都为sp3杂化,且氢键和共价键都具有方向性和饱和性
【解析】
(1)Zn为30号元素,所以Zn2+在基态时核外电子排布式为:
1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10;
(2)对于NO3-,根据VSEPR理论,中心N原子的配位原子数3,孤电子对数为0,则价电子对数为3+0=3,根据杂化轨道理论,中心N原子为sp2杂化,则其空间构型为平面三角形;
(3)①A、N2O与CO2互为等电子体,二者形成的化学键相似,故N2O结构式可表示为N=N=O,A正确;
B、O3与SO2互为等电子体,为V形分子,B错误;
C、CH2=CH-CHO中每个碳原子均形成两个单键和一个双键,故均为sp2杂化,C正确;
D、HCOOH分子间可以形成氢键,CH3OCH3分子间只有范德华力,氢键的作用强于范德华力,所以HCOOH沸点比CH3OCH3高,与分子的极性无关,D错误。
答案选AC;
②PAN中所有单键均为σ键,双键中有一个为σ键,-NO2的结构为
,所以PAN(CH3COOONO2)分子中含有10个σ键,则1mo1PAN含σ键数目为10NA(或10×6.02×1023或6.02×1022)。
③配体位于方括号中,由1个NO和5个H2O构成,则配位数为6。
(4)根据均摊法,以顶点计算,与之相邻最近的Kr位于三个面心上,而顶点的原子为8个立方体共有,每个面心上的Kr为两个立方体共有,故最近的Kr为3×8/2=12,晶胞中Kr有8×1/8+6×1/2=4,两者比值为12:
4=3。
(5)水分子中含有2个σ键,孤电子对数=
=2,所以水分子的立体构型为V型,水分子能与很多金属离子形成配合物,其原因是在氧原子上有孤对电子,金属离子有空轨道,能形成配位键;
(6)每个冰晶胞平均含有水分子数为:
8×
+6×
+4=8(其中顶点为8个,面心为6个,晶胞内有4个);金刚石中,C原子为sp3杂化,而冰晶胞与金刚石晶胞微粒排列方式相同,说明C原子与O原子都为sp3杂化,且氢键和共价键都具有方向性和饱和性;
36.【选修5——有机化学基础】(15分)反-2-己烯醛(D)是一种重要的合成香料,下列合成路线是制备D的方法之一。
根据该合成路线回答下列问题:
已知:
RCHO+R'OH+R"OH
(1)A的名称是__________;B分子中共面原子数目最多为__________;C分子中与环相连的三个基团中,不同化学环境的氢原子共有__________种。
(2)D中含氧官能团的名称是__________,写出检验该官能团的化学反应方程式__________。
(3)E为有机物,能发生的反应有__________
a.聚合反应b.加成反应c.消去反应d.取代反应
(4)B的同分异构体F与B有完全相同的官能团,写出F可能的结构________。
(任写2种)
(5)以D为主要原料制备己醛(目标化合物),在方框中将合成路线的后半部分补充完整。
(6)问题(5)的合成路线中第一步反应的目的是__________。
【答案】
(1)正丁醛或丁醛(1分)9(1分)8(2分)
(2)醛基(1分)
+2Ag(NH3)2OH
+2Ag↓+3NH3+H2O或(2分)
+2Cu(OH)2+NaOH
+Cu2O↓+3H2O;
(3)cd(2分)
(4)CH2=CHCH2OCH3、
、
、
;(2分)
(5)
;(2分)
(6)保护醛基(或其他合理答案)(2分)
【解析】
(1)根据流程图,A为CH3CH2CH2CHO,是丁醛;B为CH2=CHOC2H5,分子中共面原子数目最多为9个(如图:
),C分子中与环相连的三个基团中,8个碳原子上的氢原子化学环境都不相同,共有8种,故答案为:
丁醛;9;8;
(2)D为
,其中含氧官能团是醛基,检验醛基可以用银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液,故答案为:
醛基;
+2Ag(NH3)2OH
+2Ag↓+3NH3+
H2O或
+2Cu(OH)2+NaOH
+Cu2O↓
+3H2O;
(3)根据流程图,结合信息,C在酸性条件下反应生成
、CH3CH2CH2CHO和CH3CH2OH以及水,因此E为CH3CH2OH,属于醇,能发生的反应有消去反应和取代反应,故选cd;
(4)B的同分异构体F与B有完全相同的官能团,F可能的结构有:
CH2=CHCH2OCH3
、
、
,故答案为:
CH2=CHCH2OCH3
、
、
;
(5)D为
,己醛的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CHO,根据信息和己醛的结构,
首先需要将碳碳双键转化为单键,然后在酸性条件下反应即可,故答案为:
;
(6)醛基也能够与氢气加成,(5)中合成路线中第一步反应的目的是保护醛基,故答案为:
保护醛基。