第II卷(共52分)
二、非选择题(3小题,共43分)
15.(14分)氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
请回答下列问题:
(1)图1是1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图(a、b均大 于0),且已知:
2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-ckJ·mol-1(c>0),请写出CO将NO2还原至N2时的热化学方程式;
(2)图2是实验室在三个不同条件的密闭容器中合成氨时,N2的浓度随时间的变化曲线(以a、b、c表示)。
已知三个条件下起始加入浓度均为:
c(N2)=0.1mol·L-1,c(H2)=0.3mol·L-1;
合成氨的反应:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H<0
①计算在a达平衡时H2的转化率为;
②由图2可知,b、c各有一个条件与a不同,则c的条件改变可能是; 试写出判断b与a条件不同的理由;
(3)利用图2中c条件下合成氨(容积固定)。
已知化学平衡常数K与温度(T)的关系如 下表:
T/(K)
298
398
498
……
K
4.1×106
K1
K2
……
①试确定K1的相对大小,K 14.1× 106(填写“>”“=”或“<”)
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是 (填序号字母)。
A.容器内NH3的浓度保持不变 B.2υ( N2)正= υ( H2)逆
C.容器内压强保持不变 D.混合气体的密度保持不变
(4)①NH4Cl溶液呈酸性的原因是(用离子反应方程式表示 )。
②25℃时,将pH =x氨水与pH =y的硫酸(且x + y= 14, x > 11 )等体积混合后,所得溶液中各种离子的浓度关系正确的是
A.c(SO42-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)B.c(NH4+)>c(SO42-)>c(OH-)>c(H+)
C.c(NH4+)+c(H+)>c(SO42-)+c(OH-)D.c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(OH-)
16.(14分)铁是地壳中含量第二的金属元素,其单质、合金及化合物在生产生活中的应用广泛。
(一)工业废水中含有一定量的Cr2O72-和CrO42-,它们会对人类及生态系统产生很大的危害,必须进行处理。
常用的处理方法是电解法,该法用Fe作电极电解含Cr2O72-的酸性废水,随着电解的进行,阴极附近溶液pH升高,产生Cr(OH)3沉淀。
(1)用Fe作电极的目的是。
(2)阴极附近溶液pH升高的原因是(用电极反应式解释)溶液中同时生成的沉淀还有。
(二)氮化铁磁粉是一种磁记录材料,利用氨气在4000C以上分解得到的氮原子渗透到高纯铁粉中可制备氮化铁。
制备高纯铁粉涉及的主要生产流程如下:
已知:
①某赤铁矿石含60.0%Fe2O3、3.6%FeO,还含有A12O3、MnO2、CuO等。
②部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下:
(3)步骤②中加双氧水的目的是,pH控制在3.4的作用是。
已知25°C时,
,该温度下反应:
Cu2++2H2O
Cu(OH)2+2H+的平衡常数K=。
(4)如何判断步骤③中沉淀是否洗涤干净?
(5)制备氮化铁磁粉的反应:
(未配平),若整个过程中消耗氨气34.0g,消耗赤铁矿石2kg,设整个过程中无损耗,则氮化铁磁粉的化学式为。
17.(15分)氢化钙(CaH2)是二种常用的储氢材料,也是登山运动员常用的能源提供剂,需要密封保存,遇水反应生成氢氧化钙和氢气。
某研究性学习小组模拟生产企业制取氢化钙。
【实验】
用锌粒和稀硫酸反应制得干燥、纯净的氢气,再与金属钙在加热的条件下直接化合,即可制得CaH2。
(1)下列有关该实验的说法正确的是。
a.其他条件相同时,粗锌制取氢气的速率比纯锌快
b.加热时,必须通入氮气作为保护气,以防止空气的干扰
c.可以用浓硫酸或碱石灰对H2进行干燥除杂
d.开始实验时,应先通入H2,后给金属钙加热
e.已停止实验时,应先停止通入H2,后停止加热。
【提出假设】
(2)由于实验中操作不当,金属钙或氢化钙都可能被氧化。
该小组甲同学对反应后的固体产物成分提出如下假设。
假设l:
含有Ca和CaH2。
假设2:
含有CaH2和CaO。
假设3:
含有。
【设计实验方案,验证假设】
(3)定性实验用化学方法鉴别Ca与CaH2,请设计实验完成下表中内容。
实验步骤(不要求写具体操作过程)
预期现象和结论
取少量固体样品,…
(4)定量实验测定Ca和CaH2混合物中CaH2的质量分数。
①取m1g样品与水完全反应,利用如图装置测定生成的气体体积时,在时进行收集(填字母)
a.刚开始有气泡时b.气泡连续均匀时c.气体经过验纯后,再收集
②如果装置气密性良好,操作正确,乙同学认为:
由于液体加入,导致气体的体积测定偏大,则计算出氢化钙的质量分数(天“偏高”、“偏低”“无影响”)
【反思与交流】
(5)登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂,与氢气相比,其优点是氢化钙是固体,携带方便。
既然金属钙与水反应也能生成氢气,为什么还要讲金属钙制备成氢化钙呢?
你的观点是。
三、选做题(从下面3题中任选1题解答,15分)
18.【15分,选修2:
化学与技术】
(1)天然水中含有细菌,其主要成分是蛋白质,写出两种家庭中能杀灭水中细菌的简单方法
____________________、____________________。
(2)现有一杯具有永久硬度的水,其中主要含有MgCl2、CaCl2。
利用下列试剂中的一部分或全部,设计软化该水的实验方案。
试剂:
①Ca(OH)2溶液②NaOH溶液③饱和Na2CO3溶液④肥皂水
实验方案:
(填写下表)
实验步骤
现象
离子方程式
①向硬水中加入Ca(OH)2溶液,直到__________为止。
②继续向溶液中加入__________溶液,直到不再产生沉淀为止。
③将上述混合物__________(填操作名称)。
——
——
(3)利用海水得到淡水的方法有蒸馏法、电渗析法等。
电渗析法是近年来发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如图所示。
a接电源的__________极,I口排出的是__________(填“淡水”或“海水”)。
(4)在(3)中某口排出的浓海水中溴元素的质量分数为a%,现用氯气将其中的溴离子氧化为溴单质,则处理1000t该浓海水需标准状况下的氯气的体积为__________m3。
19.【15分,选修3:
物质结构与性质】
I.信息:
在20℃、1个大气压下,水可以结成冰,称为“热冰”(如下图):
(1)s轨道与s轨道重叠形成的共价键可用符号表示为δs-s,p轨道以“头碰头”方式重叠形成的共价键可用符号表示为δp-p,则H2O分子中含有的共价键用符号表示为________.
(2)下列物质熔化时,所克服的微粒间的作用与“热冰”熔化时所克服的作用类型完全相同的是
________.
A.金刚石 B.干冰 C.食盐 D.固态氨
(3)已知:
2H2O
H3O++OH-,H3O+的立体构型是______,含1molH2O的冰中最多可形成“氢键”
mol.
(4)根据等电子原理,写出短周期元素原子形成的与H3O+互为等电子体的分子或离子________.
II.A、B、C、D分别代表四种不同的短周期元素.A、B元素原子的价电子排布分别为ns1、ns2np2,C元素的最外层电子数是其电子层数的3倍,D元素原子的M电子层的p能级中有1个电子.
(1)A、C形成的化合物________(填序号).
①一定属于离子化合物 ②一定属于共价化合物 ③可能属于离子化合物,也可能属于共价化合物
(2)C原子的电子排布式为________.
(3)若A元素的原子最外层电子排布为1s1,写出A、C形成的含有配位键的一种微粒符号:
________.
(4)当n=2时,每个BC2中含有________个σ键,________个π键.当n=3时,B与C形成的晶体类型为________.
(5)若D元素与Fe形成某种晶体,该晶体的晶胞如图所示.则该晶体的化学式是________(用元素符号表示);若晶胞的边长为anm,则合金的密度为________g/cm3.
20.【15分,选修5:
有机化学基础】肉桂酸甲酯是调制具有草莓、葡萄、樱桃、香子兰等香味的食用香精,用于肥皂、洗涤剂、风味剂和糕点的调味,在医药工业中作为有机合成的中间体.合成肉桂酸甲酯的工业流程如下图所示:
已知:
I.醛与醛能发生反应,原理如下:
Ⅱ.烃A在标准状况下的密度为1.25g/L.
请回答:
(1)化合物H中的官能团为_____________________.
(2)肉桂酸甲酯的结构简式为_________________,J的结构简式为_________________.
(3)G→H的反应类型为____________________.
(4)写出反应B→C的化学方程式__________________________________________,
H→I的反应_________(填“能”或“不能”)改用酸性高锰酸钾溶液,简述理由______________________________________.
(5)符合下列条件的I的同分异构体共有5种。
写出另两种同分异构体的结构简式:
A.能发生水解反应B.与银氨溶液作用出现光亮的银镜C.能与溴发生加成
、_________、__________.