D.LiH在熔融状态下能导电,属于离子化合物,其电子式:
,D正确;
综上所述,本题选C。
10.磷原子中的不成对电子,不同的是()
A.电子云形状B.电子云伸展方向C.电子能量D.电子自旋状态
【答案】B
【详解】磷原子核外电子排布为:
1s22s22p63s23p3,其中不成对电子有3个,分别位于3p1x、3p1y、3p1z上,因此可知电子能量相同、电子云形状相同、自旋方向相同,但电子云伸展方向不相同,所以B选项是正确的;
综上所述,本题选B。
11.实验室制备乙酸丁酯的叙述中,正确的是()
A.装置采用水浴加热B.边反应边蒸馏出产物
C.提纯先水洗再碳酸钠溶液洗D.原料正丁醇过量
【答案】C
【详解】A项,水浴加热温度一般不超过100℃,温度较低,制备乙酸丁酯采用酒精灯直接加热,故A项错误;
B项,制备乙酸丁酯则采取直接回流的方法、待反应完成后再提纯产物,故B项错误;
C项,乙酸丁酯在碳酸钠溶液中溶解度较小,因此提纯先水洗再碳酸钠溶液洗,减小乙酸丁酯的损失,故C项正确;
D项,制备乙酸丁酯时采用容易获得的乙酸过量,以提高正丁醇的利用率,故D项错误;
综上所述,本题选C。
12.有机物转化所需的试剂、反应条件中,不正确的是()
A.醇→烯烃:
浓硫酸,加热B.醛→羧酸:
银氨溶液,水浴加热
C.苯→溴苯:
溴水,铁D.酸→酯:
浓硫酸,加热
【答案】C
【详解】A.醇在浓硫酸,加热的条件下,发生消去反应生成烯烃,A正确;
B.醛与银氨溶液在水浴加热条件下,发生氧化反应生成羧酸铵,然后再加酸进行酸化,得到羧酸,B正确;
C.苯与液溴,铁做催化剂条件下反应生成溴苯,而苯与溴水发生萃取过程,属于物理变化,C错误;
D.酸与醇在浓硫酸、加热的条件下,发生酯化反应生成酯,D正确;
综上所述,本题选C。
13.催化加氢可生成2-甲基戊烷的是()
A.CH2=CHC(CH3)2CH2CH3B.CH2=CHCH(CH3)C≡CH
C.(CH3)2C=C(CH3)2D.(CH3)2CHCH2C≡CH
【答案】D
【分析】2-甲基戊烷的碳链结构为
,四个选项中均属于不饱和烃,与足量的氢气发生加成反应生成的饱和烃的结构属于
即可符合题意要求。
【详解】A、CH2=CHC(CH3)2CH2CH3的碳链结构为
经催化加氢后能生成3,3-二甲基戊烷,故A错误;
B、CH2=CHCH(CH3)C≡CH的碳链结构为
经催化加氢后能生成3-甲基戊烷,故B错误;
C、(CH3)2C=C(CH3)2的碳链结构为
经催化加氢后能生成2,2-二甲基丁烷,故C错误;
D、(CH3)2CHCH2C≡CH的碳链结构为
,经催化加氢后能生成2-甲基戊烷,故D正确;
综上所述,本题选D。
14.有关海水提溴和海带提碘的叙述错误的是()
A.都需经过浓缩、氧化、提取B.海水提溴的浓缩原理是蒸发
C.氧化步骤都可通入氯气来实现D.提取步骤都可用四氯化碳萃取
【答案】D
【分析】海水中溴离子含量较低,应先浓缩,再将溴离子转化为溴需要加入氧化剂,通常选择氯气,氧化溴离子得到单质溴:
2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,再利用溴的挥发性,鼓入热空气或热水蒸气将溴分离出来,二氧化硫与溴反应富集后再利用氯气将HBr氧化,分离溴单质利用溴的挥发性,提取碘是利用氧化剂氧化碘离子生成碘单质,萃取分液、蒸馏方法得到,以此来解答。
【详解】A.海水中溴离子、碘离子含量较低,应先浓缩,再用氧化剂将溴离子、碘离子氧化为溴、碘,最后再进行提取,故A正确;
B.海水中溴离子含量较低,应先进行溶液的浓缩,浓缩可以通过蒸发溶剂来实现,故B正确;
C.氯气具有氧化性,氧化溴离子生成单质溴,氧化碘离子生成碘单质,故C正确;
D.溴离子氧化为溴单质后,利用溴的挥发性,鼓入热空气或热水蒸气将溴分离出来,二氧化硫与溴反应富集后再利用氯气将HBr氧化,分离溴单质利用溴的挥发性;提取碘是利用氧化剂氧化碘离子生成碘单质,然后用四氯化碳进行萃取分液、蒸馏方法得到,故D错误;
综上所述,本题选D。
15.物质之间反应,一定不产生H2的是()
A.过氧化钠和水B.金属钠和冷水
C.铁和热浓硫酸D.炽热铁和水蒸气
【答案】A
【详解】A.过氧化钠和水反应生成氧气和氢氧化钠,A符合题意;
B.金属钠和冷水反应生成氢气和氢氧化钠,B不符合题意;
C.铁和热浓硫酸反应,随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,稀硫酸与铁反应生成氢气,C不符合题意;
D.炽热铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,D不符合题意;
综上所述,本题选A。
【点睛】常温下,铁遇浓硫酸发生钝化,加热条件下,钝化膜被破坏,铁和浓硫酸反应生成二氧化硫气体,随着反应的进行,浓硫酸逐渐变为稀硫酸,稀硫酸与铁反应生成氢气;两个过程中,第一个反应体现了浓硫酸的强氧化性,第二个反应体现了稀硫酸中氢离子的弱氧化性。
16.合成氨生产中,说法正确的是()
A.使用催化剂,提高原料的利用率B.采用高温、高压工艺提高氨的产率
C.产物用水吸收,剩余气体循环利用D.增大反应物浓度,对v正影响更大
【答案】D
【详解】A.使用催化剂,加快反应的速率,但是平衡不移动,不能提高原料的利用率,A错误;
B.合成氨反应为体积缩小的放热反应,采用高温,平衡左移,不能提高氨的产率,B错误;
C.合成氨反应达到平衡后,平衡混合气可以采用水冷凝后氨气液化,分离出液氨,有利于平衡向正反应方向移动,剩余气体可以循环利用,C错误;
D.增大反应物浓度,活化分子数增大,有效碰撞次数增大,反应速率加快,对υ正影响更大,平衡向正反应方向移动,D正确;
综上所述,本题选D。
17.向NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液,刚开始时反应的离子方程式是()
A.H++OH-=H2OB.NH4++OH-=NH3·H2O
C.HSO4-+OH-=SO42-+H2OD.NH4++H++2OH-=NH3·H2O+H2O
【答案】A
【详解】NH4HSO4属于强酸的酸式盐,能够完全电离:
NH4HSO4=NH4++H++SO42-,向NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液,刚开始时,OH-的量少,1mol氢离子与1mol氢氧根离子反应生成水,离子方程式是H++OH-=H2O,A正确;
综上所述,本题选A。
18.不能说明氯的非金属性强于溴的事实是()
A.HClO4酸性强于HBrO4B.HBr的分解温度低于HCl
C.BrCl中氯为-1价D.FeBr2溶液中滴少量氯水,溶液变黄
【答案】D
【详解】A.根据最高价氧化物对应的水化物的酸性比较非金属性强弱,即HClO4酸性强于HBrO4,可以证明结论,故A正确;
B.HBr的分解温度低于HCl,说明HBr较不稳定,则可说明氯的非金属性强于溴,故B正确;
C.BrCl中Br为+1价、Cl为-1价,可说明Cl易得到电子,非金属性较强,故C正确;
D.还原性Fe2+>Br-,FeBr2溶液中滴少量氯水,亚铁离子先被氧化,溶液也变黄色,不能证明氯气一定置换了溴,也就不能说明氯的非金属性强于溴的事实,故D错误;
综上所述,本题选D。
【点睛】周期表中,同一周期,从左到右,元素的金属性减弱,非金属性增强;同一主族,从上到下,金属性增强,非金属性减弱。
元素非金属性比较规律:
①非金属元素的单质与氢气化合的难易程度及氢化物的稳定性,越容易化合,形成的氢化物越稳定,该元素的非金属性就越强;②非金属元素的最高价氧化物的水化物的酸性越强,该元素的非金属性就越强。
19.一定能实现铁元素之间相互转化的措施是()
A.实现①的转化,用比铁活泼的金属
B.实现②的转化,通过钢铁电化腐蚀
C.实现③的转化,加入少量稀硝酸
D.实现④的转化,加入过量氯气
【答案】B
【详解】A.金属钠活泼性很强,但是金属钠加入到氯化亚铁溶液中,生成氢氧化亚铁白色沉淀和氢气,不能置换出铁,A错误;
B.钢铁发生吸氧腐蚀或析氢腐蚀,负极反应均为:
Fe-2e-=Fe2+,B正确;
C.过量的铁与少量的稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水,C错误;
D.铁离子变为亚铁离子,应加入还原剂,如铁粉即可实现,不能加入氧化剂氯气,D错误;
综上所述,本题选B。
【点睛】铁与足量的硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水,铁被氧化到+3价;如果铁过量,反应生成的铁离子与铁发生反应生成亚铁离子,因此过量的铁与一定量的硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水;反应物的量不同,产物不相同。
20.某溶液中可能含有等物质的量的K+、Na+、Fe3+、Fe2+、SO42-、SO32-的几种离子。
某同学取两份该溶液进行如下实验:
一份滴入酸性KMnO4溶液,发现KMnO4溶液褪色;另一份加入BaCl2溶液,产生不溶于水的沉淀。
对溶液描述错误的是()
A.可能含有K+B.可能含有SO42-C.可能含有Fe3+D.可能含有SO32-
【答案】C
【分析】一份滴入酸性KMnO4溶液,发现KMnO4溶液褪色,说明含有Fe2+、SO32-中的至少一种;另一份加入BaCl2溶液,产生不溶于水的沉淀,说明至少含有SO42-、SO32-中的一种;SO32-具有还原性,而Fe3+具有氧化性,二者不能共存,结合电荷守恒分析解答。
【详解】一份滴入酸性KMnO4溶液,发现KMnO4溶液褪色,说明含有Fe2+、SO32-中的至少一种;另一份加入BaCl2溶液,产生不溶于水的沉淀,说明至少含有SO42-、SO32-中的一种;SO32-具有还原性,而Fe3+具有氧化性,二者不能共存,
A.根据以上分析可知,若溶液中阴离子只有SO42-,根据电荷守恒,溶液中阳离子可能为Fe2+(或K+和Na+),所以该溶液可能含有K+,A正确;
B.根据以上分析可知,溶液中可能含有SO42-,B正确;
C.根据以上分析可知,若溶液中含有SO32-,SO32-具有还原性,而Fe3+具有氧化性,二者不能共存,则一定不含Fe3+,若溶液中不含SO32-,则一定含SO42-,根据电荷守恒也不存在Fe3+,故一定不含Fe3+,C错误;
D.根据以上分析可知,另一份加入BaCl2溶液,产生不溶于水的沉淀,说明至少含有SO42-、SO32-中的一种,溶液中可能含有SO32-,D正确;
综上所述,本题选C。
二、综合分析题(共60分)
21.晶体硅是良好的半导体材料,多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产。
(1)硅原子核外有_____种能量不同的电子。
氯离子的核外电子排布式为________________________。
短周期主族元素中,氯元素及与其相邻元素的原子半径从大到小的顺序是________。
(2)从原子结构角度解释硅元素与氯元素的非金属性强弱________________________。
(3)900℃以上发生SiHCl3(g)+H2(g)
Si(s)+3HCl(g)反应,平衡时H2的百分含量随温度、压强(P)变化如图(K为不同条件时得平衡常数)。
从化学反应速率角度来说明上述反应已达到平衡状态_______。
(4)若反应容器的容积为2L,10min后达到平衡,测得固体的质量增加了2.8g,则HCl的平均反应速率为______________。
(5)P1____P2(选填“>”、“<”或“=”);K1、K2、K3大小关系式为___________。
【答案】
(1).5
(2).1s22s22p63s23p6(3).S>Cl>F(4).氯和硅两元素同周期,电子层数相同,质子数氯>硅,原子半径氯<硅,因此原子核对最外层电子的吸引能力氯>硅,得电子能力氯>硅(5).氢气的生成速率等于氢气的消耗速率(合理即给分)(6).0.015mol/(L∙min)(7).>(8).K1=K2【分析】
(1)根据硅原子核外电子排布为1s22s22p63s23p2,确定核外有多少种能量不同的电子。
根据氯原子得1个电子变为氯离子,写出氯离子核外电子排布式;根据同一主族,从上到下,原子半径增大,同一周期,从左到右,原子半径减小规律比较S、Cl、F半径大小;
(2)同周期元素,从左到右,质子数越大,原子半径越小,原子核对最外层电子的吸引能力越强进行分析;
(3)化学平衡状态的特征是υ(正)=υ(逆)、各组分的浓度保持不变,据此进行分反应已达到平衡状态时,氢气的生成速率与氢气的消耗速率关系;
(4)先计算出硅的变化量,据此求出n(HCl),根据υ(HCl)=∆c/∆t进行计算;
(5)当温度不变时,压强由P2变为P1,氢气的百分含量增大,说明平衡左移,据此分析P1与P2的关系;平衡常数只是温度的函数,据此进行分析。
【详解】
(1)硅原子核电荷数为14,核外电子排布为1s22s22p63s23p2,据此可知硅原子核外有5种能量不同的电子;氯原子核电荷数为17,核外电子排布为1s22s22p63s23p5,氯原子得一个电子变为氯离子,氯离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6;短周期主族元素中,氯元素及与其相邻元素的原子分别为硫和氟,同一主族,从上到下,原子半径增大,同一周期,从左到右,原子半径减小,半径从大到小的顺序是S>Cl>F;
综上所述,本题答案是:
5,1s22s22p63s23p6,S>Cl>F。
(2)氯和硅两元素同周期,电子层数相同,质子数氯>硅,原子半径氯<硅,因此原子核对最外层电子的吸引能力氯>硅,得电子能力氯>硅,所以氯元素的非金属性强于硅元素;
综上所述,本题答案是:
氯和硅两元素同周期,电子层数相同,质子数氯>硅,原子半径氯<硅,因此原子核对最外层电子的吸引能力氯>硅,得电子能力氯>硅。
(3)化学平衡状态的特征是υ(正)=υ(逆)、各组分的浓度保持不变,所以上述反应已达到平衡状态时,氢气的生成速率等于氢气的消耗速率;
综上所述,本题答案是:
氢气的生成速率等于氢气的消耗速率(合理即给分)。
(4)根据SiHCl3(g)+H2(g)
Si(s)+3HCl(g)可知,10min后达到平衡,测得固体硅的质量增加了2.8g,即0.1mol,生成n(HCl)=0.3mol,所以HCl的平均反应速率为0.3mol/(2L×10min)=0.015mol/(L∙min);
综上所述,本题答案是:
0.015mol/(L∙min)。
(5)当温度不变时,压强由P2变为P1,氢气的百分含量增大,说明平衡左移,增大压强平衡逆向移动,所以P1>P2;平衡常数只是温度的函数,因为K1、K2所处温度相同,所以K1=K2;温度升高,氢气的百分含量减小,平衡右移,正反应为吸热反应,所以K3>K1=K2;
综上所述,本题答案是:
>;K1=K222.Na2SO3是常见的一种盐,工业上可作防腐剂、去氯剂和还原剂。
(1)Na2SO3固体隔绝空气加强热,反应后的固体中含有S2-。
反应的化学方程式为________________;若有0.5molNa2SO3参加反应,则电子转移个数为_____________________。
(2)将0.1mol/LNa2SO3溶液先升温再降温,测定温度变化过程中的pH,数据如下:
时刻
①
②
③
④
温度/℃
25
30
40
25
pH
9.66
9.52
9.37
9.25
①时刻Na2SO3溶液中水的电离程度_______同温下纯水中水的电离程度(填)“>”、“<”或“=”);应用平衡原理解释该原因_________________________________。
④的pH略小于①,是由于______________________。
设计一个简单实验来证明_____________________。
(3)将Na2SO3溶液中所有离子浓度由大到小排列_________________________________。
【答案】
(1).4Na2SO3
Na2S+3Na2SO4
(2).0.75NA(3).>(4).水存在电离平衡:
H2O
H++OH-,SO32-与H+结合生成HSO3-、H2SO3,降低了H+浓度,使水的电离平衡向右移动。
(5).Na2SO3部分被氧化成硫酸钠2Na2SO3+O2=2Na2SO4(6).取④的溶液少许于试管中,先滴入足量稀盐酸,再滴入BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,则证明有Na2SO3被氧化成Na2SO4(7).c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+)
【分析】
(1)Na2SO3固体隔绝空气加强热,硫元素发生歧化反应,据此写出方程式,并根据反应6e-~4Na2SO3关系,计算0.5molNa2SO3参加反应,电子转移个数;
(2)能水解的盐促进水的电离;亚硫酸钠具有还原性,能够被氧气氧化为硫酸钠,硫酸钠不水解,显中性,据此进行分析;根据硫酸根离子的检验方法判断亚硫酸钠中是否含有硫酸钠;
(3)Na2SO3溶液中存在水解平衡:
SO32-+H2O
HSO3-+OH-,HSO3-+H2O
H2SO3+OH-,据此分析离子浓度大小顺序。
【详解】
(1)Na2SO3固体隔绝空气加强热,反应后的固体中含有S2-,说明部分硫元素发生还原反应生成S2-,还有部分硫元素发生氧化反应生成SO42-,因此反应的化学方程式为4Na2SO3
Na2S+3Na2SO4;该反应转移电子为6e-;根据6e-~4Na2SO3关系可知,若有0.5molNa2SO3