Y>Z
【答案】A
【解析】X的M电子层有1个电子,X属于短周期元素,因此X为Na,Y的最外层电子数为内层电子数的2倍,因此Y为C,Z的最高化合价为最低化合价的3倍,即Z为S,Z与W同周期,W的原子半径小于Z,则W为Cl,A、形成的化合物可以是MgC2、MgS、MgCl2,这些都属于离子化合物,故A正确;B、气态氢化物分别CH4、H2S、HCl,非金属性越强,氢化物的稳定性越强,非金属性顺序是Cl>S>C,因此氢化物的稳定性是HCl>H2S>CH4,故B错误;C、原子半径大小顺序是Na>S>Cl>C,故C错误;D、Y的最高价氧化物对应水化物是H2CO3,属于弱酸,Z的最高价氧化物对应的水化物是H2SO4,H2SO4属于强酸,故D错误。
点睛:
半径的大小比较:
一看电子层数,电子层数越多,半径越大;二看原子序数,电子层数相同,半径随着原子序数的递增而减小;三看电子数,电子层数相同,原子序数相同,电子数数越多,半径越大。
6.为了实现空间站的零排放,循环利用人体呼出的CO2并提供O2,我国科学家设计了如下图装置,反应完毕,电解质溶液的pH保持不变。
下列说法正确的是
A.图中N型半导体为正极,P型半导体为负极
B.Y电极的反应:
4OH--4e-=2H2O+O2↑
C.图中离子交换膜为阳离子交换膜
D.该装置实现了“太阳能→化学能→电能”的转化
【答案】B
【解析】A、根据左图,离子移动的方向,以及原电池工作原理,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,得出N型半导体为负极,P型半导体为正极,故A错误;B、Y电极连接电源的正极,Y电极作阳极,根据电解原理,电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑,故B正确;C、反应完毕后,电解质溶液的pH不变,离子交换膜应为阴离子交换膜,故C错误;D、该装置实现了太阳能→电能→化学能,故D错误。
7.下列图示与对应的叙述相符的是
A.图1表示 ILpH=2的CH3COOH溶液加水稀释至VL,pH随IgV的变化
B.图2表示不同温度下水溶液中H+和OH-浓度的变化的曲线,图中温度T2>T1
C.图3表示一定条件下的合成氨反应中,NH3的平衡体积分数随H2起始体积分数(N2的起始量恒定)的变化,图中a点N2的转化率小于b点
D.图4表示同一温度下,在不同容积的容器中进行反应2BaO2(s)
2BaO(s)+O2(g),O2的平衡浓度与容器容积的关系
【答案】C
【解析】A、CH3COOH是弱酸,溶液中存在电离平衡,所以加水稀释时电离程度增大,但离子浓度是减小的,若溶液体积增大10倍,c(H+)不能减小为原来的1/10,所以pH也不能增大1,故A错误;B、水的电离是吸热的,所以升高温度,电离出的H+和OH-浓度增大,所以图象中的温度为T1>T2,所以B错误;C、由图象可知在N2的起始量恒定时,随H2量的增加,N2的转化率增大,所以a点N2的转化率小于b点,故C正确;D、容器体积的增大,即减小压强,平衡向气体体积增大的方向移动,即该平衡正向移动,O2的平衡浓度是增大的,所以D错误。
本题正确答案为C。
8.黄血盐[亚铁氰化钾,K4Fe(CN)6]目前广泛用做食盐添加剂(抗结剂),我国卫生部规定食盐中黄血盐的最大使用量为10mg·kg-1。
一种制备黄血盐的工艺如下:
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ反应的化学方程式为_____________________________。
(2)步骤Ⅳ过滤所得的废液中含量较多的溶质为_______________________。
(填化学式)
(3)步骤Ⅴ所用的试剂X是_________________。
(4)工艺中用到剧毒的HCN溶液,含CN-的废水必须处理后才能排放。
己知氢氰酸是一种具有苦杏仁特殊气味的无色剧毒液体,易挥发,25℃时,Ka(HCN)=6.25×10-10。
①NaCN的电子式为_________________,反应CNˉ+H2O
HCN+OHˉ在25℃时的平衡常数K=_________________。
(填数值)
②处理含CN-废水的方法是:
第一步控制pH>10,用NaClO溶液先将CN-“不完全氧化”为OCN-;第二步控制pH为7.5~8.5,用NaClO“不完全氧化”OCNˉ生生成N2和两种盐。
第一步控制强碱性的主要目的是__________________________________。
第二步反应的离子方程式为______________________________。
【答案】
(1).6HCN+3Ca(OH)2+FeSO4=Ca2Fe(CN)6+CaSO4↓+6H2O
(2).CaCl2(或答CaCl2、KCl)(3).K2CO3(4).
(5).1.6×10-5(6).防止生成HCN,污染环境(7).2OCNˉ+3ClO-+2H2O=N2↑+3Clˉ+2HCO3ˉ
【解析】本题考查化学工艺流程,
(1)根据流程图,步骤I中投入物质为石灰乳、FeSO4、HCN,生成的物质为Ca2Fe(CN)6,Ca2Fe(CN)6中CN显-1价,Ca显+2价,Fe显+2价,步骤I中没有化合价的变化,因此有Ca(OH)2+FeSO4+HCN→Ca2Fe(CN)6,SO42-与部分Ca2+结合生成CaSO4,因此反应方程式为6HCN+3Ca(OH)2+FeSO4=Ca2Fe(CN)6+CaSO4↓+6H2O;
(2)根据步骤III,加入KCl制备K2CaFe(CN)6,2个K+替代了一个Ca2+,滤液中含有的溶质为CaCl2,以及过量的KCl;(3)根据流程目的,为了不引入新的杂质,应加入含K+的物质,步骤V是脱钙,试剂X中应含有能与Ca2+结合的阴离子,因此加入试剂X应为K2CO3;(4)①NaCN为离子化合物,其电子式为
;根据平衡常数的表达式K=
=10-14/6.25×10-10=1.6×10-5;②如果溶液呈现酸性,则生成HCN,HCN有剧毒,污染环境,因此控制强碱性的主要目的是防止生成HCN,污染环境;OCN-中O显-2价,N显-3价,C显+4价,ClO-作氧化剂,被还原成Cl-,化合价降低2价,N被氧化成N2,化合价升高3价,最小公倍数为6,配平其他,因此离子反应方程式为2OCNˉ+3ClO-+2H2O=N2↑+3Clˉ+2HCO3ˉ。
点睛:
本题难点是氧化还原反应方程式的书写,先根据信息,写出氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物,即OCN-+ClO-→N2↑+Cl-,根据化合价的升降法进行配平,得出2OCN-+3ClO-→N2↑+3Cl-,生成两种盐,以及原子守恒、电荷守恒,得出离子反应方程式为2OCNˉ+3ClO-+2H2O=N2↑+3Clˉ+2HCO3ˉ。
9.(I)无水MgBr2可用作催化剂实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2,装置如图1。
主要步骤如下:
步骤1三颈瓶中装入10 g镁屑和150 mL无水乙醚;装置B中加入15 mL液溴。
步骤2 缓慢通入干燥的氮气,直至溴完全导入三颈瓶中。
步骤3 反应完毕后恢复至室温,过滤除去镁,滤液转移至另一干燥的烧瓶中,冷却至0℃,析出晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗品。
步骤4 常温下用苯溶解粗品,冷却至0℃,析出晶体,过滤,洗涤得三乙醚合溴化镁,加热至160 ℃分解得无水MgBr2产品。
已知:
①Mg和Br2反应剧烈放热;MgBr2具有强吸水性。
②MgBr2+3C2H5OC2H5
MgBr2·3C2H5OC2H5
请回答:
(1)仪器A的名称是____________。
实验中不能用干燥空气代替干燥N2,原因是___________。
(2)如将装置B改为装置C(图2),可能会导致的后果是_______________________。
(3)有关步骤4的说法,正确的是___________。
A.可用95%的乙醇代替苯溶解粗品 B.洗涤晶体可选用0℃的苯
C.加热至160℃的主要目的是除去苯 D.该步骤的目的是除去乙醚和可能残留的溴
(4)为测定产品的纯度,可用EDTA(简写为Y)标准溶液滴定,反应的离子方程式:
Mg2++ Y4-=Mg Y2-
①滴定前润洗滴定管的操作方法是____________________________。
②测定前,先称取0.2500g无水MgBr2产品,溶解后,用0.0500 mol·L-1的EDTA标准溶液滴定至终点,消耗EDTA标准溶液26.50 mL,则测得无水MgBr2产品的纯度是________________________(以质量分数表示)。
(II)化合物Mg5Al3(OH)19(H2O)4可作环保型阻燃材料,受热时按如下化学方程式分解:
2Mg5Al3(OH)19(H2O)4=27H2O+10MgO+3Al2O3
(1)写出该化合物作阻燃剂的两条依据__________________、_____________________;
(2)用离子方程式表示除去固体产物中Al2O3的原理________________________________。
【答案】
(1).干燥管
(2).防止镁屑与氧气反应,生成MgO杂质(3).会将液溴快速压入三颈瓶,反应过快大量放热而存在安全隐患(4).BD(5).从滴定管上口加入少量待测液,平斜着缓慢转动滴定管,使液体润湿整支滴管内壁,然后从下口放出,重复2--3次(6).97.5%(7).分解反应是吸热反应降温(8).且生成的氧化镁、氧化铝附着表面隔绝空气,水蒸气稀释空气(9).Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O
【解析】考查实验方案设计与评价,(I)
(1)根据仪器A的特点,仪器A为干燥管;空气中含有氧气,能与金属镁反应生成MgO,不能用干燥空气代替N2的原因是防止镁与氧气反应,生成MgO;
(2)因为Mg与液溴反应剧烈放热,因此装置B改为装置C,导致会将液溴快速压入三颈瓶,反应过快大量放热而存在安全隐患;(3)A、95%的乙醇中含有水,溴化镁有强烈的吸水性,故A错误;B、加入苯的目的是除去乙醚和溴,洗涤晶体用0℃的苯,可以减少产品的溶解,故B正确;C、加热至160℃的主要目的是分解三乙醚合溴化镁得到溴化镁,不是为了除去苯,故C错误;D、该步骤是为了除去乙醚和溴,故D正确;(4)①从滴定管上口加入少量待测液,平斜着缓慢转动滴定管,使液体润湿整支滴管内壁,然后从下口放出,重复2--3次;②根据反应方程式,n(MgBr2)=26.50×10-3×0.05mol=1.325×10-3mol,其质量为1.325×10-3×184g=0.2438g产品的纯度为0.2438/0.2500×100%=97.52%;(II)
(1)根据反应方程式,生成氧化镁、氧化铝附着在表面隔绝空气,水蒸气稀释空气,分解反应是吸热反应,可以降温;
(2)氧化铝是两性氧化物,氧化镁为碱性氧化物,因此除去氧化铝用NaOH溶液,离子反应是Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O。
10.钼(Mo)是一种难熔稀有金属,我国的钼储最居世界第二。
钼及其合金在冶金,农业、电器、化工、环保等方面有着广泛的应用。
(1)Mo可被发烟硝酸氧化,产物MoOF4和MoO2F2物质的量比为1∶1,完成下列方程式:
____Mo+____HF+____HNO3=____MoO2F2+____MoOF4+____NO2↑+()______,______________________
(2)已知:
①2Mo(s)+3O2(g)=2MoO3(s)ΔH1
②MoS2(s)+2O2(g)=Mo(s)+2SO2(g)ΔH2
③2MoS2(s)+7O2(g)=2MoO3(s)+4SO2(g)ΔH3
则ΔH3=__________________(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示),在反应③中若有0.2molMoS2参加反应,则转移电子__________mol。
(3)密闭容器中用Na2CO3(s)作固硫剂,同时用一定量的氢气还原辉钼矿(MoS2)的原理是:
MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)
Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) ΔH实验测得平衡时的有关变化曲线如图所示:
①由图可知,该反应的ΔH_________0(填“>”或“<”);P2_________0.1MPa(填“>”或“<”)。
②如果上述反应在体积不变的密闭容器中达平衡,下列说法错误的是_______(选填编号)。
A.V正(H2)=V逆(H2O)
B.再加入MoS2,则H2转化率增大
C.容器内气体的密度不变时,一定达平衡状态
D.容器内压强不变时,一定达平衡状态
③由图可知M点时氢气的平衡转化率为____________(计算结果保留0.1%)。
④平衡常数可用平衡分压代替平衡浓度计算,气体分压=气体总压×物质的量分数。
求图中M点的平衡常数Kp=___________(MPa)2
【答案】
(1).261211129H2O
(2).△H1 +2△H2(3).2.8(4).>(5).>(6).B(7).66.7%(8).0.01
【解析】
(1)设生成MoOF4和MoO2F2均为1份,则消耗2份Mo,HF为6份,生成物应为H2O,设消耗硝酸为x份,生成水y份,则由物料平衡得3+x/2=y;3+y=x。
解得x=12,y=9,所以方程式为2Mo+6HF +12HNO3=MoO2F2+MoOF4+12NO2↑+6H2O;
(2)方程式②×2+方程式①=方程式③,所以ΔH3=△H1 +2△H2;反应中0.7molO2被还原,转移电子2.8mol;
(3)①温度越高,氢气含量越少,则说明反应为吸热反应,反应体系能量升高,故ΔH>0;
在相同温度下,P2条件下氢气含量大,说明此时反应向左进行,又方程式右端气体体积较左端大,增大压强会促进反应向左进行,则P2>P1=0.1MPa;
②A.反应大道平衡时,氢气与水真气体积相同,A正确;B.加入MoS2相当于减少了氢气的浓度,反应向左进行,氢气转化率下降,B错误;C.容器内各种气体的量不发生变化,则反应达到平衡,C正确;D.同理,容器内气体的总量不发生变化,说明反应没有朝任何方向进行,反应达到平衡,D正确。
故选择B。
③方程式右端生成的气体为3份,是由2份氢气转化,则氢气的转化率为:
2/(1+2)=66.7%;
............
11.氮、磷及其化合物在工农业生产中都有重要作用。
(1)基态磷子价电子排布的轨道表示式为____________________。
(2)元素B、N、O的第一电离能由大到小的顺序为____________________。
(3)食品添加剂NaNO2中NO2中心原子的杂化类型是__________,NO2互为等电子体的分子的化学式为____________________。
(写1种即可)。
(4)N2H4是火箭的燃料,与氧气的相对分子质量相同,它在常温常压下是液态,而氧气是气态,造成这种差异的主要原因是____________________。
(5)磷化硼是一种耐磨涂料,它可用作金属的表面保护层。
磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷于高温下在氢气中反应合成。
①三溴化磷分子的空间构型是____________________,三溴化硼键角是____________________。
②磷化硼晶体晶胞如左图所示:
其中实心球为磷原子,在一个晶胞中磷原子空间堆积方式为________,磷原子的配位数为____________________。
该结构中有一个配位键,提供空轨道的原子是__________,己知晶胞边长apm,阿伏加德罗常数为NA。
则磷化硼晶体的密度为____________________g/cm3。
③磷化硼晶胞沿着体对角线方向的投影(右图中虚线圆圈表示P原子的投影),用实线圆圈画出B原子的投影位置(注意原子体积的相对大小)_____________。
【答案】
(1).
(2).N>O>B(3).sp2杂化(4).SO2、O3(5).N2H4分子间存在氢键,O2分子间只有范德华力,氢键比范德华力强(6).三角锥形(7).120(8).面心立方最密堆积(9).4(10).B(11).
(12).
或
【解析】
(1)P为15号元素,基态磷原子价电子排布的轨道表示式为
,故答案为:
;
(2)同一周期,从左到右,元素 的第一电离能逐渐增大,但N的2p为半充满状态,均为稳定,第一电离能大于O,第一电离能由大到小的顺序为N>O>B,故答案为:
N>O>B;
(3) 食品添加剂NaNO2中NO2-中心原子N与2个原子相连,孤对电子对数=
(5+1-2×2)=1,采用sp2,与NO2-互为等电子体的分子有SO2、O3,故答案为:
sp2杂化;SO2、O3;
(4)N2H4分子间存在氢键,O2分子间只有范德华力,氢键比范德华力强,导致在常温常压下N2H4是液态,而氧气是气态,故答案为:
N2H4分子间存在氢键,O2分子间只有范德华力,氢键比范德华力强;
(5)①三溴化磷分子中磷原子的价层电子对数为
=4,P原子按sp3方式杂化,有一对孤电子对,所以分子空间构型为三角锥形,三溴化硼分子中硼原子的价层电子对数为
=3,B原子按sp2方式杂化,没有孤电子对,所以分子空间构型为平面三角形,结构式为
,键角是120°,故答案为:
三角锥形;120°;
②根据磷化硼晶体晶胞结构图,在一个晶胞中磷原子空间堆积方式为面心立方最密堆积,晶胞中磷原子和硼原子都是4个,B的配位数为4,则P的配位数也为4,该结构中有一个配位键,B原子最外层有3个电子,提供空轨道的原子是B。
晶胞中磷原子和硼原子都是4个,则晶胞的密度=
=
g/cm3,故答案为:
面心立方最密堆积;4;B;
;
③根据磷化硼的晶胞结构图,沿着体对角线方向的投影为
(图中虚线圆圈表示P 原子的投影,实线圆圈为B 原子的投影,其中P原子半径比B大,故答案为:
。
12.以丙烯为原料合成抗炎药物D和机体免疫增强制剂I的合成路线如下(部分反应条件和产物已经略去):
回答下列问题:
请回答下列问题:
(1)由丙烯生成A的反应类型为_______,由H生成I的反应类型为________________________。
(2)E的结构简式为_______,F中含氧官能团名称为______