2022届辽宁省葫芦岛市高三第二次模拟考试化学试题含解析
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辽宁省葫芦岛市2022届高三第二次模拟考试
化学试题
一、单选题
1.科技创新让2022年北京冬奥会举世瞩目。对下列科技创新所涉及的化学知识的判断,正确的是( )
A.火炬“飞扬的外壳是碳纤维复合材料,复合材料具备耐高温和良好的热导性
B.吉祥物“冰墩墩”的外壳材质主要是有机硅橡胶,有机硅橡胶是纯净物
C.速滑竞赛服使用聚氨酯材料可减少空气阻力,聚氨酯是高分子材料
D.二氧化碳跨临界直接制成的冰被誉为“最快的冰”,二氧化碳是极性分子
2.下列化学用语的表述正确的是( )
A.异丁烷的球棍模型:
B.由Na和Cl形成离子键的过程:
C.三价铁腐蚀铜的电路板:2Fe3++3Cu=2Fe+3Cu2+
D.电解饱和食盐水阳极的电极反应:2H2O+2e-=2OH+H2↑
3.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.1molNH4F晶体中含有共价键数目为3NA
B.0.5molXeF4中氙的价层电子对数为3NA
C.标况下,11.2LNO和11.2LO2混合后的分子数目为NA
D.氢氧燃料电池正极消耗22.4L(标准状况)气体时,电路中通过的电子数目为2NA
4.反应HCHO+O2Pt__H2O+CO2可用于消除甲醛的污染。下列说法正确的是( )
A.CO2的电子式为:
B.H2O的空间构型为直线形
C.HCHO中σ键和π健的数目比为3∶1
D.中子数为7的氧原子可表示为715O
5.下列关于元素及化合物的结构和性质的叙述正确的是( )
A.稳定性:H2Se
C.P4分子和NH4+离子中的键角都为109°28'
D.CO32-与SO32-中的键角相等
6.砷化镉晶胞结构如图。图中“①”和“②”位是“真空”,晶胞参数为apm,建立如图的原子坐标系,①号位的坐标为(34,34,34)。已知:砷化镉的摩尔质量为Mg/mol,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是( )
A.砷化镉中Cd与As原子个数比为3:2
B.两个Cd原子间最短距离为0.5apm
C.③号位原子坐标参数为(12,1,12)
D.该晶胞的密度为MNA(a×10-10)3g·cm-3
7.下列实验装置能达到实验目的的是( )
A
B
C
D
制纯碱
制NH3
制SO2
制取乙烯
A.A B.B C.C D.D
8.由同周期元素原子W、X、Y、Z构成的一种阴离子(如图),Y的最外层电子数等于X的核外电子总数,四种原子最外层电子数之和为20。下列说法正确的是( )
A.W、X、Y、Z第一电离能由大到小依次是:Z>Y>X>W
B.Y形成的简单离子的半径比Z形成的简单离子的半径小
C.W和X的最高价氧化物对应水化物的酸性:W>X
D.W、Z形成的化合物分子中各原子均满足8电子稳定结构
9.高聚物A在生物医学上有广泛应用。以N—乙烯基吡咯烷酮(NVP)和甲基丙烯酸β—羟乙酯(HEMA)为原料合成路线如图:
下列说法正确的是( )
A.HEMA具有顺反异构
B.1mol高聚物A可以与2molNaOH反应
C.NVP分子式为C6H9NO
D.HEMA和NVP通过缩聚反应生成高聚物A
10.氨既是一种重要的化工产品,又是一种重要的化工原料。下图为合成氨以及氨催化制硝酸的流程示意图。下列说法错误的是 ( )
A.可以利用NH3易液化的性质分离出NH3
B.合成氨以及氨催化制硝酸的流程中氮元素均被氧化
C.可以用NH3进行氨氧化物的尾气处理
D.吸收塔中通入A是为了提高原料的利用率
11.新型可充电镁—溴电池能量密度高,循环性能优越,在未来能量存储领域潜力巨大。某镁—溴电池装置如下图(正负极区之间的离子选择性膜只允许Mg2+通过)。下列说法错误的是( )
A.放电时,Mg电极发生还原反应
B.放电时,正极反应为:Br3-+2e− = 3Br−
C.充电时,Mg电极应连接电源负极
D.当0.1 mol Mg2+通过离子选择性膜时,导线中通过0.2 mol e−
12.据文献报道,我国学者提出O2氧化HBr生成Br2的反应历程如图所示。下列有关该历程的说法错误的是( )
A.O2氧化HBr生成Br2的总反应为:O2+4HBr=2Br2+2H2O
B.中间体HOOBr和HOBr中Br的化合价相同
C.发生步骤②时,断裂的化学键既有极性键又有非极性键
D.步骤③中,每生成1molBr2转移2mol电子
13.下列实验操作和实验现象得出的结论正确的是 ( )
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向4mL0.2mol/LFeCl3溶液中加入5mL0.1mol/LKI溶液,充分反应后,用四氯化碳萃取数次后取上层溶液,滴加几滴KSCN溶液
溶液变红
Fe3+与I-之间的反应是可逆反应
B
用蒸馏水溶解CuCl2固体,并继续加水稀释
溶液由绿色逐渐变为蓝色
[CuCl4]2-+4H2O⇌[Cu(H2O)4]2++4Cl-正向移动
C
向苯酚稀溶液中逐滴加入饱和溴水
有白色沉淀产生
苯环对羟基性质产生影响
D
向氯化铜溶液中逐滴加入氨水
产生沉淀继而溶解
氢氧化铜有两性
A.A B.B C.C D.D
14.NO2和N2O4存在平衡:2NO2(g)⇌N2O4(g) ΔH<0。下列分析正确的是( )
A.1mol平衡混合气体中含N原子大于1mol
B.恒温时,缩小容积,气体颜色变深,是平衡正向移动导致的
C.恒容时,充入少量Ne,平衡正向移动导致气体颜色变浅
D.断裂2molNO2中的共价键所需能量大于断裂1molN2O4中的共价键所需能量
15.室温下用0.1mol⋅L-1NaOH溶液分别滴定20.00mL浓度均为0.1mol⋅L-1的HA,HB两种酸的溶液,滴定过程中溶液的pH随滴入的NaOH溶液体积的变化如图所示(溶液体积变化忽略不计)。下列说法错误的是( )
A.导电能力:a点溶液>b点溶液
B.b点溶液中c(HB)
D.HA对应曲线上c点溶液呈碱性因是A-+H2O⇌HA+OH-
二、综合题
16.钴配合物在催化剂领域有广泛用途,三氯化六氨合钴(Ⅲ)([CO(NH3)6]Cl3)是合成其他含钴配合物的重要原料,其工业制备过程如下:
步骤Ⅰ:工业利用水钴矿(住要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、CaO、MgO、SiO2等)制取氯化钴晶体:
步骤Ⅱ:在活性炭的催化作用下,通过氧化CoCl2⋅6H2O制得到[Co(NH3)6]Cl3流程如下:
CoCl2⋅6H2O→活性炭NH4Cl溶液→浓氨水中间体[Co(NH3)6]2→氧化5%H2O2溶液→系列操作[Co(NH3)6]Cl3已知:①氧化性:Co3+>ClO3-
②沉淀Ⅰ、沉淀Ⅱ中都只含有两种沉淀。
③以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表:
沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Fe(OH)2
Mn(OH)2
Mg(OH)2
Co(OH)2
开始沉淀
2.7
4.0
7.6
7.7
9.6
7.5
完全沉淀
3.7
5.2
9.6
9.8
11.1
9.2
(1)Co原子的核外电子排布式为: 。
(2)加入Na2SO3的主要作用: 。
(3)向“浸出液”中加入适量的NaClO3,反应的离子方程式是 ,加入Na2CO3调节溶液pH范围为:② ;萃取剂层含锰元素,则加入NaF的作用是:③ 。
(4)步骤Ⅱ中氧化过程,需水浴控温在50∼60℃,温度不能过高,原因是: ;“系列操作”是指在高浓度的盐酸中使[Co(NH3)6]Cl3结晶析出,过滤,醇洗,干燥。使用乙醇洗涤产品的具体操作是: 。
(5)结束后废水中的Co2+,人们常用FeS沉淀剂来处理,原理是 (用离子方程式表示)。
17.我国有丰富的Na2SO4资源,2020年10月,中科院工程研究所公布了利用Na2SO4制各重要工业用碱(NaHCO3)及盐(NaHSO4)的闭路循环绿色工艺流程:
某校化学兴趣小组根据该流程在实验室中进行实验。回答下列问题:
(1)用以下实验装置图进行流程中的“一次反应”。
①装置A中橡皮管a的作用是 。
②装置B中加入CCl4的目的是 。
③装置C中的试剂b是 。
(2)在“二次反应”中,硫酸铵溶液与过量的硫酸钠反应生成溶解度比较小的复盐Na2SO4⋅(NH4)2SO4⋅2H2O,分离该复盐与溶液需要的玻璃仪器有 。
(3)依据该流程的闭路循环绿色特点,“一次反应”与“煅烧(350℃)”的实验中均采用下图所示装置处理尾气,则烧杯中的X溶液最好选用 溶液。
(4)测定产品硫酸氢钠的纯度:称取12.5g所得产品,配成1000mL溶液,每次取出配制的溶液20mL,用0.1000mol⋅L-1NaOH标准溶液滴定,测得的实验数据如下表:
序号
1
2
3
4
标准溶液体积/mL
20.05
18.40
19.95
20.00
所得产品硫酸氢钠的纯度为 (以百分数表示,保留三位有效数字)。
(5)分析上述流程图,写出利用该流程制备两种盐的总反应的化学方程式 。
18.烟气脱硫脱硝技术是环境科学研究的热点。某小组模拟O3氧化结合(NH4)2SO3溶液吸收法同时脱除SO2和NO的过程示意图如下。
(1)气体反应器中的主要反应原理及相关数据如下表。
反应
平衡常数(25℃)
活化能(kJ/mol)
a:2O3(g)⇌ 3O2(g) ΔH1=-286.6kJ/mol
1.6×1057
3.17
b:NO(g)+O3(g)⇌ NO2(g)+O2(g) ΔH2=-200.9kJ/mol
6.2×1034
3.17
c:SO2(g)+O3(g)⇌ SO3(g)+O2(g) ΔH3
1.1×1041
58.17
①已知:2SO2(g)+O2(g)⇌ 2SO3(g) ΔH=-196.6kJ/mol,则ΔH3= 。
②其他条件不变,SO2和NO初始的物质的量浓度相等时,经检测装置1分析,在相同时间内,SO2和NO的转化率随O3的浓度的变化如图。结合数据分析NO的转化率高于SO2的原因 。
(2)其他条件不变,SO2和NO初始的物质的量浓度相等时,经检测装置2分析,在相同时间内,O3与NO的物质的量之比对SO2和NO脱除率的影响如图。
①(NH4)2SO3溶液显碱性,用化学平衡原理解释: 。
②O3的浓度很低时,SO2的脱除率超过97%,原因是 。
③在吸收器中,SO32-与NO2反应生成NO2-和SO42-的离子方程式是 。
④在吸收器中,随着吸收过程的进行,部分NH4+被转化为N2,反应中NH4+和N2的物质的量之比为1:1,该反应的离子方程式是 。
19.药物Q能阻断血栓形成,它的一种合成路线。
已知:ⅰ.
ⅱ.R'CHO→弱酸R''NH2R'CH=NR''
(1)分子中C、N原子的杂化轨道类型为是 。
(2)B的分子式为C11H13NO2。E的结构简式是 。
(3)M→P的反应类型是 。
(4)M能发生银镜反应。M分子中含有的官能团是 。
(5)J的结构简式是 。
(6)W是P的同分异构体,写出一种符合下列条件的W的结构简式: 。
ⅰ.包含2个六元环,不含甲基
ⅱ.W可水解,W与NaOH溶液共热时,1molW最多消耗3molNaOH
(7)Q的结构简式是,也可经由P与Z合成。已知:,合成Q的路线如下,无机试剂任选,写出X、Z的结构简式: ; 。
答案解析部分
1.【答案】C
【解析】【解答】A.复合材料不易热导,可以耐高温,A项不符合题意;
B.由不同种物质组成的为混合物,有机硅橡胶是混合物,B项不符合题意;
C.聚氨酯是聚合物,分子量大于1万,故聚氨酯是高分子材料,C项符合题意;
D.二氧化碳是直线形分子,属于非极性分子,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.复合材料不易热导,熔点高;
B.高分子物质是混合物;
C.聚合物高分子材料;
D.非极性分子正负电荷重心重合。
2.【答案】B
【解析】【解答】A.是正丁烷的球棍模型,异丁烷主链有3个碳原子,有1个甲基支链,其结构简式为(CH3)2CHCH3,故其球棍模型为:,A项不符合题意;
B.氯化钠为离子化合物,钠离子与氯离子通过离子键结合,用电子式表示形成过程为:,B项符合题意;
C.三价铁腐蚀铜的电路板,离子方程式为:2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+,C项不符合题意;
D.碳棒作电极电解饱和食盐水,阳极发生氧化反应,氯离子被氧化生成氯气,阳极的电极反应式为2Cl--2e- ═ Cl2↑,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A. 异丁烷含有支链;
B.氯化钠为离子化合物;
C.三价铁离子与铜反应生成二价铁离子和铜离子;
D.阳极得电子发生氧化反应。
3.【答案】B
【解析】【解答】A.1mol氟化铵中含有4molN-H键,所以1molNH4F晶体中含有共价键数目为4NA,A项不符合题意;
B.XeF4中氙原子有4个σ键,孤电子对为8-4×12=2,价层电子对数为4+2=6,0.5molXeF4中氙原子的价层电子对数为0.5mol×6×NA/mol=3NA,B项符合题意;
C.标准状况下,11.2L即0.5molNO和11.2L即0.5molO2混合后反应生成0.5molNO2和剩余0.25mol氧气,二氧化氮气体中存在2NO2⇌N2O4,混合后的分子数目小于0.75NA,C项不符合题意;
D.在氢氧燃料电池的正极是氧气得电子生成负二价氧离子,当正极消耗22.4L(标准状况)气体,即有1molO2参加反应时,应得到4mole-,电路中通过的电子数目应为4NA,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.1mol氟化铵中含有4molN-H键;
B.依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数;
C.存在2NO2⇌N2O4;
D.利用得失电子守恒。
4.【答案】C
【解析】【解答】A.二氧化碳为共价化合物,电子式为,故A不符合题意;
B.水分子中氧原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为2,空间构型为V形,故B不符合题意;
C.甲醛分子中的单键为σ键,碳氧双键中含有1个σ键和1个π健,分子中σ键和π健的数目比为3∶1,故C符合题意;
D.中子数为7的氧原子中质子数为8、质量数为15,原子符号为815O,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.二氧化碳中碳与氧共用2对电子;
B.依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型;
C.依据单键是σ键,双键一个σ键和一个π键,三键是一个σ键和两个π键;
D.依据原子表示时左上角表示质量数、左下角表示质子数,质量数=质子数+中子数、质子数=核外电子数分析。
5.【答案】A
【解析】【解答】A.元素的非金属性越强,其氢化物越稳定,非金属性O>S>Se,所以氢化物稳定性H2O>H2S>H2Se;与H2O相似,三者都是V形分子,A选项符合题意;
B.SO3中S的价层电子对数为3+6-3×22=3,采取sp2杂化,H2SO4中S的价层电子对数为4+6+2-4×22=4,采取sp3杂化,B选项不符合题意;
C.P4分子的键角都是60°,NH4+离子的键角都是109°28',C选项不符合题意;
D.CO32-的中心C原子采用sp2杂化,平面形结构,键角是120°,SO32-的中心S原子采用sp3杂化,正四面体形结构,键角是109°28',D选项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.元素的非金属性越强,其氢化物越稳定;同主族简单氢化物结构相似;
B.依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定杂化类型;
C.依据空间结构确定;
D.利用空间构型确定。
6.【答案】D
【解析】【解答】A.由图示晶胞可知,一个晶胞中As个数为:8×18+6×12=4,Cd的个数为6,故砷化镉中Cd与As原子个数比为6:4=3:2,A不符合题意;
B.由图示晶胞可知,平行与边的同一直线上Cd原子将边长 4等分,故两个Cd原子间最短距离为0.5apm,B不符合题意;
C.由图所示可知,③号位原子位于右侧面的面心上,故其坐标参数为(12,1,12),D不符合题意;
D.由A项分析可知,一个晶胞中含有6个Cd和4个As,即含有2个As2Cd3,故该晶胞的密度为2MNA(a×10-10)3g·cm-3,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.利用均摊法确定原子个数;
B.由晶胞图确定;
C.由晶胞的结构确定原子的坐标;
D.利用均摊法确定原子个数,再计算晶胞的密度。
7.【答案】C
【解析】【解答】A.纯碱的化学式为Na2CO3,碳酸氢钠受热分解的方程式为:2NaHCO3=∆ Na2CO3+H2O+CO2↑,反应有水蒸气生成,故在试管中加热碳酸氢钠时试管口应略微向下倾斜,防止冷凝的水倒流炸裂试管。图中试管口是向上的,故A不符合题意;
B.石灰石的化学式为: CaCO3, 浓氨水与石灰石不反应,因此无法制取氨气,故B不符合题意;
C.铜与浓硫酸在加热的条件下可以反应生成二氧化硫,反应方程式为Cu+ 2H2SO4(浓) =∆ CuSO4+ 2H2O + SO2↑,图中用了酒精灯进行加热,酸也为浓硫酸,故C符合题意;
D.实验室制取乙烯的反应原理为: CH3CH2OH→1700CH2SO4CH2=CH2↑+H2O ,该反应用到的药品有乙醇和浓硫酸,用到的装置为液液加热装置,加入碎瓷片的目的是防止暴沸。乙醇发生消去反应生成乙烯的反应中,温度必须控制在170℃ ,温度计的作用是控制反应温度在170℃ ,而图中缺少温度计,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.在试管中加热固体时,试管口应略微向下倾斜;
B.浓氨水与石灰石不反应;
C.铜与浓硫酸在加热的条件下可以反应生成二氧化硫;
D.实验室制取乙烯的反应温度为170℃ ,而图中缺少温度计。
8.【答案】A
【解析】【解答】A.同周期元素从左到右,第一电离能有增大趋势,第一电离能由大到小依次是:F>O>C>B,故A符合题意;
B.O2-、F-电子层数相同,质子数越多半径越小,简单离子的半径:O2->F-,故B不符合题意;
C.元素非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,酸性 H2CO3>H3BO3,故C不符合题意;
D.B、F形成的化合物BF3分子中,B原子不满足8电子稳定结构,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】由图可知,X可形成4个共价键,说明X最外层有4个电子;Y能形成2个共价键,且Y的最外层电子数等于X的核外电子数,说明X位于第二周期,即X是碳元素,则Y是氧元素。Z能形成个共价键,且Z位于第二周期,则Z是氟元素。根据这四种原子位于同一周期,且最外层单子数之和为20可推出W是硼元素。据此进行分析解答。
9.【答案】C
【解析】【解答】A.HEMA中连接双键的C原子上有相同的原子,故不具有顺反异构,A不符合题意;
B.高聚物A含有酯基可以在碱性条件下水解,1mol高聚物A可以水解出1mol-COOH与1molNaOH反应,B不符合题意;
C.根据结构式可知,NVP分子式为C6H9NO,C符合题意;
D.HEMA和NVP通过加聚反应生成高聚物A,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.碳碳双键的两端分别要有两个不同的原子或原子团,才存在顺反异构;
B.1mol高聚物A中有nmol酯基;
C.判断分子式时不要漏数或多数氢原子;
D.缩聚反应有小分子生成。
10.【答案】B
【解析】【解答】A.利用NH3易液化的性质分离出NH3,促进平衡正向移动,A项不符合题意;
B.合成氨中氮气中氮元素化合价降低做氧化剂,被还原发生还原反应,氨催化制硝酸的流程中氮元素化合价由-3价升高到+2价,被氧化,B项符合题意;
C.氨气具有还原性,氮氧化物具有氧化性,二者反应生成无毒气体氮气,可以用NH3进行氮氧化物的尾气处理,C项不符合题意;
D.一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮,二氧化氮、氧气和水反应生成硝酸, A 为O2,吸收塔中通入A是为了提高原料的利用率,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.分离出产物有利于提高产率;
B.元素化合价降低被还原,元素化合价升高被氧化;
C.利用价态归中规律分析;
D.增大一种反应物的量可以提高另一种反应物的转化率。
11.【答案】A
【解析】【解答】A.放电时,镁是负极,Mg电极失电子发生氧化反应,故A符合题意;
B.由原电池原理可知,放电时,正极反应为: Br3-+2e− = 3Br−,故B不符合题意;
C.放电时,镁是负极,充电时,Mg电极应连接电源负极,故C不符合题意;
D.根据电荷守恒,当0.1 mol Mg2+通过离子选择性膜时,导线中通过0.2 mol e−,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】依据总反应可知镁作负极,发生氧化反应,石墨作正极。负极反应式为Mg-2e-= Mg2+,正极反应式为Br3-+2e-= 3Br-。依据原电池中“阴负阳正”的规律,Mg2+向正极迁移,若负极区用镁盐的水溶液,则Mg会与H2O反应。
12.【答案】D
【解析】【解答】A.由图可知,反应物为氧气和溴化氢,生成物为溴和水,总反应方程式为O2+4HBr=2Br2+2H2O,故A不符合题意;
B.由化合价代数和为0可知,HOOBr中氢元素为+1价、氧元素为-1价、溴元素为+1价,HOBr中氢元素为+1价、氧元素为-2价、溴元素为+1价,则两个中间体中溴元素的化合价相同,都为+1价,故B不符合题意;
C.由图可知,发生步骤②时,断裂的化学键既有氢溴极性键,又有氧氧非极性键,故C不符合题意;
D.由图可知,步骤③发生的反应为HOBr+HBr=Br2+H2O,反应中生成1mol溴,反应转移1mol电子,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.氧气和溴化氢反应生成物为溴和水;
B.利用化合价代数和为0判断;
C.不同种原子之间的共价键为极性键,同种原子之间的共价键为非极性键;
D.依据反应的方程式确定转移电子数。
13.【答案】B
【解析】【解答】A.氯化铁过量,反应后检验铁离子不能证明反应的可逆性,应使氯化铁少量,反应后检验是否存在铁离子可证明该反应是否具有可逆性,A项不符合题意;
B.加水稀释,使[CuCl4]2-+4H2O⇌[Cu(H2O)4]2++4Cl-正向移动,则溶液由绿色逐渐变为蓝色,B项符合题意;
C.苯酚与溴水反应生成三溴苯酚,苯环上H被取代,羟基活化苯环,C项不符合题意;
D.氯化铜溶液中逐滴加入氨水,先生成蓝色沉淀,后生成配合物而溶解,而氢氧化铜不具有两性,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.氯化铁过量,不能证明反应的可逆性;
B.依据平衡移动原理分析;
C.羟基活化苯环上的氢原子;
D.反应生成配合物。
14.【答案】A
【解析】【解答】A. N2O4分子中有2个N原子,1mol平衡混合气体中含N原子大于1mol,故A符合题意;
B. 恒温时,缩小容积,二氧化氮浓度变大,气体颜色变深,加压后,平衡正向动,气体颜色又变浅,但总体是变深,故气体颜色变深,不是平衡正向移动导致的,故B不符合题意;
C. 恒容时,充入少量Ne,相当于NO2的浓度不变,平衡不移动,气体颜色不变,故C不符合题意;
D. 2NO2(g)⇌N2O2(g) ΔH<0,反应放热,断裂2molNO2中的共价键所需能量小于断裂1molN2O4中的共价键所需能量,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.利用平均值原理,依据原子守恒;
B. 依据二氧化碳浓度变化分析;
C. 利用勒夏特列原理分析;
D. 反应放热断裂的共价键所需能量小于形成共价键放出能量。
15.【答案】D
【解析】【解答】A.0.1 mol•L-1的HA溶液的pH为1,说明HA为强酸,完全电离;a点溶液为加入10mLNaOH溶液,生成等量的强酸强碱盐NaA和没反应的HA,两者均完全电离,离子浓度大,导电性强;而HB溶液的pH为4,说明HB为弱酸,不完全电离;b点溶液为加入10mLNaOH溶液,生成溶质为等量的强碱弱酸盐NaB和没反应的弱酸HB,弱酸不完全电离,所以导电能力:a点溶液>b点溶液,A不符合题意;
B.由图可知,b两点对应所加入的NaOH溶液的体积为10mL ,则反应后溶液中为等物质的量浓度的HB和NaB混合溶液,溶液显酸性,即HB的电离程度大于B-的水解程度,故b点溶液中c(HB)
D.HA溶液为强酸溶液,反应恰好生成强酸强碱盐NaA,A-不水解,HA对应曲线上c点溶液呈碱性因是所加NaOH过量,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】自由移动离子浓度越大,导电能力越强;
B.通过溶液的酸碱性判断;
C.依据酸或碱抑制水的电离,含有弱根离子的盐促进水的电离;
D.依据盐类水解分析。
16.【答案】(1)1s22s22p63s23p63d74s2
(2)把Co2O3还原为Co2+
(3)ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;5.2≤pH<7.5;除去Ca2+、Mg2+
(4)防止双氧水分解;向过滤器中注入乙醇使其浸没沉淀,待乙醇自然流下,重复操作2~3次;
(5)FeS+Co2+=CoS+Fe2+
【解析】【解答】水钴矿主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、CaO、MgO、SiO2等,加入盐酸、Na2SO3,SiO2不溶,浸出液中含有H+、Co2+、Fe2+、Al3+、Mn2+、Mg2+等,加NaClO3把Fe2+氧化为Fe3+,加入Na2CO3调节溶液pH除去Fe3+、Al3+,加NaF除去Ca2+、Mg2+,用萃取剂萃取除去Mn2+,得CoCl2溶液。
(1)Co是27号元素,根据能量最低原理,Co原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2;
(2)Co2O3中Co元素化合价为+3,根据流程图可知产物中Co元素化合价为+2,可知加入Na2SO3的主要作用是把Co2O3还原为Co2+;
(3)根据信息①,氧化性:Co3+>ClO3-,向“浸出液”中加入适量的NaClO3,NaClO3把Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式是ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O,加入Na2CO3的目的是调节溶液pH除去Fe3+、Al3+,为避免Co2+沉淀,pH范围为:5.2≤pH<7.5;萃取剂层含锰元素,可知加入NaF生成CaF2、MgF2沉淀除去Ca2+、Mg2+。
(4)升高温度,双氧水分解速率加快,在步骤Ⅱ中氧化过程,为防止双氧水分解,需水浴控温在50∼60℃;“系列操作”是指在高浓度的盐酸中使[Co(NH3)6]Cl3结晶析出,过滤,醇洗,干燥。使用乙醇洗涤产品的具体操作是:向过滤器中注入乙醇使其浸没沉淀,待乙醇自然流下,重复操作2~3次;
(5)结束后废水中的Co2+常用FeS沉淀剂来处理,说明CoS更难溶,原理是FeS+Co2+=CoS+Fe2+。
【分析】(1)根据能量最低原理;
(2)依据元素化合价的变化;
(3)根据信息①,强制弱分析,依据除杂的过程分析。
(4)依据温度变化对水解的影响分析;利用过滤的具体操作;
(5)利用沉淀的转化。
17.【答案】(1)平衡气压,使氨水能顺利滴加;防止溶液倒吸;饱和NaHCO3溶液
(2)漏斗、玻璃棒和烧杯
(3)Na2SO4
(4)96.0%
(5)Na2SO4+CO2+H2O=NaHCO3↓+NaHSO4
【解析】【解答】利用Na2SO4制备 NaHCO3 和NaHSO4的工艺流程为:Na2SO4溶液、NH3和CO2发生“一次反应”生成溶解性较小的NaHCO3,化学方程式为Na2SO4+2NH3+2CO2+2H2O=NaHCO3↓+(NH4)2SO4,过滤得到NaHCO3 固体和(NH4)2SO4溶液,硫酸铵溶液与过量的硫酸钠反应生成Na2SO4•(NH4)2SO4•2H2O,过滤得到固体Na2SO4•(NH4)2SO4•2H2O和Na2SO4溶液,Na2SO4溶液循环到“一次反应”步骤,“灼烧”Na2SO4•(NH4)2SO4•2H2O得到NaHSO4溶液和NH3,NH3循环到“一次反应”步骤再利用,蒸发结晶得到NaHSO4,据此分析解答。
(1)①A中橡皮管a可以连通圆底烧瓶和分液漏斗,起恒压作用,使氨水容易滴下,②氨气是极易溶于水的气体,溶于水时可能发生倒吸,装置B中加入CCl4的目的就是为了防止倒吸,③稀盐酸和碳酸钙的反应放热,可导致HCl的挥发,使制得的CO2中会混有HCl气体,盐酸能溶解NaHCO3,可用饱和NaHCO3溶液吸收HCl气体;
故答案为:①平衡气压,使氨水能顺利滴加;②防止溶液倒吸;③饱和NaHCO3溶液;
(2)复盐Na2SO4•(NH4)2SO4•2H2O的溶解度较小,可用过滤操作分离,需要的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒和烧杯;
故答案为:漏斗、玻璃棒和烧杯;
(3)氨气极易溶于水,为将氨气充分利用,结合“一次反应”步骤中的原料分析可知,最好用Na2SO4溶液吸收氨气后直接循环利用,同时也符合流程的闭路循环绿色特点;
故答案为:Na2SO4;
(4)表中数据中第2次误差较大,应舍去,三次数据的平均值为20.05+19.95+20.003mL=20.00mL,反应为NaHSO4+NaOH=Na2SO4+H2O,即样品中n(NaHSO4)= n(NaOH)×1000mL20mL=c×V=0.1000mol⋅L-1×0.02L×50=0.1mol,m(NaHSO4)=n×M=0.1mol×120g/mol=12g,则样品中硫酸氢钠的纯度为12g12.5g×100%=96.0%;
故答案为:96.0%;
(5)由上述流程可知,氨气循环使用,生成物只有NaHCO3和 NaHSO4,根据原子守恒可知,反应物为Na2SO4溶液和CO2,所以该流程总反应为Na2SO4+CO2+H2O=NaHCO3↓+NaHSO4;
故答案为:Na2SO4+CO2+H2O=NaHCO3↓+NaHSO4。
【分析】
(1)①装置的构造,确定其用途。
②极易溶于水的气体考虑防倒吸;
③硫酸钠、二氧化碳、氨气反应生成碳酸氢钠沉淀、硫酸铵;
(2)依据溶解性,选择合适的分离方法和分离装置。
(3)依据“一次反应”中循环利用的信息选择。
(4)利用平均值进行计算。
(5)根据原子守恒书写。
18.【答案】(1)-241.6kJ/mol;反应b的活化能小于反应c,反应b的速率大于反应c,因此NO的转化率高于SO2
(2)溶液中存在SO32-+H2O⇌HSO3-+OH-,NH4++H2O⇌NH3·H2O+H+,SO32-水解程度大于NH4+水解程度,溶液呈碱性;(NH4)2SO3溶液能够直接与SO2发生反应;3SO32-+2NO2+H2O=SO42-+2NO2-+2HSO3-;NH4++NO2-=N2↑+2H2O
【解析】【解答】(1)①根据盖斯定律可得ΔH3=ΔH1+ΔH2=-286.6-196.62=-241.6kJ/mol;②活化能越低,反应速率越快。由表中数据可知反应b的活化能小于反应c,则反应b的速率大于反应c,因此NO的转化率高于SO2;
(2)①溶液中存在SO32-+H2O⇌HSO3-+OH-,NH4++H2O⇌NH3·H2O+H+,SO32-水解程度大于NH4+水解程度,则溶液中c(OH)>c(H+),溶液呈碱性;②(NH4)2SO3溶液直接与SO2发生反应生成NH4HSO3;③吸收器中亚硫酸铵过量,SO32-与反应产生的H+不共存,反应式为3SO32-+2NO2+H2O=SO42-+2NO2-+2HSO3-;④根据题干信息和原子守恒可写出反应式为NH4++NO2-=N2↑+2H2O。
【分析】(1)①根据盖斯定律计算;②活化能越低,反应速率越快。
(2)①依据离子的水解程度判断溶液的酸碱性;②(NH4)2SO3溶液与SO2反应生成NH4HSO3;③依据化合价的变化分析;④根据题干信息和原子守恒。
19.【答案】(1)sp2;sp3
(2)
(3)酯化反应或取代反应
(4)醛基、羧基
(5)
(6)、、、
(7);
【解析】【解答】分子中C、N原子的杂化类型可以根据价层电子对来确定,和乙酸发生取代反应生成A为,A发生信息i的反应生成B,B发生水解反应生成D,D和氢气发生加成反应生成E,根据E、P反应产物的结构简式知,B为,D为,E为,E和P发生信息ii的反应,则P为,M和甲醇发生酯化反应生成P,则M为,F与溴单质发生取代反应,结合F的分子式知,F为;根据G的结构简式及J的分子式知,J为,J和HBr发生取代反应生成G;
(7)Q的结构简式是,P为,P、Z发生信息ii的反应然后和氢气发生加成反应生成Q,Z为,和浓硝酸发生取代反应生成X为,X发生还原反应生成Y为,Y发生水解反应生成Z。
(1)根据的结构式分析可知分子中C原子的成键电子对为3,C原子孤电子对为0,所以价层电子对为3,C原子的杂化类型为sp2,N原子的成键电子对为3,N原子孤电子对为1,所以价层电子对为4,N原子的杂化类型为sp3;故答案为:sp2;sp3;
(2)E的结构简式是;故答案为:;
(3)M和甲醇发生酯化反应或取代反应生成P,M→P的反应类型是酯化反应或取代反应;
故答案为:酯化反应或取代反应;
(4)M为,M分子中含有的官能团是醛基、羧基;故答案为:醛基、羧基;
(5)J的结构简式是;故答案为:;
(6)P为,W是P的同分异构体,W符合下列条件:i.包含2个六元环,不含甲基;ii.W可水解说明含有酯基;W与NaOH溶液共热时,1molW最多消耗3molNaOH,则应该含有酚羟基和某酸苯酯基,根据其不饱和度知,两个六元环其中一个是苯环、一个含有酯基,符合条件的结构简式为、、、;故答案为:、、、;
(7)Q的结构简式是,P为,P、Z发生信息ii的反应然后和氢气发生加成反应生成Q,Z为,和浓硝酸发生取代反应生成X为,X发生还原反应生成Y为,Y发生水解反应生成Z,所以X、Y、Z分别是、、;故答案为:;。
【分析】
(1)依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定原子的杂化类型;
(2)利用信息和产物确定结构简式;
(3)酯化反应为酸和醇生成酯和水;
(4)结构简式确定官能团;
(5)利用反应物和产物确定结构简式;
(6)依据条件确定官能团,书写同分异构体;
(7)依据题目的信息,反应物和产物确定结构简式。
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