重庆外国语学校2022-2023学年下学期高二期中化学试卷
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这是一份重庆外国语学校2022-2023学年下学期高二期中化学试卷,共22页。试卷主要包含了单选题,实验题,简答题等内容,欢迎下载使用。
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川外附中2022-2023学年下学期高二期中化学试卷
第I卷(选择题)
一、单选题(本大题共14小题,共42.0分)
1. 近年来我国大力弘扬中华优秀传统文化体现了中华民族的文化自信。下列有关说法不正确的是( )
A. 成语“百炼成钢”“水滴石穿”中均涉及了氧化还原反应
B. “忽如一夜春风来,千树万树梨花开”的场景描述主要是物理变化
C. 《梦溪笔谈》中“又石穴中水,所滴者皆为钟乳……”不涉及氧化还原反应
D. 《荷塘月色》中“薄薄的青雾浮起在荷塘里”中的“青雾”属于胶体
2. 下列关于晶体描述正确的一组是
晶体类型
实例及其性质比较
A
离子晶体
熔点:Al2O3>AlCl3>MgCl2>NaCl
B
共价晶体
硬度:晶体硅>金刚砂>金刚石
C
分子晶体
沸点:乙醇>丙烷>乙烷
D
金属晶体
熔点:铝>钠钾合金>钠
A. A B. B C. C D. D
3. 滴定的方法有酸碱中和滴定、沉淀滴定、络合滴定等.沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂,已知一些银盐的颜色和 Ksp(20°C)如下,测定水体中氯化物的含量,常用标准硝酸银溶液进行滴定.
滴定时,你认为该滴定适宜选用的指示剂是下列中的
A. KI B. K2CrO4 C. KBr D. K2S
4. 科学家通过密度泛函理论研究甲醇与水蒸气催化重整制氢反应机理时,得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面发生解离时四个路径与相对能量关系如图所示,其中附在 Pd(Ⅲ)表面的物种用*标注。下列说法正确的是 ( )
A. Pd(Ⅲ)能改变反应历程,从而改变化学反应速率
B. 该历程中反应速率最快的是路径①
C. 该历程中能垒(反应活化能)最大的是路径②
D. 由此历程可知:CH2O*+2H*=CHO*+3H*△H>0
5. 已知一种生产聚苯乙烯的工业流程如下所示:
则下列有关的叙述正确的是( )
A. 反应①属于取代反应
B. 1 mol苯乙烯最多可与4 mol H2发生加成反应
C. 使用酸性KMnO4溶液可鉴别乙苯与苯乙烯
D. 聚苯乙烯分子中所有原子可能都处于同一平面内
6. 研究表明:H2O2具有立体结构,两个氢原子像在一本半展开的书的两页纸上,两页纸面的夹角为93°51′,氧原子在书的夹缝上,O—H键与O—O键之间的夹角为96°52′。下列说法不正确的是( )
A. H2O2分子中既含极性键,又含非极性键
B. H2O2为极性分子
C. H2O2分子中的两个O原子均是sp3杂化
D. H2O2分子中既有σ键,又有π键
7. 在碳中性循环的模式下,通过CO2制备甲醇能减少或避免向大气中排放CO2,具有重要的应用价值。使
用铜基催化剂时,体系内发生如下反应:
①CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=−49.43kJ⋅mol−1
②CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.122kJ⋅mol−1
③CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)ΔH3
在两个相同容器内以1:3的比例分别充入CO2和H2,其压强分别为2MPa和5MPa,测得CO2转化率随反应温度的变化如图,下列说法不正确的是( )
A. ΔH3=−90.55kJ⋅mol−1
B. 曲线Ⅰ压强为5MPa,曲线Ⅱ压强为2MPa
C. 随温度升高CO2转化率先减小后增大,其原因是低温下主要发生反应①,高温主要发生反应②
D. 若将纵坐标改为CH3OH产率,则图像变化趋势与原图一致
8. 下列实验有关操作不正确的是 ( )
被提纯物(杂质)
除杂方法
A
苯甲酸(NaCl)
加热溶解,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥
B
C2H5OH(H2O)
加入生石灰,过滤
C
丁醇(乙醚)
蒸馏
D
乙酸乙酯(乙酸)
加入饱和碳酸钠溶液,分液
A. A B. B C. C D. D
9. 我国科学家合成一种比硫酸酸性更强的超强酸M,广泛应用于有机合成,M的结构式如图所示。其中R、X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y和W位于同族。下列说法正确的是
A. 最简单氢化物的稳定性大小关系:Y>Z>W,这与共价键的键能有关
B. M中Y、W、X三种原子采用的杂化方式不完全相同(不考虑端位原子)
C. M中含有极性键、非极性键、σ键和π键
D. 将M中Z元素替换为短周期同主族其他元素,M酸性减弱
10. 某烃在氧气中充分燃烧,产物中只含二氧化碳和水蒸气,分别将产物气体通过浓硫酸和澄清石灰水再称重,浓硫酸增重1.8 g,澄清石灰水增重4.4 g。在相同状况下,该烃蒸气的密度是氢气的35倍,该烃能与H2发生加成反应,所得加成产物A的核磁共振氢谱如下图所示。则该烃的结构简式为
A. (CH3)2CHC≡CH B. CH2=CHCH2CH2CH3
C. CH2=CHCH2CH3 D.
11. 将石墨置于熔融的钾或气态的钾中,石墨吸收钾而形成名称为钾石墨的物质,其组成可以是C8K、C12K、C24K、C36K、C48K、C60K等。下列分析正确的是 ( )
A. 题干中所列举的6种钾石墨属于有机高分子化合物
B. 钾石墨中碳原子的杂化方式是sp3杂化
C. 若某钾石墨的原子分布如图所示,则它所表示的是C12K
D. 最近的两个K原子之间的距离为石墨中C—C键键长的2 3倍
12. 有机物电极材料具有来源丰富、可降解等优点,一种负极材料为固态聚酰亚胺−水系二次电池的结构如图所示。下列说法正确的是
A. 充电时有机电极发生了氧化反应
B. 充电时每转移2 mol e−,右室离子减少2 mol
C. 放电时负极电极反应为−2e−= + 2H+
D. 将M+由Li+换成Na+,电池的比能量会下降
13. 下列化学用语不正确的是( )
A. 丙烷的球棍模型:
B. 乙炔电子式:
C. 乙烯的比例模型:
D. 乙烯的结构简式:CH2CH2
14. 已知X、Y、Z(立方烷)的分子式均为C8H8,下列说法正确的是( )
A. Z的二氯代物有4种
B. X的同分异构体只有Y和Z
C. X、Y、Z中只有X的所有原子可能处于同一平面
D. X、Y、Z均可使溴的四氯化碳溶液因发生加成反应而褪色
第II卷(非选择题)
二、实验题(本大题共1小题,共15.0分)
15. 1,2−二氯乙烷是杀菌剂稻瘟灵和植物生长调节剂矮壮素的中间体。它不溶于水,易溶于有机溶剂,沸点83.6℃;在光照下易分解:碱性条件下易水解。化学家们提出了“乙烯液相直接氯化法”制备1,2−二氯乙烷,相关反应原理和实验装置图如图。
已知:C2H5OH→高温P2O5CH2=CH2↑+H2O;甘油的沸点为290℃。
请回答以下问题:
(1)仪器A的名称是 ______ ,装置Ⅵ中水的作用是 ______ 。
(2)①装置Ⅳ中多孔球泡的作用是 ______ 。
②Ⅳ中反应前先加入少量1,2−二氯乙烷液体,其作用是 ______ (填序号)。
a.溶解Cl2和乙烯
b.作催化剂
c.促进气体反应物间的接触
③写出装置Ⅳ中发生的化学反应方程式 ______ ,反应类型为 ______ 。
④制得的1,2−二氯乙烷中溶解有Cl2、乙烯,可适当加热将气体逐出,逐出的气体可依次通过NaOH溶液、 ______ 以达到尾气处理的目的。
(3)Ⅶ装置中采用甘油浴加热,该加热方式的优点是 ______ 。
(4)已知C4H8液相直接氯化法可生成1,2−二氯乙烷的同系物C4H8Cl2,满足分子式C4H8Cl2的同分异构体有 ______ 种,写出其中符合以下条件的同分异构体的结构简式 ______ 。
①核磁共振氢谱图有3组峰;
②峰面积之比为1:3:4。
三、简答题(本大题共3小题,共43.0分)
16. X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素,原子序数依次增大.Y原子最外层电子数与核外电子总数之比为3:4,M与Y同主族,N−、Z+、X+离子的半径逐渐减小,X、N可形成化合物A,常温下A为气体.据此回答:
(1)M在周期表中的位置是 ______ ,z单质与A的水溶液反应的离子方程式表示为 ______ .
(2)X、Z、M三种元素可形成酸式盐B,则B的电子式为 ______ ,B中含有的化学键类型是 ______ .
(3)X与Y、M可分别形成含有18个电子的分子C和D,这两种分子在水溶液中反应有黄色沉淀生成,写出该反应的化学方程式 ______
(4)已知通常状况下1g X2在Y2中完全燃烧放出a kJ的热量.请写出表示X2燃烧热的热化学方程式 ______
(5)由X、Y、Z、M四种元素组成化合物E在熔融状态下能电离出两种离子,写出E在水溶液中的电离方程式 ______ .
17. Ⅰ NaHSO3在染料、造纸、制革、化学合成等工业中作为还原剂,在酿造、饮料行业中用作杀菌剂,还可用于生产糖精、香料等。其水溶液中含硫微粒随pH的分布曲线如图所示。
请回答以下问题:
(1)下列说法正确的是________;
A.NaHSO3溶液显碱性
B.pH=6时,溶液中c(Na+)>c(HSO3−)>c(SO32−)>c(H+)>c(OH−)
C.NaHSO3溶液中c(H2SO3)+c(H+)=c(OH−)+c(SO32−)
D.NaHSO3溶液中c(Na+)=2c(SO32−)+c(H2SO3)+c(HSO3−)
(2)若向NaHSO3溶液中滴入NaOH溶液使pH恰好为7,此时测得c(Na+)=0.12 mol/L,则溶液中c(HSO3−)= ________mol/L;
(3)已知几种酸的Ka如下表所示,下列化学方程式正确的是________;
碳酸
次氯酸
醋酸
Ka1=4.30×10−7
Ka=2.95×10−8
Ka=1.75×10−5
Ka2=5.61×10−11
A.SO2+2NaClO+H2O=2HClO+Na2SO3
B.2CH3COOH+Na2SO3=2CH3COONa+SO2↑
C.CH3COOH+Na2CO3=CH3COONa+NaHCO3
D.CO2+NaClO+H2O=HClO+NaHCO3
Ⅱ 工业上可用纯碱吸收二氧化硫法制备Na2SO3,流程如下图所示。
(4)步骤Ⅰ中边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液,结合NaHSO3的分布系数图,确定停止通入SO2的最佳pH范围是________,操作①的名称为_____________________________;
(5)某小组同学用0.1000 mol/L的酸性KMnO4溶液测定产品中Na2SO3的含量,具体流程:
①称量7 g样品,溶解,配置成250 mL的溶液;
②用滴定管量取25.00 mL样品溶液于锥形瓶中,用酸性KMnO4溶液滴定;
③消耗KMnO4溶液体积为20.00 mL;
试计算样品中Na2SO3的纯度__________________。
(6)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,是一种强还原剂。工业常用惰性电极电解酸性亚硫酸氢钠溶液制备连二亚硫酸钠,原理及装置如图所示,a电极反应为_____________________________。
18. 砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题:
(1)写出基态As原子的核外电子排布式________________________。
(2)第一电离能Ga____________As。(填“大于”或“小于”)
(3)AsCl3分子的立体构型为____________________,其中As的杂化轨道类型为_________。
(4)GaF3的熔点高于1000℃,GaCl3的熔点为77.9℃,其原因是_____________________。
(5)GaAs的熔点为1238℃,密度为ρg·cm−3,其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为________________。Ga和As的摩尔质量分别为MGag·mol−1和MAsg·mol−1,原子半径分别为rGapm和rAspm,阿伏加德罗常数值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为____________________。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解:A.“百炼成钢”包含碳和氧气反应生成二氧化碳的变化,属于氧化还原反应,但“水滴石穿”不属于氧化还原反应,故A错误;
B.“忽如一夜春风来,千树万树梨花开”的场景描述中没有新物质生成,主要是物理变化,故B正确;
C.“又石穴中水,所滴者皆为钟乳……”,该过程中不涉及元素化合价变化,不属于氧化还原反应,故C正确;
D.题干中所提及的雾,是空气中的小液滴,是一种胶体,本质特征是分散质粒子的直径在1~100nm,即10−9m~10−7m,故D正确;
故选:A。
A.水滴石穿过程中没有元素化合价变化;
B.场景描述中没有新物质生成;
C.涉及反应生成碳酸氢钙及碳酸氢钙分解生成碳酸钙,没有元素化合价的变化;
D.雾是小液滴,是一种胶体,本质特征是分散质直径的大小10−9m~10−7m。
本题考查较为综合,涉及物质变化、物质性质、化学与生产和生活的关系等知识,题目难度不大,明确发生反应实质为解答关键,注意掌握氧化还原反应概念、胶体性质,试题侧重考查学生的分析与应用能力。
2.【答案】C
【解析】
【分析】
本题主要考查的是晶体类型的判断和物理性质的比较,意在考查学生的识记能力,解题的关键是熟悉常见物质所属的晶体类型。
【解答】
A.氯化铝不是离子晶体,是分子晶体,故A错误;
B.因为键能大小:Si−Si钠钾合金,故D错误。
3.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了沉淀溶解平衡根据Ksp计算溶液中离子浓度,难度中等。
【解答】
本题的指示剂的作用是指示出氯离子恰好沉淀完全,即让氯离子先沉淀,沉淀完全后,再滴入硝酸银溶液会生成一种颜色不同的沉淀来指示沉淀终点;
A.氯化银、溴化银、碘化银的组成都是1:1,依据Ksp可以直接比较溶解性大小为氯化银>溴化银>碘化银;随Ksp的减小,应先出现碘化银沉淀、再出现溴化银,最后才沉淀氯化银;所以不符合滴定实验的目的和作用,不能测定氯化物的含量,故A错误;
B.铬酸银的阳、阴离子个数比为2:1,可以计算相同浓度的银离子沉淀氯离子、铬酸根离子需要的浓度,依据Ksp计算得到,,Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl−)=1.8×10−10,c(Cl−)= 1.8×10−10mol/L,Ksp(Ag2CrO4)=c(Ag+)2(CrO42−)=2.0×10−12Ksp(Ag2CrO4)=c(Ag+)2c(CrO42−)=2.0×10−12,c(CrO42−)=3Ksp(Ag2CrO4)4mol/L=32.0×10−124mol/L;所以同浓度的银离子需要的氯离子浓度小于铬酸根离子浓度,说明铬酸银溶解度大于氯化银;加入K2CrO4 ,做指示剂可以正确的测定氯化物的含量,故B 正确;
C.依据A分析可知碘化银优先于氯化银析出,不能测定氯化物的含量,故C不选;
D.硫化银的Ksp很小,Ksp=c(Ag+)2c(S2−)=2.0×10−48,计算得到需要的银离子浓度c(S2−)=3Ksp4=32×10−484,Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl−)=1.8×10−10,c(Cl−)= 1.8×10−10mol/L,通过计算得出硫化银也比氯化银先沉淀.故D错误;
故选B。
4.【答案】A
【解析】解:A.由图可知,Pd(Ⅲ)是该反应的催化剂,能改变反应历程,降低反应的活化能,加快反应速率,故A正确;
B.从图中可以看出,过渡态3发生反应的活化能最小,所以该历程中反应速率最快的是路径③,路径①的反应速率最慢,故B错误;
C.从图中可以看出,过渡态1发生的反应活化能最大,即能垒(反应活化能)最大的是路径①,故C错误;
D.由图可知,CH2O*+2H*=CHO*+3H*是放热反应,△HY(氧)>W(硫),这与共价键的键能有关,故A错误;
B.依据M的结构可知,M中Y、W、X三种原子均采用sp3的杂化方式,故B错误;
C.依据M的结构可知,M中没有非极性键,故C错误;
D.F元素的电负性最大,依据原子核对电子云的吸引原理,将M中F元素替换为短周期同主族其他元素时,电子云将向羟基方向转移,使得M中羟基氢原子不易发生电离,即酸性减弱,故D正确。
10.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查有机物组成和结构的推断,难度一般,掌握燃烧法确定分子式,并结合核磁共振氢谱分析结构简式即可解答。
【解答】
某烃在氧气中充分燃烧,产物中只含二氧化碳和水蒸气,分别将产物气体通过浓硫酸和澄清石灰水再称重,浓硫酸增重1.8 g,澄清石灰水增重4.4 g,则含有H:1.8g18g/mol×2=0.2mol,含有C:0.1mol,其最简式为CH2,在相同状况下,该烃蒸气的密度是氢气的35倍,则相对分子质量为70,分子式为C5H10,该烃能与H2发生加成反应,所得加成产物A的分子式为C5H12,核磁共振氢谱中有3组信号峰,面积比为1:2:3,以此解答。
A.(CH3)2CHC≡CH的分子式为C5H8,不合题意,故A错误;
B.CH2=CHCH2CH2CH3的分子式为C5H10,与氢气加成后生成CH3CH2CH2CH2CH3,核磁共振氢谱中有3组信号峰,面积比为1:2:3,故B正确;
C.CH2=CHCH2CH3分子式为C4H8,不合题意,故C错误;
D.的分子式为C5H10,与氢气加成后生成产物核磁共振氢谱中有4组信号峰,故D错误。
11.【答案】D
【解析】解:A、钾石墨不属于有机高分子化合物,故A错误;
B、钾石墨中碳原子的杂化方式是sp2杂化,故B错误;
C、找出这种的一个重复单元即晶胞,利用均摊法,红的正六边形即为1个晶胞,晶胞内的K原子为1;C原子为6+6×13=8;应为C8K,故C错误;
D、石墨中C−C键键长为a,最近两个K原子之间的距离为2倍的一个小正六边形的对角线,根据勾股定理,一个小正六边形的对角线为2 3a倍;最近两个K原子之间的距离是为石墨中C−C键键长的2 3倍,故D正确;
故选:D。
通过对分子或离子杂化类型的判断及晶胞的计算,考查学生对杂化知识的理解和晶胞的计算相关知识,有助于加深理解原子及晶胞结构;是常考点;平时要多归纳总结并牢记,并对知识拓展掌握,避免错误解答。
12.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查化学电源新型电池,为高频考点,明确原电池、电解池的工作原理即可解答,难点是电极反应式的书写,难度一般。
【解答】
A.由题干信息可知,有机电极为负极,则充电时为阴极,发生还原反应,A错误;
B.充电时,右侧电解为阳极,发生氧化反应:3I−−2e−=I 3-,充电时每转移2mole-,同时有2molM+进入左室,右室离子减少4mol,B错误;
C.由图可知,放电时负极反应为−2ne−=,C错误;
D.比能量是指电池单位质量或单位体积所能输出的电能,钠的相对原子质量大于锂,故将M+由Li+换成Na+,电池的比能量会下降,D正确。
故选D。
13.【答案】D
【解析】解:A.丙烷为含有3个碳原子的烷烃,丙烷的球棍模型为,故A正确;
B.乙炔分子中存在碳碳三键,所以乙炔的电子式为,故B正确;
C.C原子半径比H原子半径大,乙烯的比例模型为,故C正确;
D.乙烯的官能团为碳碳双键,结构简式中需要标出官能团,乙烯的结构简式为CH2=CH2,故D错误;
故选D。
本题考查了电子式、球棍模型、比例模型以及结构简式的表示方法及判断,题目难度不大,注意掌握常见化学用语的概念及正确的表示方法,明确比例模型与球棍模型的概念及区别。
14.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查有机物的结构与性质,为高频考点,把握官能团与性质、结构的对称性、同分异构体为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意选项B为解答的难点,题目难度不大。
【解答】
A.Z的结构高度对称,核磁共振氢谱只有1个峰,Z的一氯代物有1种,Z的二氯代物有3种,故A错误;
B.X的同分异构体还可以有CH≡C—CH=CHCH=CHCH=CH2等,不仅只有Y和Z,故B错误;
C.X中苯基所有原子共平面,乙烯基所有原子共平面,与苯环相连,可以和苯环共平面,而Y中有2个饱和碳原子,Z中全是饱和碳原子,所以Y、Z中所有原子不可能处于同一平面,故C正确;
D.X、Y含有碳碳双键,均可与溴水发生加成反应而褪色、被酸性高锰酸钾溶液氧化而褪色,而Z为饱和结构,不能与溴发生加成反应,也不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,故D错误。
故选C。
15.【答案】分液漏斗 除去乙烯中的乙醇杂质 增大气体与液体的接触面积,使反应物反应更充分 ac CH2=CH2+Cl2→ClCH2CH2Cl 加成反应 酸性KMnO4溶液(或溴水) 加热温度恒定、受热均匀,加热温度较高 9
【解析】解:(1)仪器A的名称是分液漏斗;乙醇易溶于水而乙烯难溶,Ⅵ中用水除去乙烯中的乙醇,
故答案为:分液漏斗;除去乙烯中的乙醇杂质;
(2)①VI装置中多孔球泡的作用是增大气体与液体的接触面积,使反应更充分,
故答案为:增大气体与液体的接触面积,使反应物反应更充分;
②氯气和乙烯在水相中溶解度较小,先装入1,2−二氯乙烷液体,其作用是溶解氯气和乙烯,促进气体反应物间的接触,
故答案为:ac;
③乙烯液相直接氯化法制备1,2−二氯乙烷,即乙烯与氯气发生加成反应CH2=CH2+Cl2→ClCH2CH2Cl,
故答案为:CH2=CH2+Cl2→ClCH2CH2Cl;加成反应;
④制得的1,2−二氯乙烷中溶解有Cl2、乙烯,逐出的Cl2可使用NaOH溶液除去,乙烯可通过与酸性KMnO溶液的氧化反应或者与溴水的加成反应除去,
故答案为:酸性KMnO4溶液(或溴水);
(3)Ⅶ装置中采用甘油浴加热,该加热方式的优点是加热温度恒定,受热均匀,且加热温度较高,
故答案为:加热温度恒定、受热均匀,加热温度较高;
(4)C4H8Cl2的同分异构体即丁烷的二氯代物共有9种,分别是:,其中有3种等效氢,且个数比为1:3:4的结构简式为:,
故答案为:9;。
由装置图可知,I中二氧化锰和浓盐酸反应生成氯气,通过Ⅱ中饱和食盐水除去氯化氢,再进入Ⅲ装置浓硫酸进行干燥,然后进入Ⅳ;由题给信息,Ⅶ装置中乙醇在高温条件下生成乙烯,通过VI装置水除去挥发的乙醇,再通过V装置浓硫酸干燥后进入IV;装置Ⅳ中乙烯和氯气发生加成反应生成1,2−二氯乙烷,通过物质制备考查仪器的基本操作。
本题考查物质的制备实验,高频考点,难度中等,侧重考查学生的知识综合运用能力和实验能力,注意把握基本实验操作和实验方法。
16.【答案】第三周期ⅥA族;2Na+2H+=2Na++H2↑;;离子键、共价键;H2O2+H2S=S↓+2H2O;H2(g)+12O2(g)=H2O(l)△H=−2a kJ/mol;NaHSO4=H++Na++SO42−
【解析】解:X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素,原子序数依次增大.Y原子最外层电子数与核外电子总数之比为3:4,则Y为氧元素;M与Y同主族,则M为S元素,N原子序数大于S,故N为Cl;N−、Z+、X+离子的半径逐渐减小,由离子电荷可知Z、X处于IA族,X、N可形成化合物A,常温下A为气体,则X为H元素、A为HCl,Z的原子序数大于氧,则Z为Na.
(1)M为S元素,在周期表中的位置是:第三周期ⅥA族,Na单质与HCl的水溶液反应的离子方程式表示为:2Na+2H+=2Na++H2↑,
故答案为:第三周期ⅥA族;2Na+2H+=2Na++H2↑;
(2)H、Na、S三种元素可形成酸式盐B为NaHS,电子式为,含有离子键、共价键,
故答案为:;离子键、共价键;
(3)H与O、S可分别形成含有18个电子的分子C和D,C为H2O2、D为H2S,二者反应是方程式为:H2O2+H2S=S↓+2H2O,
故答案为:H2O2+H2S=S↓+2H2O;
(4)已知通常状况下1gH2在O2中完全燃烧放出akJ的热量,表示H2燃烧热的热化学方程式:H2(g)+12O2(g)=H2O(l)△H=−2a kJ/mol,
故答案为:H2(g)+12O2(g)=H2O(l)△H=−2a kJ/mol;
(5)由H、O、Na、S四种元素组成化合物E在熔融状态下能电离出两种离子,E为NaHSO4,在水溶液中的电离方程式为:NaHSO4=H++Na++SO42−,
故答案为:NaHSO4=H++Na++SO42−.
X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素,原子序数依次增大.Y原子最外层电子数与核外电子总数之比为3:4,则Y为氧元素;M与Y同主族,则M为S元素,N原子序数大于S,故N为Cl;N−、Z+、X+离子的半径逐渐减小,由离子电荷可知Z、X处于IA族,X、N可形成化合物A,常温下A为气体,则X为H元素、A为HCl,Z的原子序数大于氧,则Z为Na,据此解答.
本题是对物质结构的考查,推断元素是解题关键,涉及电子式、离子方程式、热化学方程式、电离方程式等书写,需要学生具备扎实的基础知识,难度不大.
17.【答案】I (1) BC;
(2)0.04;
(3)CD;
Ⅱ(4) 4≤pH≤5;蒸发浓缩,冷却结晶;
(5)90%;
(6)2HSO3−+2H++2e−=S2O42−+2H2O。
【解析】
I【分析】
本题考查溶液中的离子平衡,掌握电离平衡常数的应用和离子浓度比较即可解答,难度一般,侧重考查分析能力和灵活运用能力。
【解答】
(1)A.根据曲线可知,左侧交点,亚硫酸分子的浓度等于亚硫酸氢根离子的浓度,pH=2.0,则Ka1=10−2,同理,Ka2=10−7.0,亚硫酸氢钠溶液中HSO3−水解平衡常数Kh=10−1410−2=10−12,则亚硫酸氢钠以电离为主,NaHSO3溶液显酸性,故A错误;
B.pH=6时,显酸性,溶液中c(Na+)>c(HSO3−)>c(SO32−)>c(H+)>c(OH−),故B正确;
C.NaHSO3溶液中存在电荷守恒式:c(Na+)+c(H+)=c(OH−)+c(HSO3−)+2c(SO32−),元素质量守恒式:c(Na+)=c(H2SO3)+c(HSO3−)+c(SO32−),联立可得c(H2SO3)+c(H+)=c(OH−)+c(SO32−),故C正确;
D.NaHSO3溶液中c(Na+)=c(H2SO3)+c(HSO3−)+c(SO32−),故D错误。
故选BC;
(2)根据图像,pH=7时,c(HSO3−)=c(SO32−),c(Na+)+c(H+)=c(OH−)+c(HSO3−)+2c(SO32−),则有c(Na+)=c(HSO3−)+2c(SO32−)=3c(HSO3−)=0.12mol/L,溶液中c(HSO3−)=0.04mol/L;
(3)A.次氯酸有强氧化性,会发生氧化还原反应,故A错误;
B.醋酸的电离平衡常数大于亚硫酸的二级电离常数,小于亚硫酸的一级电离常数,则醋酸与亚硫酸钠溶液反应,生成醋酸钠和亚硫酸氢钠,不能生成二氧化硫,故B错误;
C.醋酸电离平衡常数大于碳酸,则少量醋酸时,生成醋酸钠和碳酸氢钠,故C正确;
D.碳酸的一级电离常数大于次氯酸,二级电离常数小于次氯酸,则生成碳酸氢钠和次氯酸,故D正确。
故选CD。
Ⅱ.【分析】
本题考查物质的制备流程和滴定拓展实验、电解原理,难度一般,掌握滴定拓展和电极反应式书写即可解答。
【解答】
(4)根据含硫微粒随pH的分布曲线,停止通入SO2的最佳pH范围是:4≤pH≤5,此时主要生成NaHSO3;操作①的名称为蒸发浓缩,冷却结晶;
(5)酸性KMnO4溶液与Na2SO3反应生成硫酸锰和硫酸钠、硫酸锰,关系式为:2MnO4−∽5SO32−,样品中Na2SO3的纯度为20×10−3L×0.1000mol/L×52×25025×126g/mol7g×100%=90%;
(6)a极HSO3−转化为S2O42−,硫元素化合价由+4降低到+3,发生还原反应,为阴极,电极反应式为:2HSO3−+2H++2e−=S2O42−+2H2O。
18.【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3;
(2)小于;
(3)三角锥形,sp3;
(4)GaF3是离子晶体,GaCl3是分子晶体,离子晶体GaF3的熔沸点高;
(5)原子晶体; 4π×10−30NAρ(r3Ga+r3As)3(MGa+MAs)×100%。
【解析】本题考查了分子空间构型、电子排布式、原子杂化方式、晶胞密度的计算、电离能及半径大小比较等知识,综合性较强,最后的计算难度较大,要求学生有较严谨的态度和扎实的基础,也是对学生能力的考查。
(1)As为ⅤA族33号元素,电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p3;故答案为:1s22s22p63s23p63d104s24p3;
(2)根据同周期第一电离能从左到右,逐渐增大,故第一电离能Ga小于As;故答案为:小于;
(3)AsCl3中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+5−3×12=4,所以原子杂化方式是sp3,由于有一对孤对电子对,分子空间构型为三角锥形;故答案为:三角锥形;sp3;
(4)GaF3的熔点高于1000℃,GaCl3的熔点为77.9℃,其原因是GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体,离子晶体的熔点高,故答案为:GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体,离子晶体GaF3的熔点高;
(5)GaAs的熔点为1238℃,熔点较高,属于原子晶体,密度为 ρg⋅cm−3,根据均摊法计算,As:8×18+6×12=4,Ga:4×1=4,故其晶胞中原子所占的体积V1=(43πr3As×4+43πr3Ga×4)pm3,晶胞的体积V2=mρ=4×(MGa+MAs)NAρ,故GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为V1×10−30V2×100%,将V1、V2带入计算得百分率为:4π×10−30NAρ(r3Ga+r3As)3(MGa+MAs)×100%,故答案为:原子晶体;4π×10−30NAρ(r3Ga+r3As)3(MGa+MAs)×100%。
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