四川省资阳中学2022-2023学年高二化学上学期期末考试试题(Word版附解析)
展开四川省资阳中学高2021级第三学期期末质量检测
化学
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Si28 Ga70
一、选择题(49分,1-17题每题2分,18-22题每题3分,每题只有一个选项符合题意)
1. 下列图示变化为吸热反应的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应物的总能量小于生成物的总能量,为吸热反应,A项符合题意;
B.反应物N2+3H2的总能量大于生成物2NH3的总能量,为放热反应,B项不符合题意;
C.浓硫酸溶于水放热,不是放热反应,C项不符合题意;
D.锌粉与稀盐酸发生的置换反应属于放热反应,D项不符合题意;
答案选A。
2. 下列说法中错误的是
A. 基态碳原子核外有三种能量不同的电子
B. 酸性强弱:高氯酸>硫酸>乙酸
C. 水汽化和水分解两个变化过程中都破坏了共价键
D. 区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验
【答案】C
【解析】
【详解】A.基态碳原子的电子排布式为1s22s2p2,同一能级上的电子的能量相同,故基态碳原子核外有三种能量不同的电子,选项A正确;
B.烃基是推电子基团,故乙酸的酸性在三者中最弱;元素非金属性越强其最高价氧化物的水化物的酸性越强,即高氯酸酸性强于硫酸,故酸性强弱:高氯酸>硫酸>乙酸,选项B正确;
C.水为分子晶体,汽化时克服分子间作用力,水分解破坏了共价键,选项C错误;
D.构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列,晶体的这一结构特征可以通过X射线衍射图谱反映出来,所以区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X射线衍射实验,选项D正确;
答案选C。
3. 下列分子中,属于含有非极性键的极性分子的是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙烯中C-H是极性键,为平面结构,正负电荷的重心重合,属于非极性分子,故A不符合题意;
B.五氯化磷分子的空间构型是三角双锥,正六面体构型,正负电荷的重心重合,属于非极性分子,P-Cl键为极性键,故B不符合题意;
C.NH3为三角锥形结构,含有极性键,正负电荷的重心不重合,为极性分子,故C不符合题意;
D.H2O2中,O-O为非极性键,正负电荷的重心不重合,属于极性分子,故D符合题意;
故答案为:D。
4. 概念掌握要准确,下列描述正确的是
A. 能导电的物质一定是电解质,但可能是强电解质也可能是弱电解质
B. 已知:Na+(g)+Cl-(g)=NaCl(s)△H=-786kJ/mol,则NaCl的晶格能为786kJ/mol
C. 利用焓判据可判断N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol不能自发进行
D. 纯物质完全燃烧生成1mol稳定氧化物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热
【答案】B
【解析】
【详解】A.金属单质导电,但是不是电解质,故能导电的物质不一定是电解质,故A错误;
B.晶格能是气态离子形成1摩离子晶体时释放的能量,故B正确;
C.利用焓判据可得放热反应容易自发进行,故C错误;
D.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的能量,故D错误;
故选B。
5. 某元素基态原子价电子排布式为,下列结论正确的是
A. 该元素符号为O
B. 该元素位于元素周期表p区
C. 该元素的单质可以与化合生成液态化合物
D. 该元素基态原子轨道表示式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.该元素M层即最外层电子数为6,则核外电子为16,为S元素,A错误;
B.该元素位于第三周期第ⅥA族,位于元素周期表p区,B正确;
C.S与H2生成气体H2S,C错误;
D.根据洪特规则,3p能级的4个电子优先占满3个轨道,则基态S原子轨道表示式为,D错误;
故答案为:B。
6. 用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体结构,两个结论都正确的是
A. 直线形;三角锥形 B. V形;三角锥形
C. 直线形;平面三角形 D. V形;平面三角形
【答案】D
【解析】
【详解】H2S中S的孤电子对数为×(6-2×1)=2,σ键电子对数为2,S的价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体型,去掉孤电子对,H2S的立体构型为V形;BF3中B的孤电子对数为×(3-3×1)=0,σ键电子对数为3,B的价层电子对数为3,VSEPR模型为平面三角形,由于B上没有孤电子对,BF3的立体构型为平面三角形;答案选D。
7. 反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H>0,在一定条件下于密闭容器中达到平衡。下列各项措施中,不能提高乙烷平衡转化率是
A. 增大容器容积 B. 升高反应温度
C. 分离出部分氢气 D. 等容下通入惰性气体
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.该反应的正反应是气体体积增大的吸热反应,增大反应容器的容积,体系的压强减小,化学平衡正向移动,能提高乙烷平衡转化率,A不符合题意;
B.该反应的正反应是气体体积增大的吸热反应,升高反应温度,化学平衡正向移动,可提高乙烷的平衡转化率,B不符合题意;
C.分离出部分氢气,减少了生成物浓度,平衡正向移动,可提高乙烷的平衡转化率,C不符合题意;
D.等容下通入惰性气体,体系的总压强增大,物质的浓度不变,因此化学平衡不移动,对乙烷的平衡转化率无影响,D符合题意;
故合理选项是D。
8. 下列对一些实验事实的理论解释正确的是
选项
实验事实
理论解释
A
某些金属盐灼烧呈现不同焰色
电子从低能轨道跃迁至高能轨道时吸收不同波长的光
B
为直线形分子
分子中C为sp杂化
C
金刚石的熔点低于石墨
金刚石是分子晶体,石墨是原子晶体
D
与分子的空间构型不同
二者中心原子杂化轨道类型不同
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.金属的焰色反应是金属在加热时电子由低能轨道跃迁到高能轨道后,又从高能轨道向低能跃迁,释放出不同波长的光,A项解释错误;
B.COS结构与CO2相似,COS 分子中C为sp杂化,因此COS 为直线形分子,B项解释正确;
C.金刚石是原子晶体(共价晶体),石墨是混合型晶体,C项解释错误;
D.CH4和NH3中心原子杂化轨道类型都是sp3,D项解释错误;
答案选B。
9. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 采用排饱和食盐水的方法收集氯气
B. 红棕色的,加压后颜色先变深后变浅
C. 高压更有利于合成氨
D. 盛有溶液与稀硫酸混合液的试管浸入热水时迅速变浑浊
【答案】D
【解析】
【详解】A.饱和食盐水中氯离子浓度较大,可使H2O+Cl2H+ + Cl-+HClO逆向移动,抑制氯气的溶解,可用勒夏特列原理解释,选项A不符合题意;
B.加压使2NO2(g)N2O4 (g)正向移动,则颜色先变深后变浅,可用勒夏特列原理解释,选项B不符合题意;
C.增大压强,平衡正向移动,有利于氨的合成,可用勒夏特列原理解释,选项C不符合题意;
D.将盛有Na2S2O3溶液与稀硫酸混合液的试管浸入热水中,发生氧化还原反应生成二氧化硫和单质硫,升高温度可加快反应速率,不发生平衡移动,则不能用勒夏特列原理解释,选项D符合题意;
答案选D。
10. 下列说法中错误的是
A. 焓降低且熵增加的反应,在任何温度下都能自发进行
B. 对于等物质的量的同一物质在不同状态时的熵值:气态>液态>固态
C. 平衡常数K值越大,则可逆反应进行越完全,反应物的转化率越大
D. 凡是能量达到活化能的分子发生的碰撞均为有效碰撞
【答案】D
【解析】
【详解】A.ΔG=ΔH-TΔS ,在焓变减小、熵变增大的状况下,ΔG都是负值,所以反应是可以自发进行,且不受温度影响,A项正确;
B.熵值即为混乱度,混乱度越大则熵值越大,对于等物质的量的同一物质的混乱度为气态>液态>固态,B项正确;
C.K越大,正向进行的程度越大,达到平衡时,反应进行的越完全,正向进行的程度越大,反应物的转化率越大,C项正确;
D.能量达到活化能的分子为活化分子,当活化分子发生碰撞能发生化学反应,有新物质生成的碰撞为有效碰撞,D项错误。
答案选D。
11. Co3+离子的一种八面体配合物CoClm·nNH3,若1mol该配合物与AgNO3溶液作用生成1molAgCl沉淀,则m、n的值是
A. m=3,n=4 B. m=5,n=1 C. m=1,n=5 D. m=4,n=5
【答案】A
【解析】
【详解】由1mol配合物生成1molAgCl沉淀,知道1mol配合物电离出1molCl﹣,即配离子显+1价,又因为外界有一个Cl﹣,且Co显+3价,所以[CoClm﹣1•nNH3]+中有两个氯原子,即m=3,又因为是正八面体,所以n=6-2=4,答案选A。
12. 下列热化学方程式书写正确的是(的绝对值均正确)
A. (燃烧热)
B. (中和热)
C. (反应热)
D. (反应热)
【答案】C
【解析】
【详解】A. 水为气态,不表示燃烧反应的热化学方程式,A不正确;
B. 中和反应都是放热反应,ΔH应为“-”,B不正确;
C. 标明了反应物或生成物的状态,反应热也对,C正确;
D. 没有标明物质的状态,D不正确;
故选C。
13. 将少量硫酸铜溶液滴入氨基乙酸钠溶液()中即可得到结构如图所示的产物。下列叙述错误的是
A. 氨基乙酸钠中的氮原子采取杂化
B. 中含有个键
C. 产物中原子VSEPR模型均为四面体形结构
D. 该反应产物为配合物,只有内界而无外界
【答案】B
【解析】
【详解】A.氨基乙酸钠中,氮原子最外层有5个电子,形成三个共用电子对,则还有一个孤电子对,价层电子对数是4,就是以sp3杂化的,A正确;
B.1mol H2N-CH2-COONa中有7mol单键和1mol双键,故有8mol σ键,B错误;
C.产物中Cu、N原子为四面体结构,C正确;
D.根据结构可知,分子内存在配位键、共价键,无离子键,故配合物中只有内界无外界,D正确;
故选B。
14. 对于可逆反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH<0,下列研究目的和示意图相符的是
A
B
C
D
研究压强对反应的影响(p2>p1)
研究温度对反应的影响
研究平衡体系增加N2对反应影响
研究催化剂对反应的影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应为气体分子数减小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,则氨气的体积分数增大,并且压强越大,化学反应速率越大,达到化学平衡的时间越少,与图象不符,A错误;
B.因该反应是放热反应,升高温度化学平衡向逆反应反应移动,则氮气的转化率降低,与图象中转化率增大不符,B错误;
C.反应平衡后,增大氮气的量,平衡正向进行,这一瞬间正反应速率增大,逆反应速率不变,然后正反应速率在不断减小,逆反应速率不断增大,直到新的平衡,与图象符合,C正确;
D.催化剂改变反应速率,合成氨反应中使用催化剂可加快反应速率,达到平衡所需时间减小,与图象不符,D错误;
故选C。
15. W、X、Y、Z均为短周期元素,W的最外层电子数与核外电子总数之比7∶17;X与W同主族;Y的原子序数是W和X的原子序数之和的一半;含Z元素的物质焰色反应为黄色。下列判断正确的是( )
A. 金属性:Y>Z
B. 氢化物的沸点:X>W
C. 离子的还原性:X>W
D. 原子及离子半径:Z>Y>X
【答案】B
【解析】
【详解】W的核外电子总数为17,说明W为Cl元素, W和X同主族,则X为F;Y的原子序数为W和X原子序数之和的一半,W和X的原子序数之和为26,则X为13号元素,为Al;含有Z元素的物质焰色反应为黄色,则Z为Na。W、X、Y、Z分别是Cl、F、Al、Na。
A.同周期金属元素的金属性从左到右依次减弱,则Na的金属性强于Al,即Z>Y,A 项错误;
B.HF分子中含有氢键,其沸点高于氯化氢的沸点,B项正确;
C.同主族非金属元素的非金属性从上到下依次减弱;元素的非金属性越强,相应阴离子的还原性越弱,即F的非金属性强于Cl,则F-的还原性弱于Cl-,C项错误;
D.由于核外电子排布相同的微粒,其微粒半径随原子序数的增大而减小,因此氟离子半径大于钠离子半径,钠离子半径大于铝离子半径,D项错误;
本题答案选B。
16. 对于反应,科学家根据光谱研究提出如下反应历程:
第一步:快反应;
第二步: 慢反应;
第三步: 快反应。
上述反应中可近似认为第二步反应不影响第一步反应的平衡,下列叙述正确的是
A. 该反应的速率由第二步反应决定
B. 反应的中间产物有N2O2、N2O和H2
C. 第三步反应中N2O与H2的每一次碰撞都是有效碰撞
D. 若第一步反应的,则升高温度,正反应速率减小,逆反应速率增大
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.总反应速率由慢反应决定,所以该反应的速率由第二步反应决定,故A正确;
B.NO、H2是反应物,反应的中间产物有N2O2、N2O,故B错误;
C.只有少数分子的碰撞能发生化学反应,能引发化学反应的碰撞称之为有效碰撞,第三步反应中N2O与H2的碰撞不都是有效碰撞,故C错误;
D.升高温度,正逆反应速率均增大,故D错误;
选A。
17. 表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 7.8g中含有的键数目为0.6
B. 3.6g冰中含有的氢键数目为0.4
C. 标准状况下,11.2L HF中含有的电子数目为5
D. 12g晶体中含有的Si—O键数目为0.4
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.苯中存在6个C—H键和6个碳碳键,7.8g即0.1mol中含有的键数目为1.2,A项错误;
B.一个分子在冰晶体中,可以形成四个方向的氢键,每个氢键被两个分子共用,平均每个水分子有2个氢键,3.6g即0.2mol冰中含有的氢键数目为0.4,B项正确;
C.HF在标况下是液体,不能用气体摩尔体积计算11.2LHF物质的量,C项错误;
D.12g即0.2mol晶体结构中含有的Si—O键数目为0.8,D项错误;
故选:B。
18. 在密闭容器中充入一定量M和N,发生反应:,平衡时M的浓度为,平衡后第时保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的2倍,第再次达到平衡时,测得M的浓度为。下列有关判断正确的是
A. 之间,M的平均反应速率为
B. 降低温度,M的体积分数增大
C. 增大压强,平衡正向移动,平衡常数增大
D. 反应方程式中
【答案】D
【解析】
【分析】平衡时测得M的浓度为0.5mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍,若平衡不移动,M的浓度变为0.25mol/L,而再达平衡时,测得M的浓度降低为0.3mol/L, 由此可知容器容积增大,压强减小,平衡逆向移动了。
【详解】A.10~20s之间,M的平均反应速率为=0.005 mol/(L·s),选项A错误;
B.反应放热,降低温度平衡正向移动,M的体积分数减小,选项B错误;
C.平衡常数只与温度有关,故增大压强,平衡正向移动,但平衡常数不变,选项C错误;
D.由分析可知,压强减小,平衡逆向移动,平衡向体积增大的方向移动,故x+y>z,选项D正确;
答案选D。
19. 化合物M是一种新型超分子晶体材料,由X、18-冠-6、以为溶剂反应制得(如图)。下列叙述正确的是
A. 组成M的元素均位于元素周期表p区
B. M由X的高氯酸盐与18-冠-6通过氢键结合生成
C. M中碳、氮、氯原子的轨道杂化类型均为
D. M的晶体类型为分子晶体
【答案】B
【解析】
【详解】A.周期表里的第13-18列,即IIIA-VIIA和零族属于p区,组成M的元素有H、C、N、O、Cl、Br,根据元素周期表结构可知H位于s区,A错误;
B.由图知,M由X的高氯酸盐与18-冠-6通过氢键结合生成,B正确;
C.M中苯环上的碳原子的轨道杂化类型为,C错误;
D.M为离子化合物,其晶体类型为离子晶体,D错误;
故选B。
20. 如图表示一个晶胞,该晶胞为正方体,结构粒子位于正方体的顶点和面心。下列说法正确的是
A. 若是一个分子晶体的晶胞,其可表示干冰、冰
B. 若是一个不完整的金刚石晶胞,则晶胞中缺失碳原子位于8个小立方体的中心
C. 若是一个不完整的晶胞,顶点和面心的粒子表示,则晶胞中位置均在12条棱边的中心
D. 若是一个不完整的晶胞,已知中的配位数为8,则图中实心球表示
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.该晶胞是面心立方,对应分子晶体有干冰、碘等,不能代表冰,故A错误;
B.如果是金刚石晶胞,金刚石晶体中5个碳原子构成正四面体结构,即其他4个碳原子位于4个互不相邻小立方体的中心,故B错误;
C.NaCl晶胞中每个Na+被6个Cl-所包围,同样每个Cl-也被6个Na+所包围,所以晶胞中Cl-位置是体心和12条棱边的中心,故C错误;
D.CaF2晶体模型,是面心立方晶胞,钙离子占据立方体的8个顶点和6个面心,而F-占据8个小立方体的体心,即Ca2+中的配位数为8,F-配位数为4,故图中的实心球是代表Ca2+,故D正确;
故选D。
21. K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2O(橙色)+H2O⇌2CrO(黄色)+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验:
下列说法不正确的是
A. ①中溶液橙色加深,③中溶液变黄
B. ②中Cr2O被C2H5OH还原
C. 对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强
D. 若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.由Cr2O(橙色)+H2O⇌2CrO(黄色)+2H+分析可得,向K2Cr2O7溶液中加酸平衡逆向移动,溶液颜色加深;加碱平衡正向移动,溶液颜色变黄,故A正确;
B.乙醇在酸性条件下被Cr2O氧化成乙酸,而Cr2O被还原成Cr3+,而使溶液呈绿色,故B正确;
C.乙醇在酸性条件下被Cr2O氧化成乙酸,而Cr2O被还原成Cr3+,而使溶液呈绿色,在碱性环境中Cr2O不能氧化乙醇,从而溶液颜色不变,所以K2Cr2O7酸性溶液氧化性比K2Cr2O7碱性溶液氧化性强,故C正确;
D.若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,则溶液呈酸性,现象与②一样,溶液颜色变成绿色,故D错误;
答案选D。
22. 工业上利用Ga与NH3高温条件下合成半导体材料氮化镓(GaN)固体同时有氢气生成。反应中,每生成3mol H2时放出30.8 kJ的热量。恒温恒容密闭体系内进行上述反应,下列有关表达正确的是
A. Ⅰ图像中如果纵坐标为正反应速率,则t时刻改变的条件可以为升温或加压
B. Ⅱ图像中纵坐标可以为镓的转化率
C. Ⅲ图像中纵坐标可以为化学反应速率
D. Ⅳ图像中纵坐标可以为体系内混合气体平均相对分子质量
【答案】A
【解析】
【详解】A.Ⅰ图像中如果纵坐标为正反应速率,升高温度或增大压强,反应速率增大,图像符合题意,正确;
B.Ga是固体,没有浓度可言,不能计算其转化率,错误;
C.Ga是固体,其质量不影响反应速率,错误;
D.反应方程式为,相同压强下,升高温度,平衡逆向移动,平均相对分子质量增大;相同温度下,增大压强,平衡逆向移动,平均相对分子质量增大,错误。
故答案选A。
二、填空题
23. 下图是元素周期表的一部分,图中所列字母分别代表一种化学元素。请回答下列问题:
(1)基态c原子中有___________个未成对电子,其中能量最高的电子所在原子轨道的电子云轮廓图为___________形。
(2)元素f位于周期表中___________区,e基态原子有___________种空间运动状态不同的电子。
(3)与c同主族且位于第一个长周期的元素的基态原子的电子排布式表示为___________。理论上为离子化合物。猜测其电子式为___________。
(4)b、c、d三种元素电负性由大到小的顺序为___________(填元素符号)。
(5)已知高温下化合物比化合物fd更稳定,试从核外电子排布的角度解释原因_______。
【答案】(1) ①. 3 ②. 哑铃(或纺锤)
(2) ①. ds ②. 6
(3) ①. 或 ②.
(4)
(5)的最外层电子排布式为,而的最外层电子排布式为,最外层电子排布达到全满时稳定,所以固态稳定性强于
【解析】
【分析】根据元素周期表中各元素的位置可知,a为H,b为C,c为N,d为O,e为Na,f为Cu;
【小问1详解】
c为N,电子排布式为1s22s22p3,基态N原子中有3个未成对电子,其中能量最高的电子所在原子轨道2p的电子云轮廓图为哑铃(或纺锤)形;
【小问2详解】
元素f为Cu,为29号元素,位于周期表中ds区;e为Na,原子的电子排布式为1s22s22p63s1,基态Na原子有6种空间运动状态不同的电子;
【小问3详解】
与c同主族且位于第一个长周期即第四周期的元素As的基态原子的电子排布式表示为或;为NH5,理论上为离子化合物,则为铵根离子和H-形成的离子化合物,其电子式为;
【小问4详解】
b、c、d三种元素C、N、O,元素的非金属性越强,其电负性越大,所以;
【小问5详解】
的最外层电子排布式为,而的最外层电子排布式为,最外层电子排布达到全满时稳定,所以固态稳定性强于。
24. I.完成下列问题。
(1)的盐酸与的溶液在如下图所示的装置中进行中和反应。烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是___________。大烧杯上如不盖硬纸板,则求得的中和热数值___________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(2)向的溶液中分别加入稍过量的稀醋酸、稀盐酸、浓硫酸,则完全反应时的放出热量从大到小的排序是___________。
(3)已知;。现有下列反应
①;
②;
③;
④;
⑤
其中反应热符合是___________(写序号)
Ⅱ.以为催化剂光热化学循环分解(生成一氧化碳和氧气)反应为温室气体减排提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。
(4)上述过程中,能量的变化形式是由___________转化为___________,上述过程的的热化学方程式为___________。
【答案】(1) ①. 保温隔热,防止热量散失 ②. 偏小
(2)
(3)⑤ (4) ①. 光能、热能 ②. 化学能 ③.
【解析】
【小问1详解】
测量中和热需要减少热量散失,烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是保温隔热,防止热量散失;大烧杯上不盖硬纸板则热量容易散失,则求得的中和热数值偏小。
【小问2详解】
浓硫酸稀释放热;醋酸为弱电解质,反应时电离出H+要吸收热量,则完全反应时的放出热量Q3>Q2>Q1。
【小问3详解】
把这五个反应写成离子反应式,则只有①和⑤为H++OH−=H2O,而根据化学计量数比,①中ΔH=−114.6kJ/mol,则反应热符合 ΔH=−57.3kJ/mol 的是⑤。
【小问4详解】
该图以TiO2为催化剂,在光和热的作用下分解CO2反应生成了CO和O2,则在该反应中光能和热能转变为了化学能;二氧化碳分解生成CO和O2,根据焓变=反应物键能总和-生成物键能总和,则有2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) ,ΔH=,所以上述过程的的热化学方程式为2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) ΔH=+556kJ/mol。
25. 太阳能电池的发展已经进入了第三代。第一代为单晶硅太阳能电池,第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池,第三代就是铜钢镓硒(CIS中掺入)等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜系太阳能电池。
(1)第一电离能由大到小的顺序是___________。
(2)和键角较小的是,原因是___________。
(3)晶体的堆积方式是___________(填堆积名称),其配位数为___________;往的硫酸盐溶液中加入过量氨水,可得到晶体,下列说法正确的是___________。
A.中所含的化学键有离子键、极性键和配位键
B.在中给出孤电子对,提供空轨道
C.组成元素中第一电离能最大的是氧元素
D.与互等电子体,空间构型均为正四面体形
(4)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性,其化合物往往具有加合性,因而硼酸()溶于水显弱酸性,但它却只是一元酸,可以用硼酸在水溶液中的电离平衡解释它只是一元弱酸的原因。
①中B的原子杂化类型为___________杂化。
②写出硼酸在水溶液中的电离方程式___________
(5)晶胞结构如图所示,已知六棱柱底边边长为acm。
①晶胞中原子采用六方最密堆积方式,每个原子周围距离最近的原子数目为___________﹔
②从晶体中分割出的平行六面体如图。若该平行六面体的体积为,晶体的密度为___________(用a、表示)。
【答案】(1)
(2)中心原子含有一个孤电子对,中心原子不含孤电子对,孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力
(3) ①. 面心立方最密堆积 ②. 12 ③. AD
(4) ①. ②.
(5) ①. 12 ②.
【解析】
【小问1详解】
同一个周期从左往右第一电离能呈增大趋势,但ⅤA族与ⅥA族反常,故、P、S第一电离能由大到小的顺序是P>S>Si;
故答案为:P>S>Si;
【小问2详解】
SO中S原子价层电子对数:,且含有1个孤电子对,SO中S原子价层电子对数:且不含孤电子对, 前者为三角锥形,后者为四面体形,孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,所以键角:前者小于后者,所以键角较小的是SO;
故答案为:SO中心原子含有一个孤电子对,SO中心原子不含孤电子对,孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力;
【小问3详解】
晶体的堆积方式是面心立方最密堆积;其配位数为12;往的硫酸盐溶液中加入过量氨水,可生成,
A.该化合物是离子化合物,在中所含的化学键有离子键、极性键和配位键,选项A正确;
B.在中给出孤电子对,提供空轨道,选项B错误;
C.组成元素中第一电离能最大的是氮元素,选项C错误;
D.与互为等电子体,空间构型均为正四面体形,选项D正确;
答案选AD;
故答案为:面心立方最密堆积;12;AD;
【小问4详解】
①在硼酸[]分子中,B原子与3个羟基相连,则分子中B原子杂化轨道数目为3,分子中B原子杂化轨道的类型是,其晶体具有与石墨相似的层状结构,其同层分子间的主要作用力是氢键;
故答案为:sp2;
②硼酸()能电离,它在水中能结合水电离出的OH-,形成离子,则硼酸还电离出氢离子,则其电离方程式为:;
故答案为:;
【小问5详解】
①以结构单元上底面面心的Ga原子研究,上底面6个顶点Ga原子、内部的3个Ga原子之间距离最近且相等,与上底面共面的结构单元内还有3个Ga原子,故每个Ga原子周围距离最近的Ga原子数目为12;
故答案为:12;
②晶胞(平行六面体)中Ga原子数目,N原子数目,原子总质量,平行六面体底面为菱形,锐角为60°,内部的Ga原子与上、下底面距离最近的Ga原子形成正四面体,正四面体的边长为acm,由几何知识可知,正四面体的高,故晶胞体积,密度;
故答案为:。
26. 工业上常以水煤气为原料制备氢气或甲醇,其主要反应:,称为催化变换反应,请回答下列问题。
(1)已知在25℃时:
则25℃时催化变换反应的___________。
(2)某温度下催化变换反应平衡常数为9,反应开始时和的浓度都是,达平衡时的转化率为___________;在该温度下,若起始时,反应后,测得,则此时该反应________(填“>”“<”或“=”),这段时间内以浓度变化表示的速率为_________。
(3)恒温恒容条件下,判断催化变换反应达到平衡状态的标志有___________。
A.容器内的压强保持不变
B.容器中的浓度与的浓度相等
C.容器中混合气体的密度保持不变
D.的生成速率与的生成速率相等
E.键断裂的同时有键断裂
(4)在催化变换反应的产物中补充氢气可以用于工业制备甲醇:,当起始投料时,在不同条件下达到平衡,测得体系中甲醇物质的量分数为,如图所示,a线表示在下的、b线表示在下的(温度)。
①根据图像判断该制备甲醇反应___________0。
②已知气体分压气体总压体积分数,用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作),则250℃时,当时,计算该反应___________(只需列出计算表达式,不必计算结果)。
【答案】(1)
(2) ①. 75% ②. > ③.
(3)DE (4) ①. < ②.
【解析】
【小问1详解】
在25℃时,第三个热化学方程式减去第一个热化学方程式的,再减去第二个热化学方程式的得到CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)即CO催化变换反应的△H=−394 kJ∙mol−1− (−111 kJ∙mol−1)−( −242 kJ∙mol−1)=−41 kJ∙mol−1;故答案为:−41 kJ∙mol−1。
【小问2详解】
某温度下CO催化变换反应平衡常数为9,反应开始时CO(g)和H2O(g)的浓度都是0.01 mol∙L−1,设至平衡时转化CO的浓度为xmol/L,则,,解得x=0.0075,达平衡时CO的转化率为;
在该温度下,若起始时c(CO)=0.01 mol∙L−1,c(H2O)=0.02 mol∙L−1,反应10s后,测得c(H2)=0.005 mol∙L−1,则此时c(CO)=0.005 mol∙L−1,c(CO2)=0.005 mol∙L−1,c(H2O)=0.015 mol∙L−1,,反应正向进行即此时该反应υ正>υ逆;这段时间内以浓度变化表示的速率为=;
故答案为:75%;>;;
【小问3详解】
A.该反应是等体积反应,压强不变,因此容器内的压强保持不变,不能作为判断平衡标志,选项A不符合题意;
B.平衡时浓度不再发生变化,但容器中H2O(g)的浓度与CO2的浓度不一定相等,因此不能作为判断平衡标志,选项B不符合题意;
C.气体密度等于气体质量除以容器体积,气体质量不变,容器体积不变,因此密度始终不变,当容器中混合气体的密度保持不变,不能作为判断平衡标志,选项C不符合题意;
D.CO的生成速率,逆向反应,H2的生成速率,正向反应,两者速率比等于计量系数之比,因此能作为判断平衡标志,选项D符合题意;
E.2 mol H−O键断裂,即消耗1mol水,正向反应,同时有1 mol H−H键断裂,即消耗1mol氢气,逆向反应,能作为判断平衡标志,选项E符合题意;
答案选DE;
【小问4详解】
①根据图像b曲线,温度升高x(CH3OH)减小,说明平衡逆向移动,逆向是吸热反应,正向是放热反应,因此该制备甲醇反应△H<0;故答案为:<;
②250℃时,当x(CH3OH)=0.10时,设至平衡转化二氧化碳物质的量为ymol,根据题意建立三段式,,,解得y=,此时二氧化碳、氢气、水蒸气的物质的量分数依次为0.2、0.6、0.1,由图a知总压强为9×105Pa,则反应Kp=;故答案为:。
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