【解析版】湖北省黄冈中学2014-2015学年高一下学期期中化学试卷
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湖北省黄冈中学2014-2015学年高一下学期期中化学试卷
一.选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分.每小题有一个选项符合题意.)
1.(3分)化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关.下列说法正确的是()
A. 天然气、石油、流水、风力、氢气为一级能源
B. 无论是风力发电还是火力发电,都是将化学能转化为电能
C. PM 2.5含有的铅、镉、铬、钒、砷等对人体有害的元素均是金属元素
D. 发展低碳经济、循环经济,推广利用太阳能、风能的城市照明系统
2.(3分)图所示的实验装置或操作不能达到实验目的是()
A. ① B. ② C. ③ D. ④
3.(3分)下面关于化学反应的限度的叙述中,正确的是()
A. 化学反应的限度都相同
B. 可以通过改变温度控制化学反应的限度
C. 可以通过延长化学反应的时间改变化学反应的限度
D. 当一个化学反应在一定条件下达到限度时,反应即停止
4.(3分)不具有放射性的同位素称之为稳定同位素,近20年来,稳定同位素分析法在植物生理学、生态学和环境科学研究中获得广泛应用.如在陆地生态系统研究中,2H、13C、15N、18O、34S等常用做环境分析指示物.下列说法中正确的是()
A. 34S原子核内的中子数为16
B. 1H216O在相同条件下比1H218O更易蒸发
C. 13C和15N原子核内的质子数相差2
D. 2H+的酸性比1H+的酸性更强
5.(3分)用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加大的是()
A. 加热
B. 不用稀硫酸,改用98%的浓硫酸
C. 滴加少量CuSO4溶液
D. 不用铁片,改用铁粉
6.(3分)已知:(1)H2(g)+O2(g)═H2O(g);△H=a kJ/mol
(2)2H2(g)+O2(g)═2H2O(g);△H=b kJ/mol
(3)H2(g)+O2(g)═H2O(l);△H=c kJ/mol
(4)2H2 (g)+O2(g)═2H2O(l);△H=d kJ/mol
下列关系式中正确的是()
A. a<c<0 B. b>d>0 C. 2a=b<0 D. 2c=d>0
7.(3分)NA为阿伏加德罗常数的值.下列叙述正确的是()
A. 1.0L1.0mol•L﹣1的NaClO水溶液中含有的氧原子数为NA
B. 总质量为ag的CO和N2的混合物中所含原子总数为
C. 2.24L 的2H35Cl分子中的中子数是1.9NA
D. 某密闭容器中盛有0.1mol N2和0.3molH2,在一定条件下充分反应,形成N﹣H键的数目为0.6NA
8.(3分)分别向1L 0.5mol/L NaOH溶液加入①稀醋酸 ②浓硫酸 ③稀硝酸,恰好完全反应的反应热分别为△H1、△H2、△H3,它们的关系正确的是()
A. △H1>△H2>△H3 B. △H1>△H3>△H2 C. △H1=△H2=△H3 D. △H3>△H1>△H2
9.(3分)下列说法中正确的是()
A. 锌锰干电池为一次性电池,内部的氧化还原反应是不可逆的
B. 铜锌稀硫酸原电池在使用时,电解质溶液中的阳离子向负极移动
C. 锌锰干电池的正极发生氧化反应:Zn﹣2e﹣=Zn2+
D. 电解质溶液导电和金属导电一样,是物理变化
10.(3分)如图所示的直型石英玻璃封管中充有CO气体,左端放置不纯的镍(Ni)粉.在一定条件下,Ni可以与CO(g)发生如下反应:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)Ni粉中的杂质不与CO(g)发生反应.玻璃管内左右两端的温度分别稳定在350K和470K,经过足够长时间后,右端的主要物质是()
A. 纯Ni(s)和Ni(CO)4(g) B. 纯Ni(s)和CO(g)
C. 不纯Ni(s)和CO(g) D. 不纯Ni(s)和Ni(CO)4(g)
11.(3分)如图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图.当电池工作时,下列有关说法不正确的是()
A. 此电池的能量转化率未达到100%
B. 铝罐将逐渐被腐蚀,电池供电时铝罐上发生氧化反应
C. 炭棒应与玩具电机的正极相连
D. 电池工作一段时间后炭棒和碳粒的质量会减轻
12.(3分)固体A的化学式为NH5,它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体的最外电子层结构,则下列有关说法不正确的是()
A. 1 mol NH5中含有5 NA个N﹣H键(NA表示阿伏加德罗常数)
B. NH5中既有共价键又有离子键
C. NH5的电子式为
D. 它与水反应的离子方程式为NH4++H﹣+H2O=NH3•H2O+H2↑
13.(3分)已知下列反应的热化学方程式:
6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)═2C3H5(ONO2)3(l)△H1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H2
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H3
则反应4C3H5(ONO2)3(l)═12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)的△H为()
A. 12△H3+5△H2﹣2△H1 B. 2△H1﹣5△H2﹣12△H3
C. 12△H3﹣5△H2﹣2△H1 D. △H1﹣5△H2﹣12△H3
14.(3分)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大.X的原子半径比Y的小,且X与Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数.X与W同主族,Z是地壳中含量最高的元素.下列说法不正确的是()
A. 原子半径的大小顺序:r(W)>r(Y)>r(Z)>r(X)
B. 元素Z、W的简单离子的电子层结构相同
C. 元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强
D. X、Y两种元素可形成分别含有10e﹣和18e﹣的化合物
15.(3分)向足量H2SO4溶液中加入100mL 0.4mol•L﹣1 Ba(OH)2溶液,放出的热量是5.12kJ.如果向足量Ba(OH)2溶液中加入100mL 0.4mol•L﹣1盐酸时,放出的热量为2.2 kJ.则Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为()
A. Ba2+(aq)+SO42﹣(aq)═BaSO4(s)△H=﹣2.92 kJ•mol﹣1
B. Ba2+(aq)+SO42﹣(aq)═BaSO4(s)△H=﹣18 kJ•mol﹣1
C. Ba2+(aq)+SO42﹣(aq)═BaSO4(s)△H=﹣73 kJ•mol﹣1
D. Ba2+(aq)+SO42﹣(aq)═BaSO4(s)△H=﹣0.72 kJ•mol﹣1
16.(3分)如图所示的五中元素中,W、X、Y、Z为短周期元素,这四种元素的原子最外层电子数之和为22,下列说法正确的是()
A. X、Y、Z三种元素最低价氢化物的沸点依次升高
B. 由X、Y和氢三种元素形成的化合物中只有共价键
C. 物质WY2,W3X4,WZ4均有熔点高,硬度大的特性
D. T元素的单质具有半导体的特性,T与Z元素可形成化合物TZ4
二、非选择题(本题包括8小题,共52分)
17.(6分)如图是某同学设计的放热反应的观察装置.
其实验操作是①按图所示将实验装置连接好;②在U形管内加入少量红墨水,打开T形管螺旋夹,使U形管内两边的液面处于同一水平面,再夹紧螺旋夹;③在中间的试管里盛1g氧化钙,当滴入2mL左右的蒸馏水后,即可观察.
试回答:
(1)预计实验中能观察到的现象是.
(2)该实验中①②操作之间必须进行的一步实验操作是.
(3)实验中发生的化学反应方程式.
(4)说明CaO、H2O的能量与Ca(OH)2能量之间的关系.
18.(9分)表是元素周期表的一部分,针对表中的①~⑨种元素,填写下列空白:
主族
周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0族
2 ① ② ③
3 ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
4 ⑨
(1)在这些元素中,化学性质最不活泼的是:(填具体元素符号,下同).
(2)在最高价氧化物的水化物中,酸性最强的化合物的分子式是,碱性最强的化合物的电子式是:.
(3)①~⑨中元素M的最高价氧化物的水化物是两性氢氧化物.则元素M在周期表中的位置是(填写具体的周期数和族序数);写出M的氧化物与氢氧化钠溶液反应的化学方程式.
(4)用电子式表示元素④与⑥的简单化合物的形成过程:,该化合物属于(填“共价”或“离子”)化合物.
(5)由元素②形成的单质的电子式是:,该物质是由(填“极性”或“非极性”)键形成的.
19.(8分)硫﹣碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:
ⅠSO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI
Ⅱ2HI⇌H2+I2(g)
Ⅲ2H2SO4=2SO2+O2+2H2O
(1)分析上述反应,下列判断正确的是.
A.反应Ⅲ易在常温下进行
B.反应Ⅰ中SO2氧化性比HI强
C.循环过程需补充H2O
D.循环过程产生1molO2的同时产生1molH2
(2)在一定条件下,体积不变的密闭容器中,能说明反应Ⅱ达到化学平衡状态的是.
A.混合气体的颜色不再变化
B.混合气体的密度不再改变
C.反应混合物中各组分物质的浓度相等
D.H2、HI、I2三种物质的反应速率之比为1:2:1
E.容器中气体压强不变
(3)一定温度下,向1L密闭容器中加入1molHI(g),发生反应Ⅱ,H2物质的量随时间的变化如图所示.
①0~2min内的平均反应速率v(HI)=.
②下列关于化学反应速率的说法正确的是.
A.对任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显
B.化学反应速率常用单位时间内任何一种反应物物质的量的减小或生成物物质的量的增加来表示
C.在一定条件下,可逆反应达到化学平衡状态时,正、逆反应的速率不再改变
D.增大反应物的浓度、降低反应的温度都能增大反应速率
③A点的逆反应速率v逆(H2)B点的正反应速率v正(H2)(填“大于”“小于”或“等于”).
20.(8分)A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素,其中仅含有一种金属元素,A和D最外层电子数相同;B、C和E在周期表中相邻,且C、E同主族.B、C的最外层电子数之和等于D的原子核外电子数,A和C可形成两种常见的液态化合物. 请回答下列问题:
(1)B元素的名称是.
(2)C、D、E三种原子对应的离子半径由大到小的顺序是 (填具体离子).
(3)用某废弃的太阳能电池板中的半导体材料与A、C、D组成的化合物溶液反应,该反应的离子方程式为:.
(4)在100mL18mol/L的浓的A、C、E组成的酸溶液中加入过量的铜片,加热使之充分反应,铜片部分溶解.产生的气体在标准状况下的体积可能是(填序号).
a.7.32L b. 6.72L c.20.16L d.30.24L
欲使上述反应中剩余的铜片继续溶解,可向其中加入B的最高价含氧酸所形成的钠盐,反应的离子方程式为:.
21.(8分)某化学实验小组的同学用下列仪器组装两套完全相同的装置定量探究浓度对反应速率的影响.
(1)为达到本实验目的其装置连接顺序为:
a连,连.
(2)连接好装置后的下一步操作是
(3)锥形瓶中发生反应的离子方程式为
(4)两套装置的分液漏斗所装的试剂分别为1mol/L硫酸和4mol/L硫酸,该小组同学要测定并记录的数据如下表:
加入的试剂 H2的体积(相同条件下) 反应时间 反应速率
1mol/L硫酸 10mL t1 v1
4mol/L硫酸 10mL t2 v2
该小组同学通过实验得到的结果是:v1小于v2,其定量依据是.
(5)另有一组同学测定了每隔一分钟,锥形瓶中硫酸的浓度,记录结果如下:
时间(min) 0 1 2 3 4 5 6 7 8
硫酸浓度(mol/L 4.0 3.8 3.5 3.1 2.6 2.2 1.9 1.8 …
请在右边给定的坐标图中作出v(H2)﹣t的图象.
请解释0到4mim时该化学反应速率随时间变化的原因:.
(6)除上述实验方案可定量测定该反应的化学反应速率外,还可能有的实验测定方案有:(任写一种).
22.(7分)(1)为了验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱,下列装置能达到实验目的是
(2)将CH4设计成燃料电池,其利用率更高,装置如图所示(A、B为多孔碳棒).
①处电极入口通甲烷(填A或B),其电极反应式为
②当消耗甲烷的体积为22.4L(标准状况下)时,假设电池的能量转化率为100%,则导线中转移电子的物质的量为,消耗KOH的物质的量为.
23.(6分)已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在,而在蒸气状态时,含有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体,其中S4、S6和S8具有相似的结构特点,其结构如图1所示:
(1)在一定温度下,测得硫蒸气的平均摩尔质量为96g/mol,则该蒸气中S2分子的体积分数不小于.
(2)在一定条件下,S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g).反应过程和能量关系可用图2简单表示(图中的△H表示生成1mol产物的数据).
①写出表示S8燃烧热的热化学方程式.
②若已知SO2分子中硫氧键的键能为dkJ•mol﹣1,O=O键的键能为ekJ•mol﹣1,则S8分子中S﹣S键的键能为.
湖北省黄冈中学2014-2015学年高一下学期期中化学试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分.每小题有一个选项符合题意.)
1.(3分)化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关.下列说法正确的是()
A. 天然气、石油、流水、风力、氢气为一级能源
B. 无论是风力发电还是火力发电,都是将化学能转化为电能
C. PM 2.5含有的铅、镉、铬、钒、砷等对人体有害的元素均是金属元素
D. 发展低碳经济、循环经济,推广利用太阳能、风能的城市照明系统
考点: 常见的能量转化形式;常见的生活环境的污染及治理.
专题: 化学反应中的能量变化;化学应用.
分析: A、氢能属于二次能源;
B、风力发电是将风能转化为电能;
C、砷属于非金属元素;
D、发展低碳经济,减少化石燃料的消耗,积极推广可再生能源.
解答: 解:A、一次能源是自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源.包括化石燃料(如原煤、原油、天然气等)、核燃料、生物质能、水能、风能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等,氢能属于二次能源,故A错误;
B、风力发电是将风能转化为电能,火力发电是将化学能转化为电能,故B错误;
C、铅、镉、铬、钒属于金属元素,砷属于非金属元素,故C错误;
D、我国的能源结构中以燃煤为主,煤属于不可再生能源,发展低碳经济,减少化石燃料的消耗,积极推广可再生能源,故D正确;
故选:D.
点评: 本题考查了常见的能量转化形式、以及一次能源和二次能源等知识,难题不大,注意一次能源和二次能源、可再生能源和非可再生能源的积累.
2.(3分)图所示的实验装置或操作不能达到实验目的是()
A. ① B. ② C. ③ D. ④
考点: 化学实验方案的评价;氨的实验室制法;配制一定物质的量浓度的溶液;中和热的测定;乙酸乙酯的制取.
专题: 实验评价题.
分析: A、氯化铵受热分解产生的氨气和氯化氢气体会发生反应生成氯化铵固体;
B、根据配制一定物质的量浓度的溶液的实验知识来回答;
C、根据量热计的构造结合实验装置来回答;
D、乙酸乙酯在饱和碳酸铵中的溶解度很小,根据饱和碳酸钠的作用结合试验实际来判断.
解答: 解:A、氯化铵受热分解产生的氨气和氯化氢气体在试管口处会化和生成氯化铵固体,不会获得氨气,故A错误;
B、可用100mL的容量瓶来配置100mL0.1mol/L的盐酸溶液,故B正确;
C、根据量热计的构造,该装置类似于量热计的结构,可以进行中和反应反应热的测定,故C正确;
D、实验室用乙醇和乙酸以及浓硫酸在加热条件下制取乙酸乙酯,乙酸乙酯在饱和碳酸钠中的溶解度很小,可以用饱和碳酸钠来吸收,导管伸到溶液的上方,故D正确.
故选A.
点评: 本题主要考查了常见的实验操作,难度不大,根据课本知识即可完成.
3.(3分)下面关于化学反应的限度的叙述中,正确的是()
A. 化学反应的限度都相同
B. 可以通过改变温度控制化学反应的限度
C. 可以通过延长化学反应的时间改变化学反应的限度
D. 当一个化学反应在一定条件下达到限度时,反应即停止
考点: 化学平衡建立的过程.
专题: 化学平衡专题.
分析: 根据化学平衡状态分析化学反应的限度.
解答: 解:在一定条件下的可逆反应经过移动的时间后,正、逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再发生变化,这种表面上静止的“平衡状态”就是这个可逆反应所能达到的限度.
A、化学反应不同,限度不同,故A错误.
B、可以改变外界条件控制化学反应的限度,故B正确.
C、化学反应的限度与反应时间无关,故C错误.
D、当化学反应在一定条件下达到限度时,正、逆反应速率相等,反应未停止,故D错误.
故选B.
点评: 注意以下几点:
1、化学平衡状态是可逆反应在一定条件下进行的最大限度;
2、任何可逆反应的进程都有一定的限度,只是不同可逆反应的限度不同罢了;
3、温度、浓度、气体的压强等都能使化学反应速率发生改变,所以化学反应的限度可用通过改变条件而改变;
4.(3分)不具有放射性的同位素称之为稳定同位素,近20年来,稳定同位素分析法在植物生理学、生态学和环境科学研究中获得广泛应用.如在陆地生态系统研究中,2H、13C、15N、18O、34S等常用做环境分析指示物.下列说法中正确的是()
A. 34S原子核内的中子数为16
B. 1H216O在相同条件下比1H218O更易蒸发
C. 13C和15N原子核内的质子数相差2
D. 2H+的酸性比1H+的酸性更强
考点: 同位素及其应用;质量数与质子数、中子数之间的相互关系.
专题: 原子组成与结构专题.
分析: A、利用质子数+中子数=质量数来计算;
B、利用相对分子质量来比较分子晶体的沸点,沸点低的容易蒸发;
C、C原子的质子数为6,N原子的质子数为7;
D、2H+与1H+都是氢离子,化学性质相同.
解答: 解:A、34S原子核内的中子数为34﹣16=18,故A错误;
B、因1H216O的相对分子质量1×2+16=18,1H218O的相对分子质量为1×2+18=20,则1H216O的沸点低,1H216O在相同条件下比1H218O更易蒸发,故B正确;
C、C原子的质子数为6,N原子的质子数为7,则13C和15N原子核内的质子数相差7﹣6=1,故C错误;
D、2H+与1H+都是氢离子,化学性质相同,即2H+的酸性与1H+的酸性相同,故D错误;
故选B.
点评: 本题以信息来考查同位素及原子的构成等知识,较简单,属于基础知识的考查,明确原子中的量的关系及比较物质的沸点、酸性的方法即可解答.
5.(3分)用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加大的是()
A. 加热
B. 不用稀硫酸,改用98%的浓硫酸
C. 滴加少量CuSO4溶液
D. 不用铁片,改用铁粉
考点: 化学反应速率的影响因素.
专题: 化学反应速率专题.
分析: A、温度升高,化学反应速率增大;
B、一般增大反应物的浓度增大,反应速率增大,但应考虑浓硫酸的强氧化性来分析;
C、利用原电池来分析加快反应速率;
D、利用增大接触面积来分析加快反应速率.
解答: 解:A、因加热时反应体系的温度升高,则化学反应速率加快,故A能;
B、因浓硫酸具有强氧化性,铁与浓硫酸反应生成二氧化硫而不生成氢气,故B不能;
C、滴加少量CuSO4溶液,铁置换出Cu,构成Fe、Cu原电池,从而加快了生成氢气的反应速率,故C能;
D、改用铁粉,增大了铁与硫酸反应的接触面积,则反应速率加快,故D能;
故选B.
点评: 本题较简单,考查影响化学反应速率的常见因素,学生应熟悉温度、浓度、构成原电池、增大接触面等对化学反应速率的影响来解答,但浓硫酸的性质是学生解答中容易忽略的知识.
6.(3分)已知:(1)H2(g)+O2(g)═H2O(g);△H=a kJ/mol
(2)2H2(g)+O2(g)═2H2O(g);△H=b kJ/mol
(3)H2(g)+O2(g)═H2O(l);△H=c kJ/mol[
(4)2H2 (g)+O2(g)═2H2O(l);△H=d kJ/mol
下列关系式中正确的是()
A. a<c<0 B. b>d>0 C. 2a=b<0 D. 2c=d>0
考点: 反应热和焓变.
专题: 化学反应中的能量变化.
分析: 根据燃烧反应为放热反应,△H<0,由系数确定 d=2c<0;b=2a<0;d中生成的是液态水,热量多,绝对值比b气态水的大,但绝对值越大相应数值越小所以d<b<0,c 中生成的是液态水,热量多,绝对值比a气态水的大,但绝对值越大相应数值越小所以c<a<0;
解答: 解:A、c 中生成的是液态水,热量多,绝对值比a气态水的大,但绝对值越大相应数值越小所以c<a<0,故A错误;
B、d中生成的是液态水,热量多,绝对值比b气态水的大,但绝对值越大相应数值越小所以d<b<0,故B错误;
C、燃烧反应为放热反应,△H<0,由系数确定 d=2c<0;b=2a<0,故C正确;
D、燃烧反应为放热反应,△H<0,由系数确定 d=2c<0;b=2a<0,故D错误;
故选:C.
点评: 本题主要考查了反应热大小的比较,难度不大,需要注意的是a、b、c、d含有+/﹣的比较的时候要带入比较.
7.(3分)NA为阿伏加德罗常数的值.下列叙述正确的是()
A. 1.0L1.0mol•L﹣1的NaClO水溶液中含有的氧原子数为NA
B. 总质量为ag的CO和N2的混合物中所含原子总数为
C. 2.24L 的2H35Cl分子中的中子数是1.9NA
D. 某密闭容器中盛有0.1mol N2和0.3molH2,在一定条件下充分反应,形成N﹣H键的数目为0.6NA
考点: 阿伏加德罗常数.
分析: A、根据偏铝酸钠溶液中的溶剂水中也含有氧原子分析;
B、CO和N2的摩尔质量均为28g/mol,且均为双原子分子;
C、2H35Cl气体所处的状态不明确;
D、合成氨的反应为可逆反应,不能进行彻底.
解答: 解:A、由于NaAlO2水溶液中的溶剂水中含有氧原子,所以无法计算溶液中含有的氧原子数目,故A错误;
B、CO和N2的摩尔质量均为28g/mol,故ag混合物的物质的量n=,由于两者均为双原子分子,故混合物中所含的原子为mol,个数为个,故B正确;
C、2H35Cl气体所处的状态不明确,不一定是标况下,故其物质的量不一定是0.1mol,则含有的中子数不一定是1.9NA个,故C错误;
D、合成氨的反应为可逆反应,不能进行彻底,故0.1mol N2和0.3molH2,在一定条件下充分反应,生成的氨气的物质的量小于0.2mol,则形成的N﹣H键的数目小于0.6NA个,故D错误.
故选B.
点评: 本题考查了阿伏伽德罗常数的有关计算,熟练掌握公式的使用和物质的结构是解题关键,难度不大.
8.(3分)分别向1L 0.5mol/L NaOH溶液加入①稀醋酸 ②浓硫酸 ③稀硝酸,恰好完全反应的反应热分别为△H1、△H2、△H3,它们的关系正确的是()
A. △H1>△H2>△H3 B. △H1>△H3>△H2 C. △H1=△H2=△H3 D. △H3>△H1>△H2
考点: 反应热的大小比较.
分析: 25℃,101kPa时,强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3kJ/mol,注意弱电解质的电离吸热,浓硫酸溶于水放热.
解答: 解:强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应:H+(aq)+OH﹣(aq)=H2O△H=一57.3kJ/mol,分别向1L 0.5mol/L的NaOH溶液中加入:①稀醋酸;②浓H2SO4;③稀硝酸,醋酸的电离吸热,浓硫酸溶于水放热,则恰好完全反应时的放出的热量为②>③>①,所以△H2<△H3<△H1,故选B.
点评: 本题主要考查了中和热大小的比较,需要注意的是弱电解质的电离吸热,浓硫酸溶于水放热以及比较大小时要考虑“﹣”号.
9.(3分)下列说法中正确的是()
A. 锌锰干电池为一次性电池,内部的氧化还原反应是不可逆的
B. 铜锌稀硫酸原电池在使用时,电解质溶液中的阳离子向负极移动
C. 锌锰干电池的正极发生氧化反应:Zn﹣2e﹣=Zn2+
D. 电解质溶液导电和金属导电一样,是物理变化
考点: 原电池和电解池的工作原理.
分析: A.锌锰电池是一次性电池;
B.原电池中阳离子向正极移动;
C.负极发生氧化反应;
D.电解质溶液的导电发生电解.
解答: 解:A.锌锰电池不能反复充电放电,是一次性电池,故A正确;
B.原电池中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,故B错误;
C.负极发生氧化反应,所以锌锰干电池的负极发生氧化反应:Zn﹣2e﹣=Zn2+,故C错误;
D.电解质溶液的导电发生电解,为化学变化,故D错误;
故选A.
点评: 本题考查原电池的组成和工作原理,涉及反应的实质以及正负极的判断,题目难度不大,建议把相关基础知识掌握好.
10.(3分)如图所示的直型石英玻璃封管中充有CO气体,左端放置不纯的镍(Ni)粉.在一定条件下,Ni可以与CO(g)发生如下反应:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)Ni粉中的杂质不与CO(g)发生反应.玻璃管内左右两端的温度分别稳定在350K和470K,经过足够长时间后,右端的主要物质是()
A. 纯Ni(s)和Ni(CO)4(g) B. 纯Ni(s)和CO(g)
C. 不纯Ni(s)和CO(g) D. 不纯Ni(s)和Ni(CO)4(g)
考点: 化学平衡的调控作用.
专题: 化学平衡专题.
分析: 由反应条件和反应的方程式可知,Ni和CO在323~353K时生成Ni(CO)4,在453~473K时生成Ni和CO,以此判断右端的主要物质.
解答: 解:由反应Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)可知,
左端Ni和CO在323~353K时生成Ni(CO)4,Ni粉中的杂质不与CO发生反应,则杂质应存留在左端,
在453~473K时,Ni(CO)4分解生成Ni和CO,在右端得到纯净的Ni(s)和CO(g),
故选B.
点评: 本题考查化学平衡移动,题目难度不大,注意把握题给信息,根据反应的条件和转化的方向进行判断.
11.(3分)如图就是一个用废旧材料制作的可用于驱动玩具的电池的示意图.当电池工作时,下列有关说法不正确的是()
A. 此电池的能量转化率未达到100%
B. 铝罐将逐渐被腐蚀,电池供电时铝罐上发生氧化反应
C. 炭棒应与玩具电机的正极相连
D. 电池工作一段时间后炭棒和碳粒的质量会减轻
考点: 原电池和电解池的工作原理.
分析: 该装置构成原电池,铝易失电子作负极、碳作正极,负极上电极反应式为Al﹣3e﹣=Al3+,正极上电极反应式为O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣,原电池放电时,正极应与玩具电机的正极相连.
解答: 解:A.该电池放电时,部分化学能转化为热能,所以电能的能量转化率不是100%,故A正确;
B.铝易失电子发生氧化反应而作负极,电极反应式为Al﹣3e﹣=Al3+,故B正确;
C.放电时,碳棒应该与玩具电机的正极相连,故C正确;
D.正极电极反应式为O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣,所以碳棒和炭粒质量不变,故D错误;
故选D.
点评: 本题考查了原电池原理,明确正负极的判断方法、正负极上发生的反应是解本题关键,实际上该装置是铝的吸氧腐蚀,题目难度不大.
12.(3分)固体A的化学式为NH5,它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体的最外电子层结构,则下列有关说法不正确的是()
A. 1 mol NH5中含有5 NA个N﹣H键(NA表示阿伏加德罗常数)
B. NH5中既有共价键又有离子键
C. NH5的电子式为
D. 它与水反应的离子方程式为NH4++H﹣+H2O=NH3•H2O+H2↑
考点: 不同晶体的结构微粒及微粒间作用力的区别;离子方程式的书写;共价键的形成及共价键的主要类型.
分析: 固体A的化学式为NH5,它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体的最外电子层结构,则NH5属于铵盐,电子式为,铵根离子和氢离子之间存在离子键,铵根离子中N原子和H原子之间存在共价键,据此分析解答.
解答: 解:A.NH5中存在离子键和共价键,1 mol NH5中含有4NA个N﹣H键(NA表示阿伏加德罗常数),含有1mol离子键,故A错误;
B.NH5属于铵盐,铵根离子和氢离子之间存在离子键、铵根离子中N原子和H原子之间存在共价键,所以NH5中既有共价键又有离子键,故B正确;
C.NH5属于铵盐,铵根离子和氢离子之间存在离子键、铵根离子中N原子和H原子之间存在共价键,电子式为,故C正确;
D.NH5和水发生氧化还原反应生成一水合氨和氢气,离子方程式为NH4++H﹣+H2O=NH3•H2O+H2↑,故D正确;
故选A.
点评: 本题考查物质结构和性质,侧重考查学生获取信息、加工信息能力,明确该物质结构是解本题关键,注意该物质中存在的化学键,注意该物质中H元素化合价不都相等,题目难度不大.
13.(3分)已知下列反应的热化学方程式:
6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)═2C3H5(ONO2)3(l)△H1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H2
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H3
则反应4C3H5(ONO2)3(l)═12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)的△H为()
A. 12△H3+5△H2﹣2△H1 B. 2△H1﹣5△H2﹣12△H3
C. 12△H3﹣5△H2﹣2△H1 D. △H1﹣5△H2﹣12△H3
考点: 有关反应热的计算;热化学方程式.
专题: 化学反应中的能量变化.
分析: 根据盖斯定律,利用方程式的加减得出C3H5(ONO2)3分解成CO2、N2、H2O、O2的化学方程式,其反应热也要相应的加减,从而得出其热化学反应方程式.
解答: 解:已知:
①6C(s)+5H2(g)+3N2(g)+9O2(g)═2C3H5(ONO2)3(l)△H1
②2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H2
③C(s)+O2(g)═CO2(g)△H3
由盖斯定律:5×②+12×③﹣2×①得:4C3H5(ONO2)3(l)═12CO2(g)+10H2O(g)+O2(g)+6N2(g)△H=12△H3+5△H2﹣2△H1;
故选A.
点评: 本题考查了反应热的计算,侧重于盖斯定律应用的考查,题目难度不大,准确把握盖斯定律的概念是关键.
14.(3分)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大.X的原子半径比Y的小,且X与Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数.X与W同主族,Z是地壳中含量最高的元素.下列说法不正确的是()
A. 原子半径的大小顺序:r(W)>r(Y)>r(Z)>r(X)
B. 元素Z、W的简单离子的电子层结构相同
C. 元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强
D. X、Y两种元素可形成分别含有10e﹣和18e﹣的化合物
考点: 原子结构与元素周期律的关系.
分析: 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,Z是地壳中含量最高的元素,则Z为O元素;由原子序数可知,Y处于第二周期,而X的原子半径比Y的小,则X只能处于第一周期,故X为H元素;X与W同主族,W原子序数大于氧,故W为Na;X与Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数,则Y原子最外层电子数为6﹣1=5,故Y为N元素,据此解答.
解答: 解:短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,Z是地壳中含量最高的元素,则Z为O元素;由原子序数可知,Y处于第二周期,而X的原子半径比Y的小,则X只能处于第一周期,故X为H元素;X与W同主族,W原子序数大于氧,故W为Na;X与Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数,则Y原子最外层电子数为6﹣1=5,故Y为N元素.
A.同周期自左而右原子半径减小、同主族自上而下原子半径增大,所有元素中H原子半径最小,故原子半径:r(Na)>r(N)>r(N)>r(O),故A正确;
B.元素Z、W的简单离子分别为O2﹣、Na+,离子核外均含有10个电子,离子的电子层结构相同,故B正确;
C.元素的非金属性越强,其气态氢化物的稳定性越强,非金属性Y(N)<Z(O),所以Z的气态简单氢化物的热稳定性比Y的强,故C错误;
D.X、Y两种元素可形成NH3、N2H4,分子中分别含有10e﹣和18e﹣,故D正确,
故选C.
点评: 本题考查原子结构和元素周期律,推断元素是解题关键,熟练掌握同一周期、同一主族元素性质递变规律,题目难度不大.
15.(3分)向足量H2SO4溶液中加入100mL 0.4mol•L﹣1 Ba(OH)2溶液,放出的热量是5.12kJ.如果向足量Ba(OH)2溶液中加入100mL 0.4mol•L﹣1盐酸时,放出的热量为2.2 kJ.则Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为()
A. Ba2+(aq)+SO42﹣(aq)═BaSO4(s)△H=﹣2.92 kJ•mol﹣1
B. Ba2+(aq)+SO42﹣(aq)═BaSO4(s)△H=﹣18 kJ•mol﹣1
C. Ba2+(aq)+SO42﹣(aq)═BaSO4(s)△H=﹣73 kJ•mol﹣1
D. Ba2+(aq)+SO42﹣(aq)═BaSO4(s)△H=﹣0.72 kJ•mol﹣1
考点: 反应热和焓变;热化学方程式.
专题: 化学反应中的能量变化.
分析: 向H2SO4溶液中加入100mL 0.4mol•L﹣1 Ba(OH)2溶液反应涉及的离子方程式有Ba2+(aq)+SO42﹣(aq)=BaSO4(s),H+(aq)+OH﹣(aq)=H20(l),向足量Ba(OH)2溶液中加入100mL 0.4mol•L﹣1 HCl溶液时,反应涉及的离子方程式为H+(aq)+OH﹣(aq)=H20(l),Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的离子方程式为Ba2+(aq)+SO42﹣(aq)=BaSO4(s),从能量守恒的角度解答.
解答: 解:100mL 0.4mol•L﹣1 Ba(OH)2的物质的量为0.04mol,向H2SO4溶液中加入100mL 0.4mol•L﹣1 Ba(OH)2溶液反应涉及的离子方程式有Ba2+(aq)+SO42﹣(aq)=BaSO4(s),H+(aq)+OH﹣(aq)=H20(l),100mL 0.4mol•L﹣1 HCl的物质的量为0.04mol,反应涉及的离子方程式为H+(aq)+OH﹣(aq)=H20(l),根据放出的热量为2.2kJ,
可知H+(aq)+OH﹣(aq)=H20(l)△H=﹣=﹣55kJ•mol﹣1,
设Ba2+(aq)+SO42﹣(aq)=BaSO4(s)△H=﹣QkJ•mol﹣1,
则0.04Q+0.08mol×55kJ•mol﹣1=5.12kJ,解之得Q=18,
所以Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应的热化学方程式为Ba2+(aq)+SO42﹣(aq)=BaSO4(s)△H=﹣18kJ•mol﹣1.
故选B.
点评: 本题考查热化学方程式的书写和反应热的计算,题目难度不大,注意从能量守恒的角度解答该题.
16.(3分)如图所示的五中元素中,W、X、Y、Z为短周期元素,这四种元素的原子最外层电子数之和为22,下列说法正确的是()
A. X、Y、Z三种元素最低价氢化物的沸点依次升高
B. 由X、Y和氢三种元素形成的化合物中只有共价键
C. 物质WY2,W3X4,WZ4均有熔点高,硬度大的特性
D. T元素的单质具有半导体的特性,T与Z元素可形成化合物TZ4
考点: 真题集萃;元素周期律和元素周期表的综合应用.
专题: 元素周期律与元素周期表专题.
分析: W、X、Y、Z为短周期元素,这四种元素的原子最外层为22,则X、Y为第二周期元素,W、Z为第三周期元素,设X的最外层电子为x,则Y、W、Z的最外层电子数分别为x+1、x﹣1、x+2,所以x+x+1+x﹣1+x+2=22,解得x=5,即X为N,Y为O,W为Si,Z为Cl,W与T同主族,则T为Ge,然后结合元素化合物知识来解答.
解答: 解:W、X、Y、Z为短周期元素,这四种元素的原子最外层为22,则X、Y为第二周期元素,W、Z为第三周期元素,设X的最外层电子为x,则Y、W、Z的最外层电子数分别为x+1、x﹣1、x+2,所以x+x+1+x﹣1+x+2=22,解得x=5,即X为N,Y为O,W为Si,Z为Cl,W与T同主族,则T为Ge,
A.X、Y、Z三种元素最低价氢化物分别为NH3、H2O、HCl,NH3、H2O中存在氢键,沸点都比HCl高,故A错误;
B.N、H、O三种元素可形成NH4NO3,是离子化合物,既有共价键也有离子键,故B错误;
C.SiO2、Si3N4属于原子晶体,熔点高,硬度大,而SiCl4属于分子晶体,熔点低,硬度小,故C错误;
D.Ge元素位于金属与非金属之间的分界线,因此具有半导体的特性,与碳属于同一主族,最外层四个电子,性质相似,可形成GeCl4,故D正确;
故选D.
点评: 本题为2014年浙江2015届高考化学试题,把握短周期及最外层电子数的关系推断元素为解答的关键,涉及氢键、化学键、晶体类型及性质、元素周期律等,综合性较强,题目难度不大.
二、非选择题(本题包括8小题,共52分)
17.(6分)如图是某同学设计的放热反应的观察装置.
其实验操作是①按图所示将实验装置连接好;②在U形管内加入少量红墨水,打开T形管螺旋夹,使U形管内两边的液面处于同一水平面,再夹紧螺旋夹;③在中间的试管里盛1g氧化钙,当滴入2mL左右的蒸馏水后,即可观察.
试回答:
(1)预计实验中能观察到的现象是U形玻璃管里的红墨水(或品红)会沿开口端上升.
(2)该实验中①②操作之间必须进行的一步实验操作是检查装置气密性.
(3)实验中发生的化学反应方程式CaO+H2O═Ca(OH)2.
(4)说明CaO、H2O的能量与Ca(OH)2能量之间的关系1molCaO和1molH2O的能量和大于1molCa(OH)2的能量.
考点: 探究吸热反应和放热反应.
分析: (1)氧化钙和水之间的反应是放热的,气体具有热胀冷缩的性质;
(2)由于气压原因导致的实验现象一定要保证装置不漏气;
(3)CaO和水反应的化学反应生成Ca(OH)2;
(4)根据反应物总能量和生成物总能量之间的大小关系决定反应的吸放热情况.
解答: 解:(1)氧化钙和水之间的反应是放热的,所以试管内温度升高,气体具有热胀冷缩的性质,导致内部压强增大,U形玻璃管里的红墨水(或品红)会沿开口端上升,
故答案为:U形玻璃管里的红墨水(或品红)会沿开口端上升;
(2)该实验是由于气压原因导致的实验现象出现,所以实验之前一定要检查装置气密性,
故答案为:检查装置气密性;
(3)CaO和水反应生成氢氧化钙,反应的化学反应方程式为:CaO+H2O═Ca(OH)2,
故答案为:CaO+H2O═Ca(OH)2;
(5)CaO+H2O═Ca(OH)2,根据实验现象可知:氧化钙和水之间的反应是放热的,1molCaO和1molH2O的能量和大于1molCa(OH)2的能量,
故答案为:1molCaO和1molH2O的能量和大于1molCa(OH)2的能量.
点评: 本题通过实验形式探究化学反应中的能量变化,题目难度中等,注意明确化学反应与能量变化的关系,要求学生学会对所学知识的迁移和应用,试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力.
18.(9分)表是元素周期表的一部分,针对表中的①~⑨种元素,填写下列空白:
主族
周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0族
2 ① ② ③
3 ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
4 ⑨
(1)在这些元素中,化学性质最不活泼的是:Ar(填具体元素符号,下同).
(2)在最高价氧化物的水化物中,酸性最强的化合物的分子式是HClO4,碱性最强的化合物的电子式是:.
(3)①~⑨中元素M的最高价氧化物的水化物是两性氢氧化物.则元素M在周期表中的位置是第3周期第ⅢA族(填写具体的周期数和族序数);写出M的氧化物与氢氧化钠溶液反应的化学方程式Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O.
(4)用电子式表示元素④与⑥的简单化合物的形成过程:,该化合物属于离子(填“共价”或“离子”)化合物.
(5)由元素②形成的单质的电子式是:,该物质是由非极性键(填“极性”或“非极性”)键形成的.
考点: 元素周期律和元素周期表的综合应用.
分析: 由元素在周期表中的物质,可知①是C,②是N,③是O,④是Na,⑤是Al,⑥是S,⑦是Cl,⑧是Ar,⑨是K.
(1)化学性质最稳定的是稀有气体;
(2)在最高价氧化物的水化物中,酸性最强是高氯酸,碱性最强的化合物是KOH;
(3)M的最高价氧化物的水化物是两性氢氧化物,则M为Al,氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水;
(4)元素④与⑥形成的化合物为Na2S,由钠离子与硫离子构成,用Na原子、S原子电子式表示其形成;
(5)由元素②形成的单质为N2,分子中N原子之间形成3对共用电子对;同种元素原子之间形成的共价键,属于非极性键.
解答: 解:由元素在周期表中的物质,可知①是C,②是N,③是O,④是Na,⑤是Al,⑥是S,⑦是Cl,⑧是Ar,⑨是K.
(1)稀有气体Ar原子最外层为稳定结构,化学性质最不活泼,故答案为:Ar;
(2)在最高价氧化物的水化物中,酸性最强是HClO4,碱性最强的化合物是KOH,电子式为,
故答案为:HClO4;;
(3)M的最高价氧化物的水化物是两性氢氧化物,则M为Al,处于周期表中第3周期第ⅢA族,氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水,反应方程式为:Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O,
故答案为:第3周期第ⅢA族;Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;
(4)元素④与⑥形成的化合物为Na2S,属于离子化合物,由钠离子与硫离子构成,用Na原子、S原子电子式表示其形成为:,
故答案为:,离子;
(5)由元素②形成的单质为N2,分子中N原子之间形成3对共用电子对,电子式为;由同种元素原子之间形成的共价键,属于非极性键,
故答案为:;非极性键.
点评: 本题考查元素周期律与元素周期表综合应用,题目难度不大,注意理解掌握用电子式表示物质或化学键的形成.
19.(8分)硫﹣碘循环分解水制氢主要涉及下列反应:
ⅠSO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI
Ⅱ2HI⇌H2+I2(g)
Ⅲ2H2SO4=2SO2+O2+2H2O
(1)分析上述反应,下列判断正确的是C.
A.反应Ⅲ易在常温下进行
B.反应Ⅰ中SO2氧化性比HI强
C.循环过程需补充H2O
D.循环过程产生1molO2的同时产生1molH2
(2)在一定条件下,体积不变的密闭容器中,能说明反应Ⅱ达到化学平衡状态的是A.
A.混合气体的颜色不再变化
B.混合气体的密度不再改变
C.反应混合物中各组分物质的浓度相等
D.H2、HI、I2三种物质的反应速率之比为1:2:1
E.容器中气体压强不变
(3)一定温度下,向1L密闭容器中加入1molHI(g),发生反应Ⅱ,H2物质的量随时间的变化如图所示.
①0~2min内的平均反应速率v(HI)=0.1mol/(L.min).
②下列关于化学反应速率的说法正确的是C.
A.对任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显
B.化学反应速率常用单位时间内任何一种反应物物质的量的减小或生成物物质的量的增加来表示
C.在一定条件下,可逆反应达到化学平衡状态时,正、逆反应的速率不再改变
D.增大反应物的浓度、降低反应的温度都能增大反应速率
③A点的逆反应速率v逆(H2)小于B点的正反应速率v正(H2)(填“大于”“小于”或“等于”).
考点: 化学平衡的影响因素;反应速率的定量表示方法;化学平衡状态的判断.
分析: (1)A.硫酸常温下,不易分解;
B.反应中二氧化硫表现还原性,氧化性比HI强;
C.1molSO2消耗2molH2O生成1molH2SO4,1molH2SO4分解生成1molSO2与1molH2O;
D.由Ⅲ可知产生lmolO2的同时产生2molSO2,由I可知2molSO2生成4molHI,由Ⅱ可知4molHI分解生成2mol H2;
(2)可逆反应达到平衡状态,一定满足正逆反应速率相等,各组分的浓度不再变化;该反应的特点为:一是可逆反应;二是反应前后气体体积不相等;根据气体压强之比等于气体物质的量之比推断,该反应在整个反应过程中总压强是不变化的;
(3)①由图可知,2min内H2物质的量的变化量,然后计算化学反应速率,再利用化学反应速率之比等于化学计量数之比来解答;
②A、反应速率与反应现象没有直接关系;
B、化学反应速率是用单位时间内浓度的变化量来表示的;
C、在一定条件下,可逆反应达到化学平衡状态时,正、逆反应的速率相等;
D、增大浓度能使反应速率加快,降低反应的温度则减小反应速率;
③B点反应向正反应方向移动,所以正反应速率v正(H2)在减小,又A点为平衡点,逆反应速率v逆(H2)=v正(H2),据此分析.
解答: 解:(1)A.硫酸常温下温度,不易分解,故A错误;
B.反应中二氧化硫表现还原性,还原性比HI强,碘单质氧化性大于二氧化硫,故B错误;
C.1molSO2消耗2molH2O生成1molH2SO4,1molH2SO4分解生成1molSO2与1molH2O,循环中水的量减少,故应补充水,故C正确;
D.由Ⅲ可知产生lmolO2的同时产生2molSO2,由I可知2molSO2生成4molHI,由Ⅱ可知4molHI分解生成2mol H2,即循环过程中产生l mol O2的同时产生2mol H2,故D错误;
故答案为:C;
(2)反应Ⅱ为2HI⇌H2+I2
A.混合气体的颜色不再变化,说明物质浓度不变,反应达到平衡状态,故A正确;
B.反应前后气体质量和体积不变,混合气体的密度始终不改变,不能说明反应达到平衡状态,故B错误;
C.物质浓度和起始量、变化量有关,反应混合物中各组分物质的浓度相等不能说明反应达到平衡状态,故C错误;
D.H2、HI、I2三种物质的反应速率之比为1:2:1,只能说明该反应的正反应速率之比,但不能说明正逆反应速率相同,故D错误;
E.反应前后气体体积不变,压强始终不变,容器中气体压强不变不能说明反应达到平衡状态,故E错误.
故答案为:A;
(3)①由图可知2min内氢气的物质的量增加了0.1mol,则氢气的浓度为=0.1mol/L,用氢气表示的化学反应速率为=0.05mol/(L.min),
由反应中的化学计量数可知v(HI)=0.05mol/(L.min)×2=0.1mol/(L.min),
故答案为:0.1mol/(L.min);
②A、反应速率快的现象不一定明显,如NaOH与HCl的反应,反应速率慢的现象可能明显,如铁生锈,故A错误;
B、化学反应速率常用单位时间内任何一种反应物物质的量浓度的减小或生成物物质的量浓度的增加来表示,故B错误;
C、在一定条件下,可逆反应达到化学平衡状态时,正、逆反应的速率相等,所以不再改变,故C正确;
D、增大浓度使活化分子数目增多则能使反应速率加快,降低温度使活化分子百分数减小,则能使反应速率减慢,故D错误;
故答案为:C;
③B点反应向正反应方向移动,所以正反应速率v正(H2)在减小,所以A点的正反应速率v正(H2)小于B点的正反应速率v正(H2),又A点为平衡点,逆反应速率v逆(H2)=v正(H2),即A点的逆反应速率v逆(H2)小于B点的正反应速率v正(H2),故答案为:小于.
点评: 本题主要考查了反应方程式的分析及计算,反应平衡图象,化学平衡标志、化学平衡和反应速率影响因素的分析应用,难度中等.对于图象,要看清图象的含义、拐点、平衡点,结合平衡移动规律进行判断.
20.(8分)A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素,其中仅含有一种金属元素,A和D最外层电子数相同;B、C和E在周期表中相邻,且C、E同主族.B、C的最外层电子数之和等于D的原子核外电子数,A和C可形成两种常见的液态化合物. 请回答下列问题:
(1)B元素的名称是氮.
(2)C、D、E三种原子对应的离子半径由大到小的顺序是S2﹣>O2﹣>Na+ (填具体离子).
(3)用某废弃的太阳能电池板中的半导体材料与A、C、D组成的化合物溶液反应,该反应的离子方程式为:Si+2OH﹣+H2O=SiO32﹣+2H2↑.
(4)在100mL18mol/L的浓的A、C、E组成的酸溶液中加入过量的铜片,加热使之充分反应,铜片部分溶解.产生的气体在标准状况下的体积可能是ab(填序号).
a.7.32L b. 6.72L c.20.16L d.30.24L
欲使上述反应中剩余的铜片继续溶解,可向其中加入B的最高价含氧酸所形成的钠盐,反应的离子方程式为:3Cu+8H++2NO3﹣=3Cu2++2NO↑+4H2O.
考点: 位置结构性质的相互关系应用.
分析: A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素,C与B、E在周期表中相邻,且C、E同主族,原子序数C大于A、B小于E,则C处于第二周期,E处于第三周期,所以B、C、E在周期表中的位置关系为,A和D最外层电子数相同,则二者处于同族,原子序数D大于C小于E,则D为第三周期,其中仅含一种金属元素,D应为金属,B、C的最外层电子数之和等于D的原子核外电子数,D的核外电子数为奇数,则D为钠元素或铝元素,若D为钠元素,则A为氢元素,B为氮元素,C为氧元素,E为硫元素,A和C可形成化合物H2O、H2O2,符合题意.若D为铝元素,则A为硼元素,B为氧元素,C为氟元素,E为氯元素,A和C形成化合物,不符合题意.故A为氢元素,B为氮元素,C为氧元素,D为钠元素,E为硫元素,据此答题.
解答: 解:A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素,C与B、E在周期表中相邻,且C、E同主族,原子序数C大于A、B小于E,则C处于第二周期,E处于第三周期,所以B、C、E在周期表中的位置关系为,A和D最外层电子数相同,则二者处于同族,原子序数D大于C小于E,则D为第三周期,其中仅含一种金属元素,D应为金属,B、C的最外层电子数之和等于D的原子核外电子数,D的核外电子数为奇数,则D为钠元素或铝元素,若D为钠元素,则A为氢元素,B为氮元素,C为氧元素,E为硫元素,A和C可形成化合物H2O、H2O2,符合题意.若D为铝元素,则A为硼元素,B为氧元素,C为氟元素,E为氯元素,A和C形成化合物,不符合题意.故A为氢元素,B为氮元素,C为氧元素,D为钠元素,E为硫元素,
(1)根据上面的分析可知,B为氮元素,故答案为:氮;
(2)C、D、E三种原子对应的离子为O2﹣、Na+、S2﹣,电子层数越多,半径越小,电子层数相同时,核电荷数越多,半径越小,所以它们半径由大到小的顺序是S2﹣>O2﹣>Na+,
故答案为:S2﹣>O2﹣>Na+;
(3)半导体材料为硅,与A、C、D组成的化合物为氢氧化钠溶液反应,该反应的离子方程式为:Si+2OH﹣+H2O=SiO32﹣+2H2↑,
故答案为:Si+2OH﹣+H2O=SiO32﹣+2H2↑;
(4)在100mL18mol/L的浓硫酸溶液中加入过量的铜片,加热使之充分反应,铜片部分溶解,1mol浓硫酸完全反应生成二氧化硫气体0.5mol,当浓硫酸变为稀硫酸时,反应停止,所以100mL18mol/L的浓硫酸产生的二氧化硫气体小于0.9mol,欲使上述反应中剩余的铜片继续溶解,可向其中加入硝酸钠,反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3﹣=3Cu2++2NO↑+4H2O;
故选ab;3Cu+8H++2NO3﹣=3Cu2++2NO↑+4H2O.
点评: 本题考查结构与位置关系、常用化学用语、氧化还原反应等,难度中等,是对知识综合运用与学生能力考查,推断元素是关键,需充分利用信息,对知识全面掌握.
21.(8分)某化学实验小组的同学用下列仪器组装两套完全相同的装置定量探究浓度对反应速率的影响.
(1)为达到本实验目的其装置连接顺序为:
a连c,b连d.
(2)连接好装置后的下一步操作是检查装置的气密性
(3)锥形瓶中发生反应的离子方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑
(4)两套装置的分液漏斗所装的试剂分别为1mol/L硫酸和4mol/L硫酸,该小组同学要测定并记录的数据如下表:
加入的试剂 H2的体积(相同条件下) 反应时间 反应速率
1mol/L硫酸 10mL t1 v1
4mol/L硫酸 10mL t2 v2
该小组同学通过实验得到的结果是:v1小于v2,其定量依据是t1>t2.
(5)另有一组同学测定了每隔一分钟,锥形瓶中硫酸的浓度,记录结果如下:
时间(min) 0 1 2 3 4 5 6 7 8
硫酸浓度(mol/L 4.0 3.8 3.5 3.1 2.6 2.2 1.9 1.8 …
请在右边给定的坐标图中作出v(H2)﹣t的图象.
请解释0到4mim时该化学反应速率随时间变化的原因:该反应为放热反应,随反应的进行,温度不断升高,所以反应速率不断加快.
(6)除上述实验方案可定量测定该反应的化学反应速率外,还可能有的实验测定方案有:相同时间内测定生成H2的体积(或相同时间内测定Zn的质量)(任写一种).
考点: 探究浓度、催化剂对化学平衡的影响.
专题: 实验设计题.
分析: (1)图示装置按照发生装置、排水法测量气体体积的顺序进行连接;
(2)连接后装置后,在装入药品前必须检查装置的气密性是否良好,避免影响测定结果;
(3)锥形瓶中锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,据此写出反应的离子方程式;
(4)根据浓度对反应速率的影响进行判断t1、t2的大小关系;
(5)根据表中不同时间段稀硫酸的浓度可以画出v(H2)﹣t的图象;根据该反应为放热反应及温度对反应速率的影响进行判断;
(6)还可以通过测定相同时间内生成氢气的体积来判断浓度对反应速率的影响.
解答: 解:(1)根据图示装置可知,实验目的是通过排水法测定生成氢气体积,其中集气瓶中的导管应该为短进长出法,所以导管连接顺序为:a→c→b→d,
故答案为:cbd;
(2)先连接装置,在装入药品前需要检查装置的气密性,否则若气密性较差会影响测定结果,
故答案为:检查装置的气密性;
(3)锥形瓶中稀硫酸与金属锌发生反应生成氢气,反应的离子方程式为:Zn+2H+=Zn2++H2↑,
故答案为:Zn+2H+=Zn2++H2↑;
(4)其它条件相同时,稀硫酸的浓度越大,反应速率越快,收集相同体积的氢气需要的时间越短,所以t1>t2,
故答案为:t1>t2;
(5)由表中时间与稀硫酸的浓度关系可以画出v(H2)﹣t的图象为:;由于该反应为放热反应,随反应的进行,温度不断升高,所以反应速率不断加快,
故答案为:;该反应为放热反应,随反应的进行,温度不断升高,所以反应速率不断加快;
(6)除上述实验方案可定量测定该反应的化学反应速率外,还可以通过测定相同时间内测定生成H2的体积进行判断浓度对反应速率的影响,
故答案为:相同时间内测定生成H2的体积(或相同时间内测定Zn的质量)(其他合理答案均可).
点评: 本题考查了探究浓度对反应速率的影响的方法,题目难度中等,注意明确难度对化学反应速率的影响,要求学生能够合理设计出探究浓度对反应速率影响的实验方案,并能够对实验方案的合理性进行正确评价.
22.(7分)(1)为了验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱,下列装置能达到实验目的是②
(2)将CH4设计成燃料电池,其利用率更高,装置如图所示(A、B为多孔碳棒).
①A处电极入口通甲烷(填A或B),其电极反应式为CH4﹣8e﹣+10OH﹣═CO32﹣+7H2O
②当消耗甲烷的体积为22.4L(标准状况下)时,假设电池的能量转化率为100%,则导线中转移电子的物质的量为8mol,消耗KOH的物质的量为10mol.
考点: 原电池和电解池的工作原理;化学电源新型电池.
专题: 电化学专题.
分析: (1)验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱,在原电池中,铜作负极、其它导电的金属或非金属作正极,电解质溶液为可溶性的铁盐;
(2)①根据电子流向知,A为负极、B为正极,燃料电池中通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极,甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水;
②根据甲烷和转移电子、氢氧化钾之间的关系式计算.
解答: 解:(1)验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱,在原电池中,铜作负极、其它导电的金属或非金属作正极,电解质溶液为可溶性的铁盐,
①中铁作负极、Cu作正极,电池反应式为Fe+2Fe3+=3Fe2+,不能验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱,故错误;
②中铜作负极、银作正极,电池反应式为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,能验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱,故正确;
③中铁发生钝化现象,Cu作负极、铁作正极,电池反应式为:Cu+2NO3﹣+4H+=Cu2++2NO2↑+2H2O,不能验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱,故错误;
④中铁作负极、铜作正极,电池反应式为:Fe+Cu2+=Cu+Fe2+,不能验证Fe3+与Cu2+氧化性强弱,故错误;
故选②;
(2)①根据电子流向知,A为负极、B为正极,燃料电池中通入燃料的电极为负极、通入氧化剂的电极为正极,所以A处通入甲烷,甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为CH4﹣8e﹣+10OH﹣═CO32﹣+7H2O,故答案为:A;CH4﹣8e﹣+10OH﹣═CO32﹣+7H2O;
②甲烷的物质的量为1mol,导线中转移电子的物质的量=1mol×8=8mol,根据CH4﹣8e﹣+10OH﹣═CO32﹣+7H2O知,消耗KOH的物质的量为甲烷物质的量的10倍,所以消耗氢氧化钾的物质的量是10mol,
故答案为:8;10.
点评: 本题考查了原电池和电解池原理,根据元素化合价变化确定氧化性强弱,根据方程式中各个物理量之间的关系式进行计算,题目难度不大.
23.(6分)已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在,而在蒸气状态时,含有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体,其中S4、S6和S8具有相似的结构特点,其结构如图1所示:
(1)在一定温度下,测得硫蒸气的平均摩尔质量为96g/mol,则该蒸气中S2分子的体积分数不小于50%.
(2)在一定条件下,S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g).反应过程和能量关系可用图2简单表示(图中的△H表示生成1mol产物的数据).
①写出表示S8燃烧热的热化学方程式S8(s)+8O2(g)═8SO2(g)△H=﹣8akJ•mol﹣1.
②若已知SO2分子中硫氧键的键能为dkJ•mol﹣1,O=O键的键能为ekJ•mol﹣1,则S8分子中S﹣S键的键能为(2d﹣a﹣e)kJ•mol﹣1.
考点: 含硫物质的性质及综合应用;化学方程式的有关计算;键能、键长、键角及其应用;热化学方程式.
分析: (1)当S2、S4 时S2分子的体积分数最小,结合平均值方法计算体积分数;
(2)①S8(s)和O2(g)发生反应转化为SO2(g)时放热为燃烧热,标注物质聚集状态和反应焓变写出热化学方程式;
②SO2分子中硫氧键的键能为dkJ•mol﹣1,O=O键的键能为ekJ•mol﹣1,结合反应热等于反应物的键能总和减去生成物键能总和计算.
解答: 解:(1)当S2、S4时S2分子的体积分数最小,设S2物质的量为x,S4物质的量为y,则=96,解得x:y=1:1,相同条件下气体物质的量之比等于体积之比物得到,该蒸气中S2分子的体积分数不小于×100%=50%,故答案为:50%;
(2)①S8(s)和O2(g)发生反应转化为SO2(g)时放热为燃烧热,由图可知生成1molSO2(g)放出热量为akJ,则燃烧热的S8(s)+8O2(g)═8SO2(g)△H=﹣8akJ•mol﹣1,故答案为:S8(s)+8O2(g)═8SO2(g)△H=﹣8akJ•mol﹣1;
②已知硫氧键(S=O)的键能为d kJ/mol,氧氧键(O=O)的键能为e kJ/mol,则设S8分子中硫硫键键能为xKJ/mol,由S8(s)+8O2(g)=8SO2(g)△H=﹣8aKJ/mol及反应热=反应物的键能总和﹣生成物的键能总和可知,8x+8e﹣16d=﹣8a,解得x=2d﹣a﹣e,
故答案为:(2d﹣a﹣e)KJ/mol.
点评: 本题以含硫物质考查热化学反应及计算,为高频考点,把握图象及燃烧热的概念、反应热与键能的关系等为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,题目难度不大.
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