2017-2018学年江西省奉新县第一中学高二上学期期末考试化学试题 解析版
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2017-2018学年江西省奉新县第一中学高二上学期期末考试化学试题 解析版
可能用到的相对原子质量: H-1 C-12 N-14 O-16 Mg-24 Al-27 Cu-64
第Ⅰ卷
一、选择题:(本题含16个小题,每小题3分,共48分。每小题只有一个正确答案)
1. 下列与化学有关的文献,理解错误的是
A. 《咏石灰》中“…烈火焚烧若等闲…要留清白在人间”其中“清白”是指氢氧化钙
B. 《咏煤炭》中“凿开混沌得乌金…不辞辛苦出山林”其中“乌金”的主要成分是煤炭
C. 《天工开物》记载:“以消石、硫磺为主,草木灰为辅。…魂散惊而魄齑粉”文中提到的是火药
D. 《天工开物》有如下描述:“世间丝、麻、裘 ,皆具素质…”文中的“裘”主要成分是蛋白质
【答案】A
【解析】A. 《咏石灰》(明·于谦)中“……烈火焚烧若等闲……要留清白在人间”,描述的是碳酸钙的受热分解,其中“清白”是指氧化钙,故A错误;B. 《咏煤炭》(明·于谦)中“凿开混沌得乌金……不辞辛苦出山林”描述的是煤炭的开采,其中“乌金”的主要成分是煤炭,故B正确;C. 《天工开物》中记载:“以消石、硫磺为主。草木灰为辅。……魂散惊而魄齑粉” ,消石、硫磺是制造火药的主要原料,故C正确;D. 《天工开物》中有如下描述:“世间丝、麻、裘、褐皆具素质……”文中的“裘”指的是动物的毛皮,主要成分是蛋白质,故D正确;故选A。
2. 对H2O的电离平衡不产生影响的粒子是:
A. B. 26Fe3+ C. D.
【答案】C
【解析】A、盐酸电离的氢离子抑制水电离,故A错误;B、铁离子水解,促进水电离,故B错误;C、氯离子不水解,对水电离没有影响,故C正确;D、醋酸根离子水解,促进水电离,故D错误;故选C。
3. 下列说法正确的是(NA表示阿伏加德罗常数的值):
A. 30g乙烷含有的共价键数目为8NA
B. 2.8g乙烯和丙烯的混合气体中所含碳原子数为0.2NA
C. 1mol甲基含10 NA个电子
D. 标况下,22.4L己烷完全燃烧后恢复至原状态,生成气态物质分子数为6NA
【答案】B
【解析】试题分析: A.每个乙烷分子含有6个碳氢键和1个碳碳单键,则30g乙烷含有的共价键数目为7NA,故A错误;B.乙烯和丙烯的最简式为CH2,2.8g乙烯和丙烯的混合气体中所含碳原子数为2.8g÷14g/mol×2NA=0.2NA,故A错误正确;C.甲基是中性基团,每个甲基含有9个电子,1mol甲基含9NA个电子,故C错误;D.标况下,己烷为液体,不能根据气体摩尔体积计算其物质的量,故D错误;答案为C。
【考点定位】考查阿伏加德罗常数的应用
【名师点晴】顺利解答该类题目的关键是:一方面要仔细审题,注意关键字词,熟悉常见的“陷阱”;另一方面是要把各种量转化为物质的量,以此为中心进行计算。特别要注意气体摩尔体积、阿伏加德罗定律的适用范围和使用条件。关于气体摩尔体积的使用注意:①气体的摩尔体积适用的对象为气体,而标况下水、CCl4、HF等为液体,SO3为固体;②必须明确温度和压强,只指明体积无法求算物质的量;③22.4L/mol是标准状态下或一定温度、一定压强下的气体摩尔体积。
4. 在反应3H2 + N2 2NH3 中,经一段时间后,氨的浓度增加了0.6 mol•L-1,在此时间内用H2表示的平均反应速率为0.45 mol•L-1s-1。则反应所经过的时间为
A. 0.44s B. 1s C. 2s D. 0.33s
【答案】C
【解析】用H2表示的平均反应速率为0.45 mol•L-1s-1,根据反应速率之比是相应的化学计量数之比以及方程式可知用氨气表示的反应速率应该是0.3 mol•L-1s-1,所以反应所经过的时间为0.6 mol•L-1÷0.3 mol•L-1s-1=2s,答案选C。
5. 下列实验装置正确(固定装置略去)且能达到实验目的的是:
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】A.缺少环形玻璃搅拌棒,A错误;B.温度计水银球应放在蒸馏烧瓶的支管出口处,且冷却水应该是下口进上口出,B错误;C.苯的密度小于水,在上层,C错误;D.在光照条件下甲烷与氯气发生取代反应,装置正确,D正确,答案选D。
6. 已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱如下图所示,下列说法中错误的有:
A. 由红外光谱可知,该有机物中至少有三种不同的化学键
B. 若A的化学式为C2H6O,则其结构简式为CH3—O—CH3
C. 仅由其核磁共振氢谱无法得知其分子中的氢原子总数
D. 由核磁共振氢谱可知,该有机物分子中有三种不同化学环境的氢原子
【答案】B
【解析】试题分析:A、红外光谱可知分子中至少含有C-H键、C-O键、O-H键三种不同的化学键,故A正确;B、红外光谱可知分子中含有C-H键、C-O键、O-H键,A的化学式为C2H6O,满足化学键的结构简式为CH3CH2OH,故B错误;C、核磁共振氢谱中只能确定H原子种类,无法得知其分子中的氢原子总数,故C正确;D、核磁共振氢谱中有3个峰说明分子中3种H原子,且峰的面积之比为1:2:3,所以三种不同的氢原子且个数比为1:2:3,故D正确;故选B。
【考点定位】考查常见有机化合物的结构
【名师点晴】本题考查红外光谱和核磁共振氢谱的简单识图。注意核磁共振氢谱只能确定H原子种类,峰的面积之比等于H原子数目之比。
7. 用铅蓄电池电解甲、乙电解池中的溶液。已知铅蓄电池的总反应为:
Pb(s) +PbO2(s)+2 H2SO4(aq) 2 PbSO4(s) +2 H2O(l) 电解一段时间后向c极和d极附近分别滴加酚酞试剂,c极附近溶液变红,下列说法正确的是:
A. d极为阴极
B. 放电时铅蓄电池负极的电极反应式为:
PbO2(s) + 4 H+(aq)+SO4 2-(aq)+4e- =PbSO4 (s) +2H2O (l)
C. 若利用甲池精炼铜,b极应为粗铜
D. 若四个电极材料均为石墨,当析出6.4 g Cu时,两池中共产生气体3.36 L(标准状况下)
【答案】C
【解析】A、电解一段时间后向c极和d极附近分别滴加酚酞试剂,c极附近溶液变红,说明C极附近有OH-生成,c电极上氢离子放电,c是阴极,则d极是阳极,故A错误;B、放电时铅蓄电池负极的电极反应式为:Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s),PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+4e-=PbSO4 (s)+2H2O(l),是正极上的反应,故B错误;C、若利用甲池精炼铜,粗铜作阳极,纯铜作阴极,所以b极应为粗铜,故C正确;D、若四个电极材料均为石墨,甲电解池中b阳极上生成氯气,a阴极上生成铜,乙电解池中d阳极上生成氧气,c阴极上生成氢气,当析出6.4 g Cu时,转移电子是0.2mol,所以生成0.1mol氯气、0.1mol氢气、0.05mol氧气,所以两池中共产生气体5.6 L(标准状况下),故D错误;故选C。
点睛:本题考查了电解原理,解题关键:能准确判断电解池的阴阳极,D是易错点,找全各电极上产生的气体,求出总体积。难度中等。
8. 下列化合物的一氯代物的数目大小排列顺序正确的是:①CH3CH2CH2CH2CH2CH3 ②(CH3)2CHCH(CH3)2 ③(CH3)3CCH2CH3 ④2,2,3,3﹣四甲基丁烷
A. ①>②>③>④ B. ③>②>④>① C. ③=①>②>④ D. ②>③=①>④
【答案】C
【解析】根据等效氢原子的判断方法结合烷烃的结构简式可以判断四种烷烃的一氯代物的数目,①CH3CH2CH2CH2CH2CH3的一氯代物有3种;②(CH3)2CHCH(CH3)2的一氯代物有2种;③(CH3)3CCH2CH3的一氯代物有3种;④2,2,3,3-四甲基丁烷的结构简式为(CH3)3CC(CH3)3,一氯代物有1种,因此为③=①>②>④,答案选C。
点睛:掌握等效氢原子的判断方法是解答的关键,尤其是具有对称性结构的烷烃。若不能从结构简式上直接判断,可以把它们的结构式画出来,这样判断更为直观。
9. 某无色溶液中由水电离产生的C(H+)和C(OH-)的乘积为1×10-18( 25℃),下列离子组在此溶液中能大量共存的是:
A. MnO4- Cl- K+ Na+ B. CO32- NO3- Cu2+ Na+
C. SO42- HCO3- K+ Na+ D. SO42- NO3- K+ Na+
【答案】D
【解析】试题分析:由水电离产生的c(H+)和c(OH-)的乘积为1×10-18( 25℃),为酸或碱溶液;A.酸溶液中MnO4-、Cl-、H+发生氧化还原反应,不能共存,且MnO4-为紫色,与无色不符,故A不选;B.酸溶液中不能存在CO32-,碱溶液中不能存在Cu2+,且CO32-、Cu2+结合生成沉淀,Cu2+为蓝色,与无色不符,故B不选;C.HCO3-既能与酸又能与碱反应,则不能共存,故C不选;D.酸、碱溶液中该组离子之间均不反应,可大量共存,且离子均为无色,故D选;故选D。
【考点定位】考查离子的共存
【名师点晴】把握习题中的信息及常见离子的反应为解答的关键,由水电离产生的c(H+)和c(OH-)的乘积为1×10-18( 25℃),为酸或碱溶液,根据离子之间不能结合生成沉淀、气体、水、弱电解质等,不能发生氧化还原反应,则离子大量共存,并结合离子的颜色来解答。
10. 某溶液中只含有Na+、H+、OH-、A-四种离子,下列说法不正确的是:
A. 若溶液中c(A-)=c(Na+),则溶液一定呈中性
B. 溶液中不可能存在:c(Na+)>c(A-)>c(H+)> c(OH-)
C. 若c(OH-)>c(H+),溶液中可能存在:c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)
D. 若溶质为NaA、HA,则不可能存在:c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
【答案】D
【解析】A.由电荷守恒可知c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),溶液中c(A-)=c(Na+),则c(OH-)=c(H+),溶液为中性,A正确;B.阳离子大于阴离子浓度,溶液电荷不守恒,如果c(Na+)>c(A-),则一定存在c(OH-)>c(H+),B正确;C.如NaOH的量较多,则可能存在c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+),C正确;D.若溶质为NaA、HA,二者等物质的量时且酸电离大于盐的水解,则可以存在c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),D错误;答案选D。
点睛:明确溶液中的溶质及电离、水解的程度是解答本题的关键,溶液中只含有Na+、H+、OH-、A-四种离子,则溶液中的溶质可能为NaA或NaA、HA或NaA、NaOH,结合电离平衡和水解平衡,合理利用溶液中电荷守恒定律分析离子浓度的关系。
11. 通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO:MgSO4(s)+CO(g) MgO(s)+CO2(g)+SO2(g) ΔH>0,该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后,若仅改变图中横坐标x的值,重新达到平衡后,纵坐标y随x变化趋势合理的是:
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
考点:考查外界条件对平衡状态的影响
12. 下列有机物的系统命名中正确的是:
A. 3-甲基-4-乙基戊烷 B. 3,3,4-三甲基己烷
C. 3,4,4-三甲基己烷 D. 3,5-二甲基己烷
【答案】B
【解析】试题分析:A.支链编号之和必须最小,正确命名是:3,4-二甲基己烷,A错误;B.符合烷烃命名原则,主链最长,主链编号之和最小等,B正确;C.支链编号之和必须最小,正确命名是:3,3,4-三甲基己烷,C错误;D.支链编号之和必须最小,正确命名是:2,4-二甲基己烷,D错误,答案选B。
【考点定位】本题考查烷烃的命名
【名师点晴】烷烃命名要抓住五个“最”:①最长-----选最长碳链为主链;②最多-----遇等长碳链时,支链最多为主链;③最近-----离支链最近一端编号;④最小-----支链编号之和最小(两端等距又同基,支链编号之和最小);⑤最简-----两不同取代基距离主链两端等距离时,从简单取代基开始编号。
13. 某原电池构造如图所示,下列叙述正确的是:
A. 原电池的总反应式为:Cu+2AgNO3 = 2Ag+Cu(NO3)2
B. 取出盐桥后,电流表的指针仍发生偏转
C. 外电路中每通过0.1 mol电子,铜的质量理论上减小6.4 g
D. 在外电路中,电子由银电极流向铜电极
【答案】A
【解析】A. 金属性铜强于银,铜是负极,银是正极,则原电池的总反应式为Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2,A正确;B. 取出盐桥后不能构成原电池,电流表的指针不发生偏转,B错误;C. 1mol铜失去2mol电子,外电路中每通过0.1 mol电子,铜的质量理论上减小3.2 g,C错误;D. 在外电路中,电子由铜电极流向银电极,D错误,答案选A。
14. 某溶液中可能含有SiO、OH-、CO、SO、AlO、HCO、Na+、Mg2+、Fe3+、Al3+等离子。 当向该溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的盐酸时,发现生成沉淀的物质的量随加入盐酸的体积变化如图所示。下列说法正确的是:
A. 原溶液中一定含有Na2SO4
B. 反应最后形成的溶液中的溶质只有NaCl
C. 原溶液中含有CO与AlO的物质的量之比为1∶2
D. 原溶液中一定含有的阴离子是OH-、CO、SiO、AlO
【答案】D
【解析】试题分析:根据图像,开始没沉淀,所以原溶液一定有OH—,一定没有HCO3—、Mg2+、Fe3+、Al3+,根据电荷守恒,一定有Na+;沉淀先增多后减少,但不能完全溶解,说明原溶液一定有SiO32—、AlO2—;滴加盐酸体积为,沉淀的量不变,说明溶液中一定含有CO32—,综合以上溶液可能含有SO42—,故A错误;若原溶液含有SO42—,反应最后形成的溶液中的溶质有NaCl、Na2SO4,故B错误;滴加盐酸体积为,发生反应为CO32-+2H+=H2O+CO2;,发生反应为,所以CO32- 与AlO2-的物质的量之比为3∶4,故C错误;原溶液中一定含有的阴离子是:OH—、CO32—、SiO32—、AlO2—,故D正确。
考点:本题考查离子检验。
15. 常温下,pH=11的氨水和pH=1的盐酸等体积混合(混合溶液体积为两溶液体积之和),恰好完全中和,则下列说法错误的是:
A. 氨水的浓度等于盐酸的浓度
B. 原氨水中有1%的含氮微粒为NH4+
C. 氨水中水电离出的c(H+)是盐酸中水电离出的c(H+)的100倍
D. 混合溶液中c(NH4+)+c(NH3•H2O)+c(NH3)=5×10﹣4mol•L
【答案】D
【解析】试题分析:等体积的氨水与盐酸混合后,恰好完全反应,所以一水合氨与氯化氢的物质的量相等,因二者等体积混合,则物质的量浓度相等,都是0.1mol/L, A正确;由分析可知,pH=11的氨水溶液浓度为0.1mol/L,则电离产生的c(OH-)=c(NH4+)=10-3mol/L,则原氨水中NH4+的含量为=1%, B正确; 氨水中的氢离子是水电离的,pH=11的氨水中水电离的氢离子浓度为10-11mol/L,盐酸中的氢氧根离子是水电离的,盐酸中水电离的氢氧根离子与氢离子浓度相等为,10-13mol/L,所以氨水中水电离出的c(H+)是盐酸中水电离出的c(H+)的100倍, C正确;反应后的溶液中NH4+、NH3•H2O与NH3三种微粒的平衡浓度之和为=0.05mol•L-1, D错误。
考点:考查酸碱中和原理,涉及强弱电解质的电离、水的离子积常数、物料守恒等。
16. T K时,向2.0L恒容密闭容器中充入0.10molCOCl2,发生反应,经过一段时间后反应达到平衡。反应过程中测得的部分数据见下表,下列说法正确的是:
A. T K时该反应的化学平衡常数为
B. 反应在前2s的平均速率 mol·L-1·s-1
C. 保持其他条件不变,升高温度,若新平衡时c(C12)=0.038 mol·L-1,则反应的△H < 0
D. 平衡后向上述容器中再充入0.10molCOCl2,平衡正向移动,COCl2的转化率增大
【答案】A
【解析】A、根据表中数据可知平衡时氯气是0.04mol,则
COCl2(g)Cl2(g)+CO(g)
起始浓度(mol/L) 0.05 0 0
转化浓度(mol/L) 0.02 0.02 0.02
平衡浓度(mol/L) 0.03 0.02 0.02
因此T K时该反应的化学平衡常数为,A正确;
B、反应在前2s内生成氯气是0.03mol,根据方程式可知生成CO是0.03mol,浓度是0.015mol/L,则CO的平均速率为0.015mol/L÷2s=0.0075mol·L-1·s-1,B错误;C、保持其他条件不变,升高温度,若新平衡时c(C12)=0.038mol·L-1>0.02mol·L-1,说明升高温度平衡向正反应方向进行,则反应的△H>0,C错误;D、平衡后向上述容器中再充入0.10molCOCl2,相当于增大压强,平衡逆向移动,COCl2的转化率减小,D错误,答案选A。
第Ⅱ卷
二、填空题:(本题含5小题,共52分)
17. 已知铅蓄电池的工作原理为Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O,现用如图装置进行电解(电解液足量),电解中发现Ag电极有气体产生。请回答下列问题。
(1)B是铅蓄电池的______极,放电过程中A电极反应式:__________________________。
(2)电解后甲池中电解液的PH________(填“减小”“增大”或“不变”)。,若甲池中产生气体11.2L(标准状况下),此时乙池中理论上Zn电极最多产生固体________ g。
(3)乙池中 C(碳)电极是_________极。C电极的电极反应式是_____________________,反应一段时间后,向乙池中加入一定量的___________(填化学式)固体,能使CuSO4溶液恢复到原浓度。
【答案】 (1). 正 (2). Pb-2e- + SO42- =PbSO4 (3). 增大 (4). 32 (5). 阳 (6). 4OH- -4e- = 2H2O + O2 ↑ (7). CuO
【解析】电解中发现Ag电极有气体产生,则Ag电极上发生2H++2e-=H2↑,则Ag电极为阳极,因此A为负极,B为正极。甲池中铁电极为阳极,Fe-2 e-=Fe2+;乙池中锌为阴极,Cu2++2 e-=Cu,C为阳极,4OH――4e-=2H2O+O2↑。
(1)根据上述分析,B是铅蓄电池的正极,A为负极,放电过程中A电极反应式为Pb+SO42--2e-=PbSO4,故答案为:正;Pb+SO42--2e-=PbSO4;
(2)甲池中用铁作阳极电解稀硫酸,电极反应分别为2H++2e-=H2↑,Fe-2 e-=Fe2+,电解后甲池中硫酸的浓度减小,溶液的酸性减弱,电解液的pH增大;标准状况下11.2L的氢气的物质的量为0.5mol,转移电子1mol;根据电路中转移的电子守恒,Zn电极析出0.5molCu,质量为32g,故答案为:增大;32;
(3)根据上述分析,乙池中 C(碳)电极是阳极。C电极的电极反应式为4OH――4e-=2H2O+O2↑,锌为阴极,Cu2++2 e-=Cu,反应一段时间后,溶液中减少的元素有铜和氧,要使CuSO4溶液恢复到原浓度,需要向乙池中加入一定量的氧化铜固体或碳酸铜固体,故答案为:阳;4OH――4e-=2H2O+O2↑;CuO。
点睛:本题考查了原电池和电解池原理,根据“Ag电极有气体产生”判断电源的正负极是解题的关键。本题的易错点为(2)中pH的变化,要注意铁为阳极。
18. 分析、归纳、探究是学习化学的重要方法和手段之一。下面就电解质A回答有关问题 (假定以下都是室温时的溶液)。
(1)电解质A的化学式为NanB,测得浓度为c mol/L的A溶液的pH=a
①当a =10时,A溶液呈碱性的原因是(用离子方式程式表示)___________________。
②当a =11,n =1时,A溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为_____________________, c(OH-)-c(HB)=________ mol/L。
③当n=1、c=0.1,溶液中c(HB)∶c(B-)=1∶999时,A溶液的pH为______(保留整数值)。
(2)已知难溶电解质A的化学式为XY2,测得其饱和溶液中X2+离子的浓度为c mol/L,则该难溶物XY2的溶度积常数为Ksp=_______。
【答案】 (1). Bn-+H2OHB(n-1)-+OH- (2). c(Na+)>c(B-)>c(OH-)>c(H+) (3). 1×10-11 (4). 10 (5). 4c3
【解析】(1)①NanB溶液的pH=10,NanB为强碱弱酸盐,在溶液中发生水解,溶液显碱性,水解方程式为Bn-+H2OHB(n-1)-+OH-;②当a=11,n=1时,由于B-离子水解,溶液显碱性,溶液中B-离子浓度减小,所以A溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(B-)>c(OH-)>c(H+);由电荷守恒可得:c(B-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),由物料守恒可知:c(Na+)=c(HB)+c(B-),将钠离子浓度带入电荷守恒可得:c(B-)+c(OH-)=c(H+)+c(HB)+c(B-),c(OH-)-c(HB)=c(H+)=1×10-11;③n=1、c=0.1,c(HB)∶c(B-)=1∶999,说明参与水解的B-离子为0.1%,水解生成的氢氧根离子浓度为:0.1mol/L×0.1%=0.0001mol/L,则溶液的pH为10;(2)已知难溶电解质A的化学式为XY2,测得其饱和溶液中X2+离子的浓度为c mol/L,则Y-浓度是2c mol/L,因此该难溶物XY2的溶度积常数为Ksp=c×(2c)2=4c3。
19. 溶液中的化学反应大多是离子反应。根据要求回答下列问题:
(1)盐碱地(含较多Na2CO3、NaCl)不利于植物生长,试用离子方程式表示:
盐碱地产生碱性的原因:__________________________________________;
已知水存在如下平衡:H2O+H2OH3O++OH-,向水中加入NaHSO4固体,水的电离平衡向________移动,且所得溶液显________性。
(3)若取pH、体积均相等的NaOH溶液和氨水分别用水稀释m倍、n倍,稀释后pH仍相等,则m________n (填“>”“<”或“=”)。
(4)常温下,在pH=6的CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中水电离出来的c(OH-)=________。
(5)已知:常温下,醋酸和NH3·H2O的电离平衡常数均为1.74×10-5;则 NH4HCO3溶液呈________性,NH4HCO3溶液中物质的量浓度最大的离子是________(填化学式)。
【答案】 (1). CO32-+H2OHCO3- + OH - (2). 逆反应方向 (3). 酸 (4). < (5). 10-8mol·L-1 (6). 碱 (7). NH4+
...............
点睛:本题考查较综合,涉及难溶物的溶解平衡、弱电解质的电离、盐类水解等知识点,解题关键:弱电解质电离特点、难溶物溶度积常数含义、盐类水解原理等,易错点(5),要用醋酸铵呈中性,作为参照物。
20. 氮的氧化物种类较多,有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5等,它们应用广泛。
(1)N2O是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。它可由NH4NO3在加热条件下分解产生,此反应的化学方程式为______________________________。
(2)N2O4可作火箭高能燃料N2H4的氧化剂。已知:2NO2(g)N2O4(g)△H=﹣akJ•mol﹣1;N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=﹣bkJ•mol﹣1;N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+ckJ•mol﹣1;(a、b、c均大于0)。写出气态肼(N2H4)在气态(N2O4)中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式________。
(3)平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示,即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压 × 物质的量分数[例如p(NO2)=p总×x(NO2)]。则反应2NO2(g)⇌N2O4(g)△H=﹣akJ•mol﹣1平衡常数Kp表达式为______(用p总、和各气体物质的量分数x表示)。
(4)新型绿色硝化剂N2O5可以通过N2O4为原料用电解法制备,实验装置如图所示。则电极B接直流电源的___极,电解池中生成N2O5的电极反应式为______________。
【答案】 (1). NH4NO3N2O↑+2H2O (2). 2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=﹣(c-a+2b)kJ•mol—1 (3). (4). 负 (5). N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+
【解析】(1)NH4NO3在加热条件下分解产生N2O,根据原子守恒可知还有水生成,则此反应的化学方程式为NH4NO3N2O↑+2H2O。
(2)已知:
①2NO2(g)N2O4(g)△H=﹣akJ•mol﹣1;
②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=﹣bkJ•mol﹣1;
③N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+ckJ•mol﹣1;
则根据盖斯定律可知②×2-①-③即得到气态肼(N2H4)在气态(N2O4)中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式为2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-(c-a+2b)kJ•mol—1。
(3)反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数Kp表达式为=。
(4)电极B产生N2O4,氮元素化合价降低,得到电子,是阴极,因此接直流电源的负极,电解池中生成N2O5的电极是阳极,其反应式为N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+。
21. 有A、B两种烃,其相关信息如下:
A: ①完全燃烧的产物中n(CO2)∶n(H2O)=2∶1 ②28< M (A)<60
③不能使溴的四氯化碳溶液褪色 ④一氯代物只有一种结构
B: ①饱和链烃,通常情况下呈气态、②有同分异构体、③二溴代物有三种
回答下列问题:
(1)烃A的实验式是 _____________;(2)烃A的结构简式是_____________;
(3)烃B的三种二溴代物的结构简式为___________、_____________、___________;
(4)烃C为烃B的同系物,常温下为气态且只有一种一溴代物,则烃C的一溴代物的结构简式
为_____________ (填一种即可)。
【答案】 (1). CH (2). (3). CHBr2CH(CH3)2 (4). CH2BrCBr(CH3)2 (5). CH2BrCH(CH3)CH2Br; (6). CH3Br 或 CH3CH2Br 或 (CH3)3CCH2Br
【解析】试题分析:A完全燃烧的产物中n(CO2):n(H2O)=2:1,故A的组成可以表示为(CH)n,由于28<M(A)<60,故28<13n<60,解得2.2<n<4.7,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,说明分子中不含不饱和键,一氯代物只有一种结构,说明分子中H原子为等效H原子,故n=4,A分子式为C4H4,为正四面体结构,A为;B是饱和链烃,通常情况下呈气态,碳原子数目小于5(新戊烷除外),有同分异构体,碳原子数目大于3,二溴代物有三种为,故B为CH(CH3)3,(1)A分子式为C4H4,最简式是CH;(2)由上述分析可知,烃A的结构简式是;(3)B为CH(CH3)3,三种二溴代物的结构简式为:CHBr2CH(CH3)2、CH2BrCBr(CH3)2、CH2BrCH(CH3)CH2Br;(4)烃C为CH(CH3)3的同系物,常温下为气态且只有一种一溴代物,烃C为甲烷或乙烷或新戊烷,故烃C的一溴代物的结构简式为CH3Br 或CH3CH2Br或(CH3)3CCH2Br。
考点:考查有机物分子式的确定、官能团的性质、同分异构体等知识。