2022-2023学年安徽省桐城中学高二上学期月考(1)化学试题含解析
展开安徽省桐城中学2022-2023学年高二上学期月考(1)
化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.化学与生产生活息息相关,下列说法不正确的是
A.泡沫灭火器喷出的主要物质是Al(OH)3和CO2
B.长期使用(NH4)2SO4作化肥会使土壤酸化
C.电解饱和食盐水可以得到金属钠和氯气
D.合成氨工业中,将NH3及时液化分离有利于提高反应物的利用率
【答案】C
【详解】A.泡沫灭火器原理是NaHCO3溶液和Al2(SO4)3发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳,离子方程式为3HCO+Al3+=3CO2↑+Al(OH)3↓,喷出的主要物质是Al(OH)3和CO2,故A正确;
B.(NH4)2SO4水解显酸性,则长期使用(NH4)2SO4化肥会使土壤酸化,故B正确;
C.钠是活泼金属,电解饱和食盐水不能得到金属钠,工业上常常采用电解熔融氯化钠得到金属钠和氯气,故C错误;
D.将NH3及时液化分离,生成物浓度减小,平衡右移,有利于提高反应物的利用率,故D正确;
故选:C。
2.下列有关电解质电离过程的叙述不正确的是
A.NaCl溶于水破坏了离子键
B.HCl溶于水破坏了共价键
C.CH3COONa溶于水促进了水的电离
D.CH3COOH在水中的电离方程式为CH3COOH=H++CH3COO-
【答案】D
【详解】A.NaCl溶于水电离出钠离子和氯离子,破坏了离子键,故A正确;
B.HCl为共价化合物,溶于水时发生电离生成氢离子和氯离子,破坏了共价键,故B正确;
C.CH3COONa溶于水发生水解反应:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,结合水中氢离子破坏水的电离平衡,可促进水的电离,故C正确;
D.CH3COOH是弱酸,在水中部分电离,电离方程式为CH3COOHH++CH3COO-,故D错误;
故选:D。
3.下列说法正确的是
A.图1为放热反应,放热反应不需要加热就能反应
B.图2为吸热反应,分解反应均为吸热反应
C.反应热描述的是化学反应前后的热量变化,任何化学反应都有反应热
D.同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
【答案】C
【详解】A.图1反应物的总能量比生成物总能量大,为放热反应,有些放热反应不加热不能发生,如铝热反应,故A错误;
B.图2反应物的总能量比生成物总能量小,为吸热反应,但少数分解反应均为放热反应,如NH4NO3炸药分解,释放出能量,故B错误;
C.化学反应的实质是反应物化学键断裂和生成物中化学键的形成,过程中一定伴随能量变化,所以任何化学反应都有反应热,故C正确;
D.焓变与反应条件无关,则同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同,故D错误;
故选:C。
4.实验测得:101 kPa时,1 mol H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ的热量;1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2,放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式书写正确的是
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ
C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
D.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=890.3 kJ·mol-1
【答案】A
【详解】A.1mol氢气完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,热化学反应方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,故A正确;
B.焓变的单位是kJ/mol,不是kJ,故B错误;
C.根据题意,甲烷燃烧生成液态水时的热化学反应方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1,气态水转化成液态水放出热量,因此CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH>-890.3 kJ·mol-1,故C错误;
D.甲烷燃烧是放热反应,ΔH<0,故D错误;
答案为A。
5.化学反应的方向问题对于理论研究与生产实践都有及其重要的意义,下列有关化学反应方向的判断不正确的是
A.ΔH<0,ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行
B.某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应
C.Na与H2O的反应是熵增的放热反应,该反应能自发进行
D.2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的ΔH<0
【答案】A
【详解】A.△H<0、△S>0的反应在任何温度下都满足△H-T△S<0,即任何温度下该反应均能自发进行,故A错误;
B.吸热反应的△H>0,△H-T△S<0的反应可自发进行,则该反应是熵增反应,故B正确;
C.Na与H2O的反应是熵增的放热反应,则△H-T△S<0,反应可自发进行,故C正确;
D.2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)中△S<0,常温下能自发进行,则△H-T△S<0,则该反应的△H<0,故D正确;
故选:A。
6.一定条件下,在密闭恒容的容器中,发生反应:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g) ΔH<0,能表示该反应达到平衡状态的是
A.v逆(N2)=v正(H2) B.v正(HCl)=4v正(SiCl4)
C.混合气体密度保持不变 D.c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)=1∶3∶6
【答案】C
【详解】A.由v逆(N2)=v正(H2)可知,反应进行的方向相反,但速率之比不等于化学计量数之比,所以未达平衡状态,A不符合题意;
B.由v正(HCl)=4v正(SiCl4)可知,虽然速率之比等于化学计量数之比,但反应进行的方向相同,不一定达平衡状态,B不符合题意;
C.Si3N4呈固态,随着反应的进行,气体的质量在不断改变,而气体的体积不变,所以密度是一个变量,当混合气体密度保持不变时,反应达平衡状态,C符合题意;
D.c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)=1∶3∶6时,可能是反应进行的某个阶段,不一定是平衡状态,D不符合题意;
故选C。
7.铁的配合物离子(用表示)催化某反应的一种反应机理如下图所示,下列说法不正确的是
A.该过程的总反应为
B.增大HCOO-浓度有利于反应Ⅰ→Ⅱ速率加快
C.增大H+浓度有利于反应Ⅲ→Ⅳ速率加快
D.该催化循环中元素的化合价发生了变化
【答案】D
【详解】A.由反应机理可知,HCOOH电离出氢离子后,HCOO-与催化剂结合,放出二氧化碳,然后又结合氢离子转化为氢,所以化学反应方程式为,选项A正确;
B.增大HCOO-浓度,反应Ⅰ→Ⅱ:+ HCOO-→中反应物浓度增大,速率加快,选项B正确;
C.增大H+浓度,反应Ⅲ→Ⅳ:+ H+→中反应物浓度增大,速率加快,选项C正确;
D.由反应机理可知,Fe在反应过程中,化学键数目没有发生变化,则化合价也没有发生变化,选项D不正确;
答案选D。
8.化学电源在日常生活中有广泛应用。下列说法正确的是
A.钮扣式银锌电池的正极电极反应式为Ag2O+2e−+2H+=2Ag+H2O
B.钮扣式银锌电池工作时,负极附近溶液碱性增加
C.铅蓄电池充电时,电极PbO2与电源正极相连
D.铅蓄电池放电时,电路中通过0.2mol电子,负极质量减少20.7g
【答案】C
【分析】钮扣式银锌电池的反应的化学方程式为:Zn+Ag2O+H2O═Zn(OH) 2+2Ag,铅蓄电池发生反应的化学方程式为:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq) 2PbSO4(s)+2H2O(l);
【详解】A.银锌电池中,介质为碱性,正极为Ag2O得电子发生还原反应,反应式为Ag2O+2e-+H2O═2Ag+2OH-,故A错误;
B.银锌电池中负极锌失电子,电极反应式:Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O,负极消耗OH-,则碱性减弱,故B错误;
C.电池充电时,PbO2作阳极,与电源正极相连,铅蓄电池充电时阳极上硫酸铅失电子发生氧化反应,电极反应式为PbSO4-2e-+2H2O═PbO2+4H++SO,故C正确;
D.铅蓄电池放电时,负极电极反应式为Pb-2e-+SO=PbSO4,当电路中转移0.2mol电子时,负极增加0.1mol硫酸根离子的质量即0.1mol×96g/mol=9.6g,故D错误;
故选:C。
9.利用下列实验装置不能达到实验目的的是
选项
A
B
C
D
目的
探究生铁在不同条件下的电化学腐蚀
测定中和反应的反应热
测定醋酸溶液的浓度
铜的电解精炼
实验装置
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.左边氯化钠溶液呈中性,生铁铁发生吸氧腐蚀,气体体积减小,右边氯化铵溶液呈酸性,发生析氢腐蚀,气体体积增大,红墨水左高右低,选项A能实现实验目的;
B.没有隔热板且两烧杯口没有相平,不保温,选项B不能实现实验目的;
C.利用氢氧化钠标准溶液滴定含有酚酞的醋酸,仪器及操作均正确,选项C能实现实验目的;
D.铜的电解精炼时纯铜连接负极,粗铜连接正极,硫酸铜溶液为电解质溶液,仪器及操作正确,选项D能实现实验目的;
答案选B。
10.2022年北京冬奥会火炬的主要燃料是氢气。利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢的工作示意图如下,通过控制开关连接K1或K2,可交替得到H2和O2。下列有关说法错误的是
A.制H2时,连接开关K1
B.产生H2的电极反应式是2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C.制O2时,电极3的电极反应式为NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-
D.连接K1或K2时,电极3分别作为阴极材料和阳极材料,并且NiOOH和Ni(OH)2相互转化提供电子转移
【答案】D
【分析】由图可知,连接K1,电极1为阴极,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,电极3为阳极,电极反应式为Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O,连接K2,电极3为阴极,电极反应式为NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,电极2为阳极,电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O,据此作答。
【详解】A.连接K1,电极1为阴极,电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,可制得氢气,故A正确;
B.连接K1时,电极3为阳极,电极1为阴极,阴极上水得电子生成H2,电极反应式是2H2O+2e-═H2↑+2OH-,故B正确;
C.连接K2制得O2,电极3为阴极,电极反应式为NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,故C正确;
D.连接K1,电极3为阳极,连接K2,电极3为阴极,通过NiOOH和Ni(OH)2相互转化提供电子转移,实现NiOOH⇌Ni(OH)2的转化,故D错误;
故选:D。
11.一定条件下,关于工业合成氨的反应,图甲表示该反应过程中的能量变化,图乙表示1 L密闭容器中n(N2)随时间的变化曲线,图丙表示在其他条件不变的情况下,改变起始时n(H2)对该平衡的影响。下列说法正确的是
A.甲:升高温度,该反应的平衡常数增大
B.乙:从11 min起其他条件不变,压缩容器的体积,则n(N2)的变化曲线为d
C.乙:10 min内该反应的平均速率v(H2)=0. 03 mol·L-1·min-1
D.丙:温度T1<T2,a、b、c三点所处的平衡状态中,b点N2的转化率最高
【答案】B
【详解】A.由图象甲分析,反应是放热反应,升高温度化学平衡逆向移动,则升高温度,该反应的平衡常数减小,故A错误;
B.其他条件不变,压缩容器的体积,氮气的物质的量不变,平衡正移,氮气然后逐渐减少,由图可知,n(N2)的变化曲线为d,故B正确;
C.由图乙信息,10min内氮气减少了0.3mol,则氮气的速率的为,氢气的速率为0.03mol•L-l•min-l×3=0.09mol•L-l•min-l,故C错误;
D.由图丙可知,氢气的起始物质的量相同时,温度T1平衡后,氨气的含量更高,该反应为放热反应,降低温度平衡向正反应移动,故温度T1<T2,a、b、c都处于平衡状态,达平衡后,增大氢气用量,氮气的转化率增大,故a、b、c三点中,c的氮气的转化率最高,故D错误;
故选:B。
12.常温下,下列有关电解质溶液的说法不正确的是
A.向Na2CO3溶液中通入NH3,减小
B.将0.1 mol·L-1的K2C2O4溶液从25 ℃升温至35 ℃,增大
C.向0.1 mol·L-1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,=1
D.向0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液中加入少量水,增大
【答案】D
【详解】A.在一定条件下,Na2CO3溶液中存在水解平衡:CO+H2O⇌HCO+OH-,溶液中通入NH3,抑制水解,所以减小,故A正确;
B.K2C2O4溶液中草酸根离子水解显示碱性,升高温度,水解程度增加,草酸根离子浓度减小,钾离子浓度不变,所以增大,故B正确;
C.向0.1mol•L-1的HF溶液中滴加NaOH溶液至中性,此时溶液的溶质是HF和NaF的混合物,存在电荷守恒,c(H+)=c(OH-),钠离子和氟离子浓度相等,=1,故C正确;
D.CH3COONa溶液中加入少量水,不会影响醋酸的电离平衡常数,即不变,故D错误;
故选:D。
13.某小组探究CaCl2溶液能否鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液时,进行如图所示实验。下列说法中正确的是
A.加入CaCl2溶液前两溶液的pH:Na2CO3 < NaHCO3
B.加入CaCl2溶液前两溶液中离子种类及浓度完全相同
C.加入CaCl2溶液后生成的沉淀的量:Na2CO3 = NaHCO3
D.加入CaCl2溶液后NaHCO3溶液中生成沉淀的方程式为Ca2++2HCO=CaCO3↓+ H2O+CO2↑
【答案】D
【详解】A.等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中,碳酸钠溶液中碳酸根离子水解程度大于碳酸氢根离子,碳酸钠溶液pH大于碳酸氢钠,故A错误;
B.溶液中阴阳离子为碳酸根离子、碳酸氢根离子、氢氧根离子、钠离子和氢离子,实验前两溶液中离子种类完全相同,钠离子浓度不同,故B错误;
C.加入氯化钙后,左侧试管中只有白色沉淀生成,则反应方程式为Na2CO3+CaCl2=CaCO3↑+2NaCl,右侧试管中有白色沉淀和无色气体产生,则反应方程式为2NaHCO3+CaCl2=CaCO3↑+2NaCl+CO2+H2O,由方程式可知起始CO、HCO的物质的量相同时,生成的沉淀不一样多,故C错误;
D.碳酸氢钠和氯化钙等物质的量混合生成碳酸钙沉淀、二氧化碳气体和水,反应的离子方程式为:Ca2++2HCO=CaCO3↓+ H2O+CO2↑,故D正确;
故选:D。
14.为了探究外界条件对氯化铵水解平衡的影响,某研究性学习小组设计实验方案,获得如下数据:
实验
c(NH4Cl)/mol·L−1
V(NH4Cl)/mL
温度/℃
pH
1
0.02
5
25
x
2
0.02
5
30
y
3
0.2
5
25
z
下列说法不正确的是A.由 x>y可知:升高温度能促进氯化铵的水解
B.由x >z可知:增大盐的浓度,水解平衡正向移动,水解程度增大
C.由z < x < z +1可知:稀释氯化铵溶液,水解平衡正向移动
D.Kh(NH4Cl)与Kb(NH3·H2O)的关系为:Kh=(Kw为水的离子积常数)
【答案】B
【详解】A.实验1和1探究温度对氯化铵的水解的影响,水解方程式:NH+H2ONH3·H2O +H+,由 x>y即实验2氢离子的浓度较大,可知升高温度能促进氯化铵的水解,A正确;
B.实验1和3探究浓度对氯化铵的水解的影响,由x>z可知:增大盐的浓度,水解平衡正向移动,但是水解程度减小,B错误;
C.实验3氯化铵的浓度是实验1的10倍,由z<x<z +1,即稀释10倍后,pH变化小于1,由越稀越水解可知:稀释氯化铵溶液,水解平衡正向移动,C正确;
D.氯化铵的水解方程式:NH+H2ONH3·H2O +H+,Kh=,D正确;
故选:B。
15.用盐酸滴定溶液,溶液中H2A、HA-、A2-的分布分数随pH变化曲线及滴定曲线如图。下列说法不正确的是【如A2-分布分数:】
A.H2A的Ka1为10-6.38 B.c点:c(HA-)>c(A2-)>c(H2A)
C.第一次突变,可选酚酞作指示剂 D.c(Na2A)= 0.1000mol·L−1
【答案】B
【分析】如图,溶液的pH值越大,溶液中c(A2-)越大,溶液的pH值越小,溶液中c(H2A)越大,根据图知,曲线1、2、3分别表示δ(A2-)、δ(HA-)、δ(H2A)。
【详解】A.当溶液中δ(HA-)=δ(H2A)时,c(HA-)=c(H2A),该点为n点,H2A的Ka1==c(H+)=10-pH=10-6.38,故A正确;
B.c点溶质是NaHA,由c点pH>7呈碱性,说明HA-水解程度大于电离程度,该溶液中c(HA-)>c(H2A)>c(A2-),故B错误;
C.根据图知,第一次突变时溶液呈碱性,第二次突变时溶液呈酸性,酚酞的变色范围为8-10、甲基橙的变色范围为3.1-4.4,所以第一次突变可选酚酞作指示剂,故C正确;
D.HCl和Na2A以2:1完全反应,根据图知,当Na2A溶液完全反应时消耗V(HCl)=2V(Na2A),则HCl、Na2A的物质的量浓度相等,c(Na2A)=0.1000mol•L-1,故D正确;
故选:B。
二、多选题
16.已知:,向一恒温恒容的密闭容器中充入和发生反应,时达到平衡状态I,在时改变某一条件,时重新达到平衡状态Ⅱ,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.容器内压强不变,表明反应达到平衡
B.时改变的条件:向容器中加入C
C.平衡时A的体积分数:
D.平衡常数K:
【答案】BC
【分析】根据图象可知,向恒温恒容密闭容器中充入1molA和3molB发生反应,反应时间从开始到t1阶段,正反应速率不断减小,t1-t2时间段,正反应速率不变,反应达到平衡状态,t2-t3时间段,改变条件使正反应速率逐渐增大,平衡向逆反应方向移动,t3以后反应达到新的平衡状态,据此结合图象分析解答。
【详解】A.容器内发生的反应为A(g)+2B(g)3C(g),该反应是气体分子数不变的可逆反应,所以在恒温恒容条件下,气体的压强始终保持不变,则容器内压强不变,不能说明反应达到平衡状态,A错误;
B.根据图象变化曲线可知,t2t3过程中,t2时,瞬间不变,平衡过程中不断增大,则说明反应向逆反应方向移动,且不是“突变”图象,属于“渐变”过程,所以排除温度与催化剂等影响因素,改变的条件为:向容器中加入C,B正确;
C.最初加入体系中的A和B的物质的量的比值为1:3,当向体系中加入C时,平衡逆向移动,最终A和B各自物质的量增加的比例为1:2,因此平衡时A的体积分数(II)>(I),C正确;
D.平衡常数K与温度有关,因该反应在恒温条件下进行,所以K保持不变,D错误。
故选BC。
三、结构与性质
17.根据已学物质结构与性质的有关知识,回答下列问题:
(1)请写出第三周期元素中p轨道上有3个未成对电子的元素符号:___________,某元素被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王”,其原子的外围电子排布是,该元素的名称是___________。
(2)根据价层电子对互斥理论推测下列离子或分子的空间立体构型:___________,___________。
(3)向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水,难溶物溶解,得到深蓝色的透明溶液,写出有关反应的离子方程式___________、___________。
(4)金属铁的晶体在不同温度下有两种堆积方式,晶胞分别如图所示。则体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比为___________;若两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同,则体心立方晶胞和面心立方晶胞的密度之比为___________。
【答案】(1) P; 硒;
(2) 三角锥形; 正三角形;
(3) ; ;
(4) 1∶2; 。
【详解】(1)第三周期元素中p轨道上有3个未成对电子,则最外层电子排布为,应为P元素,外围电子排布是,位于周期表第四周期ⅥA族,为硒元素,故答案为:P;硒;
(2)据VSEPR模型得,的价层电子对,有1个孤电子对,所以是三角锥形;的价层电子对数为3,且不存在孤电子对,所以是正三角形,故答案为:三角锥形、正三角形;
(3)氨水和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,当氨水过量时,氨水和氢氧化铜反应生成可溶性的铜氨络合物,所以难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液:;,故答案为:
;;
(4)体心立方晶胞中铁原子个数;面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数,所以体心立方晶胞和面心立方晶胞中实际含有的Fe原子个数之比1∶2;设体心立方中晶胞的棱长为x,铁原子的直径为A,则,解得;铁原子直径,所以其晶胞体积,面心立方中晶胞的对角线为2A,则其边长,其晶胞体积。体心立方的密度与面心立方的密度之比,故答案为:1∶2;。
18.在普通铝中加入少量Cu和Mg后,形成一种称为拉维斯相的微小晶粒,其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小,形成所谓“坚铝”,是制造飞机的主要材料。回答下列问题:
(1)下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是___________(填标号)。
A. B. C. D.
(2)乙二胺是一种有机化合物,分子中氮的杂化类型分别是___________。乙二胺能与等金属离子形成稳定环状离子,其原因是___________。
(3)一些氧化物的熔点如下表所示:
氧化物
MgO
熔点/℃
1570
2800
23.8
解释表中氧化物之间熔点差异的原因___________。
(4)原子晶体GaAs的晶胞参数,它的晶胞结构如图所示。该晶胞内部存在的共价键数为___________;A原子距离B原子所在六面体的侧面的最短距离为___________(用x表示)pm;该晶胞的密度为___________。(阿伏加德罗常数用表示)。
【答案】(1)A
(2) ; 乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键;
(3)、MgO为离子晶体,、为分子晶体。晶格能,分子间力(分子量) ;
(4) 16; ; 。
【详解】(1)A、D微粒都是Mg原子失去一个电子后得到的,但是D微粒能量高于A,稳定性,所以失电子能力;B、C都是原子,但是B是基态、C是激发态,能量:,稳定性,所以失去一个电子能力:;A为、B为Mg原子,A再失去电子所需能量就是Mg原子失去2个电子的能量,为Mg原子的第二电离能,B失去一个电子的能量是Mg原子的第一电离能,其第二电离能大于第一电离能,所以电离最外层一个电子所需能量,通过以上分析知,电离最外层一个电子所需能量最大的是A;
故答案为:A;
(2)在乙二胺中,每个N原子形成的共价键有2个N—H键、1个N—C键,且还含有1个孤电子对;每个C原子形成的共价键有2个C—H键、2个C—N键,所以N、C原子价层电子对个数都是4,根据价层电子对互斥理论判断N、C原子杂化类型分别为杂化、杂化;乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键,因此乙二胺能与等金属离子形成稳定环状离子,故答案为:;乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键;
(3)由于、MgO为离子晶体,、为分子晶体。晶格能,分子间力(分子量),所以熔点大小顺序是,故答案为:、MgO为离子晶体,、为分子晶体,晶格能,分子间力(分子量);
(4)一个Ga与周围4个As形成共价键,所以晶胞内存在共价健数为;As原子存在体对角线上,在对角线处,距离B原子所在六面体的侧面的最短距离为;在一个晶胞中含有的As原子个数为,含有的Ga原子个数为4个,则1mol晶胞的质量,1个晶胞的体积为,所以晶体密度为,故答案为:16;;。
四、填空题
19.SO2是一种食品添加剂,还是重要的漂白剂和抗氧化剂,也是导致酸雨的重要物质。工业常用足量氨水吸收处理SO2尾气。根据相关信息回答下列问题。
(1)下列操作能使氨水溶液中NH3· H2O的电离程度增大的是___________(填字母序号,下同),能使电离常数增大的是___________。
A. 通少量氨气 B. 降低温度 C. 加水稀释 D. 升高温度 E. 加少量的NH4Cl固体
(2)已知:常温下Ka(CH3COOH)= Kb(NH3· H2O),常温下,CH3COONH4的水溶液中由水电离出的c(H+)___________ 1.0×10-7 mol·L-1(填“>”、“<”或“=”,下同),溶液中c( CH3COO-)___________c(NH)。
(3)国家标准规定葡萄酒中SO2的最大含量为0.25g·L-1。某化学兴趣小组向葡萄酒中加入适量稀硫酸,加热使全部逸出,并用完全氧化生成,用的NaOH标准溶液滴定所得测定SO2的含量。
①滴定前,先在锥形瓶中滴入几滴无色酚酞。达到滴定终点的标志是___________。
②读数时,若滴定前平视液面,滴定后俯视液面,则对滴定结果的影响是___________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
③滴定至终点后,计算出消耗标准溶液的体积,重复以上操作2次,具体数据见下表。
滴定次数
1
2
3
V(NaOH)(消耗)
25.00mL
24.98mL
25.02mL
该葡萄酒中的SO2含量为___________g·L-1。
【答案】(1) CD D
(2) > =
(3) 当滴入最后一滴标准液时,锥形瓶内溶液由无色变为浅红色且30s内不褪色 偏低 0.24
【详解】(1)A.通入氨气,氨水的浓度增大,电离程度减小,A不选;
B.NH3· H2O的电离是吸热反应,降低温度平衡逆向移动,电离程度减小,B不选;
C.加水稀释,促进一水合氨的电离,电离程度增大,C选;
D.升高温度,NH3· H2O的电离平衡正向移动,电离程度增大,D选;
E.加入少量氯化铵固体,铵根离子浓度增大,抑制氨水的电离,电离程度减小,E错误;
故NH3· H2O的电离程度增大的是:CD;
电离常数只受温度影响,升高温度平衡正向移动,则能使电离常数增大的是D;
(2)CH3COONH4溶液中发生水解反应,促进水的电离,则水电离出的c(H+)>1.0×10-7 mol·L-1,已知常温下Ka(CH3COOH)= Kb(NH3· H2O),则CH3COONH4溶液中醋酸根的水解程度和铵根的水解程度相同,c( CH3COO-)= c(NH);
(3)①用NaOH标准溶液滴定溶液,指示剂是无色酚酞,达到滴定终点的标志是当滴入最后一滴标准液时,锥形瓶内溶液由无色变为浅红色且30s内不褪色;
②读数时,若滴定前平视液面,滴定后俯视液面,NaOH标准溶液体积偏小,则对滴定结果的影响是偏低;
③由表知V(NaOH)=,n(NaOH)=cV(NaOH)= 0.0900mol/L×0.025L=0.00225mol,根据2NaOH~H2SO4~SO2可知SO2的质量为:×0.00225mol×64g/mol=0.072g,该葡萄酒中的二氧化硫含量为:=0.24g/L。
五、工业流程题
20.四钼酸铵是钼深加工的重要中间产品,具有广泛的用途。一种以钼精矿(主要含,还有Cu、Fe的化合物及等)为原料制备四钼酸铵的工艺流程如下图所示。
回答下列问题:
(1)四钼酸铵(NH4)2Mo4O13中Mo的化合价为___________。
(2)“浸出”时,转化为的离子方程式为___________。
(3)“净化”时,浸出液中残留的Cu2+、Fe2+转化为沉淀除去。若Cu2+、Fe2+残留的浓度相等,则___________(填“Cu2+”或“Fe2+ ”)先生成沉淀。研究表明,该溶液中c(S2-)和pH的关系为:。为了使溶液中的杂质离子浓度小于,应控制溶液的pH不小于___________。(已知:;CuS和FeS的分别为35.2和17.2)
(4)“净化”后,溶液中的低价钼(以表示)可加入适量将其氧化为,该反应的离子方程式为___________。
(5)“沉淀”时,加入HNO3的目的是___________。
【答案】(1)+6
(2)CO+=+ CO2↑
(3) Cu2+ 3.9
(4)+H2O2=+H2O
(5)抑制水解,增大的浓度,使充分转化为沉淀析出
【分析】钼精矿(主要含MoS2,还有Cu、Fe的化合物及SiO2等)通入氧气焙烧得到MoO3、CuO、Fe2O3、SiO2和SO2,焙烧产生的气体主要为SO2;MoO3、CuO、Fe2O3、SiO2加Na2CO3、H2O浸出,MoO3转化为,铜、铁大多转化为氢氧化物,SiO2不反应,浸渣为SiO2、氢氧化铁、氢氧化铜等,浸出液含和少量Cu2+、Fe2+,加(NH4)2S净化,Cu2+、Fe2+转化CuS、FeS沉淀,滤渣为CuS、FeS,滤液主要含,滤液中加NH4NO3、HNO3进行沉淀得到(NH4)2Mo4O13•2H2O。
【详解】(1)已知(NH4)2MO4O13受热分解生成MoO3,则Mo的化合价为+6;
(2)“浸出”MoO3转化为的离子方程式:CO+=+ CO2↑;
(3)CuS和FeS的pKsp分别为35.2和17.2,则Ksp(CuS)=10-35.2,Ksp(FeS)=10-17.2,Ksp越小的越先沉淀,则Cu2+先生成沉淀;要使Cu2+浓度小于1.0×10-6mol/L,则S2-浓度大于mol/L=10-29.2mol/L,要使Fe2+浓度小于1.0×10-6mol/L,则S2-浓度大于mol/L=10-11.2mol/L,综述:c(S2-)>10-11.2mol/L,c(S2-)=10-11.2mol/L时,lg(10-11.2)=pH-15.1,pH=15.1-11.2=3.9,综上所述,为了使溶液中的杂质离子浓度小于1.0×10-6mol/L,应控制溶液的pH不小于3.9;
(4)溶液中加入适量H2O2将其氧化为,则氧化剂为H2O2,还原产物为-2价的O,还原剂为,氧化产物为,反应的离子方程式为+H2O2=+H2O;
(5)由流程可知“沉淀”时,产生的沉淀为(NH4)2Mo4O13•2H2O,因此加入NH4NO3的目的是提供,使充分转化为沉淀析出,加入HNO3的目的是抑制水解,增大的浓度,使充分转化为沉淀析出。
六、原理综合题
21.我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
(1)雨水中含有来自大气的CO2,CO2进一步和水反应发生电离:
ⅰ CO2(g)CO2(aq)
ⅱ CO2(aq)+H2O(l)H+(aq)+HCO(aq)
①增大CO2在水中溶解度的措施有___________(写出一条即可)。
②25℃时,c(H+)___________c( HCO)+c(OH-)(填“>”、“<”或“=”)。
(2)CH4与CO2重整是有利于实现碳达峰和碳中和的研究热点之一、该重整反应体系主要涉及以下反应:
a、CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)
b、CH4(g)C(s)+2H2(g)
c、CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s)
设K为相对压力平衡常数,其表达式写法:在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压除以p0(p0=100kPa)。反应a、b、c的ln K(ln K为以e为底的对数)随T(温度)的变化如图所示。
①反应a、b、c中,属于放热反应的有___________(填字母)。
②反应b的相对压力平衡常数表达式为K=___________。
③在图中A点对应温度下,原料组成为n(CO2):n(CH4)=1:1,初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时CH4的平衡转化率为68%,则H2的分压为___________kPa。
【答案】(1) 降低温度或增大压强(答案合理即可) >
(2) c 40
【详解】(1)①气体溶解度随温度升高而减小,随压强增大而增大,则增大CO2在水中溶解度的措施有降低温度或增大压强;
②25℃时,存在电荷守恒:c(H+)= 2c( CO)+c( HCO)+c(OH-),则c(H+)>c( HCO)+c(OH-);
(2)①分析图象可知,随着温度升高,a、b的K值均升高,c的K值降低,说明a、b平衡向正反应方向移动,c平衡向逆反应方向移动,故a、b为吸热反应,c为放热反应;
②由K为相对压力平衡常数表达式含义:气体的相对分压等于其分压除以p0,则反应b CH4(g)C(s)+2H2(g)的相对压力平衡常数表达式为K=;
③A点时,结合图象可知,此时反应b的ln K=0,即,p0=100kPa,带入数据解得,p2(H2)平=p(CH4)p0=100p(CH4)平,原料组成为n(CO2):n(CH4)=1:1,起始CH4分压为100kPa=50kPa,CH4的平衡转化率为68%,则,解得p(CH4)平=16kPa,则p(H2)平=kPa。
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