【解析】pH为7,说明混合后的溶液显中性,根据溶液中的电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),可知c(Na+)=c(A-),故C正确。
若HA为强酸,则a=b,若HA为弱酸,则应是a>b,现在不知是强酸还是弱酸,故无法确定a和b的关系。
【答案】C
12.(2012·海南高考·12)能正确表示下列反应的离子方程式为()
A.碳酸氢钠溶液中滴入氢氧化钙溶液:
HCO3-+OH–=CO32-+H2O
B.二氧化硫通入次氯酸钠溶液:
SO2+ClO-+2OH–=SO42-+Cl-+H2O
C.硫化钡加入稀硫酸:
BaS+2H+=H2S↑+Ba2+
D.新制的氧化铝可溶于氢氧化钠溶液:
Al2O3+2OH–=2AlO2–+H2O
【解析】A中反应还应该有CaCO3生成,C中还有BaSO4生成,故A、C错;B中因为ClO-具有强氧化性,故正确;D中的产物、元素、电荷都守恒,正确。
【答案】BD
第II卷
13.(2012·海南高考·13)(8分)
氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用,回答下列问题:
(1)氮元素原子的L层电子数为;
(2)NH3与NaClO反应可得到肼(N2H4),该反应的化学方程式为;
(3)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。
已知:
①N2(g)+2O2(g)=N2O4
(1)△H1=-19.5kJ·mol-1
②N2H4
(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H2=-534.2kJ·mol-1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式;
(4)肼一空气燃料电池是一种碱性电池,该电池放电时,负极的反应式为。
【答案】
(1)5
(2)2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O
(3)2N2H4
(1)+N2O4
(1)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1048.9kJ·mol-1
(4)N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O
【解析】
(1)N原子的原子结构示意图为:
,故其L层上有5个电子;
(2)NH3+NaClO→N2H4,氮元素化合价变化为-3→-2,故NaClO中Cl元素化合价应降低,利用氧化还原规律可配平方程式为2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O;
(3)肼与N2O4反应生成N2和水蒸气:
2N2H4+N2O4=3N2+4H2O,观察已知的两个热方程式可知,②×2-①得:
2N2H4
(1)+N2O4
(1)==3N2(g)+4H2O(g)△H2=-1048.9kJ·mol-1;
(4)“肼一空气燃料电池是一种碱性电池”中O2在正极反应,故负极是肼发生反应:
N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O。
14.(9分)(2012·海南高考·14)
在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中,废液处理和资源回收的过程简述如下:
I:
向废液中投入过量铁屑,充分反应后分离出固体和滤液;
II:
向滤液中加入一定量石灰水,调节溶液pH,同时鼓入足量的空气。
己知:
Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38
回答下列问题:
(1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为;
(2)过程I加入铁屑的主要作用是,分离得到固体的主要成分是,从固体中分离出铜需采用的方法是;
(3)过程II中发生反应的化学方程式为;
(4)过程II中调节溶液的pH为5,金属离子浓度为。
(列式计算)
【答案】
(1)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;
(2)回收铜Cu和Fe加入过量的盐酸后过滤
(3)FeCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
(4)c(Fe3+)=
4.0×10-11mol·L-1
【解析】
(1)Fe3+具有强氧化性,能将Cu氧化,其离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;
(2)废液中含有Fe2+和Cu2+,加入过量的铁屑发生的反应为:
Fe+Cu2+=Fe2++Cu,故铁屑的作用是回收铜,分离得到的固体为Cu和Fe的混合物,从中得到铜的方法是先加入过量的盐酸,再过滤。
(3)“向滤液中加入一定量石灰水”发生的反应为:
FeCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Fe(OH)2↓;“鼓入足量的空气”发生的反应为:
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。
(4)据Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·[c(OH-)]3=4.0×10-38,pH=5,c(OH-)=10-9mol·L-1,可知
c(Fe3+)=4.0×10-11mol·L-1。
15.(2012·海南高考·15)(9分)已知A(g)+B(g)
C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:
温度/℃
700
800
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=,△H0(填“<”“>”“=”);
(2)830℃时,向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,如反应初始6s内A的平均反应速率υ(A)=0.003mol·L-1·s-1。
,则6s时c(A)=mol·L-1,C的物质的量为
mol;若反应经一段时间后,达到平衡时A的转化率为,如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气,平衡时A的转化率为;
(3)判断该反应是否达到平衡的依据为(填正确选项前的字母):
a.压强不随时间改变b.气体的密度不随时间改变
c.c(A)不随时问改变d.单位时间里生成C和D的物质的量相等
(4)1200℃时反应C(g)+D(g)
A(g)+B(g)的平衡常数的值为。
【答案】
(1)
<
(2)0.0220.0980%80%
(3)c
(4)2.5
【解析】
(1)因反应中的物质都是气体,据平衡常数的定义可知其K=
;由表中数据可知,温度升高,K值减小,故正反应为放热反应,ΔH<0。
(2)υ(A)=0.003mol·L-1·s-1,则A减少的浓度c(A)=υ(A)=0.018mol·L-1,故剩余的A的浓度为
-0.018mol·L-1=0.022mol·L-1;A减少的物质的量为0.018mol·L-1×5L=0.09mol,根据方程式的系数关系,生成的C的物质的量也为0.09mol。
设830℃达平衡时,转化的A的浓度为x,则:
A(g)+B(g)
C(g)+D(g)
起始浓度(mol·L-1)0.040.16 0 0
转化浓度(mol·L-1)x x x x
平衡浓度(mol·L-1)0.04-x 0.16-x x x
有:
=1,解得x=0.032,故A的转化率α(A)=
×100%=80%;由于容器的体积是固定的,通入氩气后各组分的浓度不变,反应速率不改变,平衡不移动。
(3)由于该反应是气体分子数不变的反应,容器中压强、气体的密度都永远不变,故a、b错;c(A)随反应的进行要减小,故c可以;不论是否达平衡,单位时间里生成C和D的物质的量永远相等,故d错。
(4)反应“C(g)+D(g)
A(g)+B(g)”与“A(g)+B(g)
C(g)+D(g)”互为逆反应,平衡常数互为倒数关系,故1200℃时,C(g)+D(g)
A(g)+B(g)的K=
=2.5。
16.(2012·海南高考·16)(9分)新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料,两电极上分别通入CH4和O2,电解质为KOH溶液。
某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图所示。
回答下列问题:
(1)甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为、。
(2)闭合K开关后,a、b电极上均有气体产生.其中b电极上得到的是,电解氯化钠溶液的总反应方程式为;
(3)若每个电池甲烷通入量为1L(标准状况),且反应完全,则理论上通过电解池的电量为
(法拉第常数F=9.65×l04C·mol-1,列式计算),最多能产生的氯气体积为L(标准状况)。
【答案】
(1)2O2+4H2O+8e-==8OH-CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O
(2)H22NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑
(3)
×8×9.65×l04C·mol-1=3.45×104C4L
【解析】
(1)在碱性溶液中,甲烷燃料电池的总反应式为:
CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,
正极:
2O2+4H2O+8e-=8OH-,负极:
CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。
(2)b电极与通入甲烷的电极相连,作阴极,是H+放电,生成H2;电解氯化钠溶液的总反应方程式为:
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑。
(3)根据得失电子守恒,可得:
1molCH4~8mole-~4molCl2,故若每个电池甲烷通入量为1L(标准状况),生成4LCl2;电解池通过的电量为
×8×9.65×l04C·mol-1=3.45×104C
(题中虽然有两个燃料电池,但电子的传递量只能用一个池的甲烷量计算)。
17.(9分)(2012·海南高考·17)实验室制备1,2-二溴乙烷的反应原理如下:
可能存在的主要副反应有:
乙醇在浓硫酸的存在下在l40℃脱水生成乙醚。
用少量的溴和足量的乙醇制备1,2—二溴乙烷的装置如下图所示:
有关数据列表如下:
乙醇
1,2-二溴乙烷
乙醚
状态
无色液体
无色液体
无色液体
密度/g·cm-3
0.79
2.2
0.71
沸点/℃
78.5
132
34.6
熔点/℃
-l30
9
-1l6
回答下列问题:
(1)在此制各实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,其最主要目的是;(填正确选项前的字母)
a.引发反应b.加快反应速度c.防止乙醇挥发d.减少副产物乙醚生成
(2)在装置C中应加入,其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体:
(填正确选项前的字母)
a.水b.浓硫酸c.氢氧化钠溶液d.饱和碳酸氢钠溶液
(3)判断该制备反应已经结束的最简单方法是;
(4)将1,2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物应在层(填“上”、“下”);
(5)若产物中有少量未反应的Br2,最好用洗涤除去;(填正确选项前的字母)
a.水b.氢氧化钠溶液c.碘化钠溶液d.乙醇
(6)若产物中有少量副产物乙醚,可用的方法除去;
(7)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是;但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是。
【答案】
(1)d
(2)c
(2)溴的颜色完全褪去(4)下(5)b(6)蒸馏
(7)乙烯与溴反应时放热,冷却可避免溴大量挥发;产品1,2-二溴乙烷的熔点(凝固点)低,过度冷却会凝固而堵塞导管。
【解析】
(1)因“乙醇在浓硫酸的存在下在l40℃脱水生成乙醚”,故迅速地把反应温度提高到170℃左右的原因是减少副产物乙醚生成。
(2)因装置C的“目的是吸收反应中可能生成的酸性气体”,故应选碱性的氢氧化钠溶液。
(3)是用“少量的溴和足量的乙醇制备1,2—二溴乙烷”,反应结束时溴已经反应完,明显的现象是溴的颜色褪尽。
(4)由表中数据可知,1,2-二溴乙烷的密度大于水,因而在下层。
(5)Br2能与氢氧化钠溶液反应,故可用氢氧化钠溶液洗涤;虽然也能与碘化钠溶液反应,但生成的I2也溶于1,2-二溴乙烷。
(6)根据表中数据,乙醚沸点低,可通过蒸馏除去(不能用蒸发,乙醚不能散发到空气中)。
(7)溴易挥发,冷水可减少挥发。
但如果用冰水冷却会使产品凝固而堵塞导管。
18.[选修5——有机化学基础](20分)
18-I(2012·海南高考·18-I)(6分)下列化合物在核磁共振氢谱中能出现两组峰,且其峰面积之比为3:
1的有()
A.乙酸异丙酯B.乙酸叔丁酯
C.对二甲苯D.均三甲苯
【解析】乙酸异丙酯结构简式为
,有3种H原子,故A错;乙酸叔丁酯的结构简式为
,故B符合题意;对二甲苯的结构简式为:
,有两种等效氢,个数比为6:
4=3:
2,故C不符合题意;均三甲苯的结构简式为:
,符合题意。
【答案】BD
18─II(14分)(2012·海南高考·18─II)化合物A是合成天然橡胶的单体,分子式为C5H8。
A的一系列反应如下(部分反应条件略去):
回答下列问题:
(1)A的结构简式为,化学名称是;
(2)B的分子式为;
(3)②的反应方程式为;
(4)①和③的反应类型分别是,;
(5)C为单溴代物,分子中有两个亚甲基,④的化学方程式为:
(6)A的同分异构体中不含聚集双烯(C=C=C)结构单元的链状烃还有种,写出其中互为立体异构体的化合物的结构简式。
【答案】
(1)
2—甲基—1,3—丁二烯(或异戊二烯)
(2)C5H8O2
(3)
(4)加成反应取代反应
(5)
(6)6
、
【解析】
(1)“化合物A是合成天然橡胶的单体,分子式为C5H8”,故A为
,名称为2—甲基—1,3—丁二烯,或异戊二烯。
(2)
是
与B发生类似“
”反应而生成的,故B为
,分子式为C5H8O2;
(3)反应①为Br2参加的加成反应,则反应②为消去反应:
;
(4)(5)反应③的条件是光照,“C为单溴代物,分子中有两个亚甲基”,故发生的是取代反应,产物C的结构简式为
。
C的结构中有Br原子和酯基两种官能团,都能在“NaOH/H2O”的作用下水解,故方程式为:
。
(6)A的同分异构体(不考虑含C=C=C结构)有:
,
(反式),
(顺式),
,
,
,共6种,其中
,
互为立体异构。
19[选修3——物质结构与性质】(20分)
19-I(2012·海南高考·19-I)(6分)下列有关元素锗及其化合物的叙述中正确的是()
A.锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳
B.四氯化锗与四氯化碳分子都是四面体构型
C.二氧化锗与二氧化碳都是非极性的气体化合物
D.锗和碳都存在具有原子晶体结构的单质
【答案】BD
【解析】锗是金属而碳是非金属元素,锗位于第四周期,第一电离能要低于碳,故A错;C和Ge都是第ⅣA族元素,四氯化锗与四氯化碳都是分子晶体,其分子构型相同,故B正确;锗是金属,金属的氧化物不可能为气体化合物,故C错;锗和碳是同主族元素,晶体结构具有一定的相似性,故D正确。
19-II(2012·海南高考·19-II)(14分)铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝,广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。
回答下列问题:
(1)铜原子基态电子排布式为;
(2)用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数。
对金属铜的测定得到以下结果:
晶胞为面心立方最密堆积,边长为361pm。
又知铜的密度为9.00g·cm-3,则铜晶胞的体积是________
cm3、晶胞的质量是g,阿伏加德罗常数为(列式计算,己知Ar(Cu)=63.6);
(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物,这两种化合物都可用于催化乙炔聚合,其阴离子均为无限长链结构(如下图),a位置上Cl原子的杂化轨道类型为。
已知其中一种化合物的化学式为KCuCl3,另一种的化学式为;
(4)金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,其原因是,反应的化学方应程式为。
【答案】
(1)1s22s22p63s23p63d104s1
(2)4.70×10-234.23×10-22Ar(Cu)=63.6g/mol=
×NA,得NA=6.01×1023mol-1。
(3)sp3K2CuCl3
(4)过氧化氢为氧化剂,氨与Cu2+形成配离子,两者相互促进使反应进行。
Cu+H2O2+4NH3=Cu(NH3)42++2OH-
【解析】
(1)铜是29号元素,其基态原子的电子排布式为:
1s22s22p63s23p63d104s1。
(2)铜的晶胞为面心立方最密堆积,一个晶胞能分摊到4个Cu原子;1pm=10-10cm,故一个晶胞的体积为(361×10-10cm)3=4.7×10-23cm3;一个晶胞的质量为4.7×10-23cm3×9.00g·cm-3=
4.23×10-22g;由Ar(Cu)=63.6g/mol=
×NA,得NA=6.01×1023mol-1。
(3)KCuCl3中Cu元素的化合价为+2,则另一种无限长链结构