D.x点酸剩余、y点恰好反应、z点碱剩余,所以三点对应的溶液中,y点溶液中水的电离程度最大,故D正确;
选C。
【点睛】本题考查酸碱混合溶液定性判断,侧重考查学生图象分析及判断能力,明确各点溶液中溶质成分及其性质是解本题关键,注意y点是恰好完全反应的点。
7.氢能源是最具应用前景的能源之一,高纯氢的制备是目前的研究热点。
可利用太阳能光伏电池电解水制高纯氨,工作示意图如图所示。
通过控制开关连接K1和K2,可交替得到H2和O2,下列有关说法错误的是()
A.制H2时,开关应连接K1,产生H2的电极反应式是2H2O+2e-=H2↑+2OH-
B.当开关连接K2时,电极3的反应式为Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O
C.当开关连接K2时,电极2作阳极,得到O2
D.电极3的作用是分别作阳极材料和阴极材料,利用NiOOH和Ni(OH)2的相互转化提供电子转移
【答案】B
【解析】
【详解】A.开关连接K1,电极1为阴极,水得电子生成氢气,产生H2的电极反应式是2H2O+2e-=H2↑+2OH-,故A正确;
B.当开关连接K2时,电极3为阴极,发生还原反应,反应式为NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-,故B错误;
C.当开关连接K2时,电极2连接电源正极,电极2作阳极,发生氧化反应得到O2,故C正确;
D.当开关连接K2时,电极3为阴极;开关应连接K1,电极3为阳极;电极3的作用是分别作阳极材料和阴极材料,利用NiOOH和Ni(OH)2的相互转化提供电子转移,故D正确;
选B。
8.吊白块(NaHSO2·HCHO·2H2O)可用作印染工业的还原剂、橡胶合成及制糖工业中的漂白剂。
以SO2、纯碱、Zn及甲醛为原料生产吊白块及氧化锌的工艺流程如图:
已知:
吊白块呈白色块状固体成结晶性粉状,易溶于水,微溶于乙醇,常温时较为稳定,高温下下具有强还原性:
120℃以上会分解产生甲醛、二氧化硫和硫化氢等有毒气体。
回答下列问题:
(1)“反应Ⅰ”发生后溶液的pH=4.1,则反应I的产物是__。
(2)设计反应Ⅱ后向反应Ⅲ中继续通入SO2的目的是得到NaHSO3过饱和溶液,从而生成Na2S2O5,则反应Ⅲ中发生反应的化学方程式为__。
(3)“反应Ⅳ”加热的方式最好选用__(填“直接加热”或“水浴加热”);其反应的化学方程式为__。
(4)“过滤”得到的滤液蒸发浓缩时不能在敞口容器中进行,原因是__;洗涤时中的洗涤剂最好选择__(填字母序号)。
A.水B.无水乙醇C.稀氢氧化钠溶液
(5)由“滤渣”制备氧化锌的方法是__。
(6)一种测定吊白块中硫的质量分数的方法如下:
称取ag产品溶于适量水中,加入稍过量的碘水(反应生成NaHSO4和HCOOH),充分反应后加入足量BaCl2溶液,过滤,滤渣经干燥后称得质量为bg。
则产品中硫的质量分数为__(用含a、b的式子表示)。
【答案】
(1).NaHSO3、CO2
(2).2NaHSO3=Na2S2O5+H2O(3).水浴加热(4).Na2S2O5+2Zn+2HCHO+3H2O
2NaHSO2·HCHO+2Zn(OH)2↓(5).吊白块具有强还原性,高温下易被空气中的氧气氧化(6).B(7).洗涤、(干燥)、煅烧(高温焙烧)(8).
【解析】
【分析】
(1)Na2SO3溶液呈碱性,NaHSO3溶液呈酸性;
(2)NaHSO3脱水生成Na2S2O5;
(3)“反应Ⅳ”反应温度为95℃;根据流程图可知Na2S2O5、Zn、HCHO反应生成NaHSO2·HCHO、Zn(OH)2;
(4)吊白块常温时较为稳定、高温下具有强还原性;吊白块微溶于乙醇;
(5)氢氧化锌加热分解为氧化锌;
(6)加入足量BaCl2溶液,过滤,bg滤渣为BaSO4,根据硫元素守恒计算。
【详解】
(1)“反应I”发生后溶液的pH=4.1,溶液呈酸性,说明SO2和纯碱反应的产物是NaHSO3,则反应I的产物是NaHSO3、CO2;
(2)NaHSO3脱水生成Na2S2O5,反应的方程式是2NaHSO3=Na2S2O5+H2O;
(3)“反应IV”反应温度为95℃,加热的方式最好选用水浴加热;根据流程图可知Na2S2O5、Zn、HCHO反应生成NaHSO2·HCHO、Zn(OH)2反应方程式是Na2S2O5+2Zn+2HCHO+3H2O
2NaHSO2·HCHO+2Zn(OH)2↓;
(4)吊白块常温时较为稳定、高温下具有强还原性,高温下易被空气中的氧气氧化,所以“过滤”得到的滤液蒸发浓缩时不能在敞口容器中进行;吊白块微溶于乙醇,洗涤时,洗涤剂最好用无水乙醇,选B;
(5)氢氧化锌加热分解为氧化锌,由“滤渣”制备氧化锌的方法是洗涤、(干燥)、煅烧(高温焙烧);
(6)加入足量BaCl2溶液,过滤,得到bgBaSO4,硫元素的质量为
,根据硫元素守恒,ag产品中硫元素的质量为
,硫元素质量分数为
÷ag=
。
9.二氯化二硫(S2Cl2)是一种无色液体,有刺激性、窒息性恶臭。
人们使用它作橡胶的低温硫化剂和黏结剂。
向熔融的硫中通入限量的氯气即可生成S2Cl2,进一步氯化得SCl2。
S2Cl2、SCl2、S的某些性质如下:
实验室可用如图所示装置制备少量S2Cl2。
(1)仪器M的名称是__。
(2)实验室中用高锰酸钾与浓盐酸制取Cl2的化学方程式为__。
(3)欲得到较纯净的S2Cl2,上述仪器装置的连接顺序为e→__→f(按气体流出方向)。
D装置中碱石灰的作用是_。
(4)S2Cl2粗品中可能混有的杂质是__(填化学式),从S2Cl2粗品中提纯S2Cl2的操作方法是__(填操作名称)。
.
(5)若产物S2Cl2中混入少量水,则发生反应的化学方程式为__。
(6)对提纯后的产品进行测定:
取mg产品,加入50mL水充分反应(SO2全部逸出),过滤,洗涤沉淀并将洗涤液与滤液合并,用100mL容量瓶定容,取20.00mL溶液与浓度为0.4000mol·L-1的硝酸银溶液反应,消耗硝酸银溶液20.00mL,则产品中氯元素的质量分数为__(用含有m的式子表示)。
【答案】
(1).圆底烧瓶
(2).
(3).jkhicdab(4).吸收剩余的氯气,并防止空气中的水蒸气进入装置B使S2Cl2水解(5).Cl2、SCl2、S(6).分馏(或蒸馏)(7).
(8).
或
【解析】
【分析】
(1)根据装置图分析仪器M的名称;
(2)高锰酸钾与浓盐酸在常温下生成氯化钾、氯化锰、氯气和水;
(3)欲得到较纯净的S2Cl2,氯气先除杂、干燥,再与熔融的S反应,用冰水收集S2Cl2,最后用碱石灰收集多余氯气,注意导气管长进短出;
(4)根据S2Cl2、SCl2、S、Cl2的沸点较低分析;
(5)S2Cl2和水发生歧化反应生成SO2、S、HCl;
(6)滴定过程中反应的离子方程式是
。
【详解】
(1)根据装置图,仪器M的名称是圆底烧瓶;
(2)高锰酸钾与浓盐酸在常温下生成氯化钾、氯化锰、氯气和水,化学方程式为
;
(3)欲得到较纯净的S2Cl2,氯气先除杂、干燥,再与熔融的S反应,用冰水收集S2Cl2,最后用碱石灰收集氯气;上述仪器装置的连接顺序为e→j→k→h→i→c→d→a→b→f。
S2Cl2易水解,所以D装置中碱石灰的作用是吸收剩余的氯气,并防止空气中的水蒸气进入装置B使S2Cl2水解;
(4)氯气和硫可能有剩余,均有可能混入产品中,氯气过量时,会生成SCl2,因此S2Cl2粗品中可能混有的杂质是SCl2、S、Cl2;根据S2Cl2、SCl2、S、Cl2的沸点不同,S2Cl2粗品中提纯S2Cl2的操作方法是蒸馏(或分馏);
(5)S2Cl2和水发生歧化反应生成SO2、S、HCl,根据得失电子守恒配平反应式
;
(6)滴定过程中反应的离子方程式是
,则20.00mL溶液中氯离子的物质的量是0.4mol·L-1×0.02L=0.008mol,产品中氯元素的质量分数为
=
;
10.“一碳化学”是指以含一个碳原子的化合物(如CO2、CO、CH4、CH3OH等)为初始反应物,合成一系列重要的化工原料和燃料的化学。
(1)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。
在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应I:
2NH3(g)+CO2(g)
NH2COONH4(s)∆H1
反应II:
NH2COONH4(s)
CO(NH2)2(s)+H2O(g)∆H2=+72.49kJ/mol
总反应:
2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(g)∆H3=-86.98kJ/mol
请回答下列问题:
①反应I的∆H1=__kJ/mol。
②反应II一般在__(填“高温或“低温")条件下有利于该反应的进行。
③一定温度下,在体积固定的密闭容器中按计量比投料进行反应I,下列能说明反应达到了平衡状态的是__(填字母序号)。
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化
B
容器内气体总压强不再变化
C.2v正(NH3)=v逆(CO2)
D.容器内混合气体的密度不再变化
(2)将CO2和H2按物质的量之比为1:
3充入一定体积的密闭容器中,发生反应:
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)∆H。
测得CH3OH的物质的量在不同温度下随时间的变化关系如图所示。
①根据图示判断∆H__0(填“>”或“<”)。
②一定温度下,在容积均为2L的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,10min后达到平衡。
容器
甲
乙
反应物投入量
1molCO2、3molH2
amolCO2、bmolH2
cmolCH3OH(g)、cmolH2O(g)(a、b、c均不为零)
若甲容器平衡后气体的压强为开始时的0.8倍,则反应10min内甲容器中以CH3OH(g)表示的化学反应速率为__,此温度下的化学平衡常数为__(保留两位小数);要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则乙容器中c的取值范围为__。
(3)氢气可将CO2还原为甲烷,反应为CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)。
ShyamKattel等结合实验与计算机模拟结果,研究了在Pt/SiO2催化剂表面上CO2与H2的反应历程,前三步历程如图所示其中吸附在Pt/SiO2催化剂表面用“·”标注,Ts表示过渡态。
物质吸附在催化剂表面,形成过渡态的过程会__(填“放出热量”或“吸收热量”);反应历程中最小能垒(活化能)步骤的化学方程式为__。
【答案】
(1).-159.47
(2).高温(3).BD(4).<(5).0.02mol·L-1·min-1(6).0.18(7).0.4OH+
H==H2O(g)
【解析】
【分析】
(1)①根据盖斯定律计算反应I的∆H1;
②根据复合判据
分析。
③根据平衡标志分析;
(2)①由图象可知,T2温度下反应速率快,所以T2>T1;升高温度,平衡时甲醇的物质的量减小;
②利用三段式计算反应速率和平衡常数;利用极值法判断c的取值范围;
(3)根据图象可知,吸附态的能量小于过渡态;活化能最小的过程是
CO、
OH、
H+3H2(g)生成
CO+3H2(g)+H2O。
【详解】
(1)①反应I:
2NH3(g)+CO2(g)
NH2COONH4(s)∆H1
反应II:
NH2COONH4(s)
CO(NH2)2(s)+H2O(g)∆H2=+72.49kJ/mol
根据盖斯定律I+II得总反应:
2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(g)∆H3=-86.98kJ/mol,所以∆H1=-86.98kJ/mol-72.49kJ/mol=-159.47kJ/mol;
②NH2COONH4(s)
CO(NH2)2(s)+H2O(g)∆H>0,气体物质的量增大∆S>0,根据复合判据
,一般在高温条件下有利于该反应的进行;
③A.在体积固定的密闭容器中按计量比投料进行反应,容器中气体物质始终是NH3(g)、CO2且物质的量比等于2:
1,所以混合气体的平均相对分子质量是定值,平均相对分子质量不再变化,不一定平衡,故不选A;
B.体积固定,正反应气体物质的量减小,所以压强是变量,容器内气体总压强不再变化,一定达到平衡状态,故选B;
C.反应达到平衡状态时,正逆反应的速率比等于系数比,v正(NH3)=2v逆(CO2)时达到平衡状态,2v正(NH3)=v逆(CO2)时反应没有达到平衡状态,故不选C;
D.体积固定,气体质量减小,密度是变量,若容器内混合气体的密度不再变化,一定达到平衡状态,故选D;
答案选BD;
(2)①由图象可知,T2温度下反应速率快,所以T2>T1;升高温度,平衡时甲醇的物质的量减小,即升高温度平衡逆向移动,∆H<0;
②设达到平衡是,CO2转化了xmol/L,根据三等式,有:
甲容器平衡后气体的压强为开始时的0.8倍,则
,x=0.2;反应10min内甲容器中以CH3OH(g)表示的化学反应速率为
0.02mol·L-1·min-1,此温度下的化学平衡常数为
0.18;
平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等,说明甲乙的平衡是等效的。
该反应CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)反应前后体积发生变化,在恒温恒容的条件下,两容器发生反应达到等效平衡,则“一边倒”后,加入的物质完全相同。
若CO2和H2完全反应,则生成甲醇最大的量为1mol,达到平衡时,甲醇的物质的量为0.2mol/L×2=0.4mol,则乙容器中c的取值范围为0.4(3)根据图象可知,吸附态的能量小于过渡态,所以物质吸附在催化剂表面,形成过渡态的过程会吸收热量;活化能最小的过程是
CO、
OH、
H+3H2(g)生成
CO+3H2(g)+H2O,反应方程式是
OH+
H==H2O(g)。
【点睛】本题考查平衡标志判断、平衡图象分析、化学平衡的计算,把握平衡三段式法计算为解答的关键,明确等效平衡原理利用,侧重分析与计算能力的考查。
11.形形色色的物质,构成了我们这个五彩缤纷的世界。
世上万物,神奇莫测,常常超乎人们按“常理”的想象。
学习物质结构和性质的知识,能使你想象的翅膀变得更加有力。
(1)基态Ga原子的核外电子排布式是__,基态Ga原子核外电子占据最高能级的电子云轮廓图为___。
(2)HC≡CNa(乙炔钠)广泛用于有机合成,乙炔钠中C原子的杂化类型为__;乙炔钠中存在__(填字母序号)。
A.金属键B.σ键C.π键D.氢键E.配位键F.离子键G.范德华力
(3)NaN3是汽车安全气囊中的主要化学成分,其阴离子为立体构型为__;写出和该阴离子互为等电子体的一种分子的结构式__(写一个)。
(4)钙和铁都是第四周期元素,且原子的最外层电子数相同,但铁的熔沸点远高于钙,其原因是__。
(5)某离子晶体
晶胞结构如图所示。
①晶体中在每个X周围与它最近且距离相等的X共有__个。
②设该晶体的摩尔质量为Mg·mol-3,晶胞的密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则晶体中两个最近的X间的距离为__cm。
【答案】
(1).[Ar]3d104s24p1
(2).哑铃形(3).sp杂化(4).BCF(5).直线形(6).O=C=O(7).Fe的价电子数较多且原子半径较小,金属键较强(8).12(9).
【解析】
【详解】
(1)Ga原子核外有31个电子,根据能量最低原理,基态Ga原子核外电子排布式是[Ar]3d104s24p1,基态Ga原子核外电子占据的最高能级是4p能级,电子云轮廓图为哑铃形;
(2)HC≡CNa中C原子的孤电子对数为0,价电子对数为2,所以C原子的杂化类型为sp杂化;乙炔钠中C-H键为σ键,C≡C有1个σ键、2个π键,Na与C≡CH之间为离子键,故选BCF;
(3)NaN3的阴离子为N3-,中心N原子的价电子对数是
,配位原子数为2,无孤电子对,所以N3-立体构型为直线形;原子数相同、价电子数也相同的粒子互为等电子体,N3-价电子数是16,和N3-互为等电子体的分子是CO2,结构式为O=C=O;
(4)Fe的价电子数较多且原子半径较小,金属键较强,所以铁的熔沸点远高于钙;
(5)①根据晶胞结构图,X原子构成面心立方晶胞,所以每个X周围与它最近且距离相等的X共有12个;
②根据均摊原则,每个晶胞含有4个X原子、8个Y原子,设该晶体的摩尔质量为Mg·mol-3,密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数为NA,晶胞边长为acm,则
,
,晶体中两个最近的X间的距离为晶胞面对角线的一半,距离为
cm。
12.化合物G(盐酸阿扎司琼,Azasetronhydrochchor