答案:
D。
8.已知X、Y元素同周期,且电负性X大于Y,下列说法一定错误的是( )
A.第一电离能:
Y小于X
B.气态氢化物的稳定性:
Y大于X
C.最高价含氧酸的酸性:
X强于Y
D.X和Y形成化合物时,X显负价,Y显正价
【答案】B
【解析】X、Y元素同周期,且电负性X>Y,则非金属性X>Y。
A.一般非金属性强的,其第一电离能大,则第一电离能Y可能小于X,故A正确;
B.非金属性越强,气态氢化物越稳定,则气态氢化物的稳定性:
Y小于X,故B错误;
C.非金属性越强,其最高价氧化物的水化物的酸性越强,非金属性X>Y,则X对应的酸性强于Y对应的酸的酸性,故C正确;
D.电负性大的元素在化合物中显负价,所以X和Y形成化合物时,X显负价,Y显正价,故D正确。
9.下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论一致的是
选项
实验操作
实验目的或结论
A
向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液,先有黄色沉淀生成
Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
B
向20%蔗糖溶液中加入足量稀H2SO4,加热;再加入银氨溶液;未出现银镜
蔗糖未水解
C
向久置的FeCl2溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液
检验Fe2+是否完全被氧化
D
在相同条件下,向一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLH2O,向另一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLFeCl3溶液,观察并比较实验现象
探究催化剂对H2O2分解速率的影响
【答案】D
【解析】A.向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液,先有黄色沉淀生成,由于不能确定起始时氯离子和碘离子的浓度大小关系,因此不能据此得出Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),A错误;B.向20%蔗糖溶液中加入足量稀H2SO4,加热,再加入银氨溶液,未出现银镜不能说明蔗糖未水解,因为没有加入碱中和稀硫酸,B错误;C.向久置的FeCl2溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液不能检验Fe2+是否完全被氧化,因为氯离子也能被酸性高锰酸钾溶液氧化,C错误;D.在相同条件下,向一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLH2O,向另一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLFeCl3溶液,实验中变量为氯化铁,因此通过观察并比较实验现象可以探究催化剂对H2O2分解速率的影响,D正确;答案选D。
10.科学家将水置于足够强的电场中,在20℃时水分子瞬间凝固可形成“暖冰”。
某兴趣小组做如图所示实验,发现烧杯中酸性KMnO4溶液褪色,且有气泡产生。
将酸性KMnO4溶液换成FeCl3溶液,烧杯中溶液颜色无变化,但有气泡产生。
则下列说法中正确的是( )
A.20℃时,水凝固形成的“暖冰”所发生的变化是化学变化
B.“暖冰”是水置于足够强的电场中形成的混合物
C.烧杯中液体为FeCl3溶液时,产生的气体为Cl2
D.该条件下H2燃烧的产物中可能含有一定量的H2O2
【答案】D
【解析】A.水凝固形成20℃时的“暖冰”,只是水的存在状态发生了变化,没有生产新的物质,所发生的是物理变化,故A错误;
B、“暖冰”是纯净物,而非混合物,故B错误;
C、发现烧杯中酸性KMnO4溶液褪色,说明燃烧生成了具有还原性的物质,所以氯化铁溶液中的氯离子不可能被氧化成氯气,故C错误;
D.该条件下H2燃烧生成了既具有氧化性又具有还原性的物质,该物质可能是双氧水,故D正确。
二、选择题:
本题共5小题,每题4分,共20分。
每小题有一个或两个选项符合题意,全选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
11.一种制备高效漂白剂NaClO2的实验流程如图所示,反应I中的反应为:
3NaClO3+4SO2+3H2O═2ClO2+Na2SO4+3H2SO4+NaCl,下列说法正确的是( )
A.产品中可能含有NaCl
B.反应Ⅱ中H2O2做氧化剂
C.NaClO2的漂白原理与SO2相同
D.实验室进行结晶操作通常在坩埚中进行
【答案】A
【解析】反应Ⅰ中发生的反应为3NaClO3+4SO2+3H2O═2ClO2+Na2SO4+3H2SO4+NaCl,然后向溶液中加入NaOH溶液、H2O2,根据流程图知,反应II中生成NaClO2,则ClO2作氧化剂,H2O2作还原剂生成氧气,根据原子守恒、转移电子守恒知,发生反应II为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+O2↑+2H2O,然后从溶液中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品NaClO2。
A.反应I中有NaCl生成,反应II中NaCl没有参加反应,所以最终产物中含有NaCl,故A正确;
B.反应II中Cl元素化合价由+4价变为+3价,则ClO2是氧化剂,H2O2作还原剂生成氧气,故B错误;
C.NaClO2能氧化有色物质而体现漂白性,SO2和有色物质发生化合反应生成无色物质,所以二者漂白原理不同,故C错误;
D.从溶液中获取结晶在蒸发皿中进行,灼烧固体在坩埚中进行,则实验室进行结晶操作通常在蒸发皿中进行,故D错误。
12.硼酸(H3BO3)为一元弱酸,已知H3BO3与足量NaOH溶液反应的离子方程式为H3BO3+OH﹣═B(OH)4﹣,H3BO3可以通过电解的方法制备。
其工作原理如下图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过)。
下列说法错误的是( )
A.阳极的电极反应式为:
2H2O﹣4e﹣═O2↑+4H+
B.反应一段时间以后,阴极室NaOH溶液浓度减小
C.当电路中通过3mol电子时,可得到1molH3BO3
D.B(OH)4﹣穿过阴膜进入产品室,Na+穿过阳膜进入阴极室
【答案】BC
【解析】A.电解时阳极a上H2O失电子生成O2和H+,电极反应式为2H2O﹣4e﹣═O2↑+4H+,故A正确;
B.阴极电极反应式为4H2O+4e﹣═2H2↑+4OH﹣,Na+穿过阳膜进入阴极室,所以阴极室NaOH溶液浓度增大,故B错误;
C.阳极电极反应式为2H2O﹣4e﹣═O2↑+4H+,电路中通过3mol电子时有3molH+生成,硼酸(H3BO3)为一元弱酸,生成1mol硼酸需要1molH+,所以电路中通过3mol电子时,可得到3molH3BO3,故C错误;
D.阳离子会经过阳极膜进入阴极室,阴离子会经过阴极膜进入阳极室,B(OH)4﹣穿过阴膜进入产品室,Na+穿过阳膜进入阴极室,故D正确。
13.8.34gFeSO4·7H2O(相对分子质量:
278)样品受热脱水过程
热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示,下列说法不正确的是
A.温度为78℃时固体物质M的化学式为FeSO4·4H2O
B.取适量380℃时所得的样品P,隔绝空气加热至650℃,得到一种固体物质Q,同时有两种无色气体生成,Q的化学式为Fe2O3
C.在隔绝空气条件下,N得到P的化学方程式为FeSO4·H2O
FeSO4+H2O
D.温度为159℃时固体N的化学式为FeSO4·2H2O
【答案】D
【解析】A.温度为78℃时,固体质量为6.72g,其中m(FeSO4)=0.03mol×152g/mol=4.56g,m(H2O)=6.72g-4.56g=2.16g,n(H2O)=2.16g÷18g/mol=0.12mol,则n(H2O)∶n(FeSO4)=0.12mol∶0.03mol=4∶1,则化学式为FeSO4·4H2O,A正确;B.加热至650℃时,固体的质量为2.40g,其中n(Fe)=n(FeSO4·7H2O)=0.03mol,m(Fe)=0.03mol×56g/mol=1.68g,则固体中m(O)=2.40g-1.68g=0.72g,n(O)=0.72g÷16g/mol=0.045mol,则n(Fe)∶n(O)=0.03mol∶0.045mol=2∶3,则固体物质Q的化学式为Fe2O3,B正确;C.固体N的质量为5.10g,其中m(FeSO4)=0.03mol×152g/mol=4.56g,m(H2O)=5.10g-4.56g=0.54g,n(H2O)=0.54g÷18g/mol=0.03mol,则n(H2O)∶n(FeSO4)=0.03mol∶0.03mol=1∶1,则N的化学式为FeSO4·H2O,P的化学式为FeSO4,则在隔绝空气条件下由N得到P的化学方程式为FeSO4·H2O
FeSO4+H2O,C正确;D.温度为159℃时,由C项可知N的化学式为FeSO4·H2O,D错误。
答案选D。
14.研究表明CO与N2O在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示,两步反应分別为:
①N2O+Fe+=N2+FeO(慢):
②FeO++CO=CO2+Fe+(快)。
下列说法正确的是
A.反应①是氧化还原反应,反应②也是氧化还原反应
B.两步反应均为放热反应,总反应的化学反应速率由反应②决定
C.Fe+使反应的活化能减小,FeO+是中间产物
D.若转移lmol电子,则消耗11.2LN2O
【答案】AC
【解析】A.反应①、②均有元素化合价的升降,因此都是氧化还原反应,A正确;B.由图可知,Fe++N2O→FeO++N2、FeO++CO→Fe++CO2两步中均为反应物总能量大于生成物总能量,所以两个反应都是放热反应,总反应的化学反应速率由速率慢的反应①决定,B错误;C.Fe+作催化剂,使反应的活化能减小,FeO+是反应过程中产生的物质,因此是中间产物,C正确;D.由于没有指明外界条件,所以不能确定气体的体积,D错误。
15.常温下将KOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。
下列叙述正确的是( )
A.Ka2(H2X)的数量级为10-6
B.KHX溶液中c(H+)>c(OH-)
C.曲线N表示pH与lg[c(X2-)/c(HX-)]的变化关系
D.当混合溶液呈中性时,c(K+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)
【答案】AB
【解析】H2X为二元弱酸,以第一步电离为主,则Ka1(H2X)>Ka2(H2X),酸性条件下,则pH相同时c(HX-)/c(H2X)>c(X2-)/c(HX-),由图像可知N为lg[c(HX-)/c(H2X)]的变化曲线,M为lg[c(X2-)/c(HX-)]的变化曲线,当lg[c(HX-)/c(H2X)]或lg[c(X2-)/c(HX-)]=0时,说明[c(HX-)/c(H2X)]或[c(X2-)/c(HX-)]=1,浓度相等。
A.lg[c(X2-)/c(HX-)]=0时,c(X2-)/c(HX-)=1,此时pH≈5.4,则Ka2(H2X)≈10-5.4,可知Ka2(H2X)的数量级为10-6,正确;B.由图像可知,lg[c(X2-)/c(HX-)]=0时,即c(HX-)=c(X2-),此时pH≈5.4,可知HX-电离程度大于X2-水解程度,溶液显酸性,则KHX溶液呈酸性,溶液中c(H+)>c(OH-),正确;C.由以上分析可知曲线N表示pH与lg[c(HX-)/c(H2X)]的变化关系,错误;D.由图像可知当pH=7时,lg[c(X2-)/c(HX-)]>0,则c(X2-)>c(HX-),所以溶液中存在:
c(K+)>c(X2-)>c(HX-)>c(H+),错误。
第Ⅱ卷(非选择题共60分)
二、非选择题:
包括第16题~第20题5个大题,共60分。
16.(13分)以NOx为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。
I.N2O是一种强温室气体,且易形成颗粒性污染物,研究N2O的分解对环境保护有重要意义。
(1)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:
第一步I2(g)
2I(g)(快反应)
第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)
第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g)(快反应)
实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)。
下列表述正确的是__________。
A.N2O分解反应中:
k值与
否含碘蒸气有关
B.第三步对总反应速率起决定作用
C.第二步活化能比第三步小
D.IO为反应的催化剂
Ⅱ.汽车尾气中含有较多的氮氧化物和不完全燃烧的CO,汽车三元催化器可以实现降低氮氧化物的排放量。
汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在催化剂的作用下转化成两种无污染的气体。
如,
反应I:
2CO+2NO
N2+2CO2ΔH1;反应II:
4CO+2NO2
N2+4CO2ΔH2<0。
(2)针对反应I:
①已知:
反应N2(g)+O2(g)
2NO(g)ΔH3=+180.0kJ·mol−1,若CO的燃烧热为-283.5kJ·mol−l则反应I的ΔH1=_________kJ·mol−1。
②若在恒容的密闭容器中,充入2molCO和1molNO,发生反应I,下列选项中不能说明该反应已经达到平衡状态的是_______。
A.CO和NO的物质的量之比不变B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的压强保持不变D.2v(N2)正=v(CO)逆
(3)在2L密闭容器中充入2molCO和1molNO2,发生上述反应II。
①若在某温度下,该反应达平衡时CO的转化率为40%,则该反应的平衡常数为________。
图1
图2
②图1为平衡时CO2的体积分数与温度、压强的关系。
则温度:
T1____T2(填“<”或“>”);若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小,重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的____点。
(4)某研究小组探究催化剂对CO、NO2转化的影响。
将NO2和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中NO2含量,从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO2的转化率),结果如图2所示。
若高于450℃,图2中曲线中脱氮率随温度升高而降低的主要原因是____________________;a点_________(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率,说明理由______________________________。
【答案】
(1)A(2分)
(2)-747.0kJ·mol−1(1分)B(1分)
(3)0.22L/mol(2分)<(1分)E(1分)
(4)温度太高,催化剂的活性降低,反应放热,平衡向逆反应方向移动(2分)不是(1分)因为该反应为放热反应,根据线Ⅱ可知,a点对应温度的平衡脱氮率应该更高(2分)
【解析】
(1)A.由含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数),所以N2O分解反应中:
k值与是否含碘蒸气有关,A正确;B.第二步是慢反应,则第二步对总反应速率起决定作用,B错误;C.第二步是慢反应,则第二步活化能比第三步大,C错误;D.IO为反应的中间产物,不是催化剂,D错误;答案选A。
(2)①CO的燃烧热为-283.5kJ·mol−l,则2CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-567kJ·mol−l,又因为N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH3=+180.0kJ·mol−1,则两式相减即得到反应I的ΔH1=-747.0kJ·mol−1。
②A.起始时CO和NO的物质的量之比不满足化学计量数之比,所以CO和NO的物质的量不变能说明反应达到平衡状态,A不选;B.密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,因此混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态,B选;C.正反应体积减小,则混合气体的压强保持不变能说明反应达到平衡状态,C不选;D.2v(N2)正=v(CO)逆说明正逆反应速率相等,D不选;答案选B。
(3)①4CO+2NO2
N2+4CO2
起始浓度(mol/L)10.500
转化浓度(mol/L)0.40.20.10.4
平衡浓度(mol/L)0.60.30.10.4
则该反应的平衡常数为
=0.22。
②正反应放热,升高温度平衡向逆反应方向进行,CO2体积分数减小,所以T1<T2;若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小,由于正反应是体积减小的放热的可逆反应,则平衡向逆反应方向进行,所以重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中的E点。
(4)由于温度太高,催化剂的活性降低,反应放热,平衡向逆反应方向移动,所以曲线中脱氮率随温度升高而降低;因为该反应为放热反应,根据线Ⅱ可知,a点对应温度的平衡脱氮率应该更高,所以a点不是对应温度下的平衡脱氮率。
17.(11分)
(1)盐酸中加入六次甲基四胺对钢铁有一定缓蚀作用,如图为其结构简式,其分子式为(CH2)6N4,其中碳原子采用________杂化,其缓蚀作用是因为分子中________原子的孤对电子能与铁原子形成配位键,覆盖在钢铁表面。
(2)CO与N2属于等电子体,1个CO分子中含有的π键数目是________个。
C、N、O三种元素的第一电离能最大的是________。
(3)如图是某化合物的晶胞示意图,硅原子与铝原子之间都以共价键连接。
①该化合物的化学式是________。
②Al元素基态原子的电子排布式