第Ⅱ卷(非选择题共58分)
二、非选择题(本卷包括必考题和选考题两部分。
第15~17题为必考题,每个试题考生都必须作答。
第18~19题为选考题,考生根据要求作答)
(一)必考题(共3个小题,共43分)
15.实验小组测定某蛋白质的组成(假定只含C、H、O、N元素),设计如下实验(夹持装置略去)。
I.样品中碳、氢含量的测定
(1)仪器a的名称为___________________________。
(2)导管g的作用为______________________________________。
(3)选择上述装置,按气流从左到右的方向,合理的连接顺序为____________________(填大写字母,仪器可重复使用)→排水法收集气体装置。
(4)称取4.65g蛋白质样品,用上述连接好的装置进行实验。
①充分反应后,熄灭D处酒精灯之前,需继续通入O2至硬质玻璃管冷却,原因为__________________。
②充分反应后,测得用于接收气体产物的碱石灰和P2O5分别增重7.7 g、2.25 g。
Ⅱ.样品中氮元素含量的测定
已知:
在催化剂存在下,浓硫酸能将样品中的氮元素转化为铵盐。
i.重新称取4.65 g 蛋白质样品,将其中的氮元素全部转化为铵盐;
ii.所得铵盐与足量NaOH 溶液反应,并用100 mLlmol·L-l 盐酸将生成的氨气全部吸收;
iii.将吸收液稀释至500 mL;
iv.取25.00 mL稀释后的溶液,用0.100 0mol·L-l 的NaOH 溶液平行滴定,平均消耗标准液25.00 mL。
(5)蛋白质样品中C、H、N、O的原子数目之比为_____________________。
若步骤iii 中定容时仰视容量瓶刻度线,则所测氮元素含量___________(填“偏高”“偏低”或“ 无影响” )。
(6)有同学认为,通过(3)中收集到的气体体积即可得到氮元素的含量,你认为其观点___________(填“正确”或“ 不正确” ),理由为________________________________________。
【答案】
(1).长颈漏斗
(2).平衡压强,使分液漏斗中的水容易滴下(3).BEDECC(4).将装置中残留的的水蒸气和CO2 全部吹入吸收剂被吸收(5).7∶10∶2∶4(6).偏高(7).不正确(8).收集的氮气中混有未参加反应的氧气
【解析】B制氧气,E干燥,D将蛋白质氧化,E吸水,C吸收二氧化碳,最后再用C
(1)仪器a的名称为长颈漏斗。
(2)导管g的作用为平衡压强,使分液漏斗中的水容易滴下。
(3)选择上述装置,按气流从左到右的方向,合理的连接顺序为BEDECC(填大写字母,仪器可重复使用)→排水法收集气体装置。
(4)①充分反应后,熄灭D处酒精灯之前,需继续通入O2至硬质玻璃管冷却,原因为将装置中残留的的水蒸气和CO2 全部吹入吸收剂被吸收;(5)碱石灰和P2O5分别增重7.7g、2.25g,n(H2O)=2.25g/18g·mol-1=0.125mol,n(CO2)=7.7g/44g·mol-1=0.175mol,n(NH4+)=0.1000mol·L-l ×25.00×10-3L×20=0.05mol,n(O)=(4.65g-0.125mol×2×1g·mol-1-0.175mol×12g·mol-1-0.05mol×14g·mol-1)/16g·mol-1=0.1mol,蛋白质样品中C、H、N、O的原子数目之比为0.175:
0.125×2:
0.05:
0.1=7∶10∶2∶4;若步骤iii 中定容时仰视容量瓶刻度线,体积偏大,则所测氮元素含量偏低;(6)有同学认为,通过(3)中收集到的气体体积即可得到氮元素的含量,不正确,理由为:
收集的氮气中混有未参加反应的氧气。
16.五氧化二钒在工业生产中有重要用途。
某含钒废料的成分为V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3、Al2O3,实验小组从其中回收V2O5的一种工艺流程如下:
请回答下列问题;
(1)(研磨)的目的为__________________。
所加纯碱不宜过量太多,理由为_________。
(2)“焙烧”后所得混合物中除含Na2CO3、NaVO3、Fe2O3、NaA1O2外,还含有________(填化学式)。
(3)“酸浸”时,VO3-转化为VO2+,转化反应的离子方程式为_________________________;滤渣1的主要成分为_________________(填化学式)。
(4)已知:
常温下,Al(OH)3、Fe(OH)3饱和溶液中金属阳离子浓度的负对数[-lgc(M3+)]与pH的关系如图所示:
常温下,Ksp[Fe(OH)3]=________________________;当调pH=4时,溶液中A13+________(填“是”或“否”)沉淀完全。
(已知;溶液中离子浓度小于等于10-5mol·L-1时,认为该离子沉淀完全)
(5)“煅烧”时,反应的化学方程式为____________________________________。
【答案】
(1).使纯碱与含钒废料混合均匀;加快焙烧速率,使焙烧更充分
(2).避免“酸浸”时消耗太多的盐酸(3).Na2SiO3(4).VO3-+2H+=VO2++H2O(5).H2SiO3(6).10-38(7).否(8).2NH4VO3
V2O5+2NH3↑+H2O
【解析】
(1)研磨的目的为使纯碱与含钒废料混合均匀;加快焙烧速率,使焙烧更充分。
所加纯碱不宜过量太多,理由为避免“酸浸”时消耗太多的盐酸。
(2)“焙烧”后所得混合物中除含Na2CO3、NaVO3、Fe2O3、NaA1O2外,还含有SiO2与碱反应生成的Na2SiO3。
(3)“酸浸”时,VO3-转化为VO2+,转化反应的离子方程式为VO3-+2H+=VO2++H2O;Na2SiO3与盐酸反应生成H2SiO3滤渣1的主要成分为H2SiO3。
(4)由图pH=2时,c(OH-)=10-12mol·L-1,c(Fe3+)=10-2mol·L-1,Ksp[Fe(OH)3]=10-2×(10-12)3=10-38;pH=5时,c(OH-)=10-9mol·L-1,c(Al3+)=10-6mol·L-1,Ksp[Al(OH)3]=10-6×(10-9)3=10-33,pH=4时,c(OH-)=10-10mol·L-1,c(Al3+)=10-33/(10-10)3=10-3mol·L->10-5mol·L-1,铝离子没有沉淀完全;(5)“煅烧”时,反应的化学方程式为2NH4VO3
V2O5+ 2NH3↑+H2O。
点睛:
(4)是难点,有关Ksp的计算,Ksp[Fe(OH)3]的计算,要从图中读出c(OH-)=10-12mol·L-1,c(Fe3+)=10-2mol·L-1,代入公式计算;铝离子是否沉淀完全的问题,要先读图,求出Ksp[Al(OH)3],然后再将pH=4时,c(OH-)=10-10mol·L-1,代入Ksp[Al(OH)3]计算公式,求出c(Al3+)与10-5mol·L-1比较,铝离子没有沉淀完全。
17.TiO2和TiCl4均为重要的工业原料。
已知:
Ⅰ.TiCl4(g)+O2(g)TiO2(s)+2Cl2(g)ΔH1=-175.4kJ·mol-1
Ⅱ.2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH2=-220.9kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)TiCl4(g)与CO(g)反应生成TiO2(s)、C(s)和氯气的热化学方程式为_____________________。
升高温度,对该反应的影响为___________________________________。
(2)若反应Ⅱ的逆反应活化能表示为EkJ·mol-1,则E________220.9(填“>”“<”或“=”)。
(3)t℃时,向10L恒容密闭容器中充入1molTiCl4和2molO2,发生反应Ⅰ。
5min达到平衡时测得TiO2的物质的量为0.2mol。
①0~5min内,用Cl2表示的反应速率v(Cl2)=__________。
②TiCl4的平衡转化率a=__________________。
③下列措施,既能加快逆反应速率又能增大TiCl4的平衡转化率的是__________(填选项字母)。
A.缩小容器容积B.加入催化剂C.分离出部分TiO2D.增大O2浓度
④t℃时,向10L恒容密闭容器中充入3molTiCl4和一定量O2的混合气体,发生反应Ⅰ,两种气体的平衡转化率(a)与起始的物质的量之比(
)的关系如图所示:
能表示TiCl4平衡转化率的曲线为__________(填“L1”或“L2”);M点的坐标为___________。
【答案】
(1).TiCl4(g)+2CO(g)=TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)ΔH=+45.5 kJ·mol-1
(2).反应速率加快,平衡正向移动,反应物的转化率增大(3).>(4).0.008mol·L-1·min-1(5).20%(6).D(7).L2(8).(1,
)
【解析】
(1)已知:
Ⅰ.TiCl4(g)+O2(g)TiO2(s)+2Cl2(g)ΔH1=-175.4kJ·mol-1
Ⅱ.2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH2=-220.9kJ·mol-1,用Ⅰ-Ⅱ,TiCl4(g)+2CO(g)=TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)ΔH=-175.4kJ·mol-1-(-220.9kJ·mol-1)=+45.5 kJ·mol-1;升高温度,反应速率加快,平衡正向移动,反应物的转化率增大;
(2)若反应Ⅱ的逆反应活化能表示为EkJ·mol-1,正反应是放热反应,则E>220.9kJ·mol-1;(3)①0~5min内,用Cl2表示的反应速率v(Cl2)=2v(TiCl4)=2×0.2mol/(10L×5min)=0.008mol·L-1·min-1;②TiCl4的平衡转化率a=0.2mol/1mol×100%=20%;③A、缩小容器容积,反应速率加快,平衡逆向移动,故A错误;B.加入催化剂平衡不移动,故B错误;C.分离出部分TiO2速率变慢,故C错误;D.增大O2浓度既能加快逆反应速率又能增大TiCl4的平衡转化率,故D正确;故选D。
④随TiCl4浓度的增加,TiCl4转化率越来越小,能表示TiCl4平衡转化率的曲线为L2;M点表示n(TiCl4)/n(O2)=方程式的计量数比=1时,TiCl4的转化率与O2的转化率相同,即a=1;由t℃时,向10L恒容密闭容器中充入1molTiCl4和2molO2,发生反应Ⅰ。
5min达到平衡时测得TiO2的物质