A2(g)+2B2(g)
2AB2(g)
起始/mol 1 2 0
转化/molx2x2x
平衡/mol1-x2-2x2x
=0.4,x=0.5,Ⅰ点时,A2的平衡转化率为50%,故C错误;将Ⅱ点所对应容器冷却到600K,Ⅱ点在压强为p1的曲线上向左移动,故D错误。
]
13.M、N两种化合物在医药方面有重要的应用。
下列说法正确的是( )
A.化合物M、N都能与Br2发生加成反应而使Br2的四氯化碳溶液褪色
B.化合物M、N分子中手性碳原子数分别为1、6
C.化合物N的分子式是C15H22O5,其不饱和度为5
D.化合物M分子中碳原子杂化有sp3和sp2
CD [化合物N的分子中没有碳碳不饱和键,不能与Br2发生加成反应而使Br2的四氯化碳溶液褪色,A项错误;手性碳原子是连有四个不同的原子或原子团的碳原子,分析化合物M、N的结构简式可知,化合物M分子中只有连接氮原子的饱和碳原子为手性碳原子,化合物N分子中手性碳原子如图
(*标注的碳原子为手性碳原子),化合物N分子中手性碳原子数为7,B项错误。
]
14.由下列实验操作及现象一定能推出相应结论的是( )
实验操作
现象
结论
A
将H2S通入(CH3COO)2Pb溶液中
产生黑色沉淀
H2S酸性比CH3COOH强
B
将(NH4)2SO4受热分解产生的气体通入Ba(NO3)2溶液
产生白色沉淀
分解产物中含SO3(g)
C
向苯酚钠溶液中通入足量CO2
溶液变浑浊
碳酸的酸性比苯酚的强
D
向2支均盛有2mL1mol·L-1NaOH溶液的试管中,分别加入1滴同浓度的AlCl3、FeCl3溶液并振荡
前者无沉淀生成,后者有红褐色沉淀生成
Ksp[Al(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3]
C [将H2S通入(CH3COO)2Pb溶液产生黑色沉淀,是因为生成的硫化铅难溶于水,A错误;若(NH4)2SO4受热分解产生SO2气体,将SO2通入Ba(NO3)2溶液,也可产生白色沉淀,B错误;向苯酚钠溶液中通入足量CO2,溶液变浑浊,说明生成了苯酚,则碳酸的酸性比苯酚的强,C正确;向2支均盛有2mL1mol·L-1NaOH溶液的试管中,分别加入1滴同浓度的AlCl3、FeCl3溶液并振荡,前者无沉淀生成,是因为氢氧化铝具有两性,与过量的NaOH反应生成可溶的偏铝酸钠,不能由题给现象判断Al(OH)3和Fe(OH)3的溶度积大小关系,D错误。
]
15.常温下,把某浓度的NaHCO3溶液滴加到NaOH和NaAlO2混合溶液中,测得溶液pH和生成的Al(OH)3的物质的量随加入NaHCO3溶液体积的变化情况如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.加入的NaHCO3先与NaOH反应
B.b点和c点对应溶液中均有c(Na+)<2c(CO
)+c(HCO
)
C.NaHCO3溶液的物质的量浓度为0.9mol·L-1
D.d点对应溶液中c(Na)+=2c(CO
)+2c(HCO
)+2c(H2CO3)
BC [A项,根据题图可知,当加入的V(NaHCO3)<8mL时,无Al(OH)3沉淀生成,说明先发生反应HCO
+OH-===CO
+H2O,当加入的V(NaHCO3)>8mL时,生成Al(OH)3沉淀,发生反应HCO
+AlO
+H2O===Al(OH)3↓+CO
,因此加入的NaHCO3先与NaOH反应,故A正确;B项,b点与c点对应溶液的溶质均为NaAlO2和Na2CO3,根据物料守恒可知c(Na+)>2c(CO
)+c(HCO
),故B错误;C项,当加入40mLNaHCO3溶液时沉淀的量最多,此时Al(OH)3沉淀的物质的量为0.036mol,由题图可知与偏铝酸钠反应的碳酸氢钠溶液是32mL,结合HCO
+AlO
+H2O===Al(OH)3↓+CO
可知,c(NaHCO3)=1.125mol·L-1,故C错误;D项,d点时,沉淀量达到最大,此时溶液为碳酸钠溶液,根据物料守恒可得c(Na+)=2c(CO
)+2c(HCO
)+2c(H2CO3),故D正确。
]
三、非选择题:
本题共5小题,共60分。
16.(12分)随着人们对硒的性质深入认识及产品硒的纯度提高,硒的应用范围越来越广。
某科学小组以硫铁矿生产硫酸过程中产生的含硒物料(主要含S、Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2等)提取硒,设计流程如下:
回答下列问题:
(1)“脱硫”时,测得脱硫率随温度的变化如图。
随着温度的升高,脱硫率呈上升趋势,其原因是________________________________________________。
最佳温度是________。
(2)“氧化酸浸”中,Se转化成H2SeO3,该反应的离子方程式为__________。
(3)采用硫脲[(NH2)2CS]联合亚硫酸钠进行“控电位还原”,将电位高的物质先还原,电位低的物质保留在溶液中,以达到硒与杂质金属的分离。
下表是“氧化酸浸”液中主要粒子的电位。
名称
Cu2+/Cu
Zn2+/Zn
Fe2+/Fe
Fe3+/Fe2+
ClO2/Cl-
H2SeO3/Se
电位/V
0.345
-0.760
-0.440
0.770
1.511
0.740
①控制电位在0.740~1.511V范围内,在氧化酸浸液中添加硫脲,可选择性还原ClO2。
该过程的还原反应(半反应)式为___________________________。
②为使硒和杂质金属分离,用亚硫酸钠还原时的最低电位应控制在________V。
(4)粗硒的精制过程:
Na2SO3浸出[Se转化成硒代硫酸钠(Na2SeSO3)]→Na2S净化→H2SO4酸化等步骤。
①净化后的溶液中c(Na2S)达到0.026mol·L-1,此时溶液中的c(Cu2+)的最大值为_________________________________________________________,精硒中基本不含铜。
[Ksp(CuS)=1.3×10-36]
②硒代硫酸钠酸化生成硒的化学方程式为_____________________________
________________________________________________________________。
(5)对精硒成分进行荧光分析发现,精硒中铁含量为32μg·g-1,则精硒中铁的质量分数为________,与粗硒中铁含量为0.89%相比,铁含量明显降低。
[解析] 硒酸泥(主要含S、Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2等)加入热煤油萃取硫,固体加入稀硫酸、氯酸钠进行氧化,过滤,滤渣中含有氢氧化铁、二氧化硅,氧化浸出液含有H2SeO3,控制电位还原,发生氧化还原反应可生成Se。
(1)“脱硫”时,脱硫率随着温度的升高,脱硫率呈上升趋势,其原因是温度升高,单质硫在煤油中的溶解度增加。
最佳温度是95℃。
(2)“氧化酸浸”中,固体加入稀硫酸、氯酸钠进行氧化,Se转化成H2SeO3,ClO
还原成ClO2,该反应的离子方程式为4ClO
+4H++Se===4ClO2↑+H2O+H2SeO3。
(3)①控制电位在0.740~1.511V范围内,在氧化酸浸液中添加硫脲,可选择性还原ClO2,ClO2得电子还原成Cl-,该过程的还原反应(半反应)式为ClO2+4H++5e-===Cl-+2H2O。
②为使硒和杂质金属分离,确保Cu2+、Zn2+、Fe2+不被还原,用亚硫酸钠还原时的最低电位应控制在0.345V。
(4)①净化后的溶液中c(Na2S)达到0.026mol·L-1,此时溶液中的c(Cu2+)的最大值为c(Cu2+)=
mol·L-1=5.0×10-35mol·L-1,精硒中基本不含铜。
(5)精硒中铁含量为32μg·g-1,则精硒中铁的质量分数=
×100%=3.2×10-3%。
[答案]
(1)温度升高,单质硫在煤油中的溶解度增加 95℃
(2)4ClO
+4H++Se===4ClO2↑+H2O+H2SeO3
(3)ClO2+4H++5e-===Cl-+2H2O 0.345
(4)5.0×10-35mol·L-1 Na2SeSO3+H2SO4===Na2SO4+Se↓+SO2↑+H2O
(5)3.2×10-3%
17.(12分)烯烃在四羰基镍[Ni(CO)4]催化作用下可吸收CO和H2O而生成羧酸,如CH2===CH2+CO+H2O
CH3CH2COOH。
回答下列问题:
(1)基态镍原子的价电子排布式为3d84s2,形成Ni3+时,首先失去________轨道上的电子,Ni3+的价电子排布式为________。
(2)硒(Se)元素与氧元素同主族,预测H2Se分子的立体构型为________;H2Se的沸点比H2O的低,原因是________________。
(3)CH2===CH2分子中C原子的杂化类型为________;CH3CH2COOH分子中所含元素电负性由大到小的顺序为________________。
(4)Ni(CO)4属于配合物,配体CO中提供孤电子对的是C原子,原因可能是________;该配合物中σ键与π键数目之比为________。
(5)已知氧化镍晶胞如图1所示,单原子层氧化镍的结构如图2所示。
图1
图2
①已知图1中坐标参数:
A(0,0,0)、B(1,1,0),C的坐标参数为________。
②已知图2中氧离子半径为apm,阿伏加德罗常数(NA)为6.02×1023mol-1,则1m2单原子层NiO的质量为________g。
[解析]
(1)基态镍原子的价电子排布式为3d84s2,形成Ni3+时先失去4s轨道上的2个电子,再失去3d轨道上的1个电子,故Ni3+的价电子排布式为3d7。
(2)H2Se分子结构与H2O分子结构相似,都为V形;H2O分子间存在氢键,而H2Se分子间只存在范德华力,故H2O的沸点高于H2Se。
(3)CH2===CH2分子中C原子的杂化类型为sp2杂化;CH3CH2COOH分子中有三种非金属元素,其电负性由大到小的顺序为O>C>H。
(4)CO中C原子与O原子间存在1个σ键,2个π键,其中1个π键是配位键,形成该配位键的电子由氧原子提供,其在一定程度上抵消了C与O间电负性差所造成的极性,使C原子带部分负电荷,O原子带部分正电荷,故在配合物Ni(CO)4中,配体CO中提供孤电子对的是C原子,而不是O原子;Ni(CO)4中σ键个数为1×4+4=8,π键个数为2×4=8,故σ键与π键数目之比为1∶1。
(5)①根据氧化镍晶胞及A、B的坐标参数知C的坐标参数为(1,1/2,1/2)。
②观察题图2,按图中虚线所示切割出的正六边形如图所示:
。
相邻两个氧离子相切,两个氧离子中心相连构成正六边形的一条边,边长为2apm=2a×10-12m,该边所在等边三角形的高h=
a×10-12m,1个正六边形的面积S=
×6m2=6
a2×10-24m2。
又1个正六边形净占3个镍离子、3个氧离子,即1个正六边形含3个NiO,则1m2单原子层氧化镍的质量=
g=
g。
[答案]
(1)4s 3d7
(2)V形 H2O分子间存在氢键,而H2Se分子间只存在范德华力 (3)sp2杂化 O>C>H (4)CO中配位键的形成使C原子带部分负电荷,O原子带部分正电荷 1∶1 (5)①(1,1/2,1/2) ②
18.(12分)汽车尾气中含有CO和NOx,减轻其对大气的污染成为科研工作的热点问题。
回答下列问题:
(1)已知H2还原CO合成甲醇的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1,又CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.0kJ·mol-1,CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.1kJ·mol-1。
则ΔH1=________kJ·mol-1,对应反应自发进行的条件为________(填字母)。
A.高温 B.低温 C.任何温度
(2)用活化后的V2O5作催化剂,氨气可将NO还原成N2。
①V2O5能改变反应速率是通过改变________________实现的。
②在1L的刚性密闭容器中分别充入6molNO、6molNH3和适量O2,控制不同温度,均反应tmin,测得容器中部分含氮气体浓度随温度的变化如图所示。
NO浓度始终增大的原因可能是________________。
700K时,0~tmin内,体系中氨气的平均反应速率为________________(用含t的式子表示)。
(3)科学家研究出了一种高效催化剂,可以将CO和NO2两者转化为无污染气体,反应的热化学方程式为:
2NO2(g)+4CO(g)
4CO2(g)+N2(g) ΔH<0。
某温度下,向10L恒容密闭容器中充入0.1molNO2和0.2molCO,发生上述反应,随着反应的进行,容器内的压强变化如下表所示:
时间/min
0
2
4
6
8
10
12
压强/kPa
75
73.4
71.