C.原子半径Z>M>X>YD.Z是地壳中含量最多的元素
【答案】C
【解析】X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y的最外层电子数是内层电子数的3倍,则Y为氧元素;Y与Z形成的化合物Z2Y3中,元素质量比m(Y):
m(Z)=8:
9,则Z的相对原子质量为
,故Z为铝元素;X原子的最外层电子数为M原子和Z原子最外层电子数的和的一半,而M原子序数大于Z,故X最外层电子数大于3小于6,若为4,则为碳元素,M为磷元素;若为5,则X为氮元素,M为氯元素;A.若X为碳元素,则其最高价氧化物的水化物碳酸是弱酸,选项A错误;B.无论M是磷元素还是氯元素,因H2O存在氢键,气态氢化物的沸点:
Y>M,选项B错误;C.同周期元素原子半径从左到右依次减小,同主族元素原子从上而下半径增大,故原子半径Z>M>X>Y,选项C正确;D.Z是地壳中含量最多的金属元素,选项D错误。
答案选C。
点睛:
本题考查元素周期律元素周期表的知识,X、Y、Z、M是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y的最外层电子数是内层电子数的3倍,则Y为氧元素;Y与Z形成的化合物Z2Y3中,元素质量比m(Y):
m(Z)=8:
9,则Z的相对原子质量为
,故Z为铝元素;X原子的最外层电子数为M原子和Z原子最外层电子数的和的一半,而M原子序数大于Z,故X最外层电子数大于3小于6,若为4,则为碳元素,M为磷元素;若为5,则X为氮元素,M为氯元素,以此分析解答。
4.利用电导率传感器可绘制电导率曲线图,下图为用0.1mol/LNaOH溶液滴定10mL0.lmol/L盐酸过程中的电导率曲线。
下列说法错误的是
A.电导率传感器能用于判断酸碱中和滴定的终点
B.a、b、c点的溶液中,离子浓度由大到小顺序为a>b>c
C.d点所示溶液中存在:
c(Cl-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)
D.C点电导率最小是因为此时溶液中导电微粒数目最少
【答案】D
【解析】A.HCl和NaOH反应方程式为HCl+NaOH=NaCl+H2O,根据图象知,从0-10mL之间,随着反应的进行,溶液中c(H+)浓度逐渐减小,溶液的电导率逐渐降低,加入溶液体积大于15mL时,溶液中氢氧根离子浓度逐渐增大,溶液的电导率增大,根据图知当恰好中和时电导率最小,所以可以电导率传感器能用于酸碱中和滴定终点的判断,选项A正确;B.电导率与导电性成正比,根据图知该点电导率最大,所以其导电性最强,离子浓度由大到小顺序为a>b>c,选项B正确;C.任何电解质溶液中都存在电荷守恒,根据电荷守恒得c(Cl-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),选项C正确;D.溶液电导率与离子浓度成正比,c点电导率低是因为离子浓度小,而不是导电微粒数目最少,选项D错误。
答案选D。
点睛:
本题以电解质溶液的导电性为载体考查酸碱混合溶液定性判断,明确反应实质、电导率的影响因素及混合溶液中溶质是解本题关键,会根据图象中曲线变化获取信息、加工信息,从而利用信息答题,注意电解质溶液中电荷守恒与溶液酸碱性无关、与溶液浓度无关,为易错点。
A.HCl和NaOH反应方程式为HCl+NaOH=NaCl+H2O,根据图象知,从0-10mL之间,随着反应的进行,溶液中c(H+)浓度逐渐减小,溶液的电导率逐渐降低,加入溶液体积大于15mL时,溶液中氢氧根离子浓度逐渐增大,溶液的电导率增大,根据图知,当恰好中和时电导率最小;B.电导率与导电性成正比;C.任何电解质溶液中都存在电荷守恒;D.溶液电导率与离子浓度成正比,c点电导率低是因为离子浓度小。
5.下列关于甲、乙、丙、丁四种仪器装置的用法,不合理的是
A.甲装置:
可用来证明硫的非金属性比硅强
B.乙装置:
橡皮管的作用是能使水顺利流下
C.丙装置:
用图示的方法能检查此装置的气密性
D.丁装置:
可在瓶中先装入某种液体收集NO气体
【答案】A
点睛:
本题考查了化学实验方案设计,涉及非金属性强弱的判断、气密性检验、气体的收集方法等知识点,明确实验原理是解本题关键,易错选项是B:
橡皮管可使下部的压力转移到上方,从而利用压强平衡的原理使液体顺利流下。
6.CO常用于工业冶炼金属,如图是在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中lg[c(CO)/c(CO2)]与温度(t)的关系曲线图。
下列说法正确的是
A.工业上可以通过增高反应装置来延长矿石和CO接触的时间,减少尾气中CO的含量
B.CO不适宜用于工业冶炼金属铬(Cr)
C.工业冶炼金属铜(Cu)时较高的温度有利于提高CO的利用率
D.CO还原PbO2的反应△H>0
【答案】B
【解析】A、增高炉的高度,增大CO与铁矿石的接触,不能影响平衡移动,CO的利用率不变,选项A错误;B、由图象可知用CO工业冶炼金属铬时,lg[c(CO)/c(CO2)]一直很高,说明CO转化率很低,故不适合,选项B正确;C、由图象可知温度越低lg[c(CO)/c(CO2)]越小,故CO转化率越高,选项C错误;D、由图象可知CO还原PbO2的温度越高lg[c(CO)/c(CO2)]越高,说明CO转化率越低,平衡逆向移动,故△H<0,选项D错误;答案选B。
7.如图所示是几种常见的化学电源示意图,有关说法正确的是
A.上述电池分别属于一次电池、二次电池和燃料电池
B.干电池工作时,H+向锌筒移动
C.铅蓄电池工作过程中,每通过2mol电子,负极质量减轻207g
D.氢氧燃料电池的正极反应一定是O2+4e-+2H2O=4OH-
【答案】A
【解析】A、干电池是一次性电池,铅蓄电池是可充电电池属于二次电池,氢氧燃料电池属于燃料电池,选项A正确;B、在干电池中,Zn作负极,H+向正极石墨电极移动,选项B错误;C、铅蓄电池工作过程中,硫酸铅在负极上析出,该极质量应该增加而非减小,选项C错误;D、若电解质为酸性,则氢氧燃料电池的正极反应是O2+4e-+4H+=2H2O,选项D错误。
答案选A。
点睛:
本题考查了原电池类型的分析判断,依据原电池原理判断电极和反应产物是解题关键,易错点为选项A、干电池是一次性电池,铅蓄电池是可充电电池属于二次电池,氢氧燃料电池属于燃料电池。
8.氰化钠化学式为NaCN(C元素+2价,N元素-3价),氰化钠是一种白色结晶颗粒,剧毒,易溶于水,水溶液呈碱性,易水解生成氰化氢。
(1)NaCN用双氧水处理后,产生一种酸式盐和一种能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,该反应的离子方程式是____________________________________________。
(2)氰化钠与硫代硫酸钠的反应为:
NaCN+Na2S2O3═NaSCN+Na2SO3;已知:
NaSCN中S为-2价,写出SCN-的电子式___________。
(3)CN-中C元素显+2价,N元素显-3价,说明非金属性N>C,请设计实验证明:
_____________。
(4)同时HCN又能与水互溶,造成水污染。
已知部分弱酸的电离平衡常数如表:
弱酸
HCOOH
HCN
H2CO3
电离平衡常数(25℃)
Ka=1.77×10-4
Ka=5.0×10-10
Ka1=4.3×10-7Ka2=5.6×10-11
①向NaCN溶液中通入少量CO2,发生的离子反应为_______________________________。
②等体积、等物质的量浓度的HCOONa和NaCN溶液中所含离子总数的关系是:
HCOONa______NaCN。
(填“>”、“<”或“=”)
(5)常温下,用0.10mol·L-1NaOH溶液分别滴定20.00mL浓度均为0.10mol·L-1CH3COOH溶液和HCN溶液所得滴定曲线如下图。
①常温时醋酸的电离常数为1.96×10-5,0.10mol·L-1CH3COOH溶液中c(H+)=__________mol·L-1。
②在①所示的溶液中溶质为_____和
③在①和②所示溶液中c(CH3COO-)-c(CN-)_______(填“>”、“<”或“=”)c(HCN)-c(CH3COOH)。
【答案】
(1).CN-+H2O+H2O2=NH3↑+HCO3-
(2).
(3).取少量碳酸氢钠于试管中,加入稀硝酸,有无色气泡产生,说明酸性硝酸大于碳酸,则非金属性N>C(4).CN-+CO2+H2O=HCO3-+HCN(5).>(6).1.4×10-3(7).NaCNHCN(8).=
9.三氯化碘(ICl3)在药物合成中用途非常广泛,其熔点为33℃,沸点为73℃。
实验室可用如图装置制取ICl3。
(1)仪器a的名称是___________________。
(2)制备氯气选用的药品为漂白粉固体(主要成分为CaClO2)和浓盐酸,相关反应的化学方程式为_______________________________________。
(3)装置B可用于除杂,也是安全瓶,能监测实验进行时装置C中是否发生堵塞,请写出发生堵塞时B中的现象:
____________________________。
(4)试剂X为____________________________。
(5)氯气与单质碘需在温度稍低于70℃下反应,则装置D适宜的加热方式为___________________。
(6)欲测定上述实验制备ICl3样品中ICl3的纯度,准确称取ICl3样品10.0g于烧杯中,加入适量水和过量KI晶体,充分反应生成I2(样品中杂质不反应)。
写出反应的方程式_________________________;将所得溶液配置成100mL待测液,取25.00mL待测液,用2.0mol/L的Na2S2O3标准液滴定(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-),以淀粉溶液作指示剂,达到终点时的现象为______________________;重复滴定,实验数据记录如下:
滴定次数
待测液体积(mL)
Na2S2O3标准液体积/mL
滴定前读数(mL)
滴定后读数(mL)
1
25.00
0.50
20.40
2
25.00
4.00
24.10
3
25.00
4.20
26.70
该样品中ICl3的质量分数为____________________。
(ICl3相对分子质量为233.5)
【答案】
(1).蒸馏烧瓶
(2).Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O(3).吸滤瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升(4).碱石灰(5).水浴加热(6).ICl3+3KI=2I2+3KCl(7).当加入最后一滴Na2S2O3溶液时,溶液由蓝色变为无色。
且在半分钟内不恢复蓝色(8).93.4%
【解析】
(1)根据装置图可知仪器a的名称为蒸馏烧瓶;
(2)漂白粉固体和浓盐酸反应生成氯化钙、氯气和水,化学方程式为:
Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O;(3)装置B亦是安全瓶,监测实验进行时C中是否发生堵塞,发生堵塞时B中的压强增大,吸滤瓶中液面下降,长颈漏斗中液面上升;(4)反应后剩余的氯气能够污染空气,不能排放到空气中,装置E为球形干燥管,装有固体药品碱石灰,吸收多余的氯气,防止污染空气,所以试剂X为碱石灰;(5)因水浴能简便控制加热的温度,且能使受热反应试管受热均匀,由于氯气与单质碘需在温度稍低于70℃下反应,应采取水浴加热;(6)ICl3样品中加入适量水和过量KI晶体,充分反应生成I2,同时生成碘化钾,反应的方程式为ICl3+3KI=2I2+3KCl;以淀粉溶液作指示剂,达到终点时的现象为当加入最后一滴Na2S2O3溶液时,溶液由蓝色变为无色。
且在半分钟内不恢复蓝色;第3组溶液的体积与第1、2组相差比较大,舍去第3组,应按第1、2组的平均值为消耗溶液的体积,故消耗KMnO4溶液的体积为
mL,
令样品中ICl3的物质的量x,则根据化学反应可得关系式:
ICl3~2I2~4S2O32-,
14
x2mol•L-1×20×10-3L
解得:
x=1×10-2mol,该样品中ICl3的质量分数为:
=93.4%。
点睛:
本题考查性质实验方案的制备,为高频考点,把握氯气的性质、制法、装置的作用为解答的关键,实验室可用如图装置制取ICl3:
装置A是Ca(ClO)2)和浓盐酸反应制取氯气,盐酸易挥发,反应制取的氯气中含有氯化氢、水蒸气等杂质,通过装置B中长导管内液面上升或下降调节装置内压强,B为安全瓶,可以防止倒吸,根据B中内外液面高低变化,可以判断是否发生堵塞,同时利用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,装置C是利用硅胶吸收水蒸气,装置D碘和氯气反应生成ICl3,氯气有毒需进行尾气处理,E装置吸收多余的氯气,防止污染空气,据此分析解答。
10.随着材料科学的发展,金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用,并被誉为“合金维生素”。
已知钒的原子序数为23,回答下列问题:
(1)钒被认为是一种稀土元素,广泛分散于各种矿物中,钾钒铀矿中的钒原子最外层已达到8电子稳定结构,其化学式为K2H6U2V2O15(其中钒元素的化合价为+5价)。
若用氧化物的形式表示,该化合物的化学式为:
_______________________________。
(2)五氧化二钒是工业制造中的常用催化剂,如工业制硫酸中就利用五氧化二钒作催化剂。
从含钒废催化剂中回收钒,传统的技术是“氧化焙烧法”,其具体流程为:
其中焙烧是将食盐和钒铅矿在空气中焙烧,这时矿石中所含的V2O5就转化为NaVO3,然后用水从烧结块中浸出NaVO3,再用稀硫酸酸化就得到V2O5的水合物,经过煅烧就可得到V2O5。
①配料在焙烧前磨碎的目的是_______________________。
②写出焙烧过程中V2O5发生反应的化学方程式:
___________________________。
(3)测定钒含量的方法是先把钒转化成V2O5,V2O5在酸性溶液里转变成VO,再用盐酸、硫酸亚铁、草酸等测定钒。
反应的化学方程式为:
VO2++H2C2O4==VO++2CO2+H2O。
若反应消耗0.9g草酸,参加反应的钒元素质量是_____g。
(4)以V2O5为催化剂,使SO2转化为SO3的反应如下:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)。
某温度下,SO2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如图所示。
根据图示回答下列问题:
①将2.0mol SO2和1.0mol O2置于10L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为0.10MPa.该反应的平衡常数表达式为__________,等于______________。
②平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)______K(B)(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】
(1).K2O·V2O5·2UO3·3H2O
(2).增大接触面积,使反应充分进行(3).2V2O5+4NaCl+O2
4NaVO3+2Cl2(4).0.51(5).K=
(6).800L·mol-1(7).=
【解析】
(1)用氧化物的形式表示的前提是保持各种元素化合价不变,所以可同时将原子个数扩大相同的倍数,即化学式是K2O·V2O5·2UO3·3H2O;
(2)①粉碎的目的是增大接触面积,提高反应速率,使反应物充分反应;②根据电子的得失守恒可知,焙烧过程中V2O5发生反应的化学方程式原来2V2O5+4NaCl+O2
4NaVO3+2Cl2;(3)0.9g草酸的物质的量是
=0.01mol,则根据反应的化学方程式VO2++H2C2O4==VO++2CO2+H2O可知,参加反应的钒元素的质量是0.01mol×51g/mol=0.51g;(4)①反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)的平衡常数表达式为K=
;
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
起始210
转化1.60.81.6
平衡0.40.21.6
K=
=800L·mol-1;
②平衡常数随温度变化,平衡状态由A变到B时。
温度不变,平衡常数不变,故K(A)=K(B)。
11.X、Y、Z、P、Q为前四周期元素,且原子序数依次增大。
X基态原子的L层有3个单电子,Z是周期表中电负性最大的元素;Y与P为同主族元素,且P基态原子的M层电子数为K层的3倍;Q2+离子的3d轨道上有9个电子。
回答下列问题。
(1)基态Y原子的价电子排布图是____;P所在周期中第一电离能最大的主族元素是__________(元素名称)。
(2)XY3-中,中心原子的杂化方式为____________;XY2-离子的立体构型是_______________。
(3)X的氢化物比Y的氢化物沸点低的原因是_________________________。
(4)X的氢化物易形成配位键,而XZ3不易形成配位键,原因是_____________________。
(5)Y与Q所形成的化合物晶体晶胞如右图所示,该晶体的化学式:
______________;晶胞参数如图所示,则该晶胞密度是_______________g·cm-3。
(列式并计算结果,保留小数点后一位)。
【答案】
(1).
(2).氯(3).sp2(4).V型(5).H2O之间的氢键数目比NH3之间氢键数目多(6).由于氟元素的电负性比氮元素大,因此在NF3分子中,电子偏向于氟原子,使NF3分子
形成配位键的能力减弱(7).CuO(8).2.1
【解析】X、Y、Z、P、Q为前四周期元素,且原子序数依次增大。
X基态原子的L层有3个单电子,则X为氮元素;Z是周期表中电负性最大的元素,则Z为氟元素;Y与P为同主族元素,且P基态原子的M层电子数为K层的3倍即为6电子,故P为硫元素,Y为氧元素;Q2+离子的3d轨道上有9个电子,则基态原子价电子层的电子排布式3d104s1,Q为铜元素。
(1)O为8号元素,基态O原子的价电子排布图是
;同周期自左而右,第一电离能增大(个别除外),所以S所在周期中第一电离能最大的主族元素是氯;
(2)NO3-中N原子价层电子对个数是3且不含孤电子对,所以N原子采用sp2杂化;NO2-中价层电子对个数=2+
×(5+1-2×2)=3且含有一个孤电子对,所以其VSEPR模型是平面三角形,实际上是V型;(3)N的氢化物比O的氢化物沸点低的原因是H2O之间的氢键数目比NH3之间氢键数目多;(4)由于氟元素的电负性比氮元素大,因此在NF3分子中,电子偏向于氟原子,使NF3分子形成配位键的能力减弱,故X的氢化物易形成配位键,而XZ3不易形成配位键;(5)根据晶胞结构可知,在晶胞中含有铜原子数是
;含有O原子数是4×1=4,因此Cu:
O=4:
4=1:
1,所以化学式是CuO;该晶胞是长方体,边长分别是600pm、600pm、700pm,则该晶体的密度是
。
12.煤不仅是重要的能源,也是化学工业的重要原料。
下图为以煤为原料合成TNT和高聚物F的路线。
请回答下列问题:
(1)下列说法正确的是_______。
A.操作1是煤的干馏
B.煤的气化是化学变化,煤的液化是物理变化
C.煤中含有苯和二甲苯,所以煤干馏可得到苯和二甲苯
(2)由
生成烃A的反应类型是_______________,TNT的核磁共振氢谱有________组峰。
(3)C的结构简式是________________。
(4)含有苯环的有机物分子式为C8H9Cl,苯环上有3个取代基的同分异构体的数目为________种。
(5)E是1,3-丁二烯,F是高分子化合物,D与E反应的方程式是_____________________________。
(6)请写出以乙酸和
为原料制备化工产品
的合成路线_____________________________________________。
【答案】
(1).A
(2).取代反应(3).2(4).CH2ClCH2Cl(5).6(6).
(7).
【解析】
(1)A、煤的干馏得到焦炭(或半焦)、煤焦油、粗苯、煤气等,故操作1是煤的干馏,选项A正确;B、煤的气化、煤的液化都是化学变化,选项B错误;C、煤中不含苯和二甲苯,但煤干馏可得到苯和二甲苯,选项C错误。
答案选A;
(2)
与一氯甲烷发生取代反应生成烃A为甲苯,反应类型是取代反应,TNT是三硝基甲苯,核磁共振氢谱有2组峰;(3)苯与C反应生成有机物分子式为C8H9Cl,则C含有2个碳,且C为烯烃与氯气发生加成反应而得,故C的结构简式是CH2ClCH2Cl;(4)含有苯环的有机物分子式为C8H9Cl,苯环上有3个取代基为两个甲基和一个氯原子,两个甲基在苯环上以邻、间、对位,再将氯原子取代在苯环上的种类分别有2种、3种和1种,故同分异构体的数目为6种;(5)E是1,3-丁二烯,F是高分子化合物,D与E反应的方程式是
。
(6)
在催化剂作用下与氢气发生加成反应生成
,
在氢氧化钠的水溶液中加热反应生成
,
与乙酸发生酯化反应生成
,合成路线为
。