实验编号
温度/℃
条件
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(NO)
n(Cl2)
n(ClNO)
A
T1
恒温恒容
0.10
0.20
0.070
B
T2
恒温恒压
0.10
0.20
0.060
C
T2
恒温恒容
0.20
0.40
a
D
T3
恒温恒压
0.20
0.40
b
①实验A中,若5min时测得n(ClNO)=0.050mol,则0至5min内,用Cl2表示的平均反应速率v(Cl2)=________。
②实验A中,NO的平衡转化率为________。
③实验C中达到平衡时,平衡常数K=________(保留两位小数)。
④实验D中达到平衡时,b<0.12,由此推测T2、T3大小关系为________,判断的理由是___________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
28.(15分)亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。
某工厂生产亚氯酸钠的主要流程如下:
(1)气体a的化学式为________。
溶液A的名称是________。
(2)反应Ⅰ的离子方程式为__________________________________,
其中氧化剂和还原剂的物质的量之比为________。
(3)反应Ⅱ的化学方程式为____________________________________
__________________________________________________________。
反应过程中控制温度不高于20℃,目的是_____________________________
________________________________________________________________。
(4)NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O。
上述生产中由NaClO2溶液得到NaClO2·3H2O粗晶体的实验操作依次是________________________________________________
(填字母序号)。
A.蒸馏 B.蒸发
C.灼烧D.过滤
E.冷却结晶
要得到更纯的NaClO2·3H2O晶体必须进行的操作是________(填操作名称)。
(5)为了测定NaClO2·3H2O的纯度,取上述产品10g溶于水配成500mL溶液,取出10mL溶液于锥形瓶中,再加入足量酸化的KI溶液,充分反应后加入2~3滴淀粉溶液,用0.264mol·L-1Na2S2O3标准液滴定。
当滴入最后一滴Na2S2O3标准液时,锥形瓶中溶液________(填颜色变化),且半分钟内不发生变化,说明滴定达终点。
重复三次实验,用去标准液的平均体积为20.00mL。
则产品的纯度为________(保留小数点后两位,提示:
2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI)。
三、选做题(三选一)
37.[化学——选修3:
物质结构与性质](15分)
现有X、Y、Z、W、Q五种前30号元素,原子序数依次增大。
已知X、Y、Z、W均为非金属元素,X的最外层有两个未成对电子,元素W与元素Z同主族,Q的基态原子中有5个未成对电子且Q的次外层电子数等于Y和W2-最外层电子数之和,根据以上信息回答下列问题:
(1)上述五种元素中电负性最大的是________(填元素符号),Y的第一电离能大于Z的第一电离能原因是___________________________________________
________________________________________________________________。
(2)XW2的电子式为________,Y
的立体构型为_______________________。
(3)Q的价电子排布式为________,位于周期表_______________________区。
(4)W与Z组成的分子中W的杂化类型是________。
(5)已知α型QW的晶胞中阴阳离子的配位数均为6,则与Q离子距离最近且距离相等的Q离子个数是___________________________________。
38.[化学——选修5:
有机化学基础](15分)
环酯J(
)可用于生产合成树脂、合成橡胶等。
以丙烯为原料制备环酯J的合成路线如下图:
已知以下信息:
①在特殊催化剂的作用下,烯烃能够发生碳碳双键两边基团互换位置的反应。
如2个1丁烯分子进行烯烃换位,生成3己烯和乙烯:
2CH2===CHCH2CH3
CH3CH2CH===CHCH2CH3+CH2===CH2
②C生成D是C与HCl的加成反应。
回答下列问题:
(1)B的结构简式为________,B分子中的所有原子________(选填“能”或“不能”)共平面,键角为________。
(2)反应①、④的反应类型分别是________、________。
(3)反应③的化学方程式为___________________________________
_________________________________________________________。
(4)E的结构简式为________,G分子中含有的官能团是________(填官能团名称)。
(5)Cl原子位于1号碳原子上,且2个羟基不在同一个碳原子上的D的同分异构体有________种,其中核磁共振氢谱为4组峰,且峰面积比为4∶2∶2∶1的为__________________________________________(写结构简式)。
39.[化学——选修2:
化学与技术](15分)
元素铝是在生产、生活中应用广泛的金属元素。
(1)氧化铝是一种耐高温材料,也是工业上制取铝的原料。
从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下:
①固体A的主要成分是________(填化学式,下同),固体X的主要成分是________。
②滤液E中溶质的主要成分是________(填化学式),写出该溶质的一种用途________。
③在滤液D中通入过量CO2时反应的离子方程式为________________________________________________________________
____________________________________________________________。
(2)工业上电解氧化铝冶炼铝时加入冰晶石(Na3AlF6)的作用是________。
在电解池的工作过程中,需要不断补充阳极材料(石墨),原因是__________________________________________________________________
______________________________________________________________。
(3)一种新型高效净水剂PAFC—聚合氯化铁铝[AlFe(OH)nCl6-n]m(n<5,m<10)可广泛用于日常生活用水和工业污水的处理。
有关PAFC的说法正确的是________。
A.PAFC中铁元素显+2价
B.PAFC用于净水时,比用相同物质的量的氯化铝和氯化铁对水的pH改变小
C.PAFC可看作一定比例的氯化铁与氯化铝水解的中间产物
D.PAFC在强酸性或强碱性溶液中都能稳定存在
【详解答案】
7.【解析】 高铁酸钾既能消毒,又能吸附、聚沉水中的杂质;而明矾只能吸附、聚沉水中的杂质,不能消毒,A项错误。
煤的气化和液化能提高其利用率,但碳元素仍然会转化成二氧化碳,不能减少二氧化碳的排放,B项错误。
限制添加剂的种类和添加的量有利于保证食品安全,C项正确。
雾霾天气主要是由大量燃煤以及汽车尾气排放等因素造成的,对废旧电池的回收和利用有利于保护水资源和土壤资源,不能改善雾霾天气,D项错误。
【答案】 C
8.【解析】 选项A,根据酯化反应原理C8H12O3+C2H6O
C10H16O3+H2O可知酯的分子式为C10H16O3,错误;选项B,该有机物分子中含有碳碳双键,与溴水发生加成反应,与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,两者褪色原理不同,错误;选项C,该有机物的羧基能够与NaOH发生中和反应,1mol该有机物消耗1molNaOH,错误;选项D,该有机物分子中的羧基、羟基都能够与Na反应,1mol该有机物与足量的Na反应生成1molH2,正确。
【答案】 D
9.【解析】 由“Y的一种核素的质量数为15,中子数为8”可知Y是氮元素,又由“W的非金属性在同周期元素中最强”及X、Z、W与氮的原子半径、原子序数的关系,可知X是氢元素,W是氯元素,Z可能是氧元素或氟元素。
选项A,氢元素有中子数分别为0、1、2的三种核素,正确。
选项B,氮与氢可形成NH3、N2H4等化合物,正确。
选项C,离子半径Cl->N3->O2-(或F-)>H+(或H-),正确。
选项D,氯气有强氧化性,但与水的反应不是置换反应,错误。
【答案】 D
10.【解析】 A项,Cl2与H2O反应为可逆反应,转移的电子数小于NA;B项,HCl溶液中不存在HCl分子;D项,漏掉H2CO3分子。
【答案】 C
11.【解析】 乙烷与Cl2反应可生成一氯乙烷(1种),二氯乙烷(2种),三氯乙烷(2种),四氯乙烷(2种),五氯乙烷(1种),六氯乙烷(1种)共9种。
【答案】 D
12.【解析】 MgCl2溶液蒸干过程中生成Mg(OH)2,不能得到MgCl2。
【答案】 B
13.【解析】 B项,Fe作阳极,Fe被氧化,Zn电极被保护,错误;C项,食盐水为中性溶液,该装置验证的是Fe发生吸氧腐蚀,错误;D项,该装置生成的CO2中含有HCl,CO2和HCl通入Na2SiO3溶液生成沉淀,不能说明H2CO3的酸性比H2SiO3强。
【答案】 A
26.【解析】
(1)c(H2SO4)=
=0.2mol/L。
(2)Ca3(AsO4)2(s)3Ca2+(aq)+2AsO
(aq)
Ksp=c3(Ca2+)·c2(AsO
)。
c(AsO
)=
=
=7.2×10-17mol/L
(3)利用化合价升降总数相等进行配平。
(4)①将pH调节到2时,废水中的H2SO4与Ca(OH)2反应生成CaSO4沉淀。
②pH为8时AsO
的浓度较大,与Ca2+形成沉淀。
【答案】
(1)0.2
(2)c3(Ca2+)·c2(AsO
)(2分) 7.2×10-17(2分)
(3)2H++MnO2+H3AsO3===H3AsO4+Mn2++H2O(3分)
(4)①CaSO4(2分)
②H3AsO4是弱酸,当溶液中pH调节到8左右时AsO
浓度增大,Ca3(AsO4)2开始沉淀(3分)
27.【解析】
(1)将已知热化学方程式依次编号为①、②,根据盖斯定律,①×2-②得:
2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) ΔH3=2ΔH1-ΔH2,则K3=
。
(2)①0~5min内,v(Cl2)=
v(ClNO)=
×
=0.0005mol·L-1·min-1。
③实验B、C中温度相同,所以实验C中达到平衡时,平衡常数K与实验B相等。
实验B起始时气体总物质的量为0.3mol,体积为10L。
根据三段式可计算平衡时NO为0.04mol,Cl2为0.17mol,ClNO为0.06mol,共0.27mol,实验B中保持恒压,故平衡时容器体积为9L,即K=
=
=119.12L·mol-1。
【答案】
(1)2ΔH1-ΔH2(2分)
(2分)
(2)①0.0005mol·L-1·min-1(2分) ②70%(2分) ③119.12L·mol-1(2分) ④T228.【解析】
(1)电解硫酸钠溶液的实质是电解水,由水电离的OH-在阳极放电生成氧气,破坏水的电离平衡,溶液中H+浓度增大,H+和SO
形成硫酸。
阴极由水电离的H+放电生成H2,破坏水的电离平衡,溶液中OH-浓度增大,Na+与OH-形成NaOH。
(2)反应Ⅰ中的氧化剂是NaClO3,还原剂是Na2SO3,根据电子得失守恒可知NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为2∶1。
(3)反应Ⅱ中,反应物有ClO2、NaOH和H2O2,生成物有NaClO2,氯元素化合价降低,则H2O2中氧元素化合价升高,还有O2和H2O生成。
(4)NaClO2的溶解度随温度升高而增大,可先将NaClO2溶液蒸发掉一部分水,然后冷却结晶即可析出晶体,最后过滤得到晶体。
(5)NaClO2与酸化的KI溶液反应的化学方程式为ClO
+4I-+4H+===Cl-+2I2+2H2O,充分反应后加入2~3滴淀粉溶液,溶液变蓝,用0.264mol·L-1Na2S2O3标准液滴定,发生反应:
2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI,故滴定终点时,溶液由蓝色变为无色,可得关系式:
ClO
~2I2~4Na2S2O3,又n(Na2S2O3)=0.264mol·L-1×0.02L=0.00528mol,则n(ClO
)=
=0.00132mol,所以500mL溶液中:
n(NaClO2)=0.00132mol×50=0.066mol,则10g产品中m(NaClO2·3H2O)=0.066mol×144.5g·mol-1=9.537g,则w(NaClO2·3H2O)=
×100%=95.37%。
【答案】
(1)O2(1分) 硫酸(1分)
(2)2ClO
+SO
+2H+===2ClO2↑+SO
+H2O(2分) 2∶1(1分)
(3)2NaOH+2ClO2+H2O2===2NaClO2+2H2O+O2(2分) 防止H2O2分解(1分)
(4)B、E、D(2分) 重结晶(1分)
(5)由蓝色变为无色(2分) 95.37%(2分)
37.【解析】 由题意知,X、Y、Z、W、Q分别为C、N、O、S、Mn。
(5)QW即MnS晶胞结构与NaCl相似,Q离子周围最近且等距的Q离子为12。
【答案】
(1)O(2分) N原子2p轨道半充满,相对稳定(2分)
(2)
(1分) 直线形(1分)
(3)3d54s2(2分) d(1分)
(4)sp2(2分) (5)12(2分)
38.【解析】
(1)由已知信息①可知A、B两种物质中一种含有Cl原子,一种是乙烯,结合反应③,即A生成C的条件是“NaOH/水、△”可知A中含有Cl原子,故A为ClCH2CH===CHCH2Cl,B为CH2===CH2。
(2)由反应物和生成物的结构简式,可知反应①为取代反应;反应④是乙烯与Br2的加成反应,即H为CH2BrCH2Br。
(3)在“NaOH/水、△”条件下,A中的—Cl被—OH取代,故C为HOCH2CH===CHCH2OH。
(4)H为
,则I为
,I与G发生酯化反应生成J,则G为
。
E发生消去反应生成F,F酸化后得G,则E中含有羧基。
C与HCl发生加成反应生成D,即D为
,则由D
生成E的反应中羟基被氧化成羧基,即E为
。
(5)因为D为
,碳骨架含4个碳原子,有2
种情况,即C—C—C—C和
,而Cl原子在1号碳原子上,C—C—C—CCl中2个羟基不在同一个碳原子上的情况有6种,
中2个羟基不在同一个碳原子上的情况有4种,则符合条件的同分异构体共10种,其中
的核磁共振氢谱为4组峰,且峰面积比为4∶2∶2∶1。
【答案】
(1)CH2===CH2(1分) 能(1分) 120°(1分)
(2)取代反应(1分) 加成反应(1分)
(3)
+2NaOH
+2NaCl(2分)
(4)
(2分) 羧基和碳碳双键(2分)
(5)10(2分)
(2分)
39.【解析】
(1)①铝土矿中含有Al2O3、SiO2、Fe2O3、MgO,其中SiO2不与盐酸反应,所以固体A的主要成分为SiO2;Al2O3、SiO2能溶于过量NaOH溶液,Fe2O3、MgO不与NaOH溶液反应,所以固体X的主要成分是Fe2O3、MgO。
②滤液D中主要含有NaAlO2,通入过量CO2后,反应生成Al(OH)3和NaHCO3,所以滤液E中溶质的主要成分是NaHCO3。
(2)氧化铝的熔点很高,电解时加入冰晶石的作用是作(助)熔剂,降低氧化铝的熔点,使其在1000℃左右即可熔化。
电解时生成的O2在高温时会和石墨电极发生反应,消耗石墨电极,故石墨电极需要不断补充。
(3)PAFC中铁元素显+3价,A错误;氯化铝和氯化铁都能水解,溶液显酸性,PAFC是碱式盐,Fe3+、Al3+水解产生的H+可被溶液中原有的OH-中和,对水的pH改变小,B正确;PAFC可看作一定比例的氯化铁与氯化铝水解的中间
产物,C正确;PAFC既能与H+反应,也能与OH-反应,在强酸性或强碱性溶液中都不能稳定存在,D错误。
【答案】
(1)①SiO2(1分) Fe2O3、MgO(2分)
②NaHCO3(1分) 制纯碱(或作发酵粉等合理答案,2分)