B.Y的最离价氧化物对应水化物的酸性比X的弱
C.X的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的小
D.Z位于元索周期表中第2周期、第ⅥA族
B
解析:
根据各元素的位置关系,且M是金属元素,即M是Al元素,X是Si元素、Y是N元素,Z是O元素。
B项,Y的非金属性强于X,所以Y的最高价氧化物的水化物(HNO3)的酸性强于X的(H4SiO4)。
10.
下列有关试验的做法不正确的是
A.分液时,分液漏斗的上层液体应由上口到处
B.用加热分解的方法区分碳酸钠和碳酸氢钠两种固体
C.配置0.1000mol·L-1氢氧化钠溶液时,将液体转移到容量瓶中需用玻璃棒引流
D.检验NH4+时,往试样中加入NaOH溶液,微热,用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体
D
解析:
A项,分液时根据“下流上倒”的原理,打开活塞让下层液体全部流出,关闭活塞,上层从上口倒出;B项,碳酸氢钠受热易分解(产生CO2),而碳酸钠受热无变化;C项,配制一定物质的量浓度溶液的步骤,转移步骤中必须用到玻璃棒,作用是引流;D项,NH4+的检验方法:
加入氢氧化钠溶液,加热,在试管口放湿润的红色石蕊试纸,如果变蓝色,那么原物质中有NH4+
11.
某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变成H2、CO。
其过程如下:
下列说法不正确的是
A.该过程中CeO2没有消耗
B.该过程实现了太阳能向化学能的转化
C.右图中△H1=△H2+△H3
D.以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O
C
解析:
A项,我们把两个反应相叠加就可以得到
,所以CeO2没有消耗;B项,该反应实现了太阳能向化学能的转化;C项,根据所给的关系可知
;D项,碱性燃料电池的总反应为
,负极反应是
,正极反应是
。
12.
NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,根据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。
将浓度均为0.020mol·L-1NaHSO3(含少量淀粉)10.0ml、KIO3(过量)酸性溶液40.0ml混合,记录10~55℃间溶液变蓝时间,55℃时未观察到溶液变蓝,实验结果如下图。
据图分析,下列判断不正确的是
A.40℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反
B.图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等
C.图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10-5mol·L-1·s-1
D.温度高于40℃时,淀粉不宜用作该试验的指示剂
B
解析:
A项,由图像可知40℃之前变蓝的时间在加快,40℃之后的变蓝时间在减慢;B项,虽然变蓝时间都是64s,但是二者处在不同的阶段,所以反应速率不相等,b点比c点的反应速率大;C项,
,t=80s,所以
;D项,当温度高于40℃,变蓝时间变长以及当温度高于55℃是不出现蓝色,所以此时淀粉不是合适的指示剂。
第Ⅱ卷(非选择题共192分)
必考部分
第Ⅱ卷必考部分共10题,共157分。
23.(16分)
利用化石燃料开采、加工过程产生的H2S废气制取氢气,既廉价又环保。
(1)工业上可用组成为K2O·M2O3·2RO2·nH2O的无机材料纯化制取的氢气
①已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期,两种元素原子的质量数之和为27,则R的原子结构示意图为_________
②常温下,不能与M单质发生反应的是_________(填序号)
a.CuSO4溶液
b.Fe2O3
c.浓硫酸
d.NaOH
e.Na2CO3固体
(2)利用H2S废气制取氢气来的方法有多种
①高温热分解法
已知:
H2S(g)==H2+1/2S2(g)
在恒温密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验。
以H2S起始浓度均为cmol·L-1测定H2S的转化率,结果见下图。
图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。
据图计算985℃时H2S按上述反应分解的平衡常数K=________;说明温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因:
___________
②电化学法
该法制氢过程的示意图如下。
反应池中反应物的流向采用气、液逆流方式,其目的是___________;反应池中发生反应的化学方程式为_____________________。
反应后的溶液进入电解池,电解总反应的离子方程式为_______________________。
答案:
(1)
b、e
(2)
温度升高,反应速率加快,达到平衡所需的进间缩短(或其它合理答案)
增大反应物接触面积,使反应更反分
H2S+2FeCl3=2FeCl2+S↓+2HCl2Fe2++2H+
2Fe3++H2↑
解析:
(1)①根据
可知M、R的化合价分别是+3、+4价,再结合二者的质子数之和为27,可推知X是Al、Y是Si,则Si的原子结构示意图为
。
②Al和Fe2O3发生铝热反应的条件是高温,也不和Na2CO3固体反应;
(2)①根据图像可知,985℃时,H2S的平衡转化率为40%,我们根据三段式计算出化学平衡常数:
所以化学平衡常数
。
由图可知,当温度升高时,达到平衡的时间缩短了,也就是说升高温度加快了化学反应速率;
②采用气、液逆流的方式进行,其目的是增大了气、液的接触面积,增大了化学反应速率,使反应更容易进行。
根据反应池的结构,可知:
参加反应的物质是H2S和FeCl3,生成物是S单质,说此反应为氧化还原反应,所以生成的物质还有FeCl2,即方程式为
。
从反应池流出的溶液中含有Fe2+,经过电解池也变回了Fe3+,同时还有H2生成,故电解反应方程式为
。
24.(14分)
二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。
(1)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。
①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。
其次除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的________(填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后将沉淀一并滤去。
经检测发现滤液中仍含有一定量的SO42-,其原因是___________【已知:
Ksp(BaSO4)=1.1×10-10Ksp(BaCO3)=5.1×10-9】
②该法工艺原理如下。
其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成ClO2。
工艺中可以利用的单质有____________(填化学式),发生器中生成ClO2的化学方程式为___________。
(2)纤维素还原法制ClO2是一种新方法,其原理是:
纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。
完成反应的化学方程式:
(3)ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质,自身被还原为Cl-。
处理含CN-相同量得电镀废水,所需Cl2的物质的量是ClO2的_______倍
答案:
(1)
BaCl2
BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,当溶液中存在大量CO32-时,BaSO4(s)会部分转化为BaCO3(s)(或其它合理答案)
H2、Cl2
2NaClO3+4HCl
2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
(2)
(3)2.5
解析:
(1)①根据提纯的流程可知,先加入的试剂是除去杂质SO42-,再不引入新的杂质的前提下,滴加的试剂是BaCl2。
根据所给的BaSO4(Ksp(BaSO4)=1.1×10-10)和BaCO3(Ksp(BaCO3)=5.1×10-9),二者相差不大,又由于溶液中存在大量的CO32-,所以会导致BaSO4(S)转化为了BaCO3(S),这时溶液中就出现了SO42-。
②电解食盐水的方程式为:
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑,所以可以得到的单质是:
H2和Cl2。
发生器中的反应物是NaClO3和HCl,根据流程图可知生成的物质有:
ClO2、Cl2以及NaCl(根据元素守恒还有水)。
所以化学方程式为
;
(2)纤维素属于多糖,水解产物是葡萄糖(C6H12O6),根据元素守恒,生成的产物还有Na2SO4。
根据H原子个数守恒(36-24=12),可知葡萄糖分子的系数是1,然后在满足其他原子个数守恒,即可配平此方程式:
。
处理的过程发生了氧化还原反应,根据电子守恒可知,2.5Cl2~ClO2。
25.(15分)
固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。
某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象,拟通过实验探究其热分解的产物,提出如下4种猜想:
甲:
Mg(NO3)2、NO2、O2乙:
MgO、NO2、O2
丙:
Mg3N2、O2丁:
MgO、NO2、N2
(1)实验前,小组成员经讨论认定猜想丁不成立,理由是_____________。
查阅资料得知:
2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
针对甲、乙、丙猜想,设计如下图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):
(2)实验过程
①取器连接后,放人固体试剂之前,关闭k,微热硬质玻璃管(A),观察到E中有气泡连续放出,表明________
②称取Mg(NO3)2固体3.79g置于A中,加热前通人N2以驱尽装置内的空气,其目的是________;关闭K,用酒精灯加热时,正确操作是先________然后固定在管中固体部位下加热。
③观察到A中有红棕色气体出现,C、D中未见明显变化。
④待样品完全分解,A装置冷却至室温、称量,测得剩余固体的质量为1.0g
⑤取少量剩余固体于试管中,加人适量水,未见明显现象。
(3)实验结果分析讨论
①根据实验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想_______是正确的。
②根据D中无明显现象,一位同学认为不能确认分解产物中有O2,因为若有O2,D中将发生氧化还原反应:
_____________________(填写化学方程式),溶液颜色会退去;小组讨论认定分解产物中有O2存在,未检侧到的原因是_____________________。
③小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善,需改进装里进一步研究。
答案:
(1)不符合氧化还原反应原理(或其它合理答案)
(2)
装置气密性良好
避免对产物O2的检验产生干扰(或其它合理答案)
移动酒精灯预热硬质玻璃管
(3)
乙
2Na2SO3+O2
2Na2SO4
O2在通过装置B时已参与反应(或其它合理答案)
解析:
(1)Mg(NO3)2分解过程中发生了氧化还原反应(元素化合价既升高也降低),而丁组中,只有降低的N元素,而没有升高的元素,不符合氧化还原反应发生的原理;
(2)①此装置比较复杂,又是检验气体,所以实验之前必须检验装置的气密性。
加热试管A,如若E试管中持续出现气泡,则说明气密性良好。
②甲乙丙都有氧气生成,而空气中也存在氧气,所以必须把空气中的氧气除去,以防带来干扰。
③玻璃管(盛有固体)在加热前都要预热,预热的方法:
移动酒精灯对玻璃管进行加热。
(3)①红棕色气体是NO2,另外还应有金属氧化物MgO,所以乙的推论是正确的;
②D中盛放的溶液是Na2SO3溶液,Na2SO3具有还原性,能被氧气氧化生成Na2SO4,反应的方程式为2Na2SO3+O2= 2Na2SO4。
31.[化学—物质结构与性质](13分)
(1)依据第2周期元素第一电离能的变化规律,参照下图B、F元素的位置,用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。
(2)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到:
①上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有_________(填序号)。
a.离子晶体
b.分子晶体
c.原子晶体
d.金属晶体
②基态铜原子的核外电子排布式为________。
(3)BF3与一定量水形成(H2O)2·BF3晶体Q,Q在一定条件下可转化为R:
①晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及___________(填序号)。
a.离子键
b.共价键
c.配位键
d.金属键
e.氢键
f.范德华力
②R中阳离子的空间构型为_______,阴离子的中心原子轨道采用_______杂化。
(4)已知苯酚(
)具有弱酸性,其Ka=1.1×10-10;水杨酸第一级电离形成的离子
能形成分子内氢键。
据此判断,相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)_______Ka(苯酚)(填“>”或“<”),其原因是__________。
答案:
(1)
(2)
a、b、d
1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(3)
a、d
三角锥型sp3
(4)<
中形成分子内氢键,使其更难电离出H+
解析:
(1)同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势。
由于N原子为1S22S22P3达到半满结构,相对较稳定,所以第一电离能会有所增大,O原子为1S2 2S2 2P4 ,2P轨道有一堆成堆电子,相对于N原子的半满结构,第一电离能会略小于N,即C(2)①Cu属于金属晶体,NH3、F2、NF3属于分子晶体,NH4F属于离子晶体。
②29Cu的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1(这样排列保证了3d轨道的全充满和4s轨道的半充满)或者[Ar]3d104s1。
(3)①H2O分子中的O原子与
分子中的H原子之间存在氢键,
分子中H2O分子和BF3分子之间存在配位键,H2O分子内的O原子与H原子之间存在共价键,Q分子之间存在分子间作用力;
②水合氢离子中O原子有一对孤对电子,会排斥三个氢原子(和氨分子类似),即空间构型为三角锥形
(4)能形成分子内氢键,致使H+更难电离,而苯酚属于弱酸,就能电离出H+,即
32.[化学-有机化学基础](13分)
已知:
为合成某种液晶材料的中间体M,有人提出如下不同的合成途径
(1)常温下,下列物质能与A发生反应的有_______(填序号)
a.苯
b.Br2/CCl4
c.乙酸乙酯
d.KMnO4/H+溶液
(2)M中官能团的名称是____,由C→B反应类型为________。
(3)由A催化加氢生成M的过程中,可能有中间生成物
和______(写结构简式)生成。
(4)检验B中是否含有C可选用的试剂是_____(任写一种名称)。
(5)物质B也可由C10H13Cl与NaOH水溶液共热生成,C10H13Cl的结构简式为______。
(6)C的一种同分异构体E具有如下特点:
a.分子中含—OCH3CH3
b.苯环上只有两种化学环境不同的氢原子
写出E在一定条件下发生加聚反应的化学方程式__________________。
答案:
(1)b、d
(2)羟基
还原反应(或加成反应)
(3)
(4)银氨溶液(或新制氢氧化铜悬浊液)
(5)
(6)
解析:
(1)有机物A(
)含有“碳碳双键”和醛基(-CHO)两种官能团,所以“碳碳双键”既能和溴的CCl4溶液发生加成反应,还能和酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,所以答案选bd;
(2)M的结构简式为含有的官能团是羟基(-OH),根据流程可知,C的官能团是醛基(-CHO),B的官能团是羟基(-OH),所以CB的反应类型为还原反应(或加成反应);有机物A(
)含有“碳碳双键”和醛基(-CHO)两种官能团,这两种官能团都可以和氢气发生加成反应,所以产物还有可能是不完全加成:
;
(4)检验醛基(-CHO)用银镜反应或者新制的氢氧化铜悬浊液;
(5)醇可以由卤代烃发生水解反应制取,所以该物质的结构简式为
;(6)根据题目所给的信息可知E的结构简式为
,该物质发生加聚反应的方程式为
。