C2H4(g)+H2O(g)
C2H5OH(g)
始(mol/L)110
转(mol/L)0.20.20.2
平(mol/L)0.80.80.2
平衡常数K=K=
=
=
,C项正确;
D.升高温度,增大压强,反应速率加快b点温度和压强均大于a点,因此反应速率b>a,所需要的时间:
a>b,D项正确;答案选B。
13.常温下,用pH传感器进行数字化实验,分别向两个盛50 mL0.100mol/L盐酸的烧杯中匀速滴加50mL去离子水、50 mL 0.100 mol/L醋酸铵溶液,滴加过程进行磁力搅拌,测得溶液pH随时间变化如图所示。
已知常温下醋酸铵溶液pH=7,下列说法错误的是
A.曲线X表示盐酸中加醋酸铵溶液稀释的pH变化
B.曲线Y的pH变化主要是因为CH3COO-与H+结合成了弱电解质
C.a点对应的溶液中c(Cl-)+c(CH3COO-)+c(CH3COOH)-c(NH4+)=0.01mol/L
D.b点对应的溶液中水电离的c(H+)=10-12.86mol/L
【答案】AC
【解析】A、曲线X变化不大,表示盐酸中加水稀释的pH变化,故A错误;B、曲线Y变化较大,说明发生反应H++CH3COO-⇌CH3COOH,CH3COO-与H+结合成了弱电解质,溶液中氢离子浓度迅速减少,故B正确;C、a点pH=2,c(H+)=0.01mol/L,根据电荷守恒可知:
c(OH-)+c(Cl-)+c(CH3COO-)=c(H+)+c(NH4+)=c(NH4+)+0.01mol/L,则c(OH-)+c(Cl-)+c(CH3COO-)-c(NH4+)=0.01mol/L,故C错误;D、根据图示可知,b点溶液的pH=1.14,c(H+)=10-1.14mol/L,氢离子抑制了水的电离,溶液中氢氧根离子来自水的电离,则水电离的c(H+)=c(OH-)=10-12.86 mol/L,故D正确。
答案选AC。
14.四硼酸钠的阴离子Xm-(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示。
下列说法不正确的是()
A.阴离子中三种元素的第一电离能:
O>B>HB.在Xm-中,硼原子轨道的杂化类型有sp2和sp3
C.配位键存在于4、5原子之间和4、6原子之间D.m=2,NamX的化学式为Na2B4O5(OH)4
【答案】AC
【解析】A.H电子轨道排布式为1s1,处于半充满状态,比较稳定,第一电离能为O>H>B,故A错误;
B.2,4代表B原子,2号B形成3个键,则B原子为sp2杂化,4号B形成4个键,则B原子为sp3杂化,故B正确;C.2号B形成3个键,4号B形成4个键,其中1个键就是配位键,所以配位键存在4、5原子之间或4、6原子之间,故C错误;D.观察模型,可知Xm−是[H4B4O9]m−,依据化合价H为+1,B为+3,O为−2,可得m=2,NamX的化学式为Na2B4O5(OH)4,故D正确;故答案选AC。
第Ⅱ卷(非选择题共60分)
三、非选择题:
包括第15题~第19题5个大题,共60分。
15.(10分)某小组模拟工业上回收分银渣中的银,过程如下:
(1)Ⅰ中主要反应:
AgCl+2
+Cl-。
研究发现:
其他条件不变时,该反应在敞口容器中进行,浸出时间过长会使银的浸出率(浸出液中银的质量占起始分银渣中银的质量的百分比)降低,可能原因是______(用离子方程式表示)。
(2)研究发现:
浸出液中含银化合物总浓度与含硫化合物总浓度及浸出液pH的关系如下图。
①pH=10时,含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的变化趋势是______。
②解释①中变化趋势的原因:
______。
③pH=5时,含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的变化与pH=10时不同,原因是___。
(3)将Ⅱ中反应的离子方程式补充完整:
□__
+□___OH-+□______=□______+□______+□______+CO32-
(4)Ⅲ中回收液可直接循环使用,但循环多次后,银的浸出率会降低。
从回收液离子浓度变化和反应限度的角度分析原因:
______。
【答案】
(1)2
(2分)
(2)含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的增大而增大(1分)
浸出液中c(
)增大,使浸出反应的平衡正向移动(1分)
pH较小时,
与H+结合生成
或H2SO3,尽管含硫化合物总浓度增大,但c(
)均较小(2分)
(3)46HCHO4Ag8
4H2O(2分)
(4)随着循环次数增加,浸出液中c(
)减小、c(Cl-)增大,均使AgCl+2
+Cl-的限度减小(2分)
【解析】
(2)反应在敞口容器中进行,
很容易被空气中氧气氧化,离子反应方程式为2
;
(3)①根据图像可知,当pH=10时,含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的增大而增大;
②①中变化趋势的原因:
浸出液中c(
)增大,使浸出反应AgCl+2
+Cl-的平衡正向移动;
③pH=5时,含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的变化与pH=10时不同,pH较小时,
与H+结合生成
或H2SO3,尽管含硫化合物总浓度增大,但c(
)均较小;
(4)Ag的化合价由+1价降至0价,HCHO被氧化成CO32-,回收液循环使用,说明有SO32-生成,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平得:
4
+6OH-+HCHO=4Ag+8
+4H2O+
(5)随着循环次数增加,浸出液中c(
)减小、c(Cl-)增大,均使AgCl+2
+Cl-的限度减小
16.(12分)半水煤气是工业合成氨的原料气,其主要成分为H2、CO、CO2、N2和H2O(g)。
半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料。
(1)步骤I,CO变换反应的能量变化如下图所示:
①CO变换反应的热化学方程式是________________。
②一定条件下,向体积固定的密闭容器中充入aL半水煤气,发生CO变换反应。
测得不同温度(T1,T2)氢气的体积分数ψ(H2)与时间的关系如下所示。
i.T1、T2的大小关系及判断理由是______________。
ii.请在上图中画出:
其他条件相同时,起始充入0.5aL半水煤气,T2温度下氢气的体积分数ψ(H2)随时间的变化曲线。
______________
(2)步骤Ⅱ,用饱和Na2CO3溶液作吸收剂脱除CO2时,初期无明显现象,后期有固体析出。
①溶液中离子浓度关系正确的是__________(选填字母)。
a.吸收前:
c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)
b.吸收初期:
2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3)=c(Na+)
c.吸收全进程:
c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)
②后期析出固体的成分及析出固体的原因是___________。
③当吸收剂失效时,请写出一种可使其再生的方法(用化学方程式表示):
____________。
【答案】
(1)CO(g)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=-36kJ/mol(2分)
T2>T1,相同条件下,温度越高反应速率越快,达到化学平衡状态的时间越短(2分)
(2分)
(2)ac(2分)
碳酸氢钠,碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠的小,依据反应Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,水的质量减小,溶质质量增大(2分)
2NaHCO3
Na2CO3+CO2+H2O(2分)
【解析】
(1)①根据图像可知,CO变换反应的热化学方程式是:
CO(g)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=-2034kJ/mol+1998kJ/mol=-36kJ/mol;
②i.根据图像可知,先拐先平得知T2>T1,即原因为:
相同条件下,温度越高反应速率越快,达到化学平衡状态的时间越短;ii.该反应为气体体积不变的反应,根据等效平衡可知,T2温度下,其他条件相同时,起始充入0.5aL半水煤气,为原反应物的一半,平衡时氢气的体积分数不变,浓度为原来的一半,反应速率减小,所需时间更长,故图像为:
;
(2)①a、吸收前为饱和Na2CO3溶液,是强碱弱酸盐,水解显碱性且二步水解,但水解是微弱的,故:
c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-),选项a正确;b、吸收前根据物料守恒有:
2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3)=c(Na+),吸收初期碳原子增加,故:
2c(CO32-)+2c(HCO3-)+2c(H2CO3)>c(Na+),选项b错误;c、吸收全进程的离子种类不变,根据电荷守恒都有:
c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-),选项c正确,答案选ac。
②后期析出固体的成分为碳酸氢钠,依据反应Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,水的质量减小,溶质质量增大,而溶质碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠的小,故析出碳酸氢钠晶体;③当吸收剂失效时,则全部转化为碳酸氢钠,将析出的晶体过滤后灼烧可得碳酸钠,其反应为:
2NaHCO3
Na2CO3+CO2+H2O。
17.(12分)中华人民共和国国家标准(GB2760﹣2011)规定葡萄酒中SO2最大使用量为0.25g/L。
某兴趣小组用图1装置(夹持装置略)收集某葡萄酒中SO2,并对含量进行测定.
(1)仪器A的名称是_____,水通入A的进口为_____。
(2)B中加入300.00mL葡萄酒和适量盐酸,加热使SO2全部逸出并与C中H2O2完全反应,其化学方程式为_____。
(3)除去C中过量的H2O2,然后用0.0900mol/LNaOH标准溶液进行滴定,滴定前排气泡时,应选择图2中的_____(填数字编号);若滴定终点时溶液的pH=8.8,则选择的指示剂为_____;若用50mL滴定管进行实验,当滴定管中的液面在刻度“10”处,则管内液体的体积(填序号)__________(①=10mL,②=40mL,③<10mL,④>40mL)。
(4)滴定至终点时,消耗NaOH溶液25.00mL,该葡萄酒中SO2含量为:
_____g/L。
【答案】
(1)冷凝管或冷凝器(1分)b(1分)
(2)SO2+H2O2=H2SO4(2分)
(3)③(2分)酚酞(2分)④(2分)
(4)0.24(2分)
【解析】
【分析】
由题中信息可知,葡萄酒中加入适量盐酸,加热使SO2全部逸出并与C中H2O2完全反应,SO2还原性较强,可以被H2O2氧化为硫酸,然后用标准NaOH溶液滴定该溶液,可以测出葡萄酒中SO2的含量。
【详解】
(1)根据仪器A的结构可知其为冷凝管或冷凝器,其用于冷凝回流易挥发的液体,为提高冷凝效率,冷却水通入A的进口为下口,即b口.
(2)B中加入300.00mL葡萄酒和适量盐酸,加热使SO2全部逸出并与C中H2O2完全反应,SO2还原性较强,可以被H2O2氧化为硫酸,其化学方程式为SO2+H2O2=H2SO4.
(3)除去C中过量的H2O2,然后用0.0900mol/LNaOH标准溶液进行滴定,标准液要装在碱式滴定管中,滴定前排气泡时,应选择图2中的③;若滴定终点时溶液的pH=8.8,溶液呈弱碱性,为了减小实验误差,故选择的指示剂为酚酞;若用50mL滴定管进行实验,当滴定管中的液面在刻度“10”处,由于50mL刻度下方还有一段没有刻度的管子,则管内液体的体积大于40mL,故选④项。
(4)滴定至终点时,消耗NaOH溶液25.00mL,该葡萄酒中n(SO2)=n(H2SO4)=0.5n(NaOH)=0.5⨯25.00⨯10-3L⨯0.0900mol/L=1.125⨯10-3mol,SO2含量为
g/L。
18.(14分)有机物A是一种重要的化工原料,以A为起始原料可合成药物I(结构简式如下),其合成路线如下:
已知:
①有机物D为芳香烃
②RNH2+
+H2O
回答下列问题:
(1)F的名称是_____,B中官能团的名称是_____。
(2)由B→C、E+H→I的反应类型分别是_____、_____。
(3)G的结构简式为_____。
(4)D→F所需的试剂和反应条件是_____。
(5)G和CH3CHO反应生成H的化学方程式为_____。
(6)芳香化合物J是E的同分异构体。
若J能发生银镜反应,则J可能结构有______种(不含立体异构),其中核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积之比为1:
1: