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文档介绍
【化学】河北省保定市2019-2020学年高二上学期期末考试调研考试(解析版)
河北省保定市2019-2020学年高二上学期期末考试调研考试 可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 K-39 Mn-56 第I卷(选择题 共40分) 一、选择题:本题共17小题,每小题3分,共51分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 化学中存在一些守恒或平衡原理,下列叙述正确的是 A. 根据质量(原子)守恒定律,某物质完全燃烧的产物是CO2和H2O则该物质一定是烃 B. 根据能量守恒定律,所有化学反应的反应物的总能量一定等于生成物的总能量 C. 根据电子守恒定律,原电池中负极反应失电子数一定等于正极反应得电子数 D. 根据化学平衡原理,可逆反应的正反应速率在任何时刻一定等于逆反应速率 【答案】C 【解析】 【详解】A.因为无法判断是否含有氧元素,错误; B.因为任何化学反应都伴随着能量的变化,即反应物的总能量一定不等于生成物的总能量,错误; C.原电池中发生的是氧化还原反应,根据氧化还原反应规律,得电子数和失电子数一定相等,正确; D.可逆反应中只有达到平衡状态时,正逆反应速率才是相等的,D错误; 答案选C。 2.下列涉及化学学科观点的有关说法正确的是 A. 微粒观:二氧化硫是由硫原子和氧原子构成的 B. 转化观:升高温度可以将不饱和硝酸钾溶液转变为饱和 C. 守恒观:1g镁与1g稀硫酸充分反应后所得的溶液质量为2g D. 结构观:金刚石和石墨由于结构中碳原子的排列方式不同,性质存在着较大的差异 【答案】D 【解析】 【详解】A.二氧化硫是由二氧化硫分子构成的,分子是由C原子和S原子构成的,A错误; B.升高温度硝酸钾的溶解度增大,升高温度不饱和硝酸钾溶液仍然为不饱和溶液,B错误; C.Mg与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,则1g镁与1g稀硫酸充分反应后所得的溶液质量为小于2g,C错误; D.物质的组成和结构决定了物质的性质,金刚石和石墨因为结构中碳原子的排列方式不同,所以金刚石和石墨的性质存在着较大的差异,D正确; 答案选D。 3.下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是 A. 硅太阳能电池工作时,光能转化成电能 B. 锂离子电池放电时,化学能转化成电能 C. 电解质溶液导电时,电能转化成化学能 D. 葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能 【答案】A 【解析】 【详解】A、硅太阳能电池工作时,光能转化成电能,不是氧化还原反应,A正确; B、锂离子电池放电时,化学能转化成电能,锂失去电子,发生氧化反应,B错误; C、电解质溶液导电时,电能转化成化学能,发生的是电解,属于氧化还原反应,C错误; D、葡萄糖为人类生命活动提供能量时,化学能转化成热能,反应中葡萄糖被氧化,属于氧化还原反应,D错误; 答案选A。 4.分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是( ) A. 2N2(g)+O2(g)═2N2O(g)△H=+163 kJ•mol-1 B. Ag(s)+Cl2(g)═AgCl(s)△H=-127 kJ•mol-1 C. HgO(s)═Hg(l)+O2(g)△H=+91 kJ•mol-1 D. H2O2(l)═O2(g)+H2O(l)△H=-98 kJ•mol-1 【答案】D 【解析】 【详解】A.反应是吸热反应,△H>0、△S<0,则△H-T△S>0,该反应在任何温度不能自发进行,故A不符合题意; B.反应是放热反应,△H<0、△S<0,该反应在高温下不能自发进行,故B不符合题意; C.反应是吸热反应,△H>0、△S>0,该反应在低温下不能自发进行,故C不符合题意; D.反应是放热反应,△H<0、△S>0,则△H -T△S<0,该反应在任何温度均能自发进行,故D符合题意; 答案选D。 【点睛】反应自发进行的判断依据是:△H -T△S<0。 5.某学生的实验报告所列出的下列数据中合理的是 A. 用10 mL量筒量取7.13 mL稀盐酸 B. 用托盘天平称量25.20 g NaCl C. 用广泛pH试纸测得某溶液的pH为2.3 D. 用25 mL滴定管做中和滴定时,用去某浓度的碱溶液21.70 mL 【答案】D 【解析】 【详解】A.量筒准确度为0.1mL,无法用10mL量筒量取7.13mL稀盐酸,故A错误; B.托盘天平的准确度是0.1g,无法用托盘天平称量25.20g NaCl,故B错误; C.pH试纸测定溶液的pH值都是整数,不会出现小数,故C错误; D.滴定管可以准确度0.01mL,可以读到21.70mL,故D正确; 故选D。 6.在下列叙述中:①0.1mol•L-1HA溶液的导电性比0.1mol•L-1的盐酸的导电性弱;②测得0.1mol•L-1的HA溶液的pH=2.7;③常温下,测得NaA溶液的pH>7;④常温下,向HA的溶液中加入NaA固体,pH增大;⑤等pH等体积的盐酸和HA溶液分别与足量的Zn反应,HA放出的H2多。能说明HA是弱酸的是( ) A. ①②③④⑤ B. ②③④⑤ C. ①②③⑤ D. ①②③④ 【答案】A 【解析】 【详解】①0.1mol•L-1HA溶液的导电性比0.1mol•L-1的盐酸的导电性弱,说明HA中离子浓度小于HCl,则HA电离程度小于HCl,HCl是强电解质,则HA是弱酸,故正确; ②如果0.1mol•L-1的HA溶液完全电离,pH=1,测得0.1mol•L-1的HA溶液的pH=2.7,说明HA 部分电离,为弱酸,故正确; ③常温下,测得NaA溶液的pH>7,说明NaA是强碱弱酸盐,则HA是弱酸,故正确; ④常温下,向HA的溶液中加入NaA固体,pH增大,说明NaA抑制HA电离,则HA存在电离平衡,为弱酸,故正确; ⑤等pH等体积的盐酸和HA溶液分别与足量的Zn反应,HA放出的H2多,说明酸浓度c(HA)>c(HCl),则HA存在电离平衡,为弱酸,故正确; 答案选A。 【点睛】部分电离的电解质为弱电解质,要说明HA是弱酸,只要证明HA部分电离或存在电离平衡。 7.用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用如下反应,可实现氯的循环利用: 4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) △H=-115.6 kJ·mol-1 下列说法正确的是 A. 升高温度能提高HCl的转化率 B. 加入催化剂,能使该反应的焓变减小 C. 1molCl2转化为2molCl原子放出243kJ热量 D. 断裂H2O(g)中1mol H-O键比断裂HCl(g)中1mol H-Cl键所需能量高 【答案】D 【解析】 A. 升高温度,平衡逆向移动, HCl的转化率减小,故A错误;B. 加入催化剂,反应的焓变不变,故B错误;C.根据提示, 1molCl2转化为2molCl2原子吸收243kJ热量,故C错误;D. E(H-O)、E(HCl)分别表示H-O键能、H-Cl键能,反应中,4mol HCl被氧化,放出115.6kJ的热量,反应热△H=反应物总键能-生成物的总键能,故:4×E(H-Cl)+498kJ/mol-[2×243kJ/mol+4×E(H-O)]=-115.6kJ/mol,整理得,4E(H-Cl)-4E(H-O)=-127.6kJ/mol,即E(H-O)-E(HCl)=31.9kJ/mol,故断开1mol H-O键与断开1mol H-Cl键所需能量高,故D正确;故选D。 8.下列溶液在空气中加热蒸干后,能析出以下溶质固体的是( ) A. AlCl3 B. FeCl2 C. Fe2(SO4)3 D. Na2SO3 【答案】C 【解析】 【详解】A.AlCl3溶液中存在AlCl3+3H2O⇌Al (OH)3+3HCl,加热时HCl易挥发,促进AlCl3 水解,即AlCl3转化成Al (OH)3,2Al(OH)3Al 2O3+3H2O,故A错误; B.氯化亚铁在灼烧的过程中会发生水解,生成氢氧化亚铁,即为Fe(OH)2,Fe(OH)2在空气中会被氧化:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,则生成了Fe(OH)3,Fe(OH)3经过灼烧后,就生成了氧化铁,所以溶液加热蒸干后不能析出原溶质固体,故B错误; C.Fe 2(SO4)3溶液中存在Fe 2(SO4)3+6H2O⇌2Fe(OH)3+3H2SO4,加热Fe2(SO4)3溶液,虽然水解,但硫酸难挥发,最终仍为Fe2(SO4)3,故C正确; D.Na2SO3能被空气中的氧气氧化,加热Na2SO3溶液,最终能得到Na2SO4,故D错误; 答案选C。 【点睛】溶液加热蒸干后,能析出溶质固体本身,说明在加热过程中物质本身不分解、不与氧气反应,或不水解,或水解生成的酸为难挥发性酸。 9.用标准NaOH滴定未知浓度的盐酸,酚酞为指示剂,造成测定结果偏低的原因可能是 A. 未用标准液润洗碱式滴定管 B. 滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,其它操作均正确 C. 盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用待测液润洗 D. 滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液 【答案】B 【解析】 【详解】A.未用标准液润洗碱式滴定管,将导致标准液浓度偏小,标准液体积偏大,测定结果偏高,选项A不符合; B.标准液的体积采用“差值法”计算,滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,将导致标准液的体积偏小,测定结果偏低,选项B符合; C.盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用待测液润洗,操作正确,浓度无影响,选项C不符合; D.滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液,将导致标准液体积偏大,测定结果偏高,选项D不符合; 答案选B。 10.常温下,0.1 mol/L某一元酸(HA)溶液中=1×10-8,下列叙述正确的是( ) A. 溶液中水电离出的c(H+)=10-10 mol/L B. 溶液中c(H+)+c(A-)=0.1 mol/L C. 溶液中加入一定量CH3COONa晶体或加水稀释,溶液的c(OH-)均增大 D. 与0.05mol/LNaOH溶液等体积混合后所得溶液中离子浓度大小关系为c(A-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+) 【答案】C 【解析】 【详解】A、据溶液中=1×10-8,和Kw= c(H+)・c(OH-)=10-14,得溶液中水电离出的c(H+)=10-11 mol/L,A项错误; B、据电荷守恒c(H+)= c(OH-)+c(A-),故c(H+)+c(A-)=2c(H+)- c(OH-)=2×10-3 -10-11,B项错误; C、溶液中加入一定量CH3COONa晶体或加水稀释,溶液的c(OH-)均增大,C项正确; D、与0.05mol/LNaOH溶液等体积混合后所得溶液是NaA和HA等浓度,离子浓度大小关系无法比较,D项错误。 答案选C。 11.某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如图所示变化规律(p表示压强,T表示温度,n表示物质的量): 根据以上规律判断,下列结论正确的是( ) A. 反应Ⅰ:△H>0,p2>p1 B. 反应Ⅲ:△H>0,T2>T1或△H<0,T2<T1 C. 反应Ⅱ:△H>0,T1>T2 D. 反应Ⅳ:△H<0,T2>T1 【答案】B 【解析】 【详解】A.反应Ⅰ的特点是正反应方向为气体体积减小的方向,结合图象,压强增大,平衡正向移动,A的转化率应增大,所以p2>p1,从图像的走向可以看出,它随温度的升高A的转化率降低,即平衡逆向移动,逆反应是吸热反应,所以正反应为放热反应△H<0,故A 错误; B.关于反应Ⅲ,由图象可以看出,T2条件下C的平衡体积分数大,因此当T2>T1时,正反应为吸热反应△H>0,而当T2<T1时正反应为放热反应△H<0,故B正确; C.关于反应Ⅱ由图象可以看出T1条件下达到平衡所用的时间少,所以T1>T2,而在T1条件下达平衡时n(C)小,所以说明低温有利于C的生成,故它主要的正反应为放热反应△H<0,故C错误; D.关于反应Ⅳ,由图象可以看出T2条件下A的转化率大,因此当T2>T1时,说明升高温度平衡向正反应方向进行,因此正反应为吸热反应△H>0,故D错误; 答案选B。 12.某温度时,Ag2SO4在水溶液中的溶解平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是( ) A. b点对应的Ksp(Ag2SO4)等于c点对应的Ksp(Ag2SO4) B. 采取蒸发溶剂的方法可以使a点对应的溶液变为b点对应的溶液 C. 该温度下,Ksp(Ag2SO4)=1.6×10-5 D. 0.02mol•L-1的AgNO3溶液与0.2mol•L-1的Na2SO4溶液等体积混合不会生成沉淀 【答案】B 【解析】 【详解】A.温度一定时,溶解平衡曲线上任意点都代表饱和溶液且Ksp均相等,故A正确; B.蒸发溶液,Ag+浓度和SO42-浓度都增大,不可能为a点达到b点,故B错误; C.由图象可知,Ag2SO4的溶度积常数Ksp=(0.02)2×0.04=1.6×10-5((mol•L-1)2),故C正确; D.0.02mol/L的AgNO3溶液与0.2mol/L的Na2SO4溶液等体积混合,c(Ag+)=0.01moL/L,c(SO42-)=0.1mol/L,由C项可知Ag2SO4的溶度积常数Ksp=(0.02)2×0.04=1.6×10-5((mol•L-1)2),则(0.01)2×0.1=1×10-5<1.6×10-5,没有沉淀生成,故D正确; 答案选B。 13.恒温恒容下,向2L密闭容器中加入MgSO4(s)和CO(g),发生反应:MgSO4(s)+CO(g)⇌MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)反应过程中测定的部分数据见下表: 反应时间/min n(MgSO4)/mol n(CO)/mol n(CO2)/mol 0 2.00 2.00 0 2 0.80 4 1.20 下列说法正确的是( ) A. 反应在0~2 min内的平均速率为v(SO2)=0.6 mol•L-1•min-1 B. 反应在2~4 min内容器内气体的密度没有变化 C. 若升高温度,反应的平衡常数变为1.00,则正反应为放热反应 D. 保持其他条件不变,起始时向容器中充入1.00 mol MgSO4和1.00 mol CO,到达平衡时n(CO2)<0.60 mol 【答案】B 【解析】 【详解】A.由表中数据,可知2min内,△n(CO)=2mol−0.8mol=1.2mol,由方程式可知△n(SO2)=△n(CO)=1.2mol,则v(SO2)==0.3mol/(L.min),故A错误; B.2min时消耗CO为1.2mol,由方程式可知△n(CO2)=△n(CO)=1.2mol,4min时CO2为1.2mol,说明2min、4min处于平衡状态,故反应在2∼4min内容器内气体的密度没有变化,故B正确; C.平衡时c(SO2)=c(CO2)==0.6mol/L,c(CO)== 0.4mol/L,则平衡常数K==0.9,若升高温度,反应的平衡常数变为1.00,大于原温度下平衡常数K=0.9,说明升高温度平衡正向移动,升高温度平衡向吸热反应移动,故正反应为吸热反应,故C 错误; D.保持其他条件不变,起始时向容器中充入1.00molMgSO4和1.00molCO,等效为在原平衡基础上体积增大一倍,减小压强,平衡正向移动,CO转化率大于原平衡,则到达平衡时n(CO2)>0.60mol,故D错误; 答案选B。 14.下列实验装置,其中按要求设计正确的是( ) A. 电解饱和食盐水 B. 锌铜原电池 C. 电镀银 D. 电解精炼铜 【答案】B 【解析】 【详解】A.Fe与电源正极相连为阳极,铁失去电子,则阳极不生成氯气,不能利用淀粉KI溶液检验氯气的生成,不合理,A错误; B.金属性锌强于铜,Zn为负极,Cu为正极,图中构成Cu、Zn原电池,产生的电流由正极流向负极,B正确; C.电镀银时,Ag为阳极,镀件为阴极,电解质溶液为硝酸银,不能是硝酸钠,不合理,C错误; D.粗铜精炼时,粗铜为阳极,纯铜为阴极,图中与之相反,不合理,D错误; 答案选B。 15.CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为;CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1。现在容积均为1L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1molCO和2molH2的混合气体,控制温度,进行实验,测得相关数据如图(图1:温度分别为300℃ 、500℃的密闭容器中,甲醇的物质的量:图2:温度分别为Tl~T5的密闭容器中,反应均进行到5min时甲醇的体积分数)。下列叙述正确的是 A. 该反应的△H1>0,且K1>K2 B. 将容器c中平衡状态转变到容器d中的平衡状态,可采取的措施有升温或加压 C. 300℃时,向平衡后的容器中再充入0.8molCO, 0.6molH2,0.2molCH3OH,平衡正向移动 D. 500℃时,向平衡后的容器中再充入1molCH3OH,重新平衡后,H2浓度和百分含量均增大 【答案】C 【解析】 A、由图1可知,升高温度,甲醇减少,平衡逆向移动,正向放热,△H1<0,且K1>K2,故A错误;B、正反应放热,反应后体积减小,从c到d,甲醇减少,平衡逆向移动,故可采取的措施有升温或减压,故B错误;C、先算平衡常数,平衡时甲醇的物质的量为0.8mol代入平衡常数计算式,300℃时,向平衡后的容器中再充入0.8molCO, 0.6molH2, 0.2molCH3OH,浓度商Qc=,平衡正向移动,故C正确;D、500℃时,向平衡后的容器中再充入1molCH3OH,相当于增大压强,平衡正向移动,重新平衡后,H2浓度增大,但百分含量均减小,故D错误;故选C。 点睛:通过物质的量随时间变化曲线,考查温度压强等因素对化学平衡的影响,难度中等,C计算平衡常数和浓度商比较判断反应进行的方向,是本题的难点。 16.普通水泥在固化过程中其自由水分子减少并形成碱性溶液.根据这一物理化学特点,科学家发明了电动势法测水泥的初凝时间.此法的原理如图所示,反应的总方程式为2Cu+Ag2O═Cu2O+2Ag,下列有关说法正确的是( ) A. 2 mol Cu与1 mol Ag2O的总能量低于1 mol Cu2O与2 mol Ag具有的总能量 B. 负极的电极反应式为2Cu+2OH--2e-═Cu2O+H2O C. 测量原理示意图中,电流方向从Cu→Ag2O D. 电池工作时,OH-向正极移动 【答案】B 【解析】 【详解】A.因为原电池的构成条件之一为自发的放热的氧化还原反应,所以该反应为放热反应,则2molCu与1molAg2O的总能量大于1molCu2O与2molAg具有的总能量,故A错误; B.负极发生氧化反应,电极方程式为2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O,故B正确; C.测量原理示意图中,电流方向从正极流向负极,即Ag2O→Cu,故C错误; D.原电池工作时,阴离子向负极移动,阳离子向正极移动,故D错误; 答案选B。 17.K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2O72-(橙色)+H2O⇌2CrO42-(黄色)+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验: 结合实验,下列说法不正确的是( ) A. ①中溶液橙色加深,③中溶液变黄 B. ②中Cr2O72-被C2H5OH还原 C. 对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强 D. 若向④中加入70%H2SO4溶液至过量,溶液变为橙色 【答案】D 【解析】 【详解】A.在平衡体系中加入酸,平衡逆向移动,重铬酸根离子浓度增大,橙色加深,加入碱,平衡正向移动,溶液变黄,选项A正确; B.②中重铬酸钾氧化乙醇,重铬酸钾被还原,选项B正确; C.②是酸性条件,④是碱性条件,酸性条件下氧化乙醇,而碱性条件不能,说明酸性条件下氧化性强,选项B正确; D.若向④溶液中加入70%的硫酸到过量,溶液为酸性,可以氧化乙醇,溶液变绿色,选项D错误。 答案选D。 【点睛】本题考查化学平衡的影响因素,注意影响化学平衡移动的因素,解答时注意从勒沙特列原理的角度分析,易错点为选项C,②是酸性条件,④是碱性条件,酸性条件下氧化乙醇,而碱性条件不能,说明酸性条件下氧化性强。 二、填空题(共39分) 18.亚硝酸钠是一种工业盐,外观与食盐非常相似,毒性较强。 Ⅰ.经查:①Ksp(AgNO2)=2×10-8,Ksp(AgCl)=1.8×10-10;②Ka(HNO2)=5.1×10-4。请设计最简单的方法鉴别NaNO2和NaCl两种固体______________________ Ⅱ. 某小组同学用如下装置(略去夹持仪器)制备亚硝酸钠 已知:①2NO+Na2O2=2NaNO2; ②酸性条件下,NO和NO2都能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+。 (1)使用铜丝的优点是________________________。 (2)装置A中发生反应的化学方程式为_____________________________。 装置C中盛放的药品是_________;(填字母代号) A.浓硫酸 B.NaOH溶液 C.水 D.四氯化碳 (3)该小组称取5.000g制取的样品溶于水配成250ml溶液,取25.00ml溶液于锥形瓶中, 用0.1000mol·L-1酸性KMnO4溶液进行滴定,实验所得数据如下表所示: 滴定次数 1 2 3 4 消耗KMnO4溶液体积/mL 20.90 20.12 20.00 19.88 ①第一次实验数据出现异常,造成这种异常的原因可能是_________(填字母代号)。 a.锥形瓶洗净后未干燥 b.酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗 c.滴定终点时仰视读数 ②酸性KMnO4溶液滴定亚硝酸钠溶液的离子方程式为___________________。 ③该样品中亚硝酸钠质量分数为______________。 【答案】 (1). 分别取两种固体样品少量于试管中加水溶解; 再分别滴加酚酞试液, 变红为NaNO2 (2). 可以控制反应的发生与停止 (3). Cu +4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O (4). C (5). bc (6). 6H++2MnO4-+5NO2-=2Mn2++5NO3-+3H2O (7). 69% 【解析】 试题分析:Ⅰ.根据NaNO2为强碱弱酸盐,亚硝酸根离子水解导致溶液显示碱性分析; Ⅱ.装置A中是浓硝酸和铜加热发生的反应,反应生成二氧化氮、硝酸铜和水,装置C中是A装置生成的二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮;通过装置D中的干燥剂吸收水蒸气,通过装置F中的干燥剂防止水蒸气进入,通过装置E中的过氧化钠与一氧化氮反应,最后通过酸性高锰酸钾溶液除去剩余一氧化氮防止污染空气,据此分析解答。 解析:Ⅰ.酸越弱相应酸根越容易水解,溶液碱性越强,因此鉴别NaNO2和NaCl两种固体的方法是:分别取两种固体样品少量于试管中加水溶解,再分别滴加酚酞试液,变红的为NaNO2; Ⅱ.(1)可通过上下移动铜丝控制反应是否进行,所以使用铜丝的优点是可以控制反应的发生与停止; (2)浓硝酸和铜加热发生反应生成二氧化氮、硝酸铜和水,方程式为:Cu +4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O ;通过装置C中的水与二氧化氮反应生成硝酸和一氧化氮;通过装置F中的干燥剂防止水蒸气进入与过氧化钠反应,所以C中的药品是水,答案选C; (3)①a.锥形瓶洗净后未干燥,待测液的物质的量不变,对V(标准)无影响,根据c(待测)=c(标注)×V(标准)/V(待测)可知,c(标准)不变,a错误;b.酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗,标准液的浓度偏小,造成V(标准)偏大,根据c(待测)=c(标注)×V(标准)/V(待测)可知,c(标准)偏大,b正确;c.滴定终点时仰视读数,造成V(标准)偏大,根据c(待测)=c(标注)×V(标准)/V(待测)可知,c(标准)偏大,c正确;答案选bc; ②该反应中亚硝酸根离子被氧化为硝酸根离子,高锰酸根离子被还原为锰离子,离子方程式为 6H++2MnO4-+5NO2-=2Mn2++5NO3-+3H2O; ③根据表中数据可知第一次实验数据误差太大,舍去,消耗高锰酸钾溶液体积的平均值是0.02L,高锰酸钾的物质的量是0.1mol/L×0.02L=0.002mol,则根据方程式6H++2MnO4-+5NO2-=2Mn2++5NO3-+3H2O可知,亚硝酸钠的物质的量是0.002mol×5/2=0.005mol,则原样品中亚硝酸钠的物质的量是0.005mol×100mL/25mL=0.02mol,其质量为0.02mol×69g/mol=1.38g,所以样品中亚硝酸钠的质量分数1.38g/2g×100%=69.0%. 点睛:注意掌握综合实验设计题的解题思路:(1)明确实验的目的和原理。实验原理是解答实验题的核心,是实验设计的依据和起点。实验原理可从题给的化学情景(或题首所给实验目的)并结合元素化合物等有关知识获取。在此基础上,遵循可靠性、简捷性、安全性的原则,确定符合实验目的、要求的方案。(2)理清实验操作的先后顺序。根据实验原理所确定的实验方案中的实验过程,确定实验操作的方法步骤,把握各步实验操作的要点,理清实验操作的先后顺序。(3)看准图,分析各项实验装置的作用。有许多综合实验题图文结合,思考容量大。在分析解答过程中,要认真细致地分析图中所示的各项装置,并结合实验目的和原理,确定它们在该实验中的作用。(4)细分析,得出正确的实验结论。实验现象(或数据)是化学原理的外在表现。在分析实验现象(或数据)的过程中,要善于找出影响实验成败的关键以及产生误差的原因,或从有关数据中归纳出定量公式,绘制变化曲线等。 19.治理SO2、CO、NOx污染是化学工作者研究的重要课题。 Ⅰ.硫酸厂大量排放含SO2的尾气会对环境造成严重危害。 (1)工业上可利用废碱液(主要成分为Na2CO3)处理硫酸厂尾气中的SO2,得到Na2SO3溶液,该反应的离子方程式为______。 Ⅱ.沥青混凝土可作为反应;2CO(g)+O2(g)⇌2CO2(g)的催化剂。如图表示在相同的恒容密闭容器、相同起始浓度、相同反应时间段下,使用同质量的不同沥青混凝土(α型、β型)催化时,CO的转化率与温度的关系。 (2)a、b、c、d四点中,达到平衡状态的是______。 (3)已知c点时容器中O2浓度为0.02mol•L-1,则50℃时,在α型沥青混凝土中CO转化反应的平衡常数K=______(用含x的代数式表示)。 (4)观察分析图,回答下列问题: ①CO转化反应的平衡常数K(a)______K(c)。 ②在均未达到平衡状态时,同温下β型沥青混凝土中CO转化速率比α型要______(填“大”、“小”)。 ③______点时CO与O2分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高。 【答案】 (1). CO32-+SO2=SO32-+CO2 (2). bcd (3). (4). > (5). 大 (6). e 【解析】 【分析】 (1)工业上可利用废碱液(主要成分为Na2CO3)处理硫酸厂尾气中的SO2,得到Na2SO3溶液,结合原子守恒、电荷守恒书写离子方程式; (2)图象分析可知b点反应达到平衡状态,升温平衡逆向进行; (3)一氧化碳降解反应2CO(g)+O2(g)⇌2CO2(g),K=进行计算; (4)①平衡常数是温度的函数,温度升高向吸热方向进行,即向逆反应方向进行,K=,故K减小; ②相同温度下β型沥青混凝土中CO降解速率比α型要大; ③温度越高,有效碰撞的几率越大; 【详解】(1)工业上可利用废碱液(主要成分为Na2CO3)处理硫酸厂尾气中的SO2,得到Na2SO3溶液,结合原子守恒、电荷守恒书写离子方程式为:CO32-+SO2=SO32-+CO2; (2)图象分析可知b点反应达到平衡状态,升温平衡逆向进行,a、b、c、d 四点中,达到平衡状态的是bcd; (3)CO的降解率为x,设起始CO浓度为1mol/L, 平衡常数K===; (4)①平衡常数是温度的函数,温度升高向吸热方向进行,即向逆反应方向进行,K=,故K减小,即Ka>Kc; ②由图得,相同温度下β型沥青混凝土中CO降解速率比α型要大; ③温度越高,有效碰撞的几率越大,故e点的有效碰撞的几率是最大的; 20.氮元素能够形成多种化合物。请回答下列问题: (1)连氨(N2H4)常温下为液态,在空气中迅速完成燃烧生成N2,同时放出大量热,可作导弹、宇航飞船、火箭的燃料。 已知:H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H1=-285.8kJ•mol-1 N2(g)+2H2(g)═N2H4(l)△H2=+50.6kJ•mol-1 则N2H4(l)在空气燃烧生成液态水的热化学方程式为______。 (2)工业上利用氨气生产氢氰酸(HCN)的反应CH4(g)+NH3(g)⇌HCN(g)+3H2(g)△H>0。一定温度下,向2L恒容容器中充入1molCH4(g)和2molNH3(g)发生上述反应,4min达到平衡时,测得CH4的转化率为。0-4min内,用H2表示的该反应速率v(H2)=______。 保持温度和容积不变,再向平衡后的容器中充入2molNH3和2molH2,此时v正______v逆(选填“>”“<”或“=”)。 (3)NH3能够形成Ag(NH3)2+。 ①溶液中存在Ag+(aq)+2NH3(aq)⇌Ag(NH3)2+(aq),其平衡常数的表达式为K稳=______。 ②常温下,K稳[Ag(NH3)2+]=1.10×107,反应AgCl(s)+2NH3(aq)⇌Ag(NH3)2+(aq)+Cl-(aq)的化学平衡常数K=1.936×10-3,则Ksp(AgCl)=______。 (4)硫氧化物和氮氧化物是常见的大气污染物,利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收SO2,并用阴极排出的溶液吸收NO2。 ①电极A的电极反应式为______。 ②在碱性条件下,用阴极排出的溶液吸收NO2,使其转化为无害气体,同时有SO32-生成。该反应离子方程式为______。 【答案】 (1). N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-622.2kJ/mol (2). 0.25mol/(L•min) (3). > (4). 1.76×10-10 (5). SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+ (6). 2NO2+8OH-+4S2O42-=N2+8SO32-+4H2O (7). 【解析】 【分析】 (1)已知:①H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H1=-285.8kJ•mol-1 ②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)△H2=+50.6kJ/mol 盖斯定律计算①×2-②得到N2H4(l)在空气燃烧生成液态水的热化学方程式; (2)①CH4(g)+NH3(g)⇌HCN(g)+3H2(g)△H>0,计算甲烷反应的物质的量,通过化学方程式三行计算列式得到计算生成氢气物质的量,反应速率v(H2)=,计算平衡常数,保持温度和容积不变,再向平衡后的容器中充入2molNH3和2molH2,计算此时浓度商和平衡常数比较判断反应进行的方向; (3)溶液中存在Ag+ (aq)+2NH3 (aq)⇌Ag( NH3)2+(aq )时,平衡常数K=;常温下,K稳[Ag(NH3)2+]=1.10×107,反应AgCl (s)+2NH3 (aq)⇌Ag( NH3)2+(aq)+Cl-(aq)的化学平衡常数K=1.936×10-3,结合平衡常数K==×=Ksp(AgCl)K稳[Ag(NH3)2+]; (4)阳极发生氧化反应,阳极上是二氧化硫被氧化为硫酸根,A为阳极,在碱性条件下,用阴极排出的溶液吸收NO2,使其转化为无害气体N2,同时有SO42-生成,结合电话守恒电子守恒和原子守恒写出离子方程式。 【详解】(1)已知:①H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H1=-285.8kJ•mol-1, ②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)△H2=+50.6kJ/mol, 盖斯定律计算①×2-②得到N2H4(l)在空气燃烧生成液态水的热化学方程式:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-622.2kJ/mol; (2)①一定温度下,向2L恒容容器中充入1mol CH4(g)和2mol NH3(g)发生上述反应,4min达到平衡时,测得CH4的转化率为66.67%.反应的甲烷物质的量=1mol×66.67%=mol,CH4(g)+NH3(g)⇌HCN(g)+3H2(g)计算得到生成氢气物质的量=mol×3=2mol,0~4min內,用H2表示的该反应速率v(H2)==0.25mol/(L•min), 平衡常数K= =3,保持温度和容积不变,再句平衡后的容器中充入2molNH3和2molH2,此时浓度商Qc==2.4<K=3,平衡正向进行,v正>v逆; (3)溶液中存在Ag+ (aq)+2NH3 (aq)═Ag( NH3)2+(aq )时,平衡常数K=;常温下,K稳[Ag(NH3)2+]=1.10×107,反应AgCl (s)+2NH3 (aq)⇌Ag( NH3)2+(aq)+Cl-(aq)的化学平衡常数K=1.936×10-3,结合平衡常数K==×=Ksp(AgCl)K稳[Ag(NH3)2+]=1.936×10-3,Ksp(AgCl)==1.76×10-10; (4)①A为阳极,阳极发生氧化反应,阳极上是二氧化硫被氧化为硫酸根,阳极电极反应式为:SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+; ②在碱性条件下,用阴极排出的溶液吸收NO2,使其转化为无害气体N2,同时有SO32-生成,该应的离子方程式为:2NO2+8OH-+4S2O42-=N2+8SO32-+4H2O。 三、选答题(共10分) 《有机化学基础》 21.利用红外光谱对有机化合物分子进行测试并记录,可初步判断该有机物分子拥有的 A. 同分异构体数 B. 原子个数 C. 基团种类 D. 共价键种类 【答案】C 【解析】 【详解】红外光谱是一种鉴定有机物结构有关的物理方法,在有机物分子中,组成化学键或官能团的原子处于不断振动的状态,其振动频率与红外光的振动频率相当。所以,当用红外线照射有机物分子时,分子中的化学键或官能团可发生振动吸收,不同的化学键或官能团吸收频率不同,在红外光谱图上将处于不同的位置,从而可以获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。氢原子种类是利用核磁共振仪,通过核磁共振氢图可判断氢原子种类。答案选C。 22.下列分子为手性分子的是( ) A. CH3CH2Cl B. CH3CH2CHBrCH2CH2OH C. CH3CCl(CH3)CH2CH2CH3 D. CH3CH2C(CH3)2CH2Cl 【答案】B 【解析】 【详解】A.CH3CH2Cl中,两碳原子所连接的四个基团有一样的,没有手性碳原子,不属于手性分子,故A错误; B.CH3CH2CHBrCH2CH2OH中第三个碳原子,连有四个不同取代基,该碳原子具有手性,属于手性分子,故B正确; C.CH3CCl(CH3)CH2CH2CH3中第二个碳原子,连接两个甲基,没有手性碳原子,不属于手性分子,故C错误; D.CH3CH2C(CH3)2CH2Cl中,四个碳原子所连接的四个基团有一样的,没有手性碳原子,不属于手性分子,故D错误; 答案选B。 【点睛】根据手性碳原子指连有四个不同基团的碳原子,手性碳原子判断注意:(1)手性碳原子一定是饱和碳原子;(2)手性碳原子所连接的四个基团要是不同的。 23.测定有机化合物中碳和氢的组成常用燃烧分析法。如图是德国化学家李比希测定有机物组成的装置,氧化铜作催化剂,在750℃左右使有机物在氧气流中全部氧化为CO2和H2O,用含有固体氢氧化钠和氯化钙的吸收管分别吸收CO2和H2O。 试回答下列问题: (1)甲装置中盛放的药品是______。 (2)将4.6g 有机物A进行实验,测得生成5.4gH2O和8.8gCO2,则该物质中各元素的原子个数比是______。 (3)经测定,有机物A的1H核磁共振谱如图,则A的结构简式为______。 【答案】 (1). CaCl2 (2). N(C):N(H):N(O)=2:6:1 (3). CH3CH2OH 【解析】 【分析】 (1)在氧气流中全部氧化为CO2和H2O,通过测定生成的CO2、H2O的量确定实验式,用氯化钙吸收水蒸气,用氢氧化钠吸收二氧化碳,由于二氧化碳会吸收水蒸气,故先用氯化钙吸收水蒸气,再用氢氧化钠吸收二氧化碳,由于装置内有空气,会影响水蒸气、二氧化碳质量测定,实验开始时,要先通入氧气排尽装置内空气; (2)计算生成水、二氧化碳的物质的量,根据质量守恒判断是否含有O元素,若含有元素,计算原子物质的量; (3)根据原子数目之比确定有机物最简式,若最简式中H原子已经饱和C的四价结构,则最简式均为分子式,否则需要知道有机物相对分子质量来确定分子式,有机物A的核磁共振氢谱有3个吸收峰,说明含有3种H原子。 【详解】(1)因为氢氧化钠能同时吸收CO2和H2O,从而无法确定生成水和CO2的质量,故先用氯化钙吸收水蒸气,再用氢氧化钠吸收二氧化碳; (2)生成水物质的量为 =0.3mol,H原子物质的量为0.6mol,生成二氧化碳为 =0.2mol,碳原子物质的量为0.2mol,氧原子物质的量为4.6g−0.6mol×1g/mol−=0.1mol,故有机物A中N(C):N(H):N(O)=0.2:0.6:0.1=2:6:1; (3)由于有机物A中原子个数比N(C):N(H):N(O)=2:6:1,H原子已经饱和碳的四价结构,则有机物分子式为或C2H6O,有机物A的核磁共振氢谱有3个吸收峰,说明含有3种H原子,则有机物的结构简式为:CH3CH2OH。 《物质结构与性质》 24.2007年9月,美国科学家宣称发现了普通盐水在无线电波照射下可燃烧,这很可能是21世纪人类最伟大的发现之一,有望解决用水作人类能源的重大问题.无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的“结合力”,释放出氢原子,若点火,氢原子就会在该种频率下持续燃烧.上述中“结合力”实质是( ) A. 分子间作用力 B. 氢键 C. 非极性共价键 D. 极性共价键 【答案】D 【解析】 【详解】水分子是由H原子和O原子构成的,H原子和O原子之间存在极性共价键,“释放出氢原子”必须破坏水分子内的氢氧键,这是一种共价键,不同种原子之间形成的是极性共价键,答案选D。 【点睛】一般来说,活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键,非金属元素之间易形成共价键。 25.由短周期元素构成的某离子化合物中,一个阳离子和一个阴离子核外电子数之和为20,且阴、阳离子所带电荷相等.下列说法正确的是( ) A. 晶体中阳离子和阴离子数不一定相等 B. 晶体中一定只有离子键没有共价键 C. 所含元素一定不在同一周期也不在第1周期 D. 晶体中阳离子半径一定大于阴离子半径 【答案】A 【解析】 【详解】由短周期元素构成的某离子化合物中,一个阳离子和一个阴离子核外电子数之和为 20,且阴、阳离子所带电荷相等,则阴、阳离子均是10电子微粒,阴离子有:N3-、O2-、F-、OH-等,阳离子有:NH4+、Na+、Mg2+、Al3+等。 A.当阴、阳离子所电荷不相等,阳离子和阴离子个数不相等,如:MgF2、Na2O,当阴、阳离子所电荷相等,阳离子和阴离子个数相等,如NaF、NaOH,故A正确; B.X是离子化合物,一定有离子键,也可能含共价键,如NaOH、Mg(OH)2、NH4F等,故B错误; C.NH4+中氢元素在第一周期,所以构成该离子化合物的元素可能在第一周期,故C错误; D.对简单的离子,阴、阳离子电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,阳离子的核电荷数一定大于阴离子的核电荷数,所以X中阳离子半径小于阴离子半径,故D错误; 答案选A。 26.A、B、C、D、E、F为六种短周期元素,它们核电荷数依次递增。已知:B原子核外最外层电子数是次外层电子数的两倍,电子总数是E原子总数的1/2,F是同周期元素中原子半径最小的元素;D2﹣与E2+的电子层结构相同。B与D可以形成三原子化合物甲。A是非金属元素,且A、C、F可形成离子化合物乙。请回答: (1)C单质的电子式_____,F元素原子的电子排布式_____,E元素的原子结构示意图是_____; (2)化合物乙中含有的化学键是_____; (3)化合物甲的结构式_____,固体时属于_____晶体。 【答案】 (1). (2). 1s22s22p63s23p5 (3). (4). 离子键、极性共价键、配位键 (5). O=C=O (6). 分子 【解析】 【分析】 B原子核外最外层电子数是次外层电子数的两倍,应为C元素,电子总数是E原子总数的12,则E的原子序数为12,应为Mg元素,F是同周期元素中原子半径最小的元素,位于第三周期,应为Cl元素,D2-与E2+的电子层结构相同,则D应为O,由此可知C为N元素,A是非金属元素,且A、C、F可形成离子化合物乙,可知A为H元素,乙为氯化铵。 【详解】(1)由以上分析可知C为N元素,单质的电子式为,F为Cl元素,电子排布式为1s22s22p63s23p5,E为Mg元素,原子核外有3个电子层,最外层电子数为2,原子结构示意图为; (2)乙为氯化铵,为离子化合物,含有离子键、共价键和配位键; (3)C与O可以形成三原子化合物甲,为CO2,其结构式为O=C=O,固体时属于分子晶体。 【点睛】本题考查原子结构与元素周期律,为高考常见题型,元素的推断是解答本题的关键,在推断中抓住“短周期”、“主族”、“核电荷数依次递增”,并注意信息的前后呼应,把握物质的性质,学习中注意积累。查看更多