山东省潍坊市2020届高三模拟化学试题 Word版含解析
2020年高三模拟考试
化学试题
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 S 32 Zn 65
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意
1.新冠肺炎疫情出现以来,一系列举措体现了中国力量。在各种防护防控措施中,化学知识起了重要作用,下列有关说法错误的是( )
A. 使用84消毒液杀菌消毒是利用HClO或ClO-的强氧化性
B. 使用医用酒精杀菌消毒的过程中只发生了物理变化
C. N95型口罩的核心材料是聚丙烯,属于有机高分子材料
D. 医用防护服的核心材料是微孔聚四氟乙烯薄膜,其单体四氟乙烯属于卤代烃
【答案】B
【解析】
【详解】A. 84消毒液的主要成分是NaClO,ClO-能发生水解生成HClO,HClO或ClO-具有强氧化性能使蛋白质变性,从而起到杀菌消毒的作用,故A说法正确;
B. 酒精能使蛋白质变性,属于化学变化,故B说法错误;
C. 聚丙烯是由丙烯发生加聚反应得到,即聚丙烯属于高分子材料,故C说法正确;
D. 四氟乙烯的结构简式为CF2=CF2,仅含有C和F两种元素,即四氟乙烯属于卤代烃,故D说法正确;
答案:B。
2.下列化学用语对事实的表述错误的是( )
A. 氯原子的结构示意图:
B. 羰基硫(COS)的结构式为
C. 为Si原子的一种激发态
D. 中子数为10的氧原子形成的过氧根离子:
【答案】D
【解析】
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【详解】A.氯原子核外共有17个电子,其原子结构示意图,A选项正确;
B.羰基硫(COS)的中心原子为C,C与O、C与S均形成两对共用电子对,其结构式为O=C=S,B选项正确;
C.Si原子的基态核外电子排布式为[Ne]3s23p2,3s轨道中一个电子跃迁至3p轨道中形成,处于激发态,C选项正确;
D.根据质量数=质子数+中子数可知,中子数为10的氧原子质量数=10+8=18,则其形成的过氧根离子应为,D选项错误;
答案选D。
3.磷酸氯喹(结构如图所示)可用于治疗新冠肺炎,2020年3月4日印发的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)》中明确规定了其用量。下列关于磷酸氯喹的说法错误的是( )
A. 化学式为
B. 含有2个杂化的氮原子和1个杂化的氮原子
C. 所含官能团之一为氯原子(碳氯键)
D. 可以发生取代反应、加成反应和氧化反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据磷酸氯喹的结构式可知,该有机物的分子式为C18H32ClN3O8P2,A选项错误;
B.该分子中有2个N原子形成的均是单键,1个N原子形成双键,因此含有2个sp3杂化的氮原子和1个sp2杂化的氮原子,B选项正确;
C.由磷酸氯喹的结构式可知,该分子中苯环处含有官能团氯原子,C选项正确;
D.该分子中苯环能够发生取代、加成反应,碳碳双键可以发生加成反应、氧化反应,D选项正确;
答案选A。
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4.设为阿伏加德罗常数的值,下列叙述错误的是( )
A. 醋酸钠溶液含有的数目为
B. 和的混合气体中含有键的数目为
C. 7g乙烯和环丁烷的混合气体中含有的氢原子数目为
D. 的浓与过量反应,转移的电子数大于
【答案】B
【解析】
【详解】A.1L 0.1mol·L-1醋酸钠溶液中溶质的物质的量为1L×0.1mol·L-1=0.1mol,则该溶液中含有的Na+物质的量为0.1mol,数目为0.1NA,A选项正确;
B.N2的结构式为N≡N,1个N2分子中含有2个键,CO2的结构式为O=C=O,1个CO2分子中含有2个键,但此处没有注明标准状况下,不能准确得出混合气体的物质的量,故不能得出混合气体中含有键的数目,B选项错误;
C.乙烯和环丁烷(C4H8)的最简式为“CH2”,7g“CH2”的物质的量为,氢原子数目为NA,C选项正确;
D.浓HNO3与铜反应生成NO2,稀HNO3与铜反应生成NO,即Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3(稀)= 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,100mL12mol·L-1的浓HNO3中含有的n(HNO3)=0.1L×12mol·L-1=1.2mol,1.2molHNO3参与反应,若其还原产物只有NO2,则反应转移0.6mol电子,还原产物只有NO则反应转移0.9mol电子,100mL12mol·L-1的浓HNO3与过量Cu反应的还原产物为NO和NO2,因此转移的电子数大于0.6NA,故D选项正确;
答案选B。
【点睛】本题的难点在于D选项,解答时需要注意浓硝酸与铜反应,稀硝酸也与铜反应,计算电子时用极限思维。
5.碱式氯化铜是一种重要的无机杀虫剂,它可以通过以下步骤制备。步骤1:将铜粉加入稀盐酸中,并持续通空气反应生成。已知对该反应有催化作用,其催化原理如图所示。步骤2:在制得的
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溶液中,加入石灰乳充分反应后即可制得碱式氯化铜。下列有关说法错误的是( )
A. a、b、c之间的关系式为
B. 图中M、N分别为、
C. 为了除去溶液中的杂质,可加入过量的、过滤
D. 若制备,理论上消耗
【答案】A
【解析】
【分析】
由实验步骤及转化图可知,发生反应2Cu+O2+4HCl===2CuCl2+2H2O, N为Fe2+,M为Fe3+,在制得在制得的CuCl2溶液中,加入石灰乳充分反应后即可制备碱式氯化铜,且化合物中正负化合价代数和为0,依此结合选项解答问题。
【详解】A.根据化合物中正负化合价的代数和为0,可知2a=b+c,A选项错误;
B.根据上述分析,N为Fe2+,M为Fe3+,B选项正确;
C.Fe3+水解使溶液显酸性,CuO与H+反应产生Cu2+和水,当溶液的pH增大到一定程度,Fe3+形成Fe(OH)3而除去,从而达到除去Fe3+的目的,C选项正确;
D.若制备1mol,转移的电子数为2a mol,根据得失电子守恒,理论上消耗0.5a molO2,标准状况(STP)下的体积为11.2a L,D选项正确;
答案选A。
6.下列反应的离子方程式正确的是( )
A. 红褐色固体全部溶于氢碘酸:
B. 水杨酸溶于溶液中:
C. 将等浓度的溶液与液按体积比2:3混合:
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D 洁厕灵(含)与84消毒液混合后产生氯气:
【答案】C
【解析】
【详解】A.Fe(OH)3溶于氢碘酸,Fe3+会氧化I-得到I2,正确的离子反应方程式应为:2Fe(OH)3+2I-+6H+===2Fe2++6H2O+I2,A选项错误;
B.水杨酸中酚羟基不能与NaHCO3发生反应,正确的离子反应方程式为:+HCO3-→+CO2↑+H2O,B选项错误;
C.等浓度的Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液按体积比2:3,则两者物质的量之比为2:3,两者混合后,2molBa2+消耗2molSO42-,3molH+消耗3molOH-,反应的离子反应方程式为:,C选项正确;
D.84消毒液的主要成分是NaClO,具有强氧化性,可还原洁厕灵中的HCl,反应的离子反应方程式为:Cl-+ClO-+2H+===Cl2↑+H2O,D选项错误;
答案选C。
【点睛】本题B选项为易错选项,在解答时要注意酚羟基的酸性是弱于碳酸的,不能和HCO3-发生发应。
7.短周期元素X、Y、Z原子半径的顺序为Z>X>Y,基态X原子p能级上的电子数是Y原子质子数的3倍,它们可以形成离子化合物,其中阳离子(已知水合物的为、为)的结构如图所示。下列叙述错误的是
A. 的阴、阳离子均含有18个电子
B. 常温下,的水溶液呈碱性
C. 三种元素中Y的电负性最小
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D. 简单气态氢化物的还原性:X>Z
【答案】B
【解析】
【分析】
X、Y、Z是短周期元素,基态X原子p能级上的电子数是Y原子质子数的3倍,且原子半径X>Y,根据X2Y5+离子的结构示意图可知,X为N元素,Y为H元素,又X、Y、Z可形成离子化合物X2Y5Z,且原子半径Z>X,则Z为Cl元素,据此分析解答问题。
【详解】A.X2Y5Z为N2H5Cl,化合物中阴离子为Cl-,含有18个电子,阳离子为N2H5+,含有的电子总数为7×2+1×5-1=18,A正确;
B.已知N2H4水合物的为、为,则N2H4的水合物N2H4·H2O为弱碱,因此常温下,N2H5Cl溶液中N2H5+水解显酸性,B错误;
C.非金属性越强,电负性越大,非金属性H元素最弱,故H的电负性最小,C正确;
D.X、Z的简单氢化物分别为NH3、HCl,元素非金属越强对应阴离子的还原性越弱,由于氧化性Cl>N,则NH3的还原性更强,D正确;
答案选B。
8.牛津大学与IBM苏黎世研究中心首次借助原子力显微镜(AFM)对分子甲及反应中间体乙、丙进行高分辨率的探测成像,并利用单原子操纵技术对其进行原子尺度的操作,通过针尖施加电压脉冲逐步切断基团,最终成功合成了2019年度明星分子丁。下列说法错误的是( )
A. 甲分子含有6个手性碳原子
B. 反应中间体乙、丙都是碳的氧化物
C. 丁和石墨互同素异形体
D. 甲生成丁的反应属于分解反应
【答案】A
【解析】
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【详解】A.手性碳原子一定是饱和的碳原子,且碳原子所连接的四个基团不相同,根据甲分子的结构可知,甲分子中的碳原子均为不饱和碳,故甲分子中不含有手性碳原子,A选项错误;
B.反应中间体乙、丙均是只由C、O两种元素组成,属于碳的氧化物,B选项正确;
C.由丁分子的结构可知,丁是C元素形成的单质,与石墨互为同素异形体,C选项正确;
D.根据题干信息分析可知,甲通过针尖施加电压脉冲分解得到丁和氧气,属于分解反应,D选项正确;
答案选A。
9.根据下列操作和现象所得到的结论正确的是( )
操作和现象
结论
A
向碳酸钙中加入盐酸,产生的气体经饱和碳酸氢钠溶液洗气后,再通入硅酸钠溶液,出现白色沉淀
利用该实验可以证明非金属性:
B
取少量某硫酸盐样品溶于氢氧化钠溶液,加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
样品为硫酸铵
C
向 等体积等浓度稀硫酸中分别加入少许等物质的量的和固体,溶解而不溶解
D
加热石油分馏得 到的石蜡,将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液颜色逐渐褪去
石油中含有烯烃
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.盐酸(HCl)不是Cl元素的最高价氧化物对应的水化物,实验中可以说明酸性:HCl>H2CO3,但不能说明非金属性Cl>C,A选项错误;
B.某硫酸盐样品溶于氢氧化钠溶液,加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,证明该样品中含有NH4+,可能为(NH4)2SO4或NH4HSO4,B选项错误;
C.相同条件下,溶解度大的物质先溶解,组成和结构相似的难溶物,溶解度越大,其溶度积越大,等体积等浓度稀硫酸中分别加入少许等物质的量的ZnS和CuS固体,ZnS溶解而CuS
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不溶解,则Ksp(CuS)
[H2PO4-]>[HPO42-]>[H3PO4],B选项正确;
C.当pH=7时,[H+]=[OH-],溶液中有电荷守恒[Na+]+[H+]=[H2PO4-]+2[HPO42-]+3[PO43-]+[OH-],则[Na+]=[H2PO4-]+2[HPO42-]+3[PO43-],C选项正确;
D.当V(NaOH)=40mL时,溶液的pH=9.7,溶质为Na2HPO4,溶液中存在着电荷守恒:[Na+]+[H+]=[H2PO4-]+2[HPO42-]+3[PO43-]+[OH-],物料守恒:
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[Na+]=2[H2PO4-]+2[HPO42-]+2[PO43-]+2[H3PO4],两式相减有:[PO43-]+[OH-]=[H+]+[H2PO4-]+2[H3PO4],D选项正确;
答案选A。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
11.2020年3月9日,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功发射北斗系统第54颗导航卫星。长征三号乙运载火箭一二子级使用液体四氧化二氮和液体偏二甲肼(,又称1,1-二甲基联氨)作为推进剂,第三子级使用液氢和液氧作为推进剂,两组推进剂燃烧的产物均为无毒物质。下列说法正确的是( )
A. 偏二甲肼分子中既有极性键也有非极性键,属于非极性分子
B. 燃烧时每消耗偏二甲肼会转移电子
C. 若液氢与足量液氧完全反应生成液态水会释放能量,则氢气的燃烧热为
D. 两组推进剂燃烧的产物不会造成任何环境问题
【答案】B
【解析】
【详解】A.偏二甲肼(C2H8N2,又称1,1-二甲基联氨)的结构式为 ,分子中N和C、N和H、C和H均形成极性键,N和N形成非极性键,但该分子结构不对称,是极性分子,A选项错误;
B.四氧化二氮和偏二甲肼燃烧的反应方程式为C2H8N2+2N2O4===3N2↑+4H2O↑+2CO2↑,C2H8N2中的N的化合价由-2价变为0价,C元素的化合价由-2价变为+4价,因此燃烧时每消耗1mol偏二甲肼会转移2×2+6×2=16mol电子,B选项正确;
C.1mol液氢与足量液氧完全反应生成液态水会释放a kJ能量,液态氢变成氢气需要吸收热量,故氢气的燃烧热小于a kJ·mol-1,C选项错误;
D.第一组推进剂四氧化二氮和偏二甲肼燃烧会生成CO2,CO2会引起温室效应,D选项错误;
答案选B。
12.硫酸亚铁的用途广泛,可以制备下图所示物质,下列说法错误的是( )
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A. 属于碱式盐,可用作净水剂
B. 与足量反应的离子方程式为:
C. 可用稀硫酸和溶液检验铁红中是否含有
D. “冷却结晶”后的操作是过滤,“煅烧”操作的主要仪器有酒精灯、蒸发皿、玻璃棒
【答案】BD
【解析】
【详解】A.Fe4(OH)2(SO4)5电离后的阴离子为OH-和SO42-,阳离子为Fe3+,属于碱式盐,其中Fe3+可水解产生Fe(OH)3的胶体,吸附水中的杂质,可作净水剂,A选项正确;
B.FeSO4与足量NH4HCO3反应的离子方程式为:Fe2++2HCO3-===FeCO3+CO2↑+H2O,B选项错误;
C.Fe2+能使K3[Fe(CN)6]生成蓝色沉淀,用稀硫酸和K3[Fe(CN)6]溶液检验铁红中是否含有FeCO3,若含有,溶液会生成蓝色沉淀,若不含有,则无明显现象,C选项正确;
D.“冷却结晶”后的操作是过滤,“煅烧”操作的主要仪器有酒精灯、三脚架、坩埚、泥三角、玻璃棒,D选项错误;
答案选BD。
13.2019年诺贝尔化学奖授予了锂离子电池领域做出巨大贡献的三位科学家。某锂离子电池为负极,为正极,锂盐有机溶液作电解质溶液,电池反应为则下列有关说法正确的是
A. 金属锂的密度、熔点和硬度均比同族的碱金属低
B. 该锂离子电池可用乙醇作有机溶剂
C. 电池放电时,Li+从正极流向负极
D. 电池充电时,阳极的电极反应式为
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【答案】D
【解析】
【分析】
根据题干信息,结合电池反应可知,电池放电时作原电池,C6Li为负极,失去电子发生氧化反应,Li1-xMO2为正极,得到电子发生还原反应;电池充电时为电解池,原电池的负极与外接电源负极相连作电解池的阴极,则C6Li1-x为阴极,原电池的正极与外接电源正极相连作电解池的阳极,则LiMO2作阳极。
【详解】A.碱金属元素从上到下对应单质的熔沸点逐渐降低,故金属锂的熔点均比同族的碱金属高,A错误;
B.乙醇的氧化还原电位太低,容易被氧化,不能作该锂离子电池的有机溶剂,B错误;
C.电池放电时,为原电池,阳离子(Li+)从负极向正极移动,C错误;
D.由上述分析可知,电池充电时,LiMO2作阳极,失去电子发生氧化反应,电极反应式为LiMO2-xe-=xLi++Li1-xMO2,D正确;
答案选D。
【点睛】原电池中负极发生氧化反应,正极发生还原反应;电解池中阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。
14.丙酮的碘代反应的速率方程为,其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示。
0.25
0.050
1.4
0.50
0.050
2.8
1.00
0.050
5.6
0.50
0.100
28
下列说法正确的是( )
A. 速率方程中的、
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B. 该反应的速率常数
C. 增大的浓度,反应的瞬时速率加快
D. 在过量的存在时,反应掉87.5%的所需的时间是375min
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由第一组数据和第二组数据可得,则m=1,由第二组数据和第四组数据可得,则n=0,A选项正确;
B.由A可知,m=1,n=0,则v=kc(CH3COCH3),带入第一组数据可得,k=5.6×10-3min-1,B选项错误;
C.由第二组和第四组数据分析可知,当其他条件不变时,增大I2的浓度,反应的瞬时速率不变,C选项错误;
D.存在过量的I2时,反应掉87.5%可以看作经历3个半衰期,即50%+25%+12.5%,因此所需的时间为,D选项正确;
答案选AD。
【点睛】本题的难点在于D选项,正确理解半衰期的含义,知道反应掉87.5%的可以看作经历3个半衰期,即50%+25%+12.5%,为解答本题的关键。
15.某温度下,向溶液中滴加的溶液,滴加过程中与溶液体积的关系如图所示。下列有关说法正确的是( )
A. 该温度下,
B. a、b、c三点对应的溶液中,水的电离程度最小的为a点
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C. 若改用溶液,b点应该水平左移
D. 若改用溶液,b点移向右下方
【答案】AC
【解析】
【详解】A.该温度下,平衡时c(Pb2+)=c(S2-)=10-14mol·L-1,则Ksp(PbS)= c(Pb2+)·c(S2-)=(10-14 mol·L-1)2=10-28 mol2·L-2,A选项正确;
B.Pb2+单独存在或S2-单独存在均会水解,促进水的电离,b点时恰好形成PbS的沉淀,此时水的电离程度最小,B选项错误;
C.若改用0.02mol·L-1的Na2S溶液,由于温度不变,Ksp(PbS)=c(Pb2+)·c(S2-)不变,即平衡时c(Pb2+)不变,纵坐标不变,但消耗的Na2S体积减小,故b点水平左移,C选项正确;
D.若改用0.02mol·L-1的PbCl2溶液,c(Pb2+)增大,纵坐标增大,消耗的Na2S的体积增大,b点应移向右上方,D选项错误;
答案选AC。
三、非选择题:本题共5个小题,共60分。
16.利用某冶金行业产生的废渣(主要含,还有少量、等杂质)可以制备,生产流程如下:
已知:微溶于水、溶于碱生成(加热生成),具有强氧化性。向溶液中加酸,不同对应的主要存在形式如表:
10.6~12
约8.4
3~8
约2
<1
存在形式
回答下列问题:
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(1)“焙烧”后V元素转化为,元素转化为________(写化学式)。
(2)欲除尽磷元素(即),最终溶液中的浓度至少为________(已知)。
(3)“沉钒”过程中,由8.5到5.0发生反应的离子方程式为________;最终需要控制约为________;“沉钒”最终得到的主要含钒物质是________(写化学式)。
(4)“还原”和“转化”过程中主要反应的离子方程式分为________、________。
【答案】 (1). (2). (3). (4). 2 (5). (6). (7).
【解析】
【分析】
结合题干信息,根据(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O的生产流程分析,废渣加入Na2CO3在空气中焙烧得到NaVO3和Na2SiO3,Na3PO4,水浸后加入MgSO4得到H2SiO3和Mg3(PO4)2的滤渣除去,滤液加入稀硫酸沉钒最终得到V2O5,过滤,再加入稀硫酸溶解得到VO2+,加入HCOOH还原得到VO2+,加入NH4HCO3转化得到产品,据此分析解答。
【详解】(1)由上述分析可知,废渣加入Na2CO3在空气中焙烧得到NaVO3和Na2SiO3,Na3PO4,故答案为:Na2SiO3;
(2)因为Ksp[Mg3(PO4)2]=c3(Mg2+)·c2(PO43-),已知Ksp[Mg3(PO4)2]=1.0×10-24,假设PO43-刚好完全除尽,即c(PO43-)=1.0×10-5mol·L-1,则,即溶液中Mg2+的浓度至少为,故答案为:;
(3)结合已知数据分析可知,“沉钒”过程中,pH由8.5到5.0主要发生的反应时V3O93-转化为V10O286-,反应的离子方程式为:10V3O93-+12H+===3V10O286-+6H2O,沉钒最终得到的物质时V2O5,所需要控制的pH约为2,故答案为:10V3O93-+12H+===3V10O286-+6H2O;2;V2O5;
(4)根据上述分析,“还原”过程中HCOOH将VO2+还原得到VO2+,自身被氧化为CO2,根据氧化还原反应的规律得到离子反应方程式为:2VO2++HCOOH+2H+===2VO2++CO2↑+2H2O,“
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转化”时,NH4HCO3与上一步还原得到VO2+反应得到产品,反应的离子反应方程式方程式为:5NH4++6VO2++17HCO3-+6H2O===(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O+13CO2↑,故答案为:2VO2++HCOOH+2H+===2VO2++CO2↑+2H2O;5NH4++6VO2++17HCO3-+6H2O===(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O+13CO2↑。
17.工业炼铁过程中涉及到的主要反应有:
①
②
③
④
回答下列问题:
(1)________。
(2)时,向容积为的恒容密闭容器中加入和发生反应③,5min时达到平衡,平衡时测得混合气体中的体积分数为80%,则0~5min内反应的平均速率________,该温度下反应的平衡常数为________,下列选项中能够说明该反应已经达到平衡状态的是________(填标号)。
A.固体的物质的量不再变化
B.体系的压强保持不变
C.混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.单位时间内消耗和生成的物质的量相等
(3)一定条件下进行反应③,正向反应速率与时间的关系如图所示,时刻改变了一个外界条件,可能是________。
(4)向密闭容器中加入足量的、和一定量的、,在和下,反应③体系中
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和的分压随时间变化的关系如图所示(已知温度:)
时,随时间变化关系的曲线是________,时,随时间变化关系的曲线是________。向时已经达到平衡状态的反应③体系中再充入一定量的,再次达到平衡时,与的物质的量之比为________。
【答案】 (1). -28 (2). 0.048 (3). 64 (4). AC (5). 恒压条件下充入一定量 (6). a (7). c (8). 1:7
【解析】
【分析】
(1)根据盖斯定律进行ΔH3的计算;
(2)根据题干信息,列三段式求出CO转化的物质的量,从而求出0~5min内的平均反应速率和平衡常数,根据分析“变量”来判断是否能够作为反应达到平衡的标志;
(3)结合化学反应速率和平衡移动的影响因素进行分析解答;
(4)结合第(2)中的平衡常数,根据CO和CO2的浓度比通过阿伏伽德罗定律得出三个温度下的大小关系,从而结合图像分析得出代表曲线,在根据温度不变,平衡常数不变求出比值。
【详解】(1)由题干信息分析可得,反应③可通过反应(④-②×3)得到,根据盖斯定律,ΔH3=(ΔH4-3ΔH2)=(460-3×172)=-28kJ·mol-1,故答案为:-28;
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(2)T1时,向容积为10L的恒容密闭容器中加入3molFe2O3和3molCO发生反应③,平衡时测得混合气体中CO2的体积分数为80%,设CO转化了x mol,列三段式有:
则,解得x=2.4mol,因此0~5min内反应的平均速率,该温度下的平衡常数;
A.由化学反应方程式可知,反应中固体的物质的量为一个变量,当固体的物质的量不再发生改变时,可以说明反应达到了平衡,A选项正确;
B.恒温恒容时,由阿伏伽德罗定律PV=nRT可知,体系的压强与气体的物质的量成正比,因为反应中气体的物质的量始终保持不变,所以体系压强始终不变,故体系的压强保持不变不能说明反应达到了平衡,B选项错误;
C.混合气体的平均摩尔质量=混合气体的总质量÷混合气体的物质的量,反应前后混合气体的总质量增加,总物质的量不变,则混合气体的平均摩尔质量为一个变量,当混合气体的平均摩尔质量保持不变时,可以说明反应达到了平衡,C选项正确;
D.单位时间内消耗CO和生成CO2都是正反应方向,不能说明反应达到了平衡,D选项错误;
答案选AC,故答案为:0.048;64;AC;
(3)由于该反应是一个反应前后气体体积不变的且正反应是放热的反应,根据图像变化趋势可知,在t2时v正减小,且重新平衡时等于原平衡的v正,平衡不移动,则改变的条件可能是在恒压条件下充入一定量的CO2气体,故答案为:在恒压条件下充入一定量的CO2气体;
(4)由(2)知,T1时,反应③的平衡常数,因为T1>T2>T3,所以T2、T3时,反应达到平衡后K3>K2>K,则达到平衡后,T3时的>T2时的,故曲线a表示T2时P(CO2)随时间变化的关系曲线,曲线d表示T2时P(CO)随时间变化的关系曲线,曲线b表示T3时P(CO2)随时间变化的关系曲线,曲线c表示T3时P(CO)
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随时间变化的关系曲线,由于温度不变,平衡常数不变,故向T3时已经达到平衡状态的反应③体系中再充入一定量的CO,再次达到平衡时,CO与CO2的物质的量之比仍为1:7,故答案为:a;c;1:7。
【点睛】本题主要考查了盖斯定律的应用、根据图像对平衡移动的判断、运用三段式计算平衡常数等知识点,重点培养学生能够利用化学知识提取题干信息的能力,难点在于第(4)题曲线的判断,需要灵活运用不同温度下的平衡常数与浓度的关系,结合阿伏伽德罗定律推知分压的关系。
18.工业上处理含苯酚废水的过程如下。回答下列问题:
Ⅰ.测定废水中苯酚的含量。
测定原理:+3Br2→↓+3HBr
测定步骤:
步骤1:准确量取待测废水于锥形瓶中。
步骤2:将浓溴水(量)迅速加入到锥形瓶中,塞紧瓶塞,振荡。
步骤3:打开瓶塞,向锥形瓶中迅速加入溶液(过量),塞紧瓶塞,振荡。
步骤4:滴入2~3滴指示剂,再用标准溶液滴定至终点,消耗溶液(反应原理:)。待测废水换为蒸馏水,重复上述步骤(即进行空白实验),消耗溶液。
(1)“步骤1”量取待测废水所用仪器是________。
(2)为了防止溴的挥发,上述步骤中采取的措施包括迅速加入试剂和________。
(3)“步骤4”滴定终点的现象为________。
(4)该废水中苯酚的含量为________(用含、的代数式表示)。如果空白实验中“步骤2”忘记塞紧瓶塞,则测得的废水中苯酚的含量________(填“偏高”“偏低”或“无影响”,下同);如果空白实验中“步骤4”滴定至终点时俯视读数,则测得的废水中苯酚的含量________。
Ⅱ.处理废水。采用基为阳极,不锈钢为阴极,含苯酚的废水为电解液,通过电解,阳极上产生羟基(·),阴极上产生。通过交排列的阴阳两极的协同作用,在各自区域将苯酚深度氧化为和。
(5)写出阳极的电极反应式:________。
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(6)写出苯酚在阴极附近被深度氧化的化学方程式:________。
【答案】 (1). (酸式)滴定管 (2). 塞紧瓶塞 (3). 滴入一滴溶液后,锥形瓶内溶液蓝色恰好褪去,且半分钟不恢复原色 (4). (5). 偏低 (6). 偏低 (7). (8).
【解析】
【分析】
向呈有待测废水加入浓溴水反应后得到三溴苯酚的沉淀,再加入KI溶液与剩下的Br2发生氧化还原反应得到I2,方程式为Br2+2I-===I2+2Br-,再用Na2S2O3标准溶液滴定I2,可根据消耗的Na2S2O3标准溶液的体积和浓度算出溶液中剩余的Br2的物质的量,再设置一个空白实验测出浓溴水的物质的量,用Br2总的物质的量-剩余Br2的物质的量即可得出与苯酚反应的Br2的物质的量,再结合反应方程式得到苯酚的物质的量,从而求出废水中苯酚的含量,结合实验基本操作及注意事项解答问题。
【详解】(1)由于苯酚显酸性,因此含苯酚的废水为酸性,“步骤1”中准确量取废水时所用的仪器可选用酸式滴定管,故答案为:酸式滴定管;
(2)由于溴单质易挥发,因此可采用塞进瓶塞、迅速加入试剂等方法防止其挥发,故答案为:塞紧瓶塞;
(3)用0.01mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至终点,由于Na2S2O3标准溶液会反应I2,加入的淀粉遇I2变成蓝色,所以滴定终点的现象为滴入一滴溶液后,锥形瓶内溶液蓝色恰好褪去,且半分钟不恢复原色,故答案为:滴入一滴溶液后,锥形瓶内溶液蓝色恰好褪去,且半分钟不恢复原色;
(4)根据反应方程式可得各物质的物质的量关系式:
剩下的浓溴水中Br2的物质的量为0.005V1 mmol,将待测废液换成蒸馏水时,5mL amol/L的浓溴水中Br2的物质的量为0.005V2 mmol,则与苯酚参与反应的Br2的物质的量为0.005(V2-V1) mmol,根据方程式+3Br2→↓+3HBr可得苯酚的物质的量为
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mmol,质量为mg,则该废水中苯酚的含量为,若步骤2中忘记塞进瓶塞,溴单质挥发,导致最终消耗的Na2S2O3的体积偏小,则测得苯酚的含量偏低,如果空白实验中步骤4滴定终点时俯视读数,读得的体积偏小,则消耗的Na2S2O3的体积偏小,使测得苯酚的含量偏低,故答案为:;偏低;偏低;
(5)由题干信息可知,Ti基PbO2阳极,则阳极H2O失去电子产生·OH,电极反应式为H2O-e-===H++·OH,故答案为:H2O-e-===H++·OH;
(6)根据题干信息可知,苯酚被阴极产生的H2O2深度氧化产生CO2和H2O,有氧化还原反应规律得到其反应方程式式为C6H5OH+14H2O2===6CO2↑+17H2O,故答案为:C6H5OH+14H2O2===6CO2↑+17H2O。
19.如图所示是金刚石的晶胞结构,除顶点和面心上有碳原子外,4条体对角线的1/4处还各有1个碳原子。回答下列问题:
(1)若图中原子1的坐标为,则原子2的坐标为________。若金刚石的晶胞参数为,则其中碳碳键的键长________pm(用含的代数式表示)。
(2)面心立方晶胞与金刚石结构类似,阴、阳离子各占晶胞所含微粒数的一半。
①S元素及其同周期的相邻元素第一电离能由小到大的顺序是________,二氯化硫()分子中S原子的杂化类型是________。
②写出基态的电子排布式________;把晶胞示意图中表示的小球全部涂黑_______。
③锌锰干电池中可吸收电池反应产生的生成
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,该离子中含有________个键。
④若该晶胞的晶胞参数为,阿伏加德罗常数的值为,则晶体的密度为________(列出计算式)
(3)有人设想冰的晶胞也应该类似于金刚石,但实际较为复杂,可能是因为氢键较弱而导致“饱和性和方向性”很难被严格执行。例如有文献报道氨晶体中每个氢原子都形成氢键,则每个与周围________个通过氢键相结合。
【答案】 (1). (2). (3). (4). (5). (6). 或 (7). 16 (8). (9). 6
【解析】
【详解】(1)若图中原子1的坐标为(0,0,0),则可建立以原子1为原点的坐标系,根据题干信息可知,原子2位于其中一条对角线上,根据立体几何可知,原子2的坐标为(,,,),晶胞中C原子形成的碳碳单键的键长刚好为体对角线的,因此,若金刚石的晶胞参数为,则其中碳碳键的键长为pm,故答案为:(,,,);;
(2)①与S元素同周期的相邻元素分别为P和Cl,一般情况下,同周期第一电离能逐渐增大,但P的3p轨道为3p3半充满状态,故第一电离能由小到大的为顺序为S
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