内容正文:
梅州市高中期末考试试卷(2024.1)
高二化学
本试卷共6页,20小题,满分100分。考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 Fe56
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与生产、生活、社会密切相关。下列说法正确的是
A. 水凝结成冰的过程中,体系的混乱度变化
B. 铁制品表面镀上铜保护层,是利用牺牲阳极法
C. 利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源有利于实现“低碳经济”
D. “问天”实验舱采用砷化镓太阳能电池片,该电池将化学能转化为电能
2. 下列说法正确的是
A. 最高正化合价: B. 原子半径:
C. p能级的能量一定比s能级的高 D. s区全部是金属元素
3. 下列物质中,属于弱电解质的是
A. B. C. D.
4. 为配制与比为的溶液,可在溶液中加入适量的
① ② ③ ④
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ①④
5. 下列实验装置正确且能达到实验目的的是
A.制取无水
B.测定溶液浓度
C.验证对分解反应有催化作用
D.通过注射器活塞右移,验证与反应放热
A. A B. B C. C D. D
6. 下列措施或事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 溶液中加入固体后颜色变深
B. 实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
C. 平衡混合气加压后颜色变深
D. 在合成氨的反应中,加压有利于氨的合成
7. 下图曲线a表示放热反应进行过程中X的转化率随时间变化的关系。在其他条件不变时,①升高温度;②加大X的投入量;③增加N的量;④缩小容器的体积;⑤加入催化剂。上述条件能使反应过程按b曲线进行的是
A. ①③ B. ②⑤ C. ④⑤ D. ③④
8. 离子方程式能直观地表示物质间反应本质。下列离子方程式符合题意且正确的是
A. 水解反应的离子方程式:
B. 电解精炼铜的阴极反应:
C. 实验室用铁电极电解饱和食盐水:
D. 碳酸溶液呈酸性:
9. 电化学在生产、生活和科学技术的发展中扮演着重要的角色。下列说法正确的是
A. 钢铁发生吸氧腐蚀时,负极反应为:
B. 电镀时,镀件作阴极
C. 电解精炼铜时,阳极底部产生含等元素的阳极泥
D. 乙醇燃料电池工作时,热能转化为电能
10. 下列说法正确的是
A. 由水电离出的的溶液中可大量存在
B. 常温下,将的一元酸溶液与的一元碱溶液等体积混合,所得溶液一定等于7
C. 相同条件下,分别测定等物质的量浓度的和的导电能力可比较两种酸的酸性强弱
D. 将冰醋酸加水稀释,冰醋酸的电离度逐渐增加,电离常数增大
11. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,与混合反应生成的为
B. 溶液中,的数目为
C. 时,的溶液中,由水电离出的数目为
D. 标准状况下,与足量氧气充分反应,转移的电子数小于
12. 可活化制得,其反应历程如下图所示:下列说法不正确的是
A. 总反应为
B. 总反应的速率由“中间体2→中间体3”决定
C. 选用高效催化剂、可以降低反应的
D. 降低温度可增大乙烷的平衡转化率
13. 下列实验操作对应的现象与结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
含有酚酞的溶液中加入少量固体,观察溶液颜色的变化
溶液红色变浅
证明溶液中存在水解平衡
B
用广泛试纸测定溶液的酸碱性
测得溶液
溶液呈酸性,证明在水中的电离程度大于水解程度
C
将充有的密闭烧瓶放入热水中
烧瓶内气体颜色变深
D
缓慢加热溶液至
溶液pH逐渐减小
溶液中逐渐增大,逐渐减小
A. A B. B C. C D. D
14. 室温下,向浓度为溶液中逐滴加入的溶液,其变化曲线如图所示(忽略温度变化)。下列说法正确的是
A. a、b、c、d四点中水的电离程度最大的是a点
B. 滴定过程中宜选用甲基橙作指示剂
C. c点是滴定终点,与恰好完全反应
D. 若b点,则有:
15. 近日,我国化学家通过对过渡金属基尖晶石氧化物进行氧化和还原性能优化,实现高性能长寿的锌-空气二次电池,其工作原理如下图所示。下列说法不正确的是
A. 充电时,a极电极反应式为
B. 充电时,b极与电源的正极相连
C. 放电时,当电路中有通过时,b极消耗
D. 放电过程中,a、b电极附近溶液均不变
16. 常温下,向含有CH3COOH、CuSO4、FeSO4的工业废水中逐滴加入NaOH溶液,pM随pH变化关系如图所示[pM表示或或],曲线①③斜率相同。已知:;当离子浓度时,可认为该离子沉淀完全。下列说法不正确的是
A. 曲线①表示与pH的关系
B. pH=6时,溶液中
C. pH=7时,可认为沉淀完全
D. pH=8时
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17. 铵盐可用于水系电池中降低水的活性,提高放电效率。回答下列问题:
(1)组成元素中基态氮原子核外电子排布式为_______,占据最高能级电子的电子云轮廓图为_______形。
(2)阴离子组成元素中,第一电离能比氮小的元素除C外还有_______(填元素符号)。
(3)下列曲线表示氧族元素性质随核电荷数变化趋势,正确的是_______(填字母)。
a. b. c. d.
(4)组成元素的化合价正负可用元素的电负性判断,元素的电负性还可用于判断元素的其他性质,下表列出10种元素的电负性。
元素
电负性
1.5
1.5
2.5
3.0
0.9
1.0
3.0
1.8
3.5
2.1
已知:通常两成键元素间电负性差值大于1.7时,形成离子键;两成键元素间电负性差值小于1.7时,形成共价键
①根据表格中的数据,确定元素电负性的最小范围为_______。
②下列物质属于离子化合物的是_______(填字母)。
a. b. c. d.
③请设计实验方案证明②中你选出的物质为离子化合物_______。
18. 化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式计算获得(和分别取和,忽略水以外各物质吸收的热量)。
(1)配制溶液,若实验中大约要使用溶液,则需要称量固体_______g。
(2)测定中和热的实验装置如下图所示。取溶液和硫酸溶液进行实验,从实验装置上看,图中尚缺少的重要仪器为_______。
(3)已知:用溶液和硫酸溶液进行中和反应,测得生成时放出热量,写出该反应的热化学方程式_______。
(4)借鉴上述方法,甲同学测量放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响,下同)。实验结果见下表:
序号
反应试剂
体系温度/℃
反应前
反应后
i
溶液
粉
a
b
ii
粉
a
c
①温度:b_______c(填“>”“<”或“=”)。
②_______(选择表中一组数据计算)。结果表明,该方法可行。
(5)乙同学也借鉴上述方法,测量反应的焓变。
查阅资料:配制溶液时需加入_______,目的是抑制水解。
提出猜想:粉与溶液混合,在反应A进行的过程中,可能存在粉和酸的反应。
验证猜想:用试纸测得溶液的不大于1;向少量溶液中加入粉,溶液颜色变浅的同时有气泡冒出,说明存在反应A和_______(用离子方程式表示)。
实验小结:猜想成立,不能直接测反应A的焓变。
优化设计:鉴于以上问题,乙同学根据相关原理,重新设计了优化的实验方案,获得了反应A的焓变。该方案如下:_______;
根据(4)中实验计算得到反应的焓变,利用盖斯定律计算得到反应的焓变为。请补充完整上述方案。
19. 硒的应用范围越来越广。下列流程以含硒物料(主要含等)为原料提取硒。
步骤1:粗硒的制备
(1)硒与硫是同主族的相邻元素,硒的原子序数为_______。
(2)“脱硫”时,测得脱硫率随温度的变化如图,最佳温度是_______。
(3)“氧化酸浸”中,转化成,该反应的离子方程式为_______。
(4)采用硫脲联合亚硫酸钠进行:“控电位还原”,将电位高的物质先还原,电位低的物质保留在溶液中,以达到硒与杂质金属的分离。下表是“氧化酸浸”液中主要粒子的电位。
名称
电位
0.345
0.770
1.511
0.740
①控制电位在0.740~1.511V范围内,在“氧化酸浸”液中添加硫脲,可选择性还原。该还原过程的电极反应式为_______。
②为使硒和杂质金属分离,用亚硫酸钠还原时的最低电位不低于_______V。
步骤2:粗硒的精制
(5)步骤2中“净化”时,溶液中少量的转化为沉淀而除去,若沉淀完全后要求的浓度小于,则此时溶液中的_______。
(6)步骤2“洗涤”过程中,证明精硒洗涤干净操作是:取最后一次洗涤液于试管中,滴入_______,如未出现_______,则洗涤干净。
20. 杭州亚运会开幕式首次使用“零碳甲醇”作为主火炬塔燃料,实现废碳再生、循环内零碳排放。
(1)有学者提出如下图甲所示的含碳物质转化的技术路线。回答下列问题:
①图中涉及的物质中除外,属于电解质的还有_______(填化学式)。
②用离子方程式表示溶液呈碱性的原因_______。
(2)以和为原料合成甲醇,反应的能量变化如下图乙所示,则图中A处填写的内容为_______。
(3)往恒容密闭容器中充入和,发生反应,在甲、乙不同催化剂作用下,反应时间均为时,测得甲醇的物质的量分数随温度变化如下图丙所示:
①相同温度下催化效果更好的催化剂是_______(填“甲”或“乙”)。温度下,b点甲醇的平均反应速率v=_______
②在甲催化作用下,甲醇的物质的量分数随温度的升高呈现图中变化的原因是_______。
③在和温度下,平衡常数_______(填“>”“<”或“=”)。
④温度下,c点时容器中的总压为,该温度下反应的平衡常数_______。(用分压代替浓度,气体分压=气体总压×气体的物质的量分数。列出数学表达式即可,不要求化简)
(4)目前,科研人员在研究光电催化还原为甲醇的领域也取得了一定的进展,其原理如下图丁所示,则生成甲醇的电极反应式为_______。
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梅州市高中期末考试试卷(2024.1)
高二化学
本试卷共6页,20小题,满分100分。考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 Fe56
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与生产、生活、社会密切相关。下列说法正确的是
A. 水凝结成冰的过程中,体系的混乱度变化
B. 铁制品表面镀上铜保护层,是利用牺牲阳极法
C 利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源有利于实现“低碳经济”
D. “问天”实验舱采用砷化镓太阳能电池片,该电池将化学能转化为电能
【答案】C
【解析】
【详解】A.水凝结成冰的过程中,水分子由无序排列转化为有序排列,体系的混乱度减小,,A错误;
B. 铁制品表面镀上铜保护层,利用铜的不活泼性,不是利用牺牲阳极法,B错误;
C. 太阳能、风能和氢能等能源不产生二氧化碳,所用利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源有利于实现“低碳经济”,C正确;
D. “问天”实验舱采用砷化镓太阳能电池片,该电池将太阳能转化为电能,D错误;
故选C。
2. 下列说法正确的是
A. 最高正化合价: B. 原子半径:
C. p能级的能量一定比s能级的高 D. s区全部是金属元素
【答案】B
【解析】
【详解】A.O没有最高正化合价,氧与氟形成的化合物中,氧呈现正化合价,但没有+6价,A错误;
B.除稀有气体外,同周期从左到右元素原子半径递减,同主族时,核电荷数越大,原子半径越大, 原子半径:,B正确;
C.同一能层中p能级的能量一定比s能级的高,若不同能层则p能级的能量不一定比s能级的高,C错误;
D.元素周期表中,s区元素除氢外,其余全部是金属元素,D错误;
故选B。
3. 下列物质中,属于弱电解质的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.HCl在溶液中完全电离出氢离子和氯离子,属于强电解质,故A不符合题意;
B.在溶液中部分电离出氢离子和HS-离子等,属于弱电解质,故B符合题意;
C.在溶液中完全电离出钠离子和醋酸根离子,属于强电解质,故C不符合题意;
D.乙醇在溶液中不能电离,属于非电解质,故D不符合题意;
故选B。
4. 为配制与比为的溶液,可在溶液中加入适量的
① ② ③ ④
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ①④
【答案】C
【解析】
【分析】硝酸铵是强酸弱碱盐,由于水解,导致溶液中<,溶液呈酸性,为了配制与的浓度比为1∶1的溶液,需增加铵根离子浓度或减少溶液中硝酸根的浓度。
【详解】①加入适量的,溶液中浓度增大,故①符合题意;
②加入适量的,溶液中硝酸根离子浓度增大,故②不符合题意;
③加入适量,由于氨水电离产生铵根离子,故③符合题意;
④加入适量原物质,铵根水解,导致溶液中<,故④不符合题意;
故选C。
5. 下列实验装置正确且能达到实验目的的是
A.制取无水
B.测定溶液浓度
C.验证对分解反应有催化作用
D.通过注射器活塞右移,验证与反应放热
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.氯化镁能水解,六水氯化镁应在氯化氢氛围中加热脱水制无水氯化镁,A正确;
B.中和滴定时氢氧化钠溶液应装在碱式滴定管中,B错误;
C. 右侧既滴加了氯化铁溶液、又受热,存在2个变量,不能验证对分解反应有催化作用,C错误;
D. Na与H2O反应有H2生成,从而使注射器活塞向右移动,不一定是放热导致右移,D错误;
故选A。
6. 下列措施或事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 溶液中加入固体后颜色变深
B. 实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气
C. 平衡混合气加压后颜色变深
D. 在合成氨的反应中,加压有利于氨的合成
【答案】C
【解析】
【详解】A.Fe(SCN)3溶液中存在Fe(SCN)3⇌Fe3++3SCN-,加入固体KSCN,SCN-浓度增大,平衡逆向移动,颜色加深,能用勒夏特列原理解释,故不选A;
B.氯水中存在Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO,增大Cl-浓度,促进平衡逆向移动,防止Cl2与水反应,降低Cl2溶解度,能用勒夏特列原理解释,故不选B;
C.H2 与碘蒸气反应,增大压强平衡不移动,但增大压强,浓度增大,颜色加深,与勒夏特列原理无关,故选C;
D.合成氨反应为N2+3H2⇌2NH3,增大压强平衡向正方向移动,可用勒夏特列原理解释,故不选D;
故答案选C。
7. 下图曲线a表示放热反应进行过程中X的转化率随时间变化的关系。在其他条件不变时,①升高温度;②加大X的投入量;③增加N的量;④缩小容器的体积;⑤加入催化剂。上述条件能使反应过程按b曲线进行的是
A. ①③ B. ②⑤ C. ④⑤ D. ③④
【答案】C
【解析】
【详解】根据图像可知,改变条件后,反应速率加快,但是X的转化率不变;
①升高温度,加快反应速率,平衡逆向移动,X的转化率降低,①错误;
②加大X的投入量,加快反应速率,平衡正向移动,X的转化率增大,②错误;
③增加N的量,反应速率不变,平衡不移动,X的转化率不变,③错误;
④缩小容器的体积,气体压强增大,加快反应速率,平衡不移动,X的转化率不变,④正确;
⑤加入催化剂,加快反应速率,平衡不移动,X的转化率不变,⑤正确;
即④⑤正确;故选C。
8. 离子方程式能直观地表示物质间的反应本质。下列离子方程式符合题意且正确的是
A. 水解反应的离子方程式:
B. 电解精炼铜的阴极反应:
C 实验室用铁电极电解饱和食盐水:
D. 碳酸溶液呈酸性:
【答案】B
【解析】
【详解】A.分步水解,一级水解反应的离子方程式:,故A不正确;
B.电解精炼铜时Cu是阴极,铜离子得到电子被还原,阴极反应:,故B正确;
C.实验室用铁电极电解饱和食盐水,阳极铁失去电子被氧化为亚铁离子,氯离子不放电五氯气产生,故C不正确;
D.碳酸溶液呈酸性,碳酸为弱酸,分步电离,一级电离:,故D不正确;
故答案选B。
9. 电化学在生产、生活和科学技术的发展中扮演着重要的角色。下列说法正确的是
A. 钢铁发生吸氧腐蚀时,负极反应为:
B. 电镀时,镀件作阴极
C. 电解精炼铜时,阳极底部产生含等元素的阳极泥
D. 乙醇燃料电池工作时,热能转化为电能
【答案】B
【解析】
【详解】A.钢铁发生吸氧腐蚀时,负极铁失电子生成亚铁离子,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,故A错误;
B.电镀时,镀层金属作阳极,镀件作阴极,故B正确;
C.由于Zn、Fe比铜活泼,因此电解精炼铜时,阳极的Zn、Fe单质放电分别生成Zn2+和Fe2+进入电解质溶液中,故C错误;
D.乙醇燃料电池工作时,属于原电池,将化学能转化为电能,故D错误;
答案选B。
10. 下列说法正确的是
A. 由水电离出的的溶液中可大量存在
B. 常温下,将的一元酸溶液与的一元碱溶液等体积混合,所得溶液一定等于7
C. 相同条件下,分别测定等物质的量浓度的和的导电能力可比较两种酸的酸性强弱
D. 将冰醋酸加水稀释,冰醋酸的电离度逐渐增加,电离常数增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由水电离出的的溶液为酸性或碱性溶液,溶液中存在大量H+或OH-,Cu2+不能与OH-共存,ClO-不能与H+共存,A错误;
B.常温下,将的一元酸溶液与的一元碱溶液等体积混合,弱酸强碱或强酸弱碱混合后,所得溶液的不等于7,B错误;
C.相同条件下,分别测定等物质的量浓度的和的导电能力,导电能力强说明电离程度大,存在氢离子浓度大,酸的酸性强,C正确;
D.将冰醋酸加水稀释,冰醋酸的电离度逐渐增加,但温度不变,故电离常数不变,D错误;
故选C。
11. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,与混合反应生成的为
B. 溶液中,的数目为
C. 时,的溶液中,由水电离出的数目为
D. 标准状况下,与足量氧气充分反应,转移的电子数小于
【答案】D
【解析】
【详解】A.与混合反应生成的有一部分会转化为,故体积小于;故A错误;
B.会发生水解,数目小于,故B错误;
C.溶液的体积未知,无法计算水电离出的数目,故C错误;
D.标况下22.4LSO2为1mol,与足量氧气充分反应若能生成1molSO3,转移的电子数等于2NA,由于此反应为可逆反应,转移的电子数小于2NA,故D正确;
答案选D。
12. 可活化制得,其反应历程如下图所示:下列说法不正确的是
A. 总反应为
B. 总反应的速率由“中间体2→中间体3”决定
C. 选用高效催化剂、可以降低反应的
D. 降低温度可增大乙烷的平衡转化率
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据图像可知,反应物为,生成物是,即总反应为,故A正确;
B.反应的活化能越大,反应速率越慢,总反应取决于慢反应,中间体2→中间体3的活化能最大,反应速率最慢,则总反应的速率由中间体2→中间体3的反应速率决定,故B正确;
C.催化剂只能降低反应的活化能,不能降低反应的,故C错误;
D.由图可知,反应物的能量大于生成物的能量是放热反应,ΔH<0,降低温度平衡正向移动,增大乙烷的平衡转化率;故D正确;
答案选C。
13. 下列实验操作对应的现象与结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
含有酚酞的溶液中加入少量固体,观察溶液颜色的变化
溶液红色变浅
证明溶液中存在水解平衡
B
用广泛试纸测定溶液的酸碱性
测得溶液
溶液呈酸性,证明在水中的电离程度大于水解程度
C
将充有的密闭烧瓶放入热水中
烧瓶内气体颜色变深
D
缓慢加热溶液至
溶液pH逐渐减小
溶液中逐渐增大,逐渐减小
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.由,可知,的加入,会使减少,水解平衡逆向移动,溶液红色变浅,A正确;
B.广泛试纸精确度为整数,无法测得溶液,B错误;
C.,该反应实际为放热反应,,升温平衡逆向移动,所以烧瓶内气体颜色变深,C错误;
D.,升温,平衡正向移动,则溶液碱性增强,溶液pH逐渐增大,D错误;
故选A。
14. 室温下,向浓度为溶液中逐滴加入的溶液,其变化曲线如图所示(忽略温度变化)。下列说法正确的是
A. a、b、c、d四点中水的电离程度最大的是a点
B. 滴定过程中宜选用甲基橙作指示剂
C. c点是滴定终点,与恰好完全反应
D. 若b点,则有:
【答案】D
【解析】
【详解】A.HA抑制水的电离,KA水解促进水的电离,a→c过程中HA不断转化为KA,在水的电离依次增强, d点氢氧化钾过量,碱抑制水的电离,则四点中水的电离程度最大的是c点,A错误;
B.滴定终点为KA溶液,显碱性,应该选用酚酞作指示剂,B错误;
C.c点pH=7,溶液呈中性,若与恰好完全反应所得KA溶液水解呈碱性,故不是滴定终点,C错误;
D.若b点,则得到等物质的量浓度的HA、KA混合溶液,溶液呈酸性,结合电荷守恒有:,D正确;
故选D。
15. 近日,我国化学家通过对过渡金属基尖晶石氧化物进行氧化和还原性能优化,实现高性能长寿的锌-空气二次电池,其工作原理如下图所示。下列说法不正确的是
A. 充电时,a极电极反应式为
B. 充电时,b极与电源的正极相连
C. 放电时,当电路中有通过时,b极消耗
D 放电过程中,a、b电极附近溶液均不变
【答案】D
【解析】
【分析】根据工作原理可知,放电时,a极为负极,失电子,电极反应:,b极为正极,得电子,电极反应:,充电时,a极为阴极,电极反应式为,b极为阳极。
【详解】A.根据分析知,充电时,a极为阴极,电极反应式为,A正确;
B.根据分析知,充电时,b极为阳极,b极与电源的正极相连,B正确;
C.放电时,b极为正极,得电子,电极反应:,当电路中有通过时,b极消耗,C正确;
D.放电过程中,a极电极反应:,则a电极附近溶液减小,b极电极反应:,则b电极附近溶液增大,D错误;
故选D。
16. 常温下,向含有CH3COOH、CuSO4、FeSO4的工业废水中逐滴加入NaOH溶液,pM随pH变化关系如图所示[pM表示或或],曲线①③斜率相同。已知:;当离子浓度时,可认为该离子沉淀完全。下列说法不正确的是
A. 曲线①表示与pH的关系
B. pH=6时,溶液中
C. pH=7时,可认为沉淀完全
D. pH=8时
【答案】A
【解析】
【分析】根据、可知,随着逐滴加入NaOH溶液,和变化程度相同,则曲线②表示与pH变化关系;又因为,则曲线①表示与pH变化关系,曲线③表示与pH变化关系;
【详解】A.根据分析可知,曲线①表示与pH的关系,A错误;
B.根据图像可知,pH=6时,,转化为,即溶液中, B正确;
C.根据图像a点,,即时,pH=4.15,即溶液中,,当pH=7时,溶液中,则,即沉淀完全,C正确;
D.根据图像a点,,即时,pH=5.85,即溶液中,;,D正确;
答案选A。
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17. 铵盐可用于水系电池中降低水的活性,提高放电效率。回答下列问题:
(1)组成元素中基态氮原子的核外电子排布式为_______,占据最高能级电子的电子云轮廓图为_______形。
(2)阴离子组成元素中,第一电离能比氮小的元素除C外还有_______(填元素符号)。
(3)下列曲线表示氧族元素性质随核电荷数的变化趋势,正确的是_______(填字母)。
a. b. c. d.
(4)组成元素的化合价正负可用元素的电负性判断,元素的电负性还可用于判断元素的其他性质,下表列出10种元素的电负性。
元素
电负性
1.5
1.5
2.5
3.0
0.9
1.0
3.0
1.8
3.5
2.1
已知:通常两成键元素间电负性差值大于1.7时,形成离子键;两成键元素间电负性差值小于1.7时,形成共价键。
①根据表格中的数据,确定元素电负性的最小范围为_______。
②下列物质属于离子化合物的是_______(填字母)。
a. b. c. d.
③请设计实验方案证明②中你选出的物质为离子化合物_______。
【答案】(1) ①. (或) ②. 哑铃
(2)S、O (3)ad
(4) ①. (或) ②. b ③. 加热使熔化,做导电性实验,熔融的能导电,说明是离子化合物
【解析】
【小问1详解】
N是7号,基态氮原子的核外电子排布式为(或),最高能级为2p,则占据最高能级电子的电子云轮廓图为哑铃形。
【小问2详解】
同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势,但IIA、VA原子核外电子排布形成半满和全满结构,能量较低,则第一电离能大于相邻元素,同主族从上到下第一电离能递减,则阴离子组成元素中,第一电离能比氮小的元素除C外还有S、O (填元素符号)。
【小问3详解】
a.同主族从上到下第一电离能递减,正确;
b.O没有最高正化合价,氧与氟形成的化合物中,氧呈现正化合价,但没有+6价,错误;
c.同主族从上到下非金属性递减,错误;
d.同主族从上到下电负性递减,正确;
选ad;
【小问4详解】
①同周期从左向右电负性增大,同主族从上到下电负性递减,根据表格中的数据,可知在同周期中电负性:,同主族:,确定元素电负性的最小范围为(或)。
②a.中元素的电负性差值分别为1.5;两成键元素间电负性差值小于1.7时,形成共价键。
b.中元素的电负性差值分别为2.0,两成键元素间电负性差值大于1.7时,形成离子键;
c.中元素的电负性差值分别为0.9 ;两成键元素间电负性差值小于1.7时,形成共价键。
d.中元素的电负性差值分别为0.5;两成键元素间电负性差值小于1.7时,形成共价键。
选b。
③共价化合物和离子化合物最大的区别在于熔融状态下能否导电,离子化合物在熔融状态下以离子形式存在,可以导电,但共价化合物却不能,由此可设计实验为:测定各物质在熔融状态下能否导电,若导电则为离子化合物,反之则为共价化合物。故答案为:加热使熔化,做导电性实验,熔融的能导电,说明是离子化合物。
18. 化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式计算获得(和分别取和,忽略水以外各物质吸收的热量)。
(1)配制溶液,若实验中大约要使用溶液,则需要称量固体_______g。
(2)测定中和热的实验装置如下图所示。取溶液和硫酸溶液进行实验,从实验装置上看,图中尚缺少的重要仪器为_______。
(3)已知:用溶液和硫酸溶液进行中和反应,测得生成时放出热量,写出该反应的热化学方程式_______。
(4)借鉴上述方法,甲同学测量放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响,下同)。实验结果见下表:
序号
反应试剂
体系温度/℃
反应前
反应后
i
溶液
粉
a
b
ii
粉
a
c
①温度:b_______c(填“>”“<”或“=”)。
②_______(选择表中一组数据计算)。结果表明,该方法可行。
(5)乙同学也借鉴上述方法,测量反应的焓变。
查阅资料:配制溶液时需加入_______,目的是抑制水解。
提出猜想:粉与溶液混合,在反应A进行的过程中,可能存在粉和酸的反应。
验证猜想:用试纸测得溶液的不大于1;向少量溶液中加入粉,溶液颜色变浅的同时有气泡冒出,说明存在反应A和_______(用离子方程式表示)。
实验小结:猜想成立,不能直接测反应A的焓变。
优化设计:鉴于以上问题,乙同学根据相关原理,重新设计了优化的实验方案,获得了反应A的焓变。该方案如下:_______;
根据(4)中实验计算得到反应的焓变,利用盖斯定律计算得到反应的焓变为。请补充完整上述方案。
【答案】(1)5.5 (2)温度计
(3)
(4) ①. > ②. [或
(5) ①. 硫酸(或稀硫酸) ②. ③. 将一定量的粉加入一定浓度的溶液中反应,测量反应热,计算得到反应的焓变
【解析】
【小问1详解】
配制溶液250mL,则需要称量固体m=cVM=0.55mo/L×0.25L×40g/mol=5.5g。
【小问2详解】
取溶液和硫酸溶液进行实验,需要测定反应后溶液的温度,从实验装置上看,图中尚缺少的重要仪器为温度计。
【小问3详解】
生成时放出热量,该反应的热化学方程式。
【小问4详解】
①反应i参加反应的硫酸铜大于反应ii,所以反应i放出的热量多,温度:b>c。
②根据实验ii,0.01molFe参加反应放出的热量为,则1molFe反应放热,。
【小问5详解】
水解使溶液呈酸性,配制溶液时需加入硫酸抑制水解。
向少量溶液中加入粉,溶液颜色变浅的同时有气泡冒出,则铁和酸反应放出氢气,说明存在反应A和。
将一定量的粉加入一定浓度的溶液中反应,测量反应热,计算得到反应①的焓变
根据(4)中实验计算得到反应②的焓变,利用盖斯定律①+②得的焓变为。
19. 硒的应用范围越来越广。下列流程以含硒物料(主要含等)为原料提取硒。
步骤1:粗硒的制备
(1)硒与硫是同主族的相邻元素,硒的原子序数为_______。
(2)“脱硫”时,测得脱硫率随温度的变化如图,最佳温度是_______。
(3)“氧化酸浸”中,转化成,该反应的离子方程式为_______。
(4)采用硫脲联合亚硫酸钠进行:“控电位还原”,将电位高的物质先还原,电位低的物质保留在溶液中,以达到硒与杂质金属的分离。下表是“氧化酸浸”液中主要粒子的电位。
名称
电位
0.345
0.770
1.511
0.740
①控制电位在0.740~1.511V范围内,在“氧化酸浸”液中添加硫脲,可选择性还原。该还原过程的电极反应式为_______。
②为使硒和杂质金属分离,用亚硫酸钠还原时最低电位不低于_______V。
步骤2:粗硒的精制
(5)步骤2中“净化”时,溶液中少量的转化为沉淀而除去,若沉淀完全后要求的浓度小于,则此时溶液中的_______。
(6)步骤2“洗涤”过程中,证明精硒洗涤干净的操作是:取最后一次洗涤液于试管中,滴入_______,如未出现_______,则洗涤干净。
【答案】(1)34 (2)95℃
(3)
(4) ①. ②. 0.345
(5)
(6) ①. 溶液(或氯化钡溶液、氯化钡、硝酸钡) ②. 白色沉淀
【解析】
【分析】含硒物料用煤油脱硫,然后用NaClO3在酸性溶液中氧化酸浸,将硒转化为H2SeO3,经过控电位还原得到粗硒。粗硒用亚硫酸钠溶液浸取,得到Na2SeO3溶液,杂质中的Fe2+用Na2S溶液除去,滤液加稀硫酸酸化得到硒,经过滤、洗涤、烘干得到精硒。
【小问1详解】
硫在周期表中位于第三周期第ⅥA族,原子序数为16,硒与硫是同主族的相邻元素,则硒位于周期表的第四周期第ⅥA族,原子序数34。
【小问2详解】
从脱硫率随温度的变化图中可以看出,95℃时,脱硫率已达到最大,再升高温度,对脱硫率增大几乎没有影响,所以脱硫时的最佳温度为95℃。
【小问3详解】
“氧化酸浸”中,NaClO3将Se转化成H2SeO3,NaClO3转化为ClO2,则反应的离子方程式为4+4H++Se=4ClO2↑+H2O+H2SeO3。
【小问4详解】
①根据表中信息可知,ClO2被还原为Cl-,则电极反应式为ClO2+4H++5e−=Cl−+2H2O。
②电位高的物质先还原,电位低的物质保留在溶液中,根据表中信息可知,用亚硫酸钠还原时,若电位低于0.345V,则Cu2+被还原为Cu,无法与硒分离,所以最低电位不低于0.345V。
【小问5详解】
若Fe2+浓度为0.56mg/L,即1×10-5mol/L,则根据FeS的Ksp,Fe2+转化为FeS沉淀时,溶液中的S2-浓度为mol/L。所以若沉淀完全后要求Fe2+的浓度小于0.56mg/L,则此时溶液中的c(S2-)>6.0×10-13mol/L。
【小问6详解】
洗涤液中有硫酸根离子,证明精硒洗涤干净的操作是:取最后一次洗涤液于试管中,滴入氯化钡溶液,如未出现白色沉淀,则洗涤干净。
20. 杭州亚运会开幕式首次使用“零碳甲醇”作为主火炬塔燃料,实现废碳再生、循环内零碳排放。
(1)有学者提出如下图甲所示的含碳物质转化的技术路线。回答下列问题:
①图中涉及的物质中除外,属于电解质的还有_______(填化学式)。
②用离子方程式表示溶液呈碱性的原因_______。
(2)以和为原料合成甲醇,反应的能量变化如下图乙所示,则图中A处填写的内容为_______。
(3)往恒容密闭容器中充入和,发生反应,在甲、乙不同催化剂作用下,反应时间均为时,测得甲醇的物质的量分数随温度变化如下图丙所示:
①相同温度下催化效果更好的催化剂是_______(填“甲”或“乙”)。温度下,b点甲醇的平均反应速率v=_______
②在甲催化作用下,甲醇的物质的量分数随温度的升高呈现图中变化的原因是_______。
③在和温度下,平衡常数_______(填“>”“<”或“=”)。
④温度下,c点时容器中的总压为,该温度下反应的平衡常数_______。(用分压代替浓度,气体分压=气体总压×气体的物质的量分数。列出数学表达式即可,不要求化简)
(4)目前,科研人员在研究光电催化还原为甲醇的领域也取得了一定的进展,其原理如下图丁所示,则生成甲醇的电极反应式为_______。
【答案】(1) ①. ②.
(2)
(3) ①. 乙 ②. ③. c点前,温度升高反应速率加快,生成甲醇增多;该反应为放热反应,c点达到平衡,温度越高平衡逆向移动,甲醇产量少 ④. > ⑤. (或)
(4)
【解析】
小问1详解】
①在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物是电解质,图中涉及的物质中除外,属于电解质的还有;
②溶液呈碱性的原因是碳酸根水解生成碳酸氢根和氢氧根,水解的离子方程式为:;
【小问2详解】
由图可知A表示反应物的能量,根据生成物的物质的量可知反应物是;
【小问3详解】
①未达平衡前,催化效果越好,反应速率越快,相同时间内甲醇的物质的量分数越大,结合图中信息可知,相同温度下催化剂效果更好的催化剂是乙;温度下,b点甲醇的物质的量分数为20%,列三段式如下:
温度下,b点甲醇的物质的量分数=,解得x=,甲醇的平均反应速率v==;
②c点之前,反应未达平衡前,温度升高,反应速率加快,生成甲醇增多,c点以后,反应达到平衡状态,由于该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,甲醇产量减少;
③该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,K值减小,则K2>K4;
④T4温度下,甲醇的物质的量分数为30%,反应开始时容器中的总压为P0MPa,列化学平衡三段式:
,解得a=,平衡时混合气体总物质的量为,c点时总压强为,故p(CO2)= ;p(H2)= ;p(CH3OH)=;p(H2O)=;Kp===;
【小问4详解】
CO2得到电子发生还原反应生成甲醇,则电极方程式为CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O。
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