精品解析:黑龙江省部分学校2024-2025学年高三上学期一轮复习联考(四)化学试题
2025-01-20
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内容正文:
2025届高三一轮复习联考(四)
化学试题
考试时间75分钟,满分100分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案字母涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案字母;回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Mn-55 Fe-56 Zn-65 Ni-59 Pb-207
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 下列化学用语或图示表示错误的是
A. 的结构示意图:
B. 用电子式表示的形成过程:
C. 乙醇的空间填充模型:
D. 中键的原子轨道的电子云图形:
【答案】B
【解析】
【详解】A.硫为16号元素,则的结构示意图为,A正确;
B.氯化氢为共价化合物,则用电子式表示的形成过程为,B错误;
C.乙醇的结构简式CH3CH2OH,空间填充模型为:,C正确;
D.分子中键是两个p轨道头碰头形成的原子轨道,电子云图形为:,D正确;
故选B。
2. 实验是化学研究的重要方式。下列实验操作正确的是
A. 液溴保存时,常加少量的水进行液封
B. 金属钠、镁着火时,可用二氧化碳扑灭
C. 取用药品时,剩余药品均不能放回原试剂瓶
D. 滴定实验时,滴定管和锥形瓶均应先润洗
【答案】A
【解析】
【详解】A.液溴易挥发,密度大于水,在水中溶解度较小,且液溴具有氧化性,能腐蚀橡胶塞,所以液溴保存时,常加少量的水进行液封,A正确;
B.钠燃烧生成过氧化钠,过氧化钠与二氧化碳反应生成氧气,氧气助燃;镁能与二氧化碳反应生成氧化镁和碳,所以金属钠、镁着火时,不能用二氧化碳扑灭,B错误;
C.取用药品时,剩余药品一般不能放回原试剂瓶。但钠、钾等活泼金属从安全角度考虑,剩余后要放回原试剂瓶,C错误;
D.滴定实验时,滴定管应先润洗,锥形瓶不能润洗,否则导致待测液中溶质的物质的量偏大,测定结果偏高,D错误;
故选A。
3. 下列物质的性质不能用化学键理论解释的是
A. 稳定性: B. 沸点:
C. 硬度:金刚石>晶体硅 D. 熔点:氧化镁>氯化钠
【答案】B
【解析】
【详解】A.元素的非金属性越强,其氢化物越稳定,非金属性,所以稳定性:,与化学键有关,A不符合题意;
B. 和均为分子晶体,的沸点低于,是因为乙醇分子间存在氢键,与化学键无关,B符合题意;
C.金刚石和晶体硅均为原子晶体,原子半径,则键长小于键长,键能:>,所以硬度:金刚石晶体硅,与化学键有关,C不符合题意;
D.氧化镁和氯化钠均为离子晶体,离子电荷数、,故晶格能,所以熔点:氧化镁氯化钠,与化学键有关,D不符合题意;
故选B。
4. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. S与NaOH溶液反应时,每生成1 mol还原产物,则转移的电子数目为4NA
B. 1 mol丙烯腈(CH2=CHCN)中π键的电子对数目为3NA
C. 标准状况下,22.4L N2与6.72L H2充分反应,由于该反应为可逆反应,则生成NH3的分子数目为0.2NA
D. 标准状况下,22.4L苯中sp2杂化的原子数目为6NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.S与NaOH溶液反应的方程式为3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O。S的化合价从0价降低到-2价,降低2价,生成Na2S,还原产物为Na2S。每生成1 mol还原产物Na2S,转移的电子的物质的量为2mol,数目为2NA,A错误;
B.丙烯腈的结构式为,碳碳双键中有1个π键,碳氮三键中有2个π键,则1mol丙烯腈中含有π键的数目为3NA,B正确;
C.合成氨反应的化学方程式为N2+3H22NH3。标准状况下,22.4L N2与6.72L H2充分反应时,H2不足,其物质的量为。若0.3mol H2完全反应生成0.2mol NH3。可逆反应中,反应物不可能完全反应,因此生成的NH3的分子数目小于0.2NA,C错误;
D.标准状况下,苯为液体,不能用气体摩尔体积来计算苯的物质的量,因此无法得知22.4L苯中sp2杂化的原子数目,D错误;
答案选B。
5. 已知、、、四种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示。下列表述正确的是
A
B
C
D
A. B元素的最高正价可能为+6价
B. D元素的周期数有可能等于其族序数
C. C的最高价氧化物有可能与的最高价氧化物对应的水化物反应
D. 若为氧元素,则离子半径顺序:
【答案】C
【解析】
【详解】A.若B的最高正价为+6价,则B为S,那C、D就位于第四周期,不属于短周期元素,A错误;
B.D元素可能为Si、P、S,这三种元素都是第三周期,Si元素是第ⅣA族,P元素是第ⅤA族,S元素是第ⅥA族,W的周期数不可能等于其族序数,B错误;
C.若C为Al,则B为N,Al2O3能与HNO3反应生成硝酸铝和水,C正确;
D.若A为O,则B为F,C为P,D为S,离子的电子层数越多,离子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,离子半径越小,则离子半径P3->S2->O2->F-,D错误;
故答案选C。
6. 环穴状受体可以与被识别的分子或离子形成超分子,现有大三环穴受体物质,结构如图1所示,并且可以进行四面体识别。下列说法错误的是
A. 图1中每个环穴内的所有原子都在同一平面内
B. 图2中受体与通过氢键形成超分子
C. 图3中识别的分子为水分子
D. 与的VSEPR模型均为四面体形
【答案】A
【解析】
【详解】A.图1中环穴上有饱和碳原子,饱和碳原子为四面体构型,故环穴内所有原子不可能在同一平面内,A错误;
B.由图2可知,受体中N与铵根中的H形成N-H…N氢键,从而形成超分子,B正确;
C.由图3可知,受体中N与H2O中的H形成O-H…N和N-H…O氢键,识别H2O分子,C正确;
D.与的中心原子N原子和O原子价层电子对数都为4,孤电子对数分别为1和2,它们的VSEPR模型都为四面体形,D正确;
故选A。
7. 某兴趣小组以重铬酸钾()溶液为例,研究外界条件对溶液中平衡体系的影响做如下实验。
已知:①溶液存在平衡:。
②含铬元素的离子在溶液中的颜色:(橙色);(黄色);(绿色)。
①
②
③
④
由实验现象可知下列说法正确的是
A. 实验①可验证的逆反应是放热反应
B. 若实验②验证“只降低生成物的浓度,使平衡正向移动”,试剂a可用
C. 实验③可以验证“增大生成物的浓度,该平衡逆向移动”
D. 实验④中溶液变为黄色的原因是有还原性
【答案】B
【解析】
【详解】A.加热后溶液橙色加深,说明增大,平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,A错误;
B.实验②验证“只降低生成物的浓度,该平衡正向移动”,如果试剂a是,消耗,降低生成物的浓度,平衡正向移动,B正确;
C.加入浓硫酸,平衡逆向移动可能的原因除了增加氢离子浓度外,还可能是浓硫酸溶于水放出大量的热,使平衡逆向移动,C错误;
D.亚硫酸根离子可以和氢离子结合,降低氢离子浓度,平衡正向移动,溶液变为黄色,不能说明溶液变为黄色的原因是有还原性,D错误;
故选B。
8. 是催化剂领域应用广泛的稀土氧化物,其晶胞如图1所示,晶胞参数为,一种铈的氧化物催化乙苯脱氢反应机理如图2所示。下列说法正确的是
A. 晶胞中与最近的核间距为
B. 的晶胞面对角线切面上的离子数目均有10个
C. 催化乙苯脱氢过程中物质I为催化剂
D. 反应过程中有非极性键的断裂和生成
【答案】B
【解析】
【详解】A.由晶胞图知,CeO2晶胞中Ce4+与O2-最近的核间距为晶胞体对角线的,故核间距为apm,A错误;
B.由晶胞图知,晶胞面对角线切面上的离子数目为10个,,B正确;;
C.由图2知,催化乙苯脱氢过程中物质IV参与反应过程,反应后又重新生成,为催化剂,I为中间产物,C错误;
D.由图2知,反应过程中有碳氢极性键、氮氧极性键的断裂,以及氮氮非极性键的形成,没有非极性键的断裂,D错误;
故本题选B。
9. 某溶液中各离子的浓度相等,可能含有下列离子中的若干种:K+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、Al3+、Cl-、、、、。现进行如下实验:
①取少量该溶液,加入KSCN溶液,无明显变化;
②另取少量该溶液,并加入少量盐酸,有无色气体生成,且该无色气体遇空气变成红棕色;
③向②中所得溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成;
④向②中所得溶液中加入过量浓氨水,仅有红褐色沉淀生成,过滤,并向所得溶液中加入盐酸至酸性时,再加入氢氧化钠溶液,有蓝色沉淀生成。
下列说法错误的是
A. 溶液中一定不含Al3+、Fe3+、、
B. 不能确定溶液中是否含有Cl-
C. 实验②中生成无色气体的离子方程式为3Fe2+++4H+=3Fe3++NO↑+2H2O
D. 实验④中加入过量浓氨水时,则溶液中存在[Cu(NH3)4]2+
【答案】B
【解析】
【分析】①取少量该溶液,加入KSCN溶液,无明显变化,说明不存在Fe3+;②另取少量该溶液,并加入少量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色,产生的气体是NO,说明被还原,能发生氧化还原的组合是、Fe2+,则一定含有、Fe2+;Fe2+会与、反应,因此一定不存在、;③向②中所得溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,白色沉淀是BaSO4,则一定含有;④向②中所得溶液中加入过量浓氨水,仅有红褐色沉淀[Fe(OH)3]生成,过滤,并向所得溶液中加入盐酸至酸性时,再加入氢氧化钠溶液,有蓝色沉淀生成,说明含有Cu2+。综上,可以判断溶液中一定存在的离子有、Fe2+、Cu2+、,一定不存在有Fe3+、、,不确定的还有K+、Al3+、Cl-。溶液中各离子的浓度相等,结合电荷守恒,则一定含有Cl-,没有K+、Al3+。
【详解】A.根据分析,溶液中一定不含Al3+、Fe3+、、,A不符合题意;
B.根据分析,溶液中各离子的浓度相等,结合电荷守恒,可知溶液中一定含有Cl-,B符合题意;
C.溶液中加入少量盐酸,Fe2+被氧化,生成NO气体,根据得失电子守恒和电荷守恒配平,离子方程式为3Fe2+++4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,C不符合题意;
D.溶液中有Cu2+,加入过量浓氨水时,Cu2+与浓氨水反应生成[Cu(NH3)4]2+,D不符合题意;
答案选B。
10. 三氯化六氨合钴{[Co(NH3)6]Cl3}常用于工业合成,实验室可用以下装置制备(加热和夹持装置省略)。
已知:①Co2+在溶液中较稳定;[Co(NH3)6]2+具有比Co2+更强的还原性;
②常温下,Ksp[Co(OH)2]=6×10-15;
③常温下,氨气能与CaCl2固体结合生成CaCl2·8NH3。
下列说法错误的是
A. 仪器中冷凝水的进水口为1处
B. 加入H2O2溶液与浓氨水时,应先打开活塞b
C. 制备[Co(NH3)6]Cl3反应的化学方程式为2CoCl2+10NH3·H2O+2NH4Cl+H2O2=2[Co(NH3)6]Cl3+12H2O
D. 仪器d中的物质为无水CaCl2
【答案】B
【解析】
【详解】A.仪器c是球形冷凝管,冷凝水应该“下进上出”,故进水口为1处,A不符合题意;
B.由已知①可知,Co2+在溶液中较稳定,不易被氧化。[Co(NH3)6]2+具有较强还原性,所以应该先加入氨水将Co2+转化为易被氧化的物质,再加H2O2将其氧化,即向混合液中加入H2O2溶液与浓氨水时,应先打开活塞a,B符合题意;
C.[Co(NH3)6]Cl3中Co的化合价为+3价,在反应中CoCl2转化为Co的化合价从+2升高到+3,升高1价。H2O2中O的化合价从-1降低到-2,H2O2中含有2个O原子,则一共降低2价。在氧化还原反应中,化合价升降守恒,则CoCl2和H2O2的系数比为2:1。根据原子守恒配平,制备[Co(NH3)6]Cl3反应的化学方程式为2CoCl2+10NH3·H2O+2NH4Cl+H2O2=2[Co(NH3)6]Cl3+12H2O,C不符合题意;
D.仪器d为尾气处理装置,根据已知信息③,无水CaCl2吸收可能挥发出的氨气,D符合题意;
答案选B。
11. 25℃时,向的醋酸溶液中逐滴加入的NaOH溶液,向的溶液中逐滴加入的盐酸,且溶液的[化学上规定]与[或]的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线①中的
B. 当时,则存在关系:
C. 当时,两溶液的pH均小于4.74
D. 25℃时,的溶液的pH约为9.37
【答案】C
【解析】
【分析】向的醋酸溶液中逐滴加入的NaOH溶液,,加入NaOH溶液,pH增大,氢氧根离子浓度增大,促进醋酸的电离,逐渐增大,对应曲线②;向的溶液中逐滴加入的盐酸,,加入盐酸,pH减小,氢离子消耗氢氧根离子,促进醋酸根离子的水解,逐渐增大,对应曲线①;
【详解】A.向溶液中逐滴加入的盐酸,溶液的酸性增强,pOH增大,生成的增多,增大,曲线①中正确;
B.当时,两线相交,则存在关系:,说明,B正确;
C.当时,则两混合溶液中均含等物质的量的和,根据两线交点,可求,所以,则,根据电离常数计算,,C错误;
D.假设时,的溶液中,则,解得,则时,的溶液的pH约为9.37,D正确;
故选:C。
12. 某配合物的分子结构如图所示,其中,M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,其最外层电子数之和为16;W元素基态原子的核外电子有15种空间运动状态,以及有2个未成对电子。下列说法错误的是
A. Y的简单氢化物是一种常见的制冷剂
B. 此配合物中W元素的化合价为+4价
C. 第一电离能由大到小的顺序为Y>Z>X
D. X与Z的简单氢化物的键角大小为X>Z
【答案】B
【解析】
【分析】根据分子结构,M形成1个共价键及M与Z形成氢键,Z形成2个共价键,可知M为H,Z为O。X形成4个共价键,Y形成3个共价键和1个配位键,结合原子序数,可知X为C,Y为N。W元素基态原子的核外电子有15种空间运动状态,即占用了15个原子轨道,以及含2个未成对电子,可知W的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,W为Ni。
【详解】A.Y的简单氢化物是NH3,是一种常见的制冷剂,正确,A不符合题意;
B.根据配合物的结构,可知配合物中与H形成氢键的O只形成1根共价键;O原子本应形成2根共价键,说明该O原子得到一个由Ni提供电子。这种O原子有2个,则共从Ni得到2个电子,因此Ni为+2价,错误,B符合题意;
C.同周期元素从左到右第一电离能呈现逐渐增大的趋势,但是第ⅤA元素的第一电离能大于第ⅥA元素的第一电离能,则C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C,即Y>Z>X,正确,C不符合题意;
D.CH4的中心原子C的价层电子对数为,则中心原子采取sp3杂化。H2O的中心原子O的价层电子对数为,则中心原子采取sp3杂化。CH4和H2O的中心原子都是sp3杂化,但H2O中O有两对孤对电子,对成键电子对的斥力大,使得键角减小,所以键角大小为CH4>H2O,即X>Z,正确,D符合题意;
答案选B。
13. 利用在碱性条件下实现废水中的回收,铬的去除率大于99.5%,其装置如图所示。下列说法正确的是
A. 膜a、膜b均为阳离子交换膜
B. 废水室中反应的离子方程式为
C. 反应一段时间后,阴极区溶液的减小
D. 通电过程中石墨极每产生(标准状况)气体,则双极膜内减少
【答案】D
【解析】
【分析】根据图示中氢离子的移动方向可知,N为阴极,则M为阳极,在阳极水失去电子生成氧气电极反应为:2H2O−4e−=4H++O2↑,氢离子结合硫酸根离子生成硫酸,缓冲室中的硫酸根离子通过膜a向左移动,缓冲室中的钠离子通过膜b向右移动,则膜a为阴离子交换膜,b为阳离子交换膜,以此解题。
【详解】A.由分析可知,膜a为阴离子交换膜,膜b均为阳离子交换膜,A错误;
B.由图可知,废水室为碱性环境,则废水室中反应的离子方程式为,B错误;
C.由分析可知,N为阴极,在阴极氢离子得到电子生成氢气,但是同时双极膜中的氢离子向阴极移动,则反应一段时间后,阴极区溶液的不变,C错误;
D.N产生的是氢气,则石墨极每产生氢气的物质的量为1.5mol,此时转移电子为3mol,此时双极膜消耗水为3mol,质量为54g,D正确;
故选D。
14. 某立方晶系的硫锰矿晶胞,沿c轴将原子投影到ab平面,投影图如下(设代表阿伏加德罗常数的值,括号中c数据为原子在c轴方向的原子坐标)。下列说法错误的是
A. 基态Mn的价电子排布式为
B. 晶体中的配位数是6
C. Mn位于晶胞的顶角和面心
D. 若晶体密度为,则最近的两个硫原子之间的距离为
【答案】B
【解析】
【详解】A.为25号元素,其基态原子的核外电子排布式为,基态Mn的价电子排布式为,A正确;
B.据投影图可知,晶胞结构如图,晶体中的配位数是4,B错误;
C.投影图可知,晶胞结构如图,晶胞中位于面心和顶角,C正确;
D.据均摊法计算可知,晶胞中硫原子有4个,锰原子有,设晶胞棱长为a cm,,a=,最近两个硫原子之间的距离为面对角线的一半,即,D正确;
故答案为:B。
15. 已知可以发生分解反应: ,若反应速率与相关物质的浓度关系为:,(,均为速率常数,只受温度影响),速率常数与温度的关系如图1.在四个恒容密闭容器(I~IV)中分别充入表中相应量的气体,容器I、II、III中的平衡转化率如图2所示。下列说法正确的是
起始物质的量
容器I
0.1
0
0
容器II
0.1
0
0
容器III
0.1
0
0
容器IV
0.06
0.06
0.04
A. 的分解反应在低温下能自发进行
B. 图2中、、三点对应的容器内气体的密度最小的是点
C. 若容器II、IV的体积均为1L,且容器IV在470℃下进行反应,则容器IV中起始反应速率:
D. 若容器II、IV的体积均为1L,且容器IV在470℃下进行反应,当反应达到平衡时,则
【答案】D
【解析】
【详解】A. 根据图2,升高温度,N2O的平衡转化率增大,可知正反应吸热,>0,气体物质的量增多,△S>0,根据能自发进行,的分解反应在高温下能自发进行,故A错误;
B. 相同温度下,容器I、II、III 中的平衡转化率依次减小,则I、II、III的压强依次增大,容器I、II、III的体积依次减小,图2中、、三点对应的容器内气体的密度最小的是A点,故B错误;
C.若容器II、IV的体积均为1L。容器II中470℃下的平衡转化率为60%,则反应达到平衡时,的浓度为0.04mol/L、N2的浓度为0.06mol/L、O2的浓度为0.03mol/L ,K=;容器IV在470℃下进行反应,则容器IV中起始时 ,反应正向进行,反应速率:,故C错误;
D. 容器II中470℃下的平衡转化率为60%,则反应达到平衡时,的浓度为0.04mol/L、N2的浓度为0.06mol/L、O2的浓度为0.03mol/L ,,,只受温度影响,所以且容器IV在470℃下进行反应,当反应达到平衡时, ,故D正确;
选D。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 已知X、Y、Z、W、Q、R是元素周期表前36号中原子序数依次递增的元素,对它们的性质及结构的描述如下:
X元素的基态原子有3个不同的能级,各能级中的电子数相等。工业上通过分离液态空气获得Z单质。W元素的基态原子的最外层电子数与电子层数之积等于X、Y、Z三种元素的原子序数之和。Q元素为过渡金属,其基态原子的价电子中,其两种自旋状态的电子数之比为1:4。R元素的基态原子的最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子。
请回答下列问题:
(1)X元素的基态原子的核外电子占据___________个不同原子轨道,R元素位于元素周期表中的___________区。
(2)已知元素的电负性:Y>W,则Y与W形成的化合物YW3的空间结构为___________, YW3与水发生水解反应的化学方程式为___________。
(3)过渡金属配合物常满足“18电子规则”,即中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于18,由XZ和作为配体形成的Q的配合物满足18电子规则,其配体“”中的大Π键可表示为___________(已知苯分子中的大Π键表示为)。
(4)R的甲酸盐[R(HCOO)2]与对苯二甲酸()、乙醇混合析出晶体A(晶体A的晶胞结构如图所示),甲酸根离子全部被交换到溶液中。
1个A晶胞中含有R的数目为___________;若1mol A晶胞的质量为456g,实验表明,91.2mg晶体A可吸收13.44mg N2,则所得晶体中R与N的个数之比为1:___________。
【答案】(1) ①. 4 ②. ds
(2) ①. 三角锥形 ②. NCl3+4H2O=NH3·H2O+3HClO或NCl3+3H2O=NH3 +3HClO
(3)
(4) ①. 2 ②. 2.4
【解析】
【分析】X元素的基态原子有3个不同的能级,按照构造原理,分别为1s、2s、2p,各能级中的电子数相等,则X元素的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p2,X为C。工业上通过分离液态空气获得Z单质,结合原子序数可知Z为O、Y为N;元素W原子的最外层电子数与电子层数之积等于X、Y、Z三种元素的原子序数之和,X、Y、Z三种元素的原子序数之和为6+7+8=21,则W只能为处于第三周期,最外层电子数为7,则W为Cl。Q元素为过渡金属,其基态原子的价电子中,其两种自旋状态的电子数之比为1:4,Q为钒(V),价电子排布式为3d34s2。R元素的基态原子的最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子,原子序数大于钒,处于第四周期,核外电子数为2+8+18+1=29,R为Cu。
【小问1详解】
根据分析,X元素的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p2,X为C,电子占据4个不同的原子轨道。R元素的基态原子的最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子,其电子排布式为1s22s22p23s23p63d104s1,R为铜元素,位于周期表ds区。
答案为4 ds。
【小问2详解】
根据分析,Y为N,W为Cl。已知电负性N>Cl,则在NCl3中N显负价,Cl显正价;NCl3的中心原子N的价层电子对数为,中性N原子采用sp3杂化,有1个孤电子对,则NCl3的空间结构为三角锥形。NCl3与水发生水解反应生成一水合氨(或氨)和次氯酸,反应的化学方程式为NCl3+4H2O=NH3·H2O+3HClO或NCl3+3H2O=NH3+3HClO。
答案为三角锥形 NCl3+4H2O=NH3·H2O+3HClO或NCl3+3H2O=NH3+3HClO。
【小问3详解】
根据分析,Q为钒(V),价电子排布式为3d34s2,价电子数为5。4个CO配体提供的电子数为8,还需要5个电子才能满足18电子规则。这5个电子由配体“”中的大Π键提供,所以可表示为。
答案为。
【小问4详解】
根据分析,R为Cu。将甲酸铜[Cu(HCOO)2]、对苯二甲酸、乙醇混合析出晶体A,甲酸根离子全被交换到溶液中,则晶体A为;根据均摊原子,含有Cu2+的微粒位于顶角且每个微粒中含有2个Cu2+,则Cu2+的数目为个。
若1mol A晶胞的质量为456g,91.2mg 晶体A中晶胞的物质的量,含有Cu的物质的量为4×10-4mol。13.44mg N2中N的物质的量为,所得晶体中Cu与N的个数比为4:9.6=1:2.4。
答案为2 2.4。
17. 氮化亚铜(CuCl)为白色立方晶体,多用于工业催化剂和还原剂,溶于浓盐酸,不溶于水、乙醇等。实验室用废铜屑制取氯化亚铜的步骤如下。
步骤1:由废铜屑制备硫酸铜的工艺如下。
步骤2:用天平称取25.0g CuSO4·5H2O(s)和10g NaCl(s)并置于400 mL烧杯中,加100 mL水溶解。另称取7.5g Na2SO3(s)和5g Na2CO3(s)共溶于40 mL水中。
步骤3:将各药品置于如图所示装置,将Na2SO3、Na2CO3混合溶液缓慢滴入CuSO4、NaCl混合溶液中,反应1h。
步骤4:抽滤,滤饼用1%的盐酸洗涤,然后用去氧水冲洗3次,最后用15 mL无水乙醇冲洗。干燥得到7.57g晶体。
(1)“步骤1”中操作a为___________。
(2)“步骤3”中,盛放Na2SO3、Na2CO3混合溶液的仪器名称为___________。
(3)“步骤3”中,随着反应进行,反应体系的pH随时间变化的关系如图1所示,则发生反应的离子方程式为___________。若CuCl的产率随pH的变化关系如图2所示,则反应中加入Na2CO3的作用为___________。
(4)“步骤4”的一系列操作中减压过滤(即抽滤)的优点是___________。
(5)氯化亚铜的定量分析
①称取步骤4所得样品0.25g置于含有玻璃珠50粒和10mL过量FeCl3溶液的250mL锥形瓶中,不断摇动。锥形瓶中玻璃珠的作用是___________。
②待样品溶解后,加水50mL,加入邻菲罗啉指示剂2滴。
③立即用0.10 mol/L硫酸铈标准溶液滴至绿色出现为终点;同时做空白实验一次。
已知:CuCl+FeCl3=CuCl2+FeCl2,Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+。
实验
1
2
3
空白实验消耗硫酸铈标准溶液的体积(mL)
0.75
0.50
0.80
0.25g样品消耗硫酸铈标准溶液的体积(mL)
24.65
24.75
24.70
④数据处理:CuCl的产率为___________(平行实验结果相差不能超过0.3%)。
【答案】(1)蒸发浓缩
(2)恒压滴液漏斗 (3) ①. 2Cu2+++2Cl-+H2O=2CuCl↓+2H++ ②. 中和反应生成的H+,提高CuCl产率
(4)加快过滤速度,得到较为干燥的沉淀
(5) ①. 加速样品溶解 ②. 73%
【解析】
【分析】废铜屑在酸性条件下被H2O2氧化,生成CuSO4;过滤后得到CuSO4溶液。从CuSO4溶液中得到CuSO4·5H2O晶体,蒸发浓缩,冷却结晶,再过滤洗涤干燥。
【小问1详解】
从CuSO4溶液中得到CuSO4·5H2O晶体,操作为蒸发浓缩,冷却结晶,再过滤、洗涤、干燥。
【小问2详解】
盛放Na2SO3、Na2CO3混合溶液的仪器为恒压滴液漏斗。
【小问3详解】
根据图1,反应后溶液的酸性增强,说明反应中产生了H+。实验目的是制备CuCl,Cu2+的化合价降低,则中S的化合价升高,转化为。Cu2+转化为CuCl,化合价从+2价降低到+1价,降低1价;转化为,化合价从+4升高到+6,升高2价;根据化合价升降守恒,则Cu2+和的系数比为2:1,根据电荷守恒和质量守恒配平,得反应的离子方程式为2Cu2+++2Cl-+H2O=2CuCl↓+2H++。根据图2,pH在3.5时CuCl产率最高,所以需要试剂中和一部分反应生成的H+,维持pH在3.5左右,Na2CO3可以起到该作用。
【小问4详解】
减压过滤(即抽滤)利用抽气泵使抽滤瓶中的压强降低,以达到固液分离的目的的操作。与一般的过滤相比,减压过滤(即抽滤)的过滤速度更快,得到的沉淀更干燥。
【小问5详解】
①根据实验步骤,CuCl样品与FeCl3反应转化为CuCl2,使CuCl样品溶解,玻璃珠可以起到搅拌的作用,加快样品溶解的速率。
④三组实验消耗的标准液的体积分别为23.90mL、24.25mL、23.90mL,按照实验要求,平行实验结果相差不能超过0.3%,第2组数据误差大,应舍掉;则其他两组可计算出滴定0.25g样品消耗硫酸铈标准溶液的平均体积是23.90mL。根据已知,可得关系式CuCl~Ce4+,所以0.25g样品中CuCl的质量为23.90×10-3L×0.1 mol/L×99.5 g/mol≈0.238g。所得样品0.25g中含有0.238gCuCl,则7.57g CuCl晶体中含有CuCl。根据Cu守恒,可得关系式CuSO4·5H2O~CuCl,则25.0g CuSO4·5H2O应得到CuCl,所以CuCl的产率为。
18. “碳中和”是环境保护的重要举措,碳的氧化物有效转化是“碳中和”的重要方式。
I.一氧化碳转化氮的氧化物可实现无害化处理。
(1)汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定温度和催化剂条件下可发生如下反应:
2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g) ΔH
已知:CO的燃烧热ΔH1=-283kJ/mol;
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH2=+180.5kJ/mol。
则ΔH=___________。
(2)某小组对反应NO2(g)+CO(g)⇌CO2(g)+NO(g) ΔH<0进行相关实验探究。在固定体积的密闭容器中,使用某种催化剂,改变原料气配比[n0(NO2):n0(NO)]进行多组实验(各次实验的温度可能相同,也可能不同),测定NO2的平衡转化率[α(NO2)],部分实验结果如图所示。
①如果将图中B点的平衡状态改变为C点的平衡状态,应采取的措施是___________。
②图中B、D两点对应的实验温度分别为TB和TD,通过计算判断:TB___________TD(填“>” “=”或“<”)。
Ⅱ.将“水煤气”中的CO变换成H2,可作为合成氨的原料,其主要发生的反应为:
主反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH1<0
副反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH2<0
(3)关于此变换过程,下列说法正确的是___________(填字母)。
A. 在恒温、恒容条件下,混合气体的压强保持不变时,反应达到平衡
B. 在恒温、恒容条件下,混合气体的密度保持不变时,反应达到平衡
C. 选择适当的催化剂,可以改变CO的平衡转化率
D. 在一定压强下,随着温度的升高,变换塔中CO与CO2的物质的量之比增大
(4)压强平衡常数Kp的表达式就是在浓度平衡常数表达式中,用物质的分压代替物质的浓度。气体B的分压p(B)=p·x(B),p为平衡的总压强,x(B)为平衡系统中物质B的物质的量分数。恒容条件下向变换塔中充入2.0mol CO、2.8mol H2O、2.0mol H2、1.0mol N2,T℃时,反应达到平衡后,平衡的总压强为p1,测得平衡时CO2为1.4mol和CH3OH为0.2mol。则T℃时,主反应的压强平衡常数Kp=___________。
(5)水煤气变换反应的机理被广泛研究,其中有一种为羧基机理,某催化剂催化反应CO*(g)+H2O*(g)⇌CO2*(g)+H2(g)(*表示吸附态,Ea表示活化能)的步骤如下:
a.
b.……
c.
d.……
①请补充步骤b的反应式:___________。
②反应CO*(g)+H2O*(g)⇌CO2*(g)+H2(g)的快速步骤是___________(填字母)。
【答案】(1)-746.5kJ/mol
(2) ①. 升高温度 ②. < (3)AD
(4)7.5 (5) ①. CO*+OH*(g)→COOH* ②. a
【解析】
【小问1详解】
CO的燃烧热ΔH1=-283kJ/mol,则CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-283kJ/mol,设该式为①。N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH2=+180.5kJ/mol,设该式为②。
则2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)可表示为①×2-②,则ΔH=ΔH1×2-ΔH2=-283kJ/mol×2-180.5kJ/mol=-746.5 kJ/mol。
答案为-746.5 kJ/mol。
【小问2详解】
①如果将图中B点的平衡状态改变为C点的平衡状态,NO2的平衡转化率减小,则平衡逆向移动。B点和C点的原料气配比相同,不能加入反应物,否则会改变原料气配比;反应前后气体体积不变,改变压强平衡不一定,转化率不变,因此也不能改变压强,只能改变温度。由于正反应放热,升高温度则平衡逆向移动,故采取的措施为升高温度。
②由于B、D两点投料量不同,温度可用平衡常数的大小比较,反应NO2(g)+CO(g)⇌CO2(g)+NO(g)为放热反应,温度越高,平衡常数越小。根据图示所知,在B点时,n0(NO2):n0(NO)=1:1,NO2的平衡转化率为75%,设NO2和CO的起始浓度均为1mol·L-1,根据题意得:
平衡常数。
在D点时,n0(NO2):n0(NO)=3:2,NO2的平衡转化率为40%,设NO2和CO的起始浓度分别为3mol·L-1、2mol·L-1,根据题意得:
平衡常数。
由于KB>KD,所以TB<TD。
答案为升高温度; <。
【小问3详解】
A.副反应的化学方程式两边的气体计量数之和不等,随着反应进行,压强减小,当压强保持不变时,反应达到平衡,A正确;
B.在恒温、恒容条件下,反应前后均是气体,气体的质量守恒,气体的密度始终不变,B错误;
C.催化剂只能改变反应速率,不能改变平衡转化率,C错误;
D.在一定压强下,随着温度的升高,变换塔中的反应均逆向移动,CO与CO2的物质的量之比增大,D正确;
综上AD符合题意;
答案为AD。
【小问4详解】
利用三段式求平衡常数,由题干信息列三段式:
则平衡后气体的物质的量分别为n(H2O)=1.4mol、n(CO2)=1.4mol、n(CO)=2-1.4-0.2mol=0.4mol、n(H2)=2.0+1.4-0.4mol=3.0mol、n[CH3OH(g)]=0.2mol、n(N2)=1.0mol。气体的总物质的量为1.4mol+1.4 mol +0.4 mol +3.0 mol +0.2 mol +1mol=7.4mol。气体的分压分别为p(H2O)=、p(CO2)= 、 p(CO)= 、 p(H2)=,主反应的压强平衡常数。
答案为7.5。
【小问5详解】
①由已知反应可知步骤c中COOH*作为反应物,则在步骤b中应生成COOH*,结合总反应,可知步骤b为:CO*+OH*(g)→COOH*。
②根据活化能越大,反应速率越慢,而慢反应决定总反应速率,则决速步骤为a。
答案为CO*+OH*(g)→COOH* a。
19. 镍是工业生产中重要的金属材料,广泛应用于采矿、冶炼、电镀、化工、石油提炼、染料等领域。
(1)与Ni属于同周期且基态原子的未成对电子数与Ni相同的主族元素有___________(填元素符号)。
(2)镍能形成多种配合物,其中Ni(CO)4是无色的挥发性液体,K2[Ni(CN)4]是红黄色单斜晶体。K2[Ni(CN)4]中的配位原子是___________(填元素符号);K2[Ni(CN)4]的熔点高于Ni(CO)4的原因是___________;1mol Ni(CO)4中σ键与π键的数目之比为___________。
(3)如图,NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同。已知熔点:NiO>FeO,则离子半径:r(Ni2+)___________r(Fe2+)(填“<”或“>”),距离镍离子最近的氧离子所围成的图形为___________。NiO晶体在氧气中加热则部分Ni2+被氧化为Ni3+,晶体结构产生镍离子缺位的缺陷,其组成变为NixO(x<1),测得晶胞的边长为a pm、密度为ρ g·cm-3,则x=___________(写计算表达式)。
【答案】(1)Ge、Se
(2) ①. C ②. K2[Ni(CN)4]为离子晶体,而Ni(CO)4为分子晶体 ③. 1:1
(3) ①. < ②. 正八面体 ③.
【解析】
【小问1详解】
Ni是28号元素,位于第四周期,其基态原子的价层电子排布式是3d84s2,价层电子的轨道表示式为,其未成对电子数是2。同为第四周期,且未成对电子数为2的主族元素,则只能是4p轨道上有2个未成对的电子,价层电子的轨道表示式为和,分别为Ge和Se。
答案为:Ge、Se。
【小问2详解】
K2[Ni(CN)4]中Ni可以提供空轨道,CN-的电子式为,C原子和N原子都有孤电子对,但是N的电负性强于C,不易提供孤电子对形成配位键,因此配位原子是C。Ni(CO)4是无色的挥发性液体,说明其熔点比较低,其晶体是由分子构成的分子晶体,熔化时只要克服分子间作用力;而K2[Ni(CN)4]是离子化合物,其晶体熔化时,需要克服离子键,离子键强于分子间作用力,因此K2[Ni(CN)4]的熔点高于Ni(CO)4。Ni(CO)4中CO和Ni形成的配位键均为σ键,1个分子中有4个配位键,即有4个σ键;CO中有1个σ键和2个π键,则1mol Ni(CO)4中σ键与π键的数目之比为[(4+4):(2×4)]=1:1。
答案为:C;K2[Ni(CN)4]为离子晶体,而Ni(CO)4为分子晶体;1:1。
【小问3详解】
NiO、FeO均为离子晶体,熔点:NiO>FeO,故NiO的离子键强于FeO的离子键;电荷相容时,离子半径越小,离子键越强,熔沸点越高,则r(Ni2+)<r(Fe2+)。根据晶胞的示意图,可知距离Ni2+最近的O2-有6个,因此O2-所围成的图形为八面体。根据均摊法,晶胞中O2-个数为4,设晶胞中Ni的粒子数为x,测得晶胞边长为a pm,密度为ρ g·cm-3,则,可求得。
答案为:<;正八面体;。
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2025届高三一轮复习联考(四)
化学试题
考试时间75分钟,满分100分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案字母涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案字母;回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Mn-55 Fe-56 Zn-65 Ni-59 Pb-207
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 下列化学用语或图示表示错误的是
A. 的结构示意图:
B. 用电子式表示的形成过程:
C. 乙醇的空间填充模型:
D. 中键的原子轨道的电子云图形:
2. 实验是化学研究的重要方式。下列实验操作正确的是
A. 液溴保存时,常加少量的水进行液封
B. 金属钠、镁着火时,可用二氧化碳扑灭
C. 取用药品时,剩余药品均不能放回原试剂瓶
D. 滴定实验时,滴定管和锥形瓶均应先润洗
3. 下列物质的性质不能用化学键理论解释的是
A. 稳定性: B. 沸点:
C. 硬度:金刚石>晶体硅 D. 熔点:氧化镁>氯化钠
4. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. S与NaOH溶液反应时,每生成1 mol还原产物,则转移的电子数目为4NA
B. 1 mol丙烯腈(CH2=CHCN)中π键的电子对数目为3NA
C. 标准状况下,22.4L N2与6.72L H2充分反应,由于该反应为可逆反应,则生成NH3的分子数目为0.2NA
D. 标准状况下,22.4L苯中sp2杂化的原子数目为6NA
5. 已知、、、四种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示。下列表述正确的是
A
B
C
D
A. B元素的最高正价可能为+6价
B. D元素的周期数有可能等于其族序数
C. C的最高价氧化物有可能与的最高价氧化物对应的水化物反应
D. 若为氧元素,则离子半径顺序:
6. 环穴状受体可以与被识别的分子或离子形成超分子,现有大三环穴受体物质,结构如图1所示,并且可以进行四面体识别。下列说法错误的是
A. 图1中每个环穴内的所有原子都在同一平面内
B. 图2中受体与通过氢键形成超分子
C. 图3中识别的分子为水分子
D. 与的VSEPR模型均为四面体形
7. 某兴趣小组以重铬酸钾()溶液为例,研究外界条件对溶液中平衡体系的影响做如下实验。
已知:①溶液存在平衡:。
②含铬元素的离子在溶液中的颜色:(橙色);(黄色);(绿色)。
①
②
③
④
由实验现象可知下列说法正确的是
A. 实验①可验证的逆反应是放热反应
B. 若实验②验证“只降低生成物的浓度,使平衡正向移动”,试剂a可用
C. 实验③可以验证“增大生成物的浓度,该平衡逆向移动”
D. 实验④中溶液变为黄色的原因是有还原性
8. 是催化剂领域应用广泛的稀土氧化物,其晶胞如图1所示,晶胞参数为,一种铈的氧化物催化乙苯脱氢反应机理如图2所示。下列说法正确的是
A. 晶胞中与最近的核间距为
B. 的晶胞面对角线切面上的离子数目均有10个
C. 催化乙苯脱氢过程中物质I为催化剂
D. 反应过程中有非极性键的断裂和生成
9. 某溶液中各离子的浓度相等,可能含有下列离子中的若干种:K+、Fe3+、Fe2+、Cu2+、Al3+、Cl-、、、、。现进行如下实验:
①取少量该溶液,加入KSCN溶液,无明显变化;
②另取少量该溶液,并加入少量盐酸,有无色气体生成,且该无色气体遇空气变成红棕色;
③向②中所得溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成;
④向②中所得溶液中加入过量浓氨水,仅有红褐色沉淀生成,过滤,并向所得溶液中加入盐酸至酸性时,再加入氢氧化钠溶液,有蓝色沉淀生成。
下列说法错误的是
A. 溶液中一定不含Al3+、Fe3+、、
B. 不能确定溶液中是否含有Cl-
C. 实验②中生成无色气体的离子方程式为3Fe2+++4H+=3Fe3++NO↑+2H2O
D. 实验④中加入过量浓氨水时,则溶液中存在[Cu(NH3)4]2+
10. 三氯化六氨合钴{[Co(NH3)6]Cl3}常用于工业合成,实验室可用以下装置制备(加热和夹持装置省略)。
已知:①Co2+在溶液中较稳定;[Co(NH3)6]2+具有比Co2+更强的还原性;
②常温下,Ksp[Co(OH)2]=6×10-15;
③常温下,氨气能与CaCl2固体结合生成CaCl2·8NH3。
下列说法错误的是
A. 仪器中冷凝水的进水口为1处
B. 加入H2O2溶液与浓氨水时,应先打开活塞b
C. 制备[Co(NH3)6]Cl3反应的化学方程式为2CoCl2+10NH3·H2O+2NH4Cl+H2O2=2[Co(NH3)6]Cl3+12H2O
D. 仪器d中的物质为无水CaCl2
11. 25℃时,向的醋酸溶液中逐滴加入的NaOH溶液,向的溶液中逐滴加入的盐酸,且溶液的[化学上规定]与[或]的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线①中的
B. 当时,则存在关系:
C. 当时,两溶液的pH均小于4.74
D. 25℃时,的溶液的pH约为9.37
12. 某配合物的分子结构如图所示,其中,M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,其最外层电子数之和为16;W元素基态原子的核外电子有15种空间运动状态,以及有2个未成对电子。下列说法错误的是
A. Y的简单氢化物是一种常见的制冷剂
B. 此配合物中W元素的化合价为+4价
C. 第一电离能由大到小的顺序为Y>Z>X
D. X与Z的简单氢化物的键角大小为X>Z
13. 利用在碱性条件下实现废水中的回收,铬的去除率大于99.5%,其装置如图所示。下列说法正确的是
A. 膜a、膜b均为阳离子交换膜
B. 废水室中反应的离子方程式为
C. 反应一段时间后,阴极区溶液的减小
D. 通电过程中石墨极每产生(标准状况)气体,则双极膜内减少
14. 某立方晶系的硫锰矿晶胞,沿c轴将原子投影到ab平面,投影图如下(设代表阿伏加德罗常数的值,括号中c数据为原子在c轴方向的原子坐标)。下列说法错误的是
A. 基态Mn的价电子排布式为
B. 晶体中的配位数是6
C. Mn位于晶胞的顶角和面心
D. 若晶体密度为,则最近的两个硫原子之间的距离为
15. 已知可以发生分解反应: ,若反应速率与相关物质的浓度关系为:,(,均为速率常数,只受温度影响),速率常数与温度的关系如图1.在四个恒容密闭容器(I~IV)中分别充入表中相应量的气体,容器I、II、III中的平衡转化率如图2所示。下列说法正确的是
起始物质的量
容器I
0.1
0
0
容器II
0.1
0
0
容器III
0.1
0
0
容器IV
0.06
0.06
0.04
A. 的分解反应在低温下能自发进行
B. 图2中、、三点对应的容器内气体的密度最小的是点
C. 若容器II、IV的体积均为1L,且容器IV在470℃下进行反应,则容器IV中起始反应速率:
D. 若容器II、IV的体积均为1L,且容器IV在470℃下进行反应,当反应达到平衡时,则
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 已知X、Y、Z、W、Q、R是元素周期表前36号中原子序数依次递增的元素,对它们的性质及结构的描述如下:
X元素的基态原子有3个不同的能级,各能级中的电子数相等。工业上通过分离液态空气获得Z单质。W元素的基态原子的最外层电子数与电子层数之积等于X、Y、Z三种元素的原子序数之和。Q元素为过渡金属,其基态原子的价电子中,其两种自旋状态的电子数之比为1:4。R元素的基态原子的最外能层只有一个电子,其他能层均已充满电子。
请回答下列问题:
(1)X元素的基态原子的核外电子占据___________个不同原子轨道,R元素位于元素周期表中的___________区。
(2)已知元素的电负性:Y>W,则Y与W形成的化合物YW3的空间结构为___________, YW3与水发生水解反应的化学方程式为___________。
(3)过渡金属配合物常满足“18电子规则”,即中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于18,由XZ和作为配体形成的Q的配合物满足18电子规则,其配体“”中的大Π键可表示为___________(已知苯分子中的大Π键表示为)。
(4)R的甲酸盐[R(HCOO)2]与对苯二甲酸()、乙醇混合析出晶体A(晶体A的晶胞结构如图所示),甲酸根离子全部被交换到溶液中。
1个A晶胞中含有R的数目为___________;若1mol A晶胞的质量为456g,实验表明,91.2mg晶体A可吸收13.44mg N2,则所得晶体中R与N的个数之比为1:___________。
17. 氮化亚铜(CuCl)为白色立方晶体,多用于工业催化剂和还原剂,溶于浓盐酸,不溶于水、乙醇等。实验室用废铜屑制取氯化亚铜的步骤如下。
步骤1:由废铜屑制备硫酸铜的工艺如下。
步骤2:用天平称取25.0g CuSO4·5H2O(s)和10g NaCl(s)并置于400 mL烧杯中,加100 mL水溶解。另称取7.5g Na2SO3(s)和5g Na2CO3(s)共溶于40 mL水中。
步骤3:将各药品置于如图所示装置,将Na2SO3、Na2CO3混合溶液缓慢滴入CuSO4、NaCl混合溶液中,反应1h。
步骤4:抽滤,滤饼用1%的盐酸洗涤,然后用去氧水冲洗3次,最后用15 mL无水乙醇冲洗。干燥得到7.57g晶体。
(1)“步骤1”中操作a为___________。
(2)“步骤3”中,盛放Na2SO3、Na2CO3混合溶液的仪器名称为___________。
(3)“步骤3”中,随着反应进行,反应体系的pH随时间变化的关系如图1所示,则发生反应的离子方程式为___________。若CuCl的产率随pH的变化关系如图2所示,则反应中加入Na2CO3的作用为___________。
(4)“步骤4”的一系列操作中减压过滤(即抽滤)的优点是___________。
(5)氯化亚铜的定量分析
①称取步骤4所得样品0.25g置于含有玻璃珠50粒和10mL过量FeCl3溶液的250mL锥形瓶中,不断摇动。锥形瓶中玻璃珠的作用是___________。
②待样品溶解后,加水50mL,加入邻菲罗啉指示剂2滴。
③立即用0.10 mol/L硫酸铈标准溶液滴至绿色出现为终点;同时做空白实验一次。
已知:CuCl+FeCl3=CuCl2+FeCl2,Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+。
实验
1
2
3
空白实验消耗硫酸铈标准溶液的体积(mL)
0.75
0.50
0.80
0.25g样品消耗硫酸铈标准溶液的体积(mL)
24.65
24.75
24.70
④数据处理:CuCl的产率为___________(平行实验结果相差不能超过0.3%)。
18. “碳中和”是环境保护的重要举措,碳的氧化物有效转化是“碳中和”的重要方式。
I.一氧化碳转化氮的氧化物可实现无害化处理。
(1)汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定温度和催化剂条件下可发生如下反应:
2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g) ΔH
已知:CO的燃烧热ΔH1=-283kJ/mol;
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH2=+180.5kJ/mol。
则ΔH=___________。
(2)某小组对反应NO2(g)+CO(g)⇌CO2(g)+NO(g) ΔH<0进行相关实验探究。在固定体积的密闭容器中,使用某种催化剂,改变原料气配比[n0(NO2):n0(NO)]进行多组实验(各次实验的温度可能相同,也可能不同),测定NO2的平衡转化率[α(NO2)],部分实验结果如图所示。
①如果将图中B点的平衡状态改变为C点的平衡状态,应采取的措施是___________。
②图中B、D两点对应的实验温度分别为TB和TD,通过计算判断:TB___________TD(填“>” “=”或“<”)。
Ⅱ.将“水煤气”中的CO变换成H2,可作为合成氨的原料,其主要发生的反应为:
主反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH1<0
副反应:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH2<0
(3)关于此变换过程,下列说法正确的是___________(填字母)。
A. 在恒温、恒容条件下,混合气体的压强保持不变时,反应达到平衡
B. 在恒温、恒容条件下,混合气体的密度保持不变时,反应达到平衡
C. 选择适当的催化剂,可以改变CO的平衡转化率
D. 在一定压强下,随着温度的升高,变换塔中CO与CO2的物质的量之比增大
(4)压强平衡常数Kp的表达式就是在浓度平衡常数表达式中,用物质的分压代替物质的浓度。气体B的分压p(B)=p·x(B),p为平衡的总压强,x(B)为平衡系统中物质B的物质的量分数。恒容条件下向变换塔中充入2.0mol CO、2.8mol H2O、2.0mol H2、1.0mol N2,T℃时,反应达到平衡后,平衡的总压强为p1,测得平衡时CO2为1.4mol和CH3OH为0.2mol。则T℃时,主反应的压强平衡常数Kp=___________。
(5)水煤气变换反应的机理被广泛研究,其中有一种为羧基机理,某催化剂催化反应CO*(g)+H2O*(g)⇌CO2*(g)+H2(g)(*表示吸附态,Ea表示活化能)的步骤如下:
a.
b.……
c.
d.……
①请补充步骤b的反应式:___________。
②反应CO*(g)+H2O*(g)⇌CO2*(g)+H2(g)的快速步骤是___________(填字母)。
19. 镍是工业生产中重要的金属材料,广泛应用于采矿、冶炼、电镀、化工、石油提炼、染料等领域。
(1)与Ni属于同周期且基态原子的未成对电子数与Ni相同的主族元素有___________(填元素符号)。
(2)镍能形成多种配合物,其中Ni(CO)4是无色的挥发性液体,K2[Ni(CN)4]是红黄色单斜晶体。K2[Ni(CN)4]中的配位原子是___________(填元素符号);K2[Ni(CN)4]的熔点高于Ni(CO)4的原因是___________;1mol Ni(CO)4中σ键与π键的数目之比为___________。
(3)如图,NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同。已知熔点:NiO>FeO,则离子半径:r(Ni2+)___________r(Fe2+)(填“<”或“>”),距离镍离子最近的氧离子所围成的图形为___________。NiO晶体在氧气中加热则部分Ni2+被氧化为Ni3+,晶体结构产生镍离子缺位的缺陷,其组成变为NixO(x<1),测得晶胞的边长为a pm、密度为ρ g·cm-3,则x=___________(写计算表达式)。
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