内容正文:
重庆八中2024—2025学年度(上)高二年级第二次月考
化学试题
相对原子量:H 1 B 11 N 14 O 16 Na 23 Al 27 P 31 Co 59
一、选择题(本题共14个小题,每小题只有一个正确答案,每小题3分,共42分)
1. 下列物质中属于离子化合物且含有非极性共价键的是
A. B. C. KOH D.
2. 依据元素周期率判断,下列各组关系中正确的是
A. 第一电离能:F>O>N B. 酸性:
C. 原子半径:Si>P>N D. 碱性:
3. 为达到实验目的,下列实验过程和现象均正确的是
实验目的
实验过程
A
根据褪色时间来研究浓度对反应速率的影响
往2支试管中分别加入等体积、等浓度的草酸溶液,再分别加入等体积、不同浓度的溶液
B
证明在四氯化碳中的溶解度大于在纯水中的溶解度
在碘水溶液中加入四氯化碳,振荡试管,溶液分层,下层为紫红色
C
探究浓度对反应:平衡的影响
向2mL 0.1mol/L 溶液中滴加几滴氢氧化钠溶液,溶液由黄色变为橙色
D
制备固体
将溶液蒸干并灼烧
A. A B. B C. C D. D
4. 下列微粒中所有原子都在同一平面上的一组是
A. 和 B. 和 C. 和 D. 和
5. 由组成的一种化合物可制备蓝色颜料,其立方晶胞如图。已知Co与O的最小间距小于Al与O的最小间距,晶胞棱长为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. Al位于晶胞的顶点 B. 与Al最近且等距离的O的个数为8
C. 该化合物中Co的化合价为+3价 D. 该晶体的密度为
6. 在一定条件下,将6molA和2molB两种气体混合于4L恒容密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。5min末该反应达到平衡,生成1.6molD,并测得C的浓度为0.4mol/L。下列判断正确的是
A. x=1
B. A转化率为40%
C. 5min内B的反应速率为0.16mol•L-1•min-1
D. 若混合气体的平均相对分子质量不变,则表明该反应已达到平衡状态
7. X、Y、Z、W均为短周期主族元素,它们在周期表中的相对位置如图所示,其中基态X原子核外的最高能级的单电子数目是同周期元素中最多的,下列说法中不正确的是
A. W的价层电子排布式是
B. 四种元素所形成的最简单氢化物中,沸点最高的是Y
C. X、Z与Y元素均能形成不止一种化合物
D. X、Z、W的最高价氧化物所对应的水化物不可能均是强酸
8. 利用光能源可以将CO2转化为重要的化工原料C2H4(电解质溶液为稀硫酸),同时可为制备次磷酸(H3PO2)提供电能,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. Y极阴极
B. 标准状况下,当Z极产生11.2 L O2时,可生成H3PO2的数目为NA
C. a、b、d为阳离子交换膜,c为阴离子交换膜
D. W极的电极反应式为2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O
9. 用活性炭还原可防止空气污染,其反应原理为。在密闭容器中1mol 和足量C发生上述反应,反应相同时间内测得的生成速率与的生成速率随温度变化的关系如图1所示;维持温度不变,反应相同时间内测得的转化率随压强的变化如图2所示,下列说法错误的是
A. 图1中的A、B、C三个点中只有C点达平衡状态
B. 图2中E点的小于F点的
C. 图2中平衡常数K(F)>K(G),的平衡浓度c(F)>c(G)
D. 在恒温恒容下,向图2中G点平衡体系中充入一定量的,与原平衡相比,的平衡转化率减小
10. 肼(N2H4)是一种可燃性液体,以其为原料的燃料电池具有产物无污染的特点,其工作原理如图所示。电解质溶液为20%~30%的NaOH溶液,下列叙述正确的是
A. b为负极
B. b极消耗1molO2,a极消耗的N2H4为
C. a极的电极反应为:N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O
D. 若离子交换膜为阳离子交换膜,则消耗N2H4的质量与正极区电解质溶液增加的质量相等
11. 下列各组微粒中,键角前者大于后者的是
A. 、 B. 、 C. 、 D. 、
12. 化合物M可作为一种废水处理剂,除去废水中的金属离子。其结构如图所示。W、X、Y和Z均为短周期主族元素,X、Y和Z位于同一周期。W原子核外的电子只有一种自旋取向,基态Z原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等。下列说法正确的是
A. 电负性:Y>Z>X
B. Y与W所形成的化合物中,Y的杂化形式为
C. 分子构型为V形
D. W、Y、Z三种元素形成的化合物一定是共价化合物
13. 常温时,向10mL 0.1mol/L HX溶液中逐滴加入x mol/L的氨水,导电能力、pH与的关系变化如图所示(假设反应过程中温度不变)。下列说法错误的是
A. 水的电离程度:b>a
B. 经计算,,且该温度下的
C. 该温度下的反应的平衡常数为
D. a点对应的溶液中存在
14. 实验小组以为指示剂,用标准溶液分别滴定含、水样。
已知:
①相同条件下,AgCl溶解度大于AgBr;为砖红色沉淀。
②25℃时,,。
③25℃下,AgCl、AgBr和的沉淀溶解平衡曲线如下图所示(图中横坐标、纵坐标,代表、或)。
下列说法不正确的是
A. 曲线①为沉淀溶解平衡曲线
B. 反应的平衡常数
C. 滴定时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过
D. 滴定接近终点时,用洗瓶冲洗锥形瓶内壁对实验结果不会产生影响
二、非选择题(本题共4个小题,共58分)
15. S、Se、N、Fe等元素及其化合物在科学研究和工业生产中具有重要的作用。
(1)Fe在元素周期表中的位置是___________,其基态原子价电子排布图是___________。
(2)沸点:___________(填“>”或“<”),原因是___________,S与O可形成多种氧化物,如、,中心原子杂化形式是___________,已知:原子数目相同,价电子总数相同的微粒互为等电子体,请写出与互为等电子体的微粒___________(任写一种)
(3)铁氰化钾,化学式为,主要应用于制药、电镀、造纸、钢铁生产等工业,其煅烧分解生成KCN、、、等物质。
①中所涉及的各主族元素的第一电离能由大到小的顺序为___________。
②为链状结构且存在碳碳单键,每个原子都满足8电子结构,请写出的结构式:___________,该分子中键与键的数目之比为___________。
③在中存在___________。
A.离子键 B.氢键 C.键 D.键
16. 根据要求回答下列问题。
(1)将溶液加热蒸干并灼烧后的产物是___________,将溶液与溶液混合,可用作泡沫灭火器,请写出相关反应的离子方程式:___________。
(2)现有pH相同的①NaCN ②NaClO ③三种溶液,其物质的量浓度由大到小的顺序为(填序号)___________。(已知:弱酸的电离平衡常数HCN:;:,;HClO:)
(3)在常温下,0.1的一元酸HB溶液的pH=3,常温下,有pH相同、体积相同的盐酸和HB两种溶液,分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是___________(填字母)。(①表示盐酸,②表示HB)
a. b. c. d.
(4)常温下,将某一元酸HA(甲、乙代表不同的一元酸)和NaOH溶液等体积混合,假设溶液体积可直接相加,两种溶液的物质的量浓度和混合溶液的pH如下表所示:
实验编号
c(HA)/(mol/L)
c(NaOH)/(mol/L)
混合溶液的pH
甲
02
0.1
>7
乙
0.1
0.1
=10
①从甲组实验结果分析,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是___________。
②从乙组实验结果分析,一元酸HA的电离平衡常数___________。
(5)常温下,将0.2mol/L 溶液与0.3mol/L NaOH溶液等体积混合,所得溶液呈酸性,且pH=a,假设溶液体积可直接相加,则计算:
①___________mol/L(用含a的代数式表示,下同)
②___________mol/L。
17. P及其含氧酸、化合物在生产生活中应用广泛,回答下列问题:
(1)基态P的核外电子排布式是___________。
(2)第一电离能比较:P___________S(填“>”或“<”),原因是:___________。
(3)白磷()与反应可生成,其反应热化学方程式为: kJ/mol,其中P-P的键能为b kJ/mol,O=0的键能为c kJ/mol,P=O的键能为d kJ/mol,中P-O的键能是___________kJ/mol(用a、b、c、d表示),反应中所涉及的物质的结构如下(:P;:O):
(4)P有多种含氧酸,如:磷酸()、亚磷酸()、次磷酸(),这三种含氧酸均为弱酸,它们的结构如下图所示,已知:只有羟基(-OH)中的H可以电离。
则向10mL 0.1mol/L的溶液中加入10mL 0.1mol/L的NaOH溶液发生反应,反应后的溶液中:___________(填“>”、“<”或“=”)
已知::;
(5)磷化硼是一种受到高度关注的耐磨材料,它可用作金属的表面保护层,磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷以及氢气在高温下合成,磷化硼的立方体晶胞如图所示(:B;:P):
①三溴化硼和三溴化磷的分子构型分别是___________、___________。
②写出合成磷化硼的化学反应方程式___________。
③若磷化硼晶体的密度为,则晶胞中两个最近的B原子之间的距离为___________pm(阿伏加德罗常数用表示)。
18. 氯气、甲酸都是重要的基础化工原料,广泛应用于化工产品的生产。
(1)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂,工业上制备原理如下: △H=-67.59kJ/mol。
①正反应的活化能为kJ/mol,则逆反应的活化能___________kJ/mol(用含的代数式表示)。
②恒容密闭容器中按不同进料比充入(g)和(g),测定、、温度下体系达平衡时的△p(,为体系初始压强,,p为体系平衡压强),结果如图。
上图中温度由高到低的顺序为___________,M点的转化率为___________,温度下用分压表示的平衡常数___________。
(2)以原料,电化学法制备甲酸(甲酸盐)工作原理如图所示。(甲酸化学式:HCOOH)
①b极为直流电源的___________极(填“正”或“负”)
②阳极表面发生的电极反应式为___________。
③若有1mol 通过质子交换膜时,该装置内生成和HCOOH的物质的量共计为__________mol
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重庆八中2024—2025学年度(上)高二年级第二次月考
化学试题
相对原子量:H 1 B 11 N 14 O 16 Na 23 Al 27 P 31 Co 59
一、选择题(本题共14个小题,每小题只有一个正确答案,每小题3分,共42分)
1. 下列物质中属于离子化合物且含有非极性共价键的是
A. B. C. KOH D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.的电子式为:,与之间存在离子键,中O与O之间存在非极性共价键,A符合题意;
B.H2O中存在H-O极性共价键,属于共价化合物,B不符合题意;
C.K+与OH-中存在离子键,OH-中O与H之间存在极性共价键,C不符合题意;
D.CO2中存在C=O极性共价键,属于共价化合物,D不符合题意;
故答案为:A。
2. 依据元素周期率判断,下列各组关系中正确的是
A. 第一电离能:F>O>N B. 酸性:
C. 原子半径:Si>P>N D. 碱性:
【答案】C
【解析】
【详解】A.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,N的2p轨道为半满结构,比较稳定,第一电离能大于相邻元素,因此第一电离能N>O,综合可知,第一电离能:F>N>O,故A错误;
B.同周期从左到右,元素的非金属性依次增强,最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强,元素的非金属性:Cl>S>P,所以最高价氧化物对应的水化物的酸性:,故B错误;
C.同周期元素,从左到右原子半径依次减小,同主族元素,从上到下原子半径依次增大,因此原子半径:Si>P>N,故C正确;
D.同主族元素,从上到下元素的金属性依次增强,因此对应的碱的碱性增强,元素的金属性:Ba>Ca>Mg,所以最高价氧化物对应的水化物的碱性:,故D错误;
故答案选C。
3. 为达到实验目的,下列实验过程和现象均正确的是
实验目的
实验过程
A
根据褪色时间来研究浓度对反应速率的影响
往2支试管中分别加入等体积、等浓度的草酸溶液,再分别加入等体积、不同浓度的溶液
B
证明在四氯化碳中的溶解度大于在纯水中的溶解度
在碘水溶液中加入四氯化碳,振荡试管,溶液分层,下层为紫红色
C
探究浓度对反应:平衡的影响
向2mL 0.1mol/L 溶液中滴加几滴氢氧化钠溶液,溶液由黄色变为橙色
D
制备固体
将溶液蒸干并灼烧
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.高锰酸钾溶液为紫色,高锰酸钾与草酸发生反应主要产生Mn2+、CO2,因此当高锰酸钾反应完时,溶液会发生褪色,可以根据褪色时间来进行实验,但根据褪色时间来研究浓度对反应速率的影响时,高锰酸钾的体积和浓度应相同,且加入的高锰酸钾溶液必须少量,因此实验为:往2支试管中分别加入同体积、不同浓度的草酸溶液,再分别加入同体积、等浓度且均少量的溶液,故A错误;
B.根据实验现象可知,此时下层为紫红色,说明碘从水溶液中进入到四氯化碳中,也说明了在四氯化碳中的溶解度大于在纯水中的溶解度,故B正确;
C.向2mL 0.1mol/L 溶液中滴加几滴氢氧化钠溶液,氢离子浓度减小,平衡正向移动,因此溶液由橙色变黄色,故C错误;
D.将溶液蒸发过程中先促进水解,即,由于氢氧化钠无法脱离体系,因此随着氢氧化钠的增多,导致氢氧化钠重新转化为,因此蒸干并灼烧所得为固体,故D错误;
故答案选B。
4. 下列微粒中所有原子都在同一平面上的一组是
A. 和 B. 和 C. 和 D. 和
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据VSEPR理论,的中心原子N的价层电子对数为,有一对孤电子对,因此空间结构为V形,所有原子在同一平面,的中心原子N的价层电子对数为,有一对孤电子对,因此空间结构为三角锥形,所有原子不在同一平面,故A不符合题意;
B.根据VSEPR理论,的中心原子O的价层电子对数为,有一对孤电子对,因此空间结构为三角锥形,所有原子不在同一平面,的中心原子Cl的价层电子对数为,有一对孤电子对,因此空间结构为三角锥形,所有原子不在同一平面,故B不符合题意;
C.根据VSEPR理论,的中心原子N的价层电子对数为,没有孤电子对,因此空间结构为平面三角形,所有原子在同一平面,的中心原子S的价层电子对数为,没有孤电子对,因此空间结构为平面三角形,所有原子在同一平面,故C符合题意;
D.根据VSEPR理论,的中心原子P的价层电子对数为,没有孤电子对,因此空间结构为正四面体形,所有原子不在同一平面,的中心原子S的价层电子对数为,有一对孤电子对,因此空间结构为三角锥形,所有原子不在同一平面,故D不符合题意;
故答案选C。
5. 由组成的一种化合物可制备蓝色颜料,其立方晶胞如图。已知Co与O的最小间距小于Al与O的最小间距,晶胞棱长为为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. Al位于晶胞的顶点 B. 与Al最近且等距离的O的个数为8
C. 该化合物中Co的化合价为+3价 D. 该晶体的密度为
【答案】B
【解析】
【分析】黑球位于顶点,个数为=1,白球位于面心,个数为=3,位于体心,个数为1,由化合价代数和为0,可确定白球为O;
【详解】A.根据分析,已知Co与O的最小间距小于Al与O的最小间距,可确定钴位于体心,Al为黑球,位于晶胞的顶点,A正确;
B.根据晶胞结构,1个Al原子共用8个晶胞,每个晶胞Al原子使用3个面,每2个面重叠使用,则1个Al原子周围的O原子数为,B错误;
C.由化合价代数和为0,可知化学式为,确定该化合物中Co的化合价为+3价,C正确;
D.则晶胞的体积,最后晶体的密度为=,D正确;
故选B。
6. 在一定条件下,将6molA和2molB两种气体混合于4L恒容密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。5min末该反应达到平衡,生成1.6molD,并测得C的浓度为0.4mol/L。下列判断正确的是
A. x=1
B. A的转化率为40%
C. 5min内B的反应速率为0.16mol•L-1•min-1
D. 若混合气体的平均相对分子质量不变,则表明该反应已达到平衡状态
【答案】B
【解析】
【详解】A.5min末该反应达平衡,生成1.6molD,并测得C的浓度为0.4mol/L,则C的物质的量改变量为0.4mol⋅L−1×4L=1.6mol,根据改变量之比等于计量系数之比,则x=2,故A错误;
B.根据D改变量为1.6mol,则A的改变量为2.4mol,则A的转化率为×100%=40%,故B正确;
C.根据D改变量为1.6mol,则B的改变量为0.8mol,5min内B的反应速率为,故C错误;
D.该反应是气体体积不变的反应,气体总质量和总物质的量不变,平均摩尔质量不变,若混合气体的平均相对分子质量不变,不能说明该反应已达到平衡状态,故D错误;
故选B。
7. X、Y、Z、W均为短周期主族元素,它们在周期表中相对位置如图所示,其中基态X原子核外的最高能级的单电子数目是同周期元素中最多的,下列说法中不正确的是
A. W的价层电子排布式是
B. 四种元素所形成的最简单氢化物中,沸点最高的是Y
C. X、Z与Y元素均能形成不止一种化合物
D. X、Z、W的最高价氧化物所对应的水化物不可能均是强酸
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意可知:X、Y位于第二周期,Z、W位于第三周期,由于X原子核外的最高能级的单电子数是同周期最多的,所以X为N,那么,Y是O,Z是S,W是Cl。
【详解】A.Cl的价层电子排布式为,A正确;
B.四种元素所形成的最简单氢化物分别是、、、HCl,常温下只有为液态,所以的沸点最高,B正确;
C.N与O可形成NO、,S与O可形成、,均不止一种化合物,C正确;
D.N、S、Cl的最高价氧化物的水化物分别是、、,均为强酸,D错误;
答案选D。
8. 利用光能源可以将CO2转化为重要的化工原料C2H4(电解质溶液为稀硫酸),同时可为制备次磷酸(H3PO2)提供电能,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. Y极为阴极
B. 标准状况下,当Z极产生11.2 L O2时,可生成H3PO2的数目为NA
C. a、b、d为阳离子交换膜,c为阴离子交换膜
D. W极的电极反应式为2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O
【答案】B
【解析】
【分析】左侧为原电池,右侧为电解池;左侧Z极上发生氧化反应2H2O-4e-=O2+4H+是原电池负极,W极上发生还原反应2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O是原电池正极,电解质溶液中H+由左到右穿过a膜;右侧Y极连接原电池负极(Z极),是电解池阴极,发生还原反应2H2O+2e-=H2+2OH-,X极连接原电池正极(W极),是电解池阳极,发生氧化反应2H2O-4e-=O2+4H+,原料室中Na+通过d膜进入N室保证电荷守恒,通过c膜进入产品室,M室中生成的H+通过b膜进入产品室,H+与按个数比1﹕1生成H3PO2。
【详解】A.右侧Y极连接原电池负极(Z极),是电解池阴极,故A正确;
B.Z极上的电极反应为:2H2O-4e-=O2+4H+,标准状况下,11.2LO2物质的量是0.5mol,转移电子2mol,则X极上反应也应失去电子2mol,生成2molH+,最终生成2molH3PO2,其数目为2NA,故B错误;
C.由于电解过程中电解质溶液中H+由左到右穿过a膜,原料室中Na+通过d膜进入N室保证电荷守恒,通过c膜进入产品室,M室中生成的H+通过b膜进入产品室,则a、b、d膜均过阳离子,c膜过阴离子,故C正确;
D.W极为原电池的正极,其电极反应式为:2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O,故D正确;
故选:B。
9. 用活性炭还原可防止空气污染,其反应原理为。在密闭容器中1mol 和足量C发生上述反应,反应相同时间内测得的生成速率与的生成速率随温度变化的关系如图1所示;维持温度不变,反应相同时间内测得的转化率随压强的变化如图2所示,下列说法错误的是
A. 图1中的A、B、C三个点中只有C点达平衡状态
B. 图2中E点的小于F点的
C. 图2中平衡常数K(F)>K(G),的平衡浓度c(F)>c(G)
D. 在恒温恒容下,向图2中G点平衡体系中充入一定量的,与原平衡相比,的平衡转化率减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.由可知,的生成速率(逆反应速率)应该是的生成速率(正反应速率)的二倍时才能使正、逆反应速率相等,即达到平衡,根据图1可知,只有C点满足,故A正确;
B.由图2知,E点反应未达到平衡,F点反应达到平衡,且压强E<F,则E点的小于F点的,故B正确;
C.由题中信息可知,维持温度不变,即F、G两点温度相同,平衡常数K(F)=K(G),F到G压强增大平衡逆向移动,二氧化氮的浓度增大且混合气体中气体压强与浓度有关,压强越大,体积越小,浓度越大,所以G点压强大,浓度大,即c(F)<c(G),故C错误;
D.在恒温恒容下,向G点平衡体系中充入一定量的,等效于加压,平衡逆向移动,的平衡转化率减小,故D正确;
故答案选C。
10. 肼(N2H4)是一种可燃性液体,以其为原料的燃料电池具有产物无污染的特点,其工作原理如图所示。电解质溶液为20%~30%的NaOH溶液,下列叙述正确的是
A. b为负极
B. b极消耗1molO2,a极消耗的N2H4为
C. a极的电极反应为:N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O
D. 若离子交换膜为阳离子交换膜,则消耗N2H4的质量与正极区电解质溶液增加的质量相等
【答案】C
【解析】
【分析】对于燃料电池,N2H4为燃料,发生氧化反应,,a为负极,空气发生还原反应,,b作负极,以此分析;
【详解】A.根据分析,b为正极,A错误;
B.根据分析,,B错误;
C.根据分析,a负极,N2H4发生氧化反应,C正确;
D.若离子交换膜为阳离子交换膜,b中的Na+移向a,则a中生成NaOH,,消耗的N2H4与生成的NaOH质量不等,D错误;
故答案为:C。
11. 下列各组微粒中,键角前者大于后者的是
A. 、 B. 、 C. 、 D. 、
【答案】C
【解析】
【详解】A.中S的杂化类型为sp2杂化, 中C的杂化类型为sp杂化,sp2杂化的键角大约为120°,sp杂化的键角大约为180°,的键角小于键角,A不符合题意;
B.H2O和NH3中心原子均采取sp3杂化,中含有两个孤电子对,中含有一个孤电子对,杂化类型相同时,孤电子对越多,键角越小, 的键角小于键角,B不符合题意;
C.和中N均采取sp3杂化,但F的电负性大于H,使得N—H的共用电子对偏向于N,而N—F的共用电子对偏离于N,,共用电子对离中心原子越近,键角越大,的键角大于的键角,C符合题意;
D.中S的杂化类型为sp3杂化,中N的杂化类型为sp2杂化, sp2杂化的键角大约为120°,sp3杂化的键角大约为109°28′,的键角小于键角,D不符合题意;
故答案选C;
12. 化合物M可作为一种废水处理剂,除去废水中的金属离子。其结构如图所示。W、X、Y和Z均为短周期主族元素,X、Y和Z位于同一周期。W原子核外的电子只有一种自旋取向,基态Z原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等。下列说法正确的是
A. 电负性:Y>Z>X
B. Y与W所形成化合物中,Y的杂化形式为
C. 的分子构型为V形
D. W、Y、Z三种元素形成的化合物一定是共价化合物
【答案】B
【解析】
【分析】W、X、Y和Z均为短周期主族元素,X、Y和Z位于同一周期,W原子核外的电子只有一种自旋取向,电子排布式为1s1,W为H元素;基态Z原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等,电子排布式为1s22s22p4或1s22s22p63s2,结合Z连接2个共价键,则Z为O元素,Y连接4条共价键且带1个正电荷,Y为N元素,X为C元素。根据题干信息以及所给出物质的结构推断:W是H,X是C,Y是N,Z是O。
【详解】A.元素电负性从左往右依次增大,所以电负性:O>N>C,故A错误;
B.的电子式如下:,可知N周围的价层电子对为4,所以杂化形式为,故B正确;
C.是直线形分子,故C错误;
D.H、N、O可形成,该化合物为离子化合物,故D错误;
故选B。
13. 常温时,向10mL 0.1mol/L HX溶液中逐滴加入x mol/L的氨水,导电能力、pH与的关系变化如图所示(假设反应过程中温度不变)。下列说法错误的是
A. 水的电离程度:b>a
B. 经计算,,且该温度下的
C. 该温度下的反应的平衡常数为
D. a点对应的溶液中存在
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知导电能力随氨水体积先增大后减小,则滴加氨水过程中弱电解质转化为强电解质,即HX是弱酸,b点导电能力最强,则b点HX和恰好完全反应,x=0.1。
【详解】A.b点导电能力最强,则b点恰好完全反应,溶质为,a点氨水体积为b点的一半,则a点HX反应了一半,a点为等浓度的HX、混合溶液,HX抑制水的电离,因水解促进水的电离,故水的电离程度:b>a,故A正确;
B.由分析可知x=0.1,由图可知b点pH=7,则溶液显中性,则,由图可知0.1mol/L的HX溶液pH=2.8,此时,,故,故B正确;
C.的平衡常数
,故C正确;
D.a点为等浓度的HX、混合溶液,根据电荷守恒:,物料守恒:,联立二式消去铵根离子得存在,故D错误;
选D。
14. 实验小组以为指示剂,用标准溶液分别滴定含、水样。
已知:
①相同条件下,AgCl溶解度大于AgBr;为砖红色沉淀。
②25℃时,,。
③25℃下,AgCl、AgBr和的沉淀溶解平衡曲线如下图所示(图中横坐标、纵坐标,代表、或)。
下列说法不正确的是
A. 曲线①为沉淀溶解平衡曲线
B. 反应的平衡常数
C. 滴定时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过
D. 滴定接近终点时,用洗瓶冲洗锥形瓶内壁对实验结果不会产生影响
【答案】C
【解析】
【分析】由于AgCl和AgBr中阴、阳离子个数比均为1:1,即两者图象平行,所以①代表,由于相同条件下,AgCl溶解度大于AgBr,即,所以②代表AgCl,则③代表AgBr,根据①上的点(2.0,7.7),可求得,根据②上的点(2.0,7.7),可求得,根据③上的点(6.1,6.1),可求得。据此分析作答。
【详解】A.根据上述分析,可知曲线①为沉淀溶解平衡曲线,A正确;
B.反应的平衡常数为:,B正确;
C.当恰好滴定完全时,,即,因此,指示剂的浓度不宜超过,C错误;
D.滴定接近终点时,用洗瓶冲洗锥形瓶内壁,对消耗的标准溶液的量没有影响,D正确;
故选C。
二、非选择题(本题共4个小题,共58分)
15. S、Se、N、Fe等元素及其化合物在科学研究和工业生产中具有重要的作用。
(1)Fe在元素周期表中的位置是___________,其基态原子价电子排布图是___________。
(2)沸点:___________(填“>”或“<”),原因是___________,S与O可形成多种氧化物,如、,中心原子杂化形式是___________,已知:原子数目相同,价电子总数相同的微粒互为等电子体,请写出与互为等电子体的微粒___________(任写一种)
(3)铁氰化钾,化学式为,主要应用于制药、电镀、造纸、钢铁生产等工业,其煅烧分解生成KCN、、、等物质。
①中所涉及的各主族元素的第一电离能由大到小的顺序为___________。
②为链状结构且存在碳碳单键,每个原子都满足8电子结构,请写出的结构式:___________,该分子中键与键的数目之比为___________。
③在中存在___________。
A.离子键 B.氢键 C.键 D.键
【答案】(1) ①. 第四周期第Ⅷ族 ②.
(2) ①. < ②. 相对分子质量越大,范德华力就越大,沸点就越高,因此硫化硒沸点高于硫化氢 ③. sp2 ④. 或O3
(3) ①. N>C>Fe>K ②. N≡C-C≡N ③. 3:4 ④. ACD
【解析】
【小问1详解】
铁为第26号元素,位于周期表中第四周期第Ⅷ族;基态Fe原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2,则价层电子排布图为。
【小问2详解】
S、Se为同主族元素,形成的H2S和H2Se均为分子晶体,H2S和H2Se随着相对分子质量增大,分子间作用力增强,沸点升高,所以最简单氢化物的沸点:H2Se>H2S,故答案为:相对分子质量越大,范德华力就越大,沸点就越高,因此硫化硒沸点高于硫化氢;
SO3中心S的价层电子对=σ键电子对+孤电子对=,则杂化类型为sp2;
等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团,SO2的价电子总数为18,因此SO2的等电子可以为:、O3等。
【小问3详解】
①同一主族元素从上往下,元素的第一电离能呈现逐渐减小,同周期主族元素从左往右呈现增大的趋势,但是由于第ⅡA、第ⅤA分别为全充满和半充满,因此会比相邻元素的第一电离能更大,因此各元素的第一电离能由大到小的顺序为:N>C>Fe>K;
②根据题意,为链状结构且存在碳碳单键,因此(CN)2的结构中有NC-CN,每个原子都满足8电子结构,根据价键理论知C与N之间为三键,即(CN)2结构式为:N≡C-C≡N,则分子中σ键有3个,π键有4个,σ键与π键数目之比为3:4;
③在中钾离子与之间为离子键,中存在共价键,由于CN-中碳与氮之间有三对共用电子对,因此存在一个键、两个键,故答案选ACD。
16. 根据要求回答下列问题。
(1)将溶液加热蒸干并灼烧后的产物是___________,将溶液与溶液混合,可用作泡沫灭火器,请写出相关反应的离子方程式:___________。
(2)现有pH相同的①NaCN ②NaClO ③三种溶液,其物质的量浓度由大到小的顺序为(填序号)___________。(已知:弱酸的电离平衡常数HCN:;:,;HClO:)
(3)在常温下,0.1的一元酸HB溶液的pH=3,常温下,有pH相同、体积相同的盐酸和HB两种溶液,分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是___________(填字母)。(①表示盐酸,②表示HB)
a. b. c. d.
(4)常温下,将某一元酸HA(甲、乙代表不同的一元酸)和NaOH溶液等体积混合,假设溶液体积可直接相加,两种溶液的物质的量浓度和混合溶液的pH如下表所示:
实验编号
c(HA)/(mol/L)
c(NaOH)/(mol/L)
混合溶液的pH
甲
0.2
0.1
>7
乙
0.1
0.1
=10
①从甲组实验结果分析,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是___________。
②从乙组实验结果分析,一元酸HA的电离平衡常数___________。
(5)常温下,将0.2mol/L 溶液与0.3mol/L NaOH溶液等体积混合,所得溶液呈酸性,且pH=a,假设溶液体积可直接相加,则计算:
①___________mol/L(用含a的代数式表示,下同)
②___________mol/L。
【答案】(1) ①. Al2O3 ②.
(2)②>①>③ (3)c
(4) ①. c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+) ②.
(5) ①. (0.15+1×10-a) ②. 2(10-a-10-14+a)
【解析】
【小问1详解】
易水解,将溶液加热蒸干得氢氧化铝,氢氧化铝灼烧得到的产物是Al2O3,将溶液与溶液混合发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀、二氧化碳、氯化钠,反应的离子方程式为。
【小问2详解】
根据电离平衡常数,可知酸性HClO>HCN>,越弱越水解,水解程度>NaCN >NaClO,所以pH相同的①NaCN 、②NaClO、③三种溶液,其物质的量浓度由大到小的顺序为(填序号) NaClO> NaCN >。
【小问3详解】
在常温下,0.1的一元酸HB溶液的pH=3,则HB是弱酸;常温下,有pH相同、体积相同的盐酸和HB两种溶液,HB的浓度大于盐酸,n(HB)>n(HCl),分别与足量的锌粉发生反应,HB放出的氢气多,反应开始后,HB中氢离子浓度大,所以HB反应快,氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是c。
【小问4详解】
①甲组实验,反应后溶质为等浓度的NaA、HA,混合溶液的pH>7,说明A-水解程度大于HA电离程度,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)。
②乙组实验溶质为NaA,A-水解的离子方程式为,pH=10,说明c(OH-)=10-4,Kh=,则一元酸HA的电离平衡常数。
【小问5详解】
①c(Na+)=0.15mol/L,c(H+)=10-amol/L,根据电荷守恒 c(Na+)+ c(H+)=0.15mol/L+10-amol/L=(0.15+1×10-a) mol/L。
②c(H+)=10-amol/L、c(OH-)=10-14+amol/L根据质子守恒,2c(H+)-2 c(OH-)=2(10-a-10-14+a) mol/L。
17. P及其含氧酸、化合物在生产生活中应用广泛,回答下列问题:
(1)基态P的核外电子排布式是___________。
(2)第一电离能比较:P___________S(填“>”或“<”),原因是:___________。
(3)白磷()与反应可生成,其反应热化学方程式为: kJ/mol,其中P-P的键能为b kJ/mol,O=0的键能为c kJ/mol,P=O的键能为d kJ/mol,中P-O的键能是___________kJ/mol(用a、b、c、d表示),反应中所涉及的物质的结构如下(:P;:O):
(4)P有多种含氧酸,如:磷酸()、亚磷酸()、次磷酸(),这三种含氧酸均为弱酸,它们的结构如下图所示,已知:只有羟基(-OH)中的H可以电离。
则向10mL 0.1mol/L的溶液中加入10mL 0.1mol/L的NaOH溶液发生反应,反应后的溶液中:___________(填“>”、“<”或“=”)
已知::;
(5)磷化硼是一种受到高度关注的耐磨材料,它可用作金属的表面保护层,磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷以及氢气在高温下合成,磷化硼的立方体晶胞如图所示(:B;:P):
①三溴化硼和三溴化磷的分子构型分别是___________、___________。
②写出合成磷化硼的化学反应方程式___________。
③若磷化硼晶体的密度为,则晶胞中两个最近的B原子之间的距离为___________pm(阿伏加德罗常数用表示)。
【答案】(1)
(2) ①. > ②. P的价层电子排布式为3s23p3,为半满稳定结构,较S不易失电子
(3)
(4)< (5) ① 平面三角形 ②. 三角锥形 ③. ④.
【解析】
【小问1详解】
P为15号元素,核外电子排布式;
【小问2详解】
P的价层电子排布式为3s23p3,为半满稳定结构,较S不易失电子,所以第一电离能比较:P>S;
【小问3详解】
焓变=反应物总键能-生成物总键能,,P-O的键能是kJ/mol;
【小问4详解】
是二元弱酸,向10mL 0.1mol/L的溶液中加入10mL 0.1mol/L的NaOH溶液发生反应生成NaH2PO3,根据电荷守恒+c(H+)=+c(OH-),的电离平衡常数为;,则的水解常数为,电离大于水解,所以NaH2PO3溶液呈酸性,所以反应后的溶液中<。
【小问5详解】
①三溴化硼中B原子价电子对数为3,无孤电子对,分子构型为平面三角形;三溴化磷中P原子价电子对数为4,有1个孤电子对,分子构型是三角锥形。
②磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷以及氢气在高温下合成,根据元素守恒,反应生成磷化硼和溴化氢,合成磷化硼的化学反应方程式。
③根据均摊原则,晶胞中B原子数为、P原子数为4,磷化硼晶体的密度为,设晶胞边长为apm,则,晶胞中两个最近的B原子之间的距离为面对角线的一半,所以两个最近的B原子之间的距离为=pm。
18. 氯气、甲酸都是重要的基础化工原料,广泛应用于化工产品的生产。
(1)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂,工业上制备原理如下: △H=-67.59kJ/mol。
①正反应的活化能为kJ/mol,则逆反应的活化能___________kJ/mol(用含的代数式表示)。
②恒容密闭容器中按不同进料比充入(g)和(g),测定、、温度下体系达平衡时的△p(,为体系初始压强,,p为体系平衡压强),结果如图。
上图中温度由高到低的顺序为___________,M点的转化率为___________,温度下用分压表示的平衡常数___________。
(2)以为原料,电化学法制备甲酸(甲酸盐)工作原理如图所示。(甲酸化学式:HCOOH)
①b极为直流电源的___________极(填“正”或“负”)
②阳极表面发生的电极反应式为___________。
③若有1mol 通过质子交换膜时,该装置内生成和HCOOH的物质的量共计为__________mol
【答案】(1) ①. ②. ③. ④.
(2) ① 正 ②. ③. 0.75mol
【解析】
【小问1详解】
①根据反应热△H与活化能和关系为△H=正反应活化能-逆反应活化能可知,该反应的;
故答案为:;
②该反应的正反应为气体体积减小的反应,因此反应正向进行程度越大,平衡时容器内压强越小,△p即越大。从到,△p增大,说明反应正向进行程度逐渐增大,已知正反应为放热反应,则温度由到逐渐降低,即;
由题图甲中M点可知,进料比为,平衡时△p=60kPa,已知恒温恒容情况下,容器内气体物质的量之比等于压强之比,可据此列出“三段式”,
,可计算得,;
故答案为:;;;
【小问2详解】
甲醇在右侧电极转化为甲酸,发生氧化反应,因此右侧电极为阳极,直流电源b为正极。膜为质子交换膜,阳极发生的电极反应为,当1mol 通过质子交换膜,说明整个装置转移1mol电子,由和比例关系可计算得到生成和HCOOH的物质的量共计0.75mol;
故答案为:正;;0.75mol。
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