内容正文:
丹东市五校协作体联考化学科试卷
考试时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:Li-7 C-12 N-14 Na-23 S-32 Cl-35.5 Ca-40 Cu-64 Zn-65 Sn-119 Ce-140 O-16
第Ⅰ卷(选择题,45分)
一、单选题(共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一项符合题目要求)
1. 化学与生活密切相关,下列有关说法正确的是
A. 石墨纳米纤维(GNF)是重要的碳质储氢材料,石墨纳米纤维属于有机高分子材料
B. 飞船返回舱使用氮化硅耐高温结构材料,属于分子晶体
C. 华为公司自主研发的“麒麟9000”芯片与中国天眼传输信息用的光导纤维材料的主要成分相同
D. 棉、麻、毛、丝均属于天然纤维
2. 下列化学用语的表达错误的是
A. 基态As原子简化的电子排布式:
B. 的VSEPR模型:
C. HCl分子中键的形成:
D. 用电子式表示的形成过程:
3. 下列过程中的化学反应,相应的离子方程式正确的是
A. 铁粉高温下与水蒸气反应:
B. 过量铁粉加入稀硝酸中:
C. 向氨水中滴入少量硝酸银溶液:
D. 向溶液中通入少量:
4. 可利用反应 处理含剧毒物质氰化钠的废水。设阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是
A. 1mol CN⁻中的共用电子对数目为2NA
B. 溶液中CN⁻的数目为0.1NA
C. 25℃和101 kPa,22.4 L Cl2所含分子个数大于NA
D. 1mol NaCN被氧化为无毒的 CO2和N2转移的电子数目为5NA
5. 下列实验操作所得结论正确的是
选项
实验操作
结论
A
将KI和溶液充分混合后,加入,振荡静置,下层溶液呈紫红色
氧化性:
B
向溶液中滴加几滴氯水,溶液由无色变为黄色
被氧化
C
向热的浓硝酸中加入红热的木炭,继续加热产生红棕色气体
木炭与浓硝酸一定发生了反应
D
向溶液中滴加稀盐酸,产生大量气泡
非金属性:
A. A B. B C. C D. D
6. 某含锰着色剂的化学式为,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中具有正四面体空间结构,结构如图所示。下列说法正确的是
A. 键角: B. 简单氢化物沸点:
C. 第一电离能: D. 最高价氧化物对应的水化物酸性:
7. 下列实验装置或操作正确且能够达到实验目的是
A.进行铝热反应
B.用如图所示装置制取并收集干燥纯净的
C.比较、、非金属性的强弱
D.制备碳酸氢钠
A A B. B C. C D. D
8. 镁及其化合物是用途很广的金属材料,可通过以下步骤从海水中提取镁。下列说法正确的是
A. 试剂①一般选用石灰乳,该步反应的离子方程式为:
B. 溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶可得到无水
C. 工业上通过电解熔融制,故也可以通过电解熔融制
D. 镁合金密度较小,硬度和强度都较大,可用于制作火箭、导弹和飞机的部件
9. 已知热化学方程式:① ;
② ;
③ 。
下列说法错误的是
A. 硫的燃烧热是
B. 由盖斯定律可得出热化学方程式:
C.
D. 在一定条件下,将与放入一密闭容器中充分反应,放出的热量小于98.3kJ
10. 我国是世界第一稀土储量大国和第一生产大国。铈是一种重要的稀土元素,下图是二氧化铈的晶胞结构示意图,晶胞参数为a nm。下列说法错误的是
A. Y 代表
B. X的配位数为8
C. 若Y为晶胞的顶点,则一个晶胞含有8个X
D. CeO2晶体的密度为
11. 锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池,某种锂离子电池的结构示意图如下,它在放电时有关离子转化关系如图所示,下列说法正确的是
A. Li+透过膜除允许Li+通过外,还允许H2O分子通过
B. 充电时,电池内部发生的总反应为Li++Fe2+Li+Fe3+
C. 充电时,钛电极与外电源的负极相连
D. 放电时,进入贮罐的液体发生的离子反应方程式为:
12. 科学家发现某些生物酶体系可以促进和的转移(如、和),能将海洋中的转化为进入大气层,这一过程称为厌氧氨氧化。厌氧氨氧化工艺是目前具有应用前景的污水脱氨工艺。反应过程如图所示。
下列说法正确是
A. 过程Ⅰ中为氧化产物
B. 和中参与反应的数目不相等
C 整个过程,转化向大气释放
D. 过程Ⅲ中每生成转移电子
13. 利用工业废气生产的反应为,向1L密闭容器充入和的混合气体,测得平衡时和与温度T变化关系如图所示(不考虑温度对催化剂活性的影响):下列说法正确的是
A. B.
C 正反应速率: D. 升高温度或增大x值,均能提高平衡转化率
14. 已知化合物A与在一定条件下反应生成化合物B与,其反应历程如图所示,其中TS表示过渡态,I表示中间体。下列说法中正确的是
A. 由图可知反应历程中有六个基元反应
B. 该历程中的最大能垒(活化能)
C. 加入催化剂,可增大活化分子百分数,有效碰撞次数增大
D. 是该历程的决速步骤
15. 用CO还原N2O的方程式为。在体积均为1L的密闭容器,恒温、起始,绝热中分别加入0.1molN2O、0.4molCO和相同催化剂。实验测得A、B容器中N2O的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. A容器中的转化率随时间的变化关系是图中的a曲线
B. 要缩短b曲线对应容器达到平衡的时间,但不改变N2O平衡转化率,在催化剂一定的情况下可采取缩小容器体积的措施
C. 该反应的化学平衡常数K=
D. 该反应是放热反应
第Ⅱ卷(非选择题,共4道题,55分)
16. 是一种高迁移率的新型热电材料,回答下列问题:
(1)单质Sn与干燥反应生成。常温常压下为无色液体,分子的空间构型为:___________。基态Sn原子其价电子排布式为___________。
(2)灰锡的晶体结构与金刚石相似(如下图所示),以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。其中A原子的分数坐标为(1、0、0),则B原子的分数坐标为___________。若灰锡的晶胞边长为apm,则Sn原子之间的最短距离为___________pm。
(3)砷化镓()是一种应用广泛的半导体材料,与、晶体类型相同,其熔点数据如下表,其中Y为___________(填化学式),请解释说明原因___________。
晶体
X
GaP
Y
熔点
1700
1480
1238
17. 硫代硫酸钠()可用作分析试剂,它有较强的还原性,常用于纺织工业中纸浆漂白后的脱氯剂。某兴趣小组设计了利用和、生成,其制备装置图如图(加热和夹持装置略):
(1)装置a的名称为___________,装置a中盛装的试剂名称为___________。
(2)乙装置的作用为___________。
(3)写出丙中反应的化学方程式:___________。
(4)已知脱氯()后的溶液呈强酸性,则其脱氯的离子方程式为:___________。
(5)某实验需要使用溶液,用配制该溶液。
①配制过程中,下列仪器不需要选用的是___________。
A. B. C. D.
②若其他操作均正确,定容时俯视刻度线,配制的溶液浓度___________(填“偏小”“偏大”或“无影响”,下同);容量瓶没有干燥,配制的溶液浓度___________。
(6)在定量实验中,常用溶液测定溶液中的含量,发生的反应为。若某次实验中恰好消耗溶液,理论上转移电子的数目约为___________。
18. 亚铁氰化钾晶体是一种重要的工业原料,俗名黄血盐,可溶于水,难溶于乙醇。研究人员设计了一种从含NaCN的废液中分离提取黄血盐的工艺流程,如图所示。回答下列问题:
(1)Fe周期表中位于第___________周期,第___________族,中配体的配位原子是___________(填元素符号),中C原子的杂化方式为___________。
(2)“反应器”中发生的主要反应的化学方程式为___________。
(3)“过滤1”后可以向滤液中加入少量铁粉,目的是___________。
(4)“除杂”中的作用是___________。
(5)“转化器”中发生反应,生成黄血盐晶体的离子方程式为___________。
(6)“步骤a”操作中使用乙醇洗涤沉淀,原因是___________(答出1点即可)。
19. 在航天服、航天器、空间站等密闭系统中,浓度过大,会导致呼吸急促、头晕头痛、昏迷甚至死亡,以下是清除的两种方式,据此回答下列问题:
(1)“反应”实现了甲烷化,科技人员基于该反应设计如图过程完成空间站中与的循环,从而实现的再生。
①在特定温度下,由稳定态单质生成化合物的焓变叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成焓。表中为几种物质在的标准生成焓。
物质
标准摩尔生成焓
0
则反应 ___________。
②有利于提高反应的转化率的措施有___________、___________。
③一定条件下,分解形成碳反应历程如图所示,决速步骤的反应方程式为___________。
(2)航天员呼吸产生的还可以利用反应:代替反应。在一容积可变的密闭容器中充入和,容积为,的平衡转化率与温度压强的关系如图所示:
①压强___________(填“>”“<”或“=”)。
②温度下,该反应的平衡常数___________该反应在A、B、C三点条件下的平衡常数的大小关系为:___________。
(3)光催化可制备甲烷实现的再生,其原理如图所示。回答下列问题:
①a区的电极反应式为___________。
②该装置若生成,则理论上除去的体积约为___________L(标准状况下)。
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丹东市五校协作体联考化学科试卷
考试时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:Li-7 C-12 N-14 Na-23 S-32 Cl-35.5 Ca-40 Cu-64 Zn-65 Sn-119 Ce-140 O-16
第Ⅰ卷(选择题,45分)
一、单选题(共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一项符合题目要求)
1. 化学与生活密切相关,下列有关说法正确的是
A. 石墨纳米纤维(GNF)是重要的碳质储氢材料,石墨纳米纤维属于有机高分子材料
B. 飞船返回舱使用氮化硅耐高温结构材料,属于分子晶体
C. 华为公司自主研发的“麒麟9000”芯片与中国天眼传输信息用的光导纤维材料的主要成分相同
D. 棉、麻、毛、丝均属于天然纤维
【答案】D
【解析】
【详解】A.石墨纳米纤维属于新型无机非金属材料,A错误;
B.氮化硅耐高温属于共价晶体,B错误;
C.芯片主要成分为硅,光导纤维材料主要成分二氧化硅,C错误;
D.棉、麻主要成分为纤维素,毛、丝主要成分为蛋白质,均属于天然纤维,D正确;
故答案为:D。
2. 下列化学用语的表达错误的是
A. 基态As原子简化的电子排布式:
B. VSEPR模型:
C. HCl分子中键形成:
D. 用电子式表示的形成过程:
【答案】B
【解析】
【详解】A.砷为第VA族元素,电子排布式为[Ar]3d104s24p3,A正确;
B.中心N原子价层电子对数为,价层电子对互斥(VSEPR)模型为四面体形,B错误;
C.HCl分子中σ键的形成为s—pσ键,形成过程为:,C正确;
D.硫化钠为离子化合物,一个钠原子失去一个电子,一个硫原子得到两个电子,则用电子式表示Na2S的形成过程为:,D正确;
故选:B。
3. 下列过程中的化学反应,相应的离子方程式正确的是
A. 铁粉高温下与水蒸气反应:
B. 过量铁粉加入稀硝酸中:
C. 向氨水中滴入少量硝酸银溶液:
D. 向溶液中通入少量:
【答案】C
【解析】
【详解】A.铁粉高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,反应为:,故A错误;
B.过量的铁与反应生成,反应离子方程式为:,故B错误;
C.向氨水中滴入少量硝酸银溶液最终生成,离子方程式为:,故C正确;
D.与发生氧化还原反应生成反应离子方程式为:,故D错误;
故选:C。
4. 可利用反应 处理含剧毒物质氰化钠的废水。设阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是
A. 1mol CN⁻中的共用电子对数目为2NA
B. 溶液中CN⁻的数目为0.1NA
C. 25℃和101 kPa,22.4 L Cl2所含分子个数大于NA
D. 1mol NaCN被氧化为无毒的 CO2和N2转移的电子数目为5NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.的结构式为:,所以1mol CN⁻中的共用电子对数目为3NA,A错误;
B.为弱酸根离子,在水溶液会发生水解,所以溶液中CN⁻的数目小于0.1NA,B错误;
C.25℃和101 kPa,,22.4 L Cl2的物质的量,所含分子个数小于NA,C错误;
D.中C的化合价为+2,生成,化合价升高2价,N的化合价为-3,生成,升高3价,1mol NaCN被氧化时转移的电子数目为5NA,D正确;
故选D。
5. 下列实验操作所得结论正确的是
选项
实验操作
结论
A
将KI和溶液充分混合后,加入,振荡静置,下层溶液呈紫红色
氧化性:
B
向溶液中滴加几滴氯水,溶液由无色变为黄色
被氧化
C
向热的浓硝酸中加入红热的木炭,继续加热产生红棕色气体
木炭与浓硝酸一定发生了反应
D
向溶液中滴加稀盐酸,产生大量气泡
非金属性:
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.由现象可知,下层溶液呈紫红色,说明有I2生成,铁离子氧化碘离子生成碘单质,氧化性:Fe3+>I2,A正确;
B.I-也具有强的还原性,能被氯气氧化为碘单质,碘单质溶于水也呈黄色,因此不能说明被氧化,B错误;
C.浓硝酸受热易分解,分解也产生红棕色气体NO2,C错误;
D.比较非金属性,必须是最高价氧化物对应的水化物,即对比高氯酸与硫酸的酸性,D错误;
故选:A
6. 某含锰着色剂的化学式为,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中具有正四面体空间结构,结构如图所示。下列说法正确的是
A. 键角: B. 简单氢化物沸点:
C. 第一电离能: D. 最高价氧化物对应的水化物酸性:
【答案】C
【解析】
【分析】由题意,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中具有正四面体空间结构,可知为,故Y为H,X为N;同时分析结构,可知Q正常情况应该成两根键,Q为ⅥA的元素,同时Z也成5根键,Z为ⅤA的元素,故Q为O,Z为P。
【详解】A.和都是sp3杂化,但是中有一对孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用更大,在一个是三角锥形结构,而是正四面体结构,故键角:<,A错误;
B.X、Q、Z分别为N、O、P,沸点顺序为,正确顺序为Q>X>Z,B错误;
C.同主族元素从上到下第一电离能减小,同周期从左到右第一电离能有增大的趋势,故第一电离能:N>O>Mn,C正确;
D.Z的最高价氧化物对应的水化物为,X最高价氧化物对应的水化物为,前者为中强酸而后者为强酸,D错误;
故选C。
7. 下列实验装置或操作正确且能够达到实验目的是
A.进行铝热反应
B.用如图所示装置制取并收集干燥纯净的
C.比较、、非金属性的强弱
D.制备碳酸氢钠
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.点燃Mg条,引发铝热反应,氯酸钾作助燃剂,Al与氧化铁反应生成氧化铝和Fe,该装置可以进行铝热反应,A正确;
B.的密度比空气小,应该用向下排空气法收集,B错误;
C.浓硝酸具有挥发性,与碳酸钠反应生成的二氧化碳中混有硝酸蒸气,硝酸也可以和硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀,该装置不变比较、、非金属性的强弱,C错误;
D.氨气极易溶于水,制备碳酸氢钠的装置中,通氨气的导气管不能插入液面以下,D错误;
故选A。
8. 镁及其化合物是用途很广的金属材料,可通过以下步骤从海水中提取镁。下列说法正确的是
A. 试剂①一般选用石灰乳,该步反应的离子方程式为:
B. 溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶可得到无水
C. 工业上通过电解熔融制,故也可以通过电解熔融制
D. 镁合金密度较小,硬度和强度都较大,可用于制作火箭、导弹和飞机的部件
【答案】D
【解析】
【分析】从海水中提取镁的流程为:将石灰乳加到浓缩过的海水中,将转化为沉淀,过滤后再用盐酸将沉淀溶解生成溶液,蒸发结晶得晶体,再将晶体在氯化氢气流中加热失去结晶水得无水,最后电解熔融的无水,生成单质,据此分析回答。
【详解】A.试剂①一般选用石灰乳,石灰乳不能拆开,保留为化学式,正确的离子方程式为:,A错误;
B.溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶得到的为晶体,为了防止晶体加热过程发生水解,一般将晶体在氯化氢气流中加热失去结晶水得无水,B错误;
C.是共价化合物,熔融时不导电,不能通过电解熔融氯化铝的方法制取铝,应采用冰晶石降低氧化铝的熔点,然后电解熔融氧化铝制取铝,C错误;
D.镁合金的主要特点包括密度较小、硬度和强度较高等,具有优异的物理和机械性能,广泛用于航空航天、汽车、电子等多个领域,可用于制作火箭、导弹和飞机的部件,D正确;
故答案为:D。
9. 已知热化学方程式:① ;
② ;
③ 。
下列说法错误的是
A. 硫的燃烧热是
B. 由盖斯定律可得出热化学方程式:
C
D. 在一定条件下,将与放入一密闭容器中充分反应,放出的热量小于98.3kJ
【答案】C
【解析】
【详解】A.燃烧热的概念是1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,S的温度氧化物为,结合反应①可知硫的燃烧热是,故A正确;
B.由盖斯定律可知可由2×③-3×①得到,,故B正确;
C.等量的能量高于,则燃烧放热更多, ,故C错误;
D.由反应②可知与完全反应时放出98.3kJ热量,而该反应为可逆反应,将与放入一密闭容器中充分反应时,反应不能完全进行,则放出的热量小于98.3kJ,故D正确;
故选:C。
10. 我国是世界第一稀土储量大国和第一生产大国。铈是一种重要的稀土元素,下图是二氧化铈的晶胞结构示意图,晶胞参数为a nm。下列说法错误的是
A. Y 代表
B. X的配位数为8
C. 若Y为晶胞的顶点,则一个晶胞含有8个X
D. CeO2晶体的密度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据晶胞图可知,X位于顶点和面心,共4个,Y位于晶胞体内,为8个,故X代表Ce4+,Y代表O2−,A正确;
B.根据晶胞图可知,X位于8个Y构成的正方体的体心,配位数为8,B正确;
C.若Y为晶胞的顶点,则新晶胞中Y位于顶点、棱心、面心,共8个,由Ce4+、O2−个数比2:1,可知一个晶胞含有4个X,C错误;
D.1个晶胞中有4个Ce4+,8个O2−,故1mol晶胞质量为4×172g,其体积为NA×a3×10-21cm-3,故密度为,D正确;
故答案选C。
11. 锂离子电池已经成为应用最广泛的可充电电池,某种锂离子电池的结构示意图如下,它在放电时有关离子转化关系如图所示,下列说法正确的是
A. Li+透过膜除允许Li+通过外,还允许H2O分子通过
B. 充电时,电池内部发生的总反应为Li++Fe2+Li+Fe3+
C. 充电时,钛电极与外电源的负极相连
D. 放电时,进入贮罐的液体发生的离子反应方程式为:
【答案】B
【解析】
【详解】A.该电池的负极是金属锂,Li+透过膜除允许Li+通过外,不允许H2O分子通过,否则水会和Li反应,故A错误;
B.电池反应为Li+Fe3+=Li++Fe2+,则充电时发生的反应为Li++Fe2+Li+Fe3+,故B正确;
C.钛电极是电池的正极,充电时,应该与外电源的正极相连,故C错误;
D.放电时,正极上发生得电子的还原反应,即Fe3++e-=Fe2+, 在贮罐中Fe2+与发生氧化还原反应,故D错误;
答案选B。
12. 科学家发现某些生物酶体系可以促进和的转移(如、和),能将海洋中的转化为进入大气层,这一过程称为厌氧氨氧化。厌氧氨氧化工艺是目前具有应用前景的污水脱氨工艺。反应过程如图所示。
下列说法正确的是
A. 过程Ⅰ中为氧化产物
B. 和中参与反应的数目不相等
C. 整个过程,转化向大气释放
D. 过程Ⅲ中每生成转移电子
【答案】C
【解析】
【分析】从图中可以看出,一共有三个过程,I:,II:,III:。
【详解】A.过程I中,N元素化合价降低生成NO,则NO为还原产物,A错误;
B.由图示可知,过程I为NO在酶1的作用下转化为NO和H2O,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知,反应的离子方程式为:I:,生成1molNO,a过程转移消耗2molH+,过程II为NO和铵根在酶2的作用下发生氧化还原反应生成H2O和N2H4,依据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可知,反应的离子方程式为:,消耗1molNO,b过程转移消耗2molH+,消耗H+相等,B错误;
C.过程Ⅰ→Ⅲ的总反应为,转化1mol生成1molN2,C正确;
D.III:,每生成转移4mol电子,D错误;
故答案为:C。
13. 利用工业废气生产的反应为,向1L密闭容器充入和的混合气体,测得平衡时和与温度T变化关系如图所示(不考虑温度对催化剂活性的影响):下列说法正确的是
A. B.
C. 正反应速率: D. 升高温度或增大x值,均能提高平衡转化率
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,增大,温度降低,生成物氢气的物质的量减小,说明平衡向逆反应方向移动,该反应为吸热反应,反应的焓变ΔH>0,A错误;
B.由图可知,温度为时,氢气和硫化氢的物质的量分别为2mol和1mol,生成2mol氢气需消耗1mol硫化氢,由方程式可得:x=1mol+1mol=2mol,B正确;
C.由图可知,a点反应温度大于b点,温度越高反应速率越快,则a点反应速率大于b点,C错误;
D.增大x值,反应物硫化氢的浓度增大,平衡向正反应方向移动,但硫化氢的转化率减小,D错误;
故选B。
14. 已知化合物A与在一定条件下反应生成化合物B与,其反应历程如图所示,其中TS表示过渡态,I表示中间体。下列说法中正确的是
A. 由图可知反应历程中有六个基元反应
B. 该历程中的最大能垒(活化能)
C. 加入催化剂,可增大活化分子百分数,有效碰撞次数增大
D. 是该历程的决速步骤
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,反应历程中有3个过渡态,有3个基元反应,故A错误;
B.该历程中的最大能垒(活化能),故B错误;
C.加入催化剂,降低活化能,增大活化分子百分数,有效碰撞次数增大,故C正确;
D.活化能越大,反应速率越慢,慢反应为决速步骤,是该历程的决速步骤,故D错误;
选C。
15. 用CO还原N2O的方程式为。在体积均为1L的密闭容器,恒温、起始,绝热中分别加入0.1molN2O、0.4molCO和相同催化剂。实验测得A、B容器中N2O的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. A容器中的转化率随时间的变化关系是图中的a曲线
B. 要缩短b曲线对应容器达到平衡的时间,但不改变N2O平衡转化率,在催化剂一定的情况下可采取缩小容器体积的措施
C. 该反应的化学平衡常数K=
D. 该反应是放热反应
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.根据图象,a曲线比b曲线达到平衡的时间短,a曲线的反应速率比b曲线快,a曲线的温度比b曲线高,平衡时N2O的转化率:a曲线比b曲线小,说明升高温度平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,容器A为恒温容器,容器B为绝热容器,容器B中随着反应的进行温度升高,故曲线a代表B容器中的转化率随时间的变化关系,曲线b代表A容器中的转化率随时间的变化关系,A错误;
B.该反应为反应前后气体分子数不变的反应,缩小容器的体积,增大压强,化学反应速率加快、达到平衡的时间缩短,但平衡不移动,N2O的平衡转化率不变,故要缩短b曲线对应容器达到平衡的时间,但不改变N2O平衡转化率,在催化剂一定的情况下可采取缩小容器体积的措施,B正确;
C.根据b曲线知,500℃N2O的平衡转化率为25%,用三段式 ,则该反应的平衡常数K===,C正确;
D.根据A项分析,该反应为放热反应,D正确;
答案选A。
第Ⅱ卷(非选择题,共4道题,55分)
16. 是一种高迁移率的新型热电材料,回答下列问题:
(1)单质Sn与干燥反应生成。常温常压下为无色液体,分子的空间构型为:___________。基态Sn原子其价电子排布式为___________。
(2)灰锡的晶体结构与金刚石相似(如下图所示),以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。其中A原子的分数坐标为(1、0、0),则B原子的分数坐标为___________。若灰锡的晶胞边长为apm,则Sn原子之间的最短距离为___________pm。
(3)砷化镓()是一种应用广泛的半导体材料,与、晶体类型相同,其熔点数据如下表,其中Y为___________(填化学式),请解释说明原因___________。
晶体
X
GaP
Y
熔点
1700
1480
1238
【答案】(1) ①. 正四面体形 ②.
(2) ①. ②.
(3) ①. GaAs ②. GaAs与GaN、GaP均为共价晶体,原子半径:r(N)<r(P)<r(As),键长:Ga-N<Ga-P<Ga-As,键长越短,键能越大,熔点越高,所以熔点:GaN>GaP>GaAs,则表中Y为GaAs(符合题意即可)
【解析】
【小问1详解】
Sn为ⅣA族元素,中心原子价层电子对数为4,且没有孤电子对,空间构型为正四面体形。基态Sn原子其价电子排布式为;
【小问2详解】
由A点坐标及B在晶胞中的位置可知B的分数坐标为:;Sn原子间的最短距离为体对角线的四分之一,长度为: pm;
【小问3详解】
GaAs与GaN、GaP均为共价晶体,原子半径:r(N)<r(P)<r(As),键长:Ga-N<Ga-P<Ga-As,键长越短,键能越大,熔点越高,所以熔点:GaN>GaP>GaAs,则表中Y为GaAs。
17. 硫代硫酸钠()可用作分析试剂,它有较强的还原性,常用于纺织工业中纸浆漂白后的脱氯剂。某兴趣小组设计了利用和、生成,其制备装置图如图(加热和夹持装置略):
(1)装置a的名称为___________,装置a中盛装的试剂名称为___________。
(2)乙装置的作用为___________。
(3)写出丙中反应的化学方程式:___________。
(4)已知脱氯()后的溶液呈强酸性,则其脱氯的离子方程式为:___________。
(5)某实验需要使用溶液,用配制该溶液。
①配制过程中,下列仪器不需要选用的是___________。
A. B. C. D.
②若其他操作均正确,定容时俯视刻度线,配制的溶液浓度___________(填“偏小”“偏大”或“无影响”,下同);容量瓶没有干燥,配制的溶液浓度___________。
(6)在定量实验中,常用溶液测定溶液中的含量,发生的反应为。若某次实验中恰好消耗溶液,理论上转移电子的数目约为___________。
【答案】(1) ①. 恒压滴液漏斗 ②. 浓硫酸
(2)防止丙中溶液倒吸
(3)
(4)
(5) ①. D ②. 偏大 ③. 无影响
(6)(或)
【解析】
【分析】甲中浓硫酸和亚硫酸钠反应制备二氧化硫,乙装置防止丙中溶液倒吸,丙中和、生成,发生氧化还原反应:,最后用氢氧化钠吸收多余的二氧化硫,防止污染。
【小问1详解】
装置a的名称为恒压滴液漏斗;由分析可知,装置a中盛装的试剂为浓硫酸;
【小问2详解】
易溶于水,在吸收时要防止倒吸,所以乙装置的作用为防止丙中溶液倒吸;
【小问3详解】
丙中和、反应生成,化学方程式为;
【小问4详解】
吸收,被氧化为硫酸根离子,被还原为氯离子,根据得失电子守恒,反应的离子方程式为:;
【小问5详解】
①配制溶液过程中,称量时需要用到托盘天平,溶液过程中需要用到烧杯,定容时需要胶头滴管,故不需要用到的仪器是D具支试管;
②若其他操作均正确,定容时俯视刻度线,实际溶液的体积减小,则配制的溶液浓度偏大;容量瓶没有干燥,存在蒸馏水,后续用蒸馏水定容时溶液体积未改变,配制的溶液浓度不会改变;
【小问6详解】
根据可知,消耗时转移,故当消耗溶液,转移或者;
18. 亚铁氰化钾晶体是一种重要的工业原料,俗名黄血盐,可溶于水,难溶于乙醇。研究人员设计了一种从含NaCN的废液中分离提取黄血盐的工艺流程,如图所示。回答下列问题:
(1)Fe周期表中位于第___________周期,第___________族,中配体的配位原子是___________(填元素符号),中C原子的杂化方式为___________。
(2)“反应器”中发生的主要反应的化学方程式为___________。
(3)“过滤1”后可以向滤液中加入少量铁粉,目的是___________。
(4)“除杂”中的作用是___________。
(5)“转化器”中发生反应,生成黄血盐晶体的离子方程式为___________。
(6)“步骤a”操作中使用乙醇洗涤沉淀,原因是___________(答出1点即可)。
【答案】(1) ①. 四 ②. Ⅷ ③. C ④. sp(杂化)
(2)
(3)防止被氧化
(4)除去过量的
(5)
(6)降低产品的溶解度,减少损失;带走沉淀表面的水分(合理即可)
【解析】
【分析】反应器中NaCN、FeSO4、CaCl2反应生成CaSO4,根据质量守恒和最终产物推断反应生成、;主要反应化学方程式为;过滤后滤渣1中含CaSO4,滤液中加碳酸钠溶液除去过量的Ca2+,过滤后滤渣2为碳酸钙,滤液中主要为和NaCl;转化过程加入KCl溶液后生成K4[Fe(CN)6],过滤后,用乙醇洗涤沉淀,干燥,得到。
【小问1详解】
Fe是26号元素,在周期表中位于第四周期,第Ⅷ族;中配体中C、N原子都含有孤电子对,电负性:C<N,N配位能力弱,所以配位原子是C;中C原子有1个孤电子对、1个σ键,杂化方式为sp。
【小问2详解】
“反应器”中反应生成、、沉淀,主要反应的化学方程式为。
【小问3详解】
中Fe为+2价,易被氧化;“过滤1”后向滤液中加入少量铁粉,目的是防止被氧化;
【小问4详解】
“除杂”中的作用是,生成碳酸钙沉淀除去过量Ca2+;
【小问5详解】
“转化器”中和KCl发生反应生成沉淀和氯化钠,生成黄血盐晶体的离子方程式为;
【小问6详解】
黄血盐难溶于乙醇,“步骤a”操作中使用乙醇洗涤沉淀,可以降低产品的溶解度,减少损失;乙醇易挥发,带走沉淀表面的水分。
19. 在航天服、航天器、空间站等密闭系统中,浓度过大,会导致呼吸急促、头晕头痛、昏迷甚至死亡,以下是清除的两种方式,据此回答下列问题:
(1)“反应”实现了甲烷化,科技人员基于该反应设计如图过程完成空间站中与的循环,从而实现的再生。
①在特定温度下,由稳定态单质生成化合物的焓变叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成焓。表中为几种物质在的标准生成焓。
物质
标准摩尔生成焓
0
则反应 ___________。
②有利于提高反应的转化率的措施有___________、___________。
③一定条件下,分解形成碳的反应历程如图所示,决速步骤的反应方程式为___________。
(2)航天员呼吸产生的还可以利用反应:代替反应。在一容积可变的密闭容器中充入和,容积为,的平衡转化率与温度压强的关系如图所示:
①压强___________(填“>”“<”或“=”)。
②温度下,该反应的平衡常数___________该反应在A、B、C三点条件下的平衡常数的大小关系为:___________。
(3)光催化可制备甲烷实现的再生,其原理如图所示。回答下列问题:
①a区的电极反应式为___________。
②该装置若生成,则理论上除去的体积约为___________L(标准状况下)。
【答案】(1) ①. -164.98 ②. 降低温度 ③. 增大压强 ④.
(2) ①. < ②. 0.5 ③. KA=KB>KC
(3) ①. ②. 11.2
【解析】
【小问1详解】
①由题干可知,
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.51kJ/mol;
②C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-74.85kJ/mol;
③H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.82kJ/mol;
方程式②-①+③得到:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g),故ΔH=-74.85kJ/mol-(-393.51kJ/mol)+2(-241.82kJ/mol)=-164.98kJ/mol;
②该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向进行;该反应为气体分子数减小的反应,增大压强,平衡向着正向进行;
③反应活化能越大,反应速率越慢,慢反应为整个过程的决速步,则决速步为:;
【小问2详解】
①温度相同的情况下,CO2在p1的转化率低于在p2的转化率,说明p1<p2;
②根据三段式:
由于容积可变,则反应后的容积为V==2.5L,平衡常数K====0.5;同一压强下,随着温度升高,B到C点,CO2的转化率降低,温度升高平衡逆向进行,说明该反应为放热反应,K受温度影响,T2>T1,KC<KB,A、B在同一温度下,平衡常数相同,故KA=KB>KC;
【小问3详解】
①a区得电子,发生还原反应,;
②根据每生成1mol O2转移4mol电子,当转移4mol电子消耗0.5mol CO2,则标准状况下CO2的气体体积为11.2L。
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