内容正文:
综合01 高二压轴80题
九大高频考向概览
考向01 化学反应与能量
考向02 化学反应速率与化学平衡
考向03 弱电解质的电离 溶液的酸碱性
考向04 盐类的水解 粒子浓度比较
考向05 沉淀溶解平衡
考向06 原电池与化学电源
考向07 电解原理及其应用
考向08 原子结构与性质(选必2)
考向09 原理综合与实验探究题(非选择题)
地 城
考向01
化学反应与能量
1.(2024-2025高二上·辽宁五校·期末)下列说法错误的是
A.铝热反应是放热反应,但需要足够的热量才能使反应发生
B. ,则稀和稀完全反应生成1mol时,放出热量大于57.3kJ
C.已知 ; ,则
D. ,则的燃烧热小于
2.(2024-2025高二上·辽宁协作体·期末)在同温同压下,下列各组热化学方程式中,的是
选项
I
Ⅱ
A
B
C
D
A.A B.B C.C D.D
3.(2024-2025高二上·黑龙江德强高中·期末)已知: ,键的键能为,中键的键能为,的结构为。则键的键能为
A. B.
C. D.
4.(2024-2025高二上·黑龙江德强高中·期末)常温常压下,下列热化学方程式书写正确的是
选项
已知条件
热化学方程式
A
的标准燃烧热
B
完全燃烧生成液态水和,放出的热量
C
石墨比金刚石能量少
(石墨,)(金刚石,)
D
分解生成和气体,吸收热量
A.A B.B C.C D.D
5.(2024-2025高二上·吉林松原·期末)几种物质间转化反应的焓变如图所示。下列说法错误的是
A. B.
C. D.
6.(2024-2025高二上·吉林松原·期末)下列有关反应热的说法正确的是
A.已知S(正交,s)(单斜,s) ,则单斜硫比正交硫稳定
B. ,b不属于碳的燃烧热,
C.的燃烧热是,则反应的反应热
D.25℃、101kPa时, ,则含0.5mol的稀硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放出的热量为57.3kJ
7.(2024-2025高二上·吉林松原·期末)反应的能量变化如左图所示,中和反应反应热测定的实验装置如图所示。下列说法正确的是
A.图实验中每次必须在温度计示数稳定后再读数
B.进行图实验时,向内筒倒入盐酸和NaOH溶液时应缓慢注入,以防液滴飞溅
C.的逆反应活化能大于正反应活化能,该反应为放热反应
D.通过压缩容器体积增大体系压强,可提高活化分子百分数,加快反应速率
地 城
考向02
化学反应速率与化学平衡
8.(2024-2025高二上·内蒙古锡林郭勒·期末)向刚性密闭容器甲、乙中分别加入物质的量均为1mol的X和Y,发生反应: ,已知容器甲、乙的体积比为1∶2,达到平衡时,测得M的物质的量浓度与温度和容器容积的关系如图所示。已知容器乙中反应在条件下经过xmin达到平衡。下列说法正确的是
A. B.压强:
C.平衡常数: D.0~xmin内,容器乙中mol·L-1·min-1
9.(2024-2025高二上·吉林松原·期末)一定温度下,向某1L恒容密闭容器中充入1.0mol发生反应 ,测定实验数据得到和的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.的分解反应在高温条件下能自发进行
B.若平衡时压缩容器体积,反应重新达到平衡,曲线Ⅰ的g点可能变为c点
C.若平衡时升高温度,反应重新达到平衡,曲线Ⅱ的h点可能变为e点
D.该温度下,反应的平衡常数
10.(2024-2025高二上·吉林长春·期末)金属硫化物(MxSy)催化反应CH4(g)+2H2S(g)=CS2(g)+4H2(g),既可以除去天然气中的H2S,又可以获得H2。下列说法正确的是
A.题图所示的反应机理中,步骤Ⅰ可理解为H2S中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用
B.该反应的平衡常数K=
C.该反应的ΔS<0
D.该反应中每消耗1molH2S,转移电子的数目约为2×6.02×1023
11.(2024-2025高二上·吉林白城·期末)甲醇重整制氢涉及三个反应:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
反应Ⅰ和反应Ⅱ不同温度下的平衡常数如下表:
反应
Ⅰ
0.5535
185.8
9939.5
Ⅱ
872.7
下列说法正确的是
A.相同温度下,
B.反应Ⅰ、Ⅱ在低温下可自发进行
C.恒容恒温体系中,反应达平衡后充入稀有气体,体系压强增大,反应Ⅱ平衡逆移
D.时,向起始容积相同的恒压和恒容两个容器中,均充入与,恒压条件下的平衡产率更高
12.(2024-2025高二上·辽宁五校·期末)活性炭还原可防止空气污染,其反应原理:。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平衡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、D四个点,只有C点和D点的,图2中E点的小于F点的
B.在恒温恒容下,向图2中G点体系中再充入一定量的,与原平衡相比,的平衡转化率减小
C.图2中G点平衡常数
D.图2中E点的体积分数为50%
13.(2024-2025高二上·辽宁协作体·期末)近年来,研究者开发出新工艺利用乙酸合成乙酸乙酯,使生产成本明显降低。一定温度下,向某恒容密闭容器中充入0.2mol乙烯(g)与0.2mol乙酸(g),发生的反应为 ,测得在不同压强下乙酸乙酯的产率随温度(T)的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.压强:
B.正反应速率:
C.该反应的平衡常数:
D.该反应的正反应活化能大于逆反应的活化能
14.(2024-2025高二上·黑龙江大庆·期末)氢能是一种重要的清洁能源,由HCOOH可以制得H2.在催化剂作用下,HCOOH催化释放氢的反应机理和相对能量的变化情况分别如图1和图2所示。下列叙述错误的是
A.HCOOH催化释放氢的过程中有极性键的断裂和非极性键的形成
B.在催化剂表面解离C-H键比解离O-H键难
C.步骤③中每生成2gH2,转移电子的数目约为2×6.02×1023
D.其他条件不变时,以HCOOK溶液代替HCOOH能提高释放氢气的纯度
15.(2024-2025高二上·黑龙江大庆·期末)为探究Fe2+是否与SCN-发生反应,某化学小组进行了如下两组实验:
下列说法错误的是
A.②中溶液变为深红色,证明还原性Fe2+>SCN-
B.通过②和⑤对比,能证明①中:SCN-与Fe2+已经发生反应
C.③比⑥红色深是因为③中的Fe3+浓度大,证明①中Fe2+与SCN-发生反应
D.①中FeCO3的沉淀溶解平衡正向移动
16.(2024-2025高二上·内蒙古包头·期末)以物质的量之比为1:2向桓压密闭容器中充入X,Y,发生反应 ,相同时间内测得Z的产率和Z在不同温度下的平衡产率随温度的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.Q点,N点均已达到平衡状态 B.M,N点反应物分子的有效碰撞几率不同
C.升温平衡逆向移动,说明 D.由于温度低导致反应速率慢M点未达平衡
17.(2024-2025高二上·内蒙古包头·期末)环己烷有椅型、半椅型、船型,扭船型等多种结构,在一定温度和压强下不同结构的能且不同,它们的相对能量如图所示。下列说法错误的是
A.相同条件下,椅型结构最稳定
B.一定条件下,扭船型椅型是自发的
C.经过(椅型扭船型船型)
D.椅型转化成船型正反应的活化能大于逆反应的活化能
地 城
考向03
弱电解质的电离 溶液的酸碱性
18.(2024-2025高二上·内蒙古赤峰·期末)高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸,其酸性在水溶液中差别不大。以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数:
酸
HCl
由以上表格中数据判断以下说法不正确的是
A.在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离
B.在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中酸性最强的酸
C.在冰醋酸中硫酸的电离方程式为
D.水对这四种酸的强弱没有区分能力,但冰醋酸可以区分这四种酸的强弱
19.(2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末)连二次硝酸()是一种二元酸,可用于制气体。常温下,用0.01mol/L的NaOH溶液滴定10mL0.01mol/L溶液,测得溶液pH与NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法错误的是
A.a、b、c三点,水的电离程度最小的是c
B.常温下的为
C.a点时溶液中
D.c点时溶液中各离子浓度大小的关系为:
20.(2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末)25℃时,下列说法中正确的是
A.pH=7的溶液中:Fe3+、Al3+、SO、Cl-能大量共存
B.已知电离常数:H2CO3>HClO>,向NaClO溶液中通入少量二氧化碳:ClO-+CO2+H2O= HClO+
C.已知的Ka1=10-1.2 , Ka2= 10-4.2 ,0.1 mol·L-1 KHC2O4溶液中,粒子浓度关系满足c(K+)>c(HC2O) > c(H2C2O4)>c(C2O)
D.水电离出c(H+)×c(OH-)= 10-20的溶液中Na+、ClO-、、可能大量共存
21.(2024-2025高二上·黑龙江德强高中·期末)乳酸(LAC)是一种有机弱酸,可用于制备聚乳酸(PLA)生物可降解性塑料。常温下,不能证明乳酸是弱酸的实验事实是
A.0.1mol/L乳酸溶液的
B.的乳酸溶液加水稀释10倍后,
C.乳酸溶液能与溶液反应生成
D.等体积等pH的盐酸和乳酸与足量锌粒反应,乳酸产生多
22.(2024-2025高二上·吉林通化·期末)“火星上‘找’到水的影子”被《科学》杂志评为10大科技突破之一。某温度下,重水(D2O)的离子积,可以用pH一样的定义来规定。下列说法错误的是
A.重水是极弱的电解质,将金属Na加入重水中,重水的电离程度增大
B.该温度下,纯重水的
C.该温度下,1 L含0.01 mol DCl的重水溶液,其pD=2
D.该温度下,在100 mL的DCl重水溶液中,加入100 mL NaOD的重水溶液,充分反应后溶液的pD=13(忽略溶液体积的变化)
23.(2024-2025高二上·吉林通化·期末)HA为一元弱酸,其电离是吸热过程,平衡体系中各成分的分布分数为,(其中X为HA或)。常温条件下,与pH的关系如图所示,下列说法错误的是
A.为HA的分布曲线 B.
C.pH=5时,溶液中 D.若升高温度,a点向右移动
24.(2024-2025高二上·辽宁沈阳·期末)下列关于溶液的叙述正确的是
A.时,的醋酸溶液和的溶液等体积混合,所得溶液
B.常温下,在的氨水与的氨水中,前者多
C.中和相同体积、相同的盐酸和醋酸,消耗的物质的量盐酸比醋酸大
D.的酸与的溶液等体积混合溶液中,一定有:
25.(2024-2025高二上·辽宁·期末)含氰废水中氰化物主要形态是HCN和CN-。氰化物浓度较低时,可在碱性条件下用H2O2将其转化为N2。浓度较高时,用Fe、K2CO3溶液与HCN反应生成、H2和CO2。已知酸性:。下列化学反应表示错误的是
A. K2CO3溶液与足量HCN溶液反应:
B.向NaCN溶液中通入少量CO2:
C.碱性条件下H2O2与CN-反应:
D.Fe、K2CO3溶液与HCN溶液反应:
26.(2024-2025高二上·辽宁点石联考·期末)常温下,下列离子组在限定条件下一定能大量共存的是
选项
限定条件
离子组
A
试纸检测显红色的溶液中
、、、
B
浓氨水中
、、、
C
水电离出的为的溶液中
、、、
D
澄清透明的溶液中
、、、
A.A B.B C.C D.D
27.(2024-2025高二上·内蒙古包头·期末)溶液的酸碱性对人类的生产,生活有十分重要的影响。下列有关叙述中正确的是
A.100℃时纯水的,所以纯水在100℃时显酸性
B.将的盐酸稀释1000mL,所得溶液的pH为9
C.醋酸溶液与等体积水混合后
D.常温下,的醋酸与的氢氧化钠溶液等体积混合后
28.(2024-2025高二上·内蒙古通辽·期末)常温下,溶液中含碳微粒的物质的量百分数与pH的关系如图所示。人体血浆中最重要的缓冲体系是碳酸氢盐,正常人的血液的pH在7.35~7.45,血浆中pH与含碳微粒的关系为:。下列说法正确的是
A.曲线b表示随溶液pH变化的曲线
B.人体中的血浆和常温下溶液中的均为
C.当血浆中增大时,pH一定增大
D.当血浆的pH=7.2时,则发生酸中毒,此时是的10倍
地 城
考向04
盐类的水解 粒子浓度比较
29.(2024-2025高二上·内蒙古包头·期末)下列应用问题,主要涉及的反应原理与盐的水解无关的是
A.用热的纯碱溶液清洗炊具
B.向溶液中滴加氯水除去混有的
C.溶液可作焊接金属时的除锈剂
D.实验室配制溶液时,在溶液中加入少量的盐酸
30.(2024-2025高二上·内蒙古通辽·期末)常温时,用的盐酸滴定的溶液,滴加盐酸的体积为V(已知的电离常数,忽略的挥发)。下列说法正确的是
A.时,
B.时,溶液
C.时,
D.时,
31.(2024-2025高二上·辽宁抚顺·期末)常温下,用溶液分别滴定浓度均为的溶液和溶液,所得滴定曲线如图所示。下列说法错误的是
已知:,。
A.常温下,溶液中,
B.常温下,
C.的过程中,溶液中水的电离程度一直增大
D.常温下,溶液中,
32.(2024-2025高二上·辽宁协作体·期末)常温下,向溶液中缓慢通入氨气,测得混合溶液的pH与的关系如图所示,下列说法错误的是
已知:常温下,,,。
A.
B.常温下,
C.x点对应溶液中,
D.常温下,溶液中,
33.(2024-2025高二上·辽宁协作体·期末)在日常生活中,经常用和混合溶液制成的泡沫灭火剂来灭火,下列说法正确的是
A.溶液中,
B.溶液中,
C.常温下,在溶液中,
D.上述发生主要反应的离子方程式为
34.(2024-2025高二上·吉林松原·期末)常温下,用的NaOH溶液滴定20.00mL未知浓度的二元酸溶液,溶液的pH、分布系数δ随滴加NaOH溶液体积的变化关系如图所示[分布系数[,X为、或]。下列说法正确的是
A.曲线①代表的关系曲线,曲线②代表的关系曲线
B.该实验可选用酚酞或甲基橙为指示剂
C.mL时,溶液中
D.的电离常数mol-1·L
35.(2024-2025高二上·吉林长春·期末)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.对于反应体系CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g),给平衡体系增大压强可使颜色变深
B.在K2Cr2O7溶液中存在如下平衡,+H2O2+2H+,若向K2Cr2O7溶液中滴入5~15滴浓硫酸,溶液颜色橙色加深
C.工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高SO2的利用率
D.将AlCl3溶液加热、蒸干、灼烧,最终得到Al2O3
36.(2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末)常温下,某实验⼈员在两个相同容器中分别加溶液和40mL0.1mol∙L-1NaHA溶液,再分别⽤盐酸滴定,保持体系温度不变,利⽤pH计和压⼒传感器检测,绘制曲线如图所示。下列说法错误的是
A.图中曲线甲和丁代表向Na2A溶液中滴加盐酸
B.⽔的电离程度:b点>d点
C.的平衡常数的数量级是10-11
D.d点溶液中满⾜
37.(2024-2025高二上·黑龙江齐齐哈尔·期末)我国学者设计了一种联合回收烟气中SO2并脱除氮氧化物的系统及方法,简易流程如图所示。下列说法错误的是
已知25℃时,H2SO3电离常数:,。
A.在反应器乙中采用淋洒方式加入Na2SO3溶液的优点是吸收速率快
B.若NaOH溶液吸收SO2后的混合液pH=6,则
C.向反应器丙中加入硫酸,发生反应的离子方程式为
D.反应器丁的阴极反应为
地 城
考向05
沉淀溶解平衡
38.(2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末)已知25℃时,CaCO3饱和溶液中c(Ca2+)为5.3×10-5mol/L、MgCO3的饱和溶液中c(Mg2+)为2.6×10-3mol/L。若在5mL浓度均为0.01mol/L的CaCl2和MgCl2溶液中,逐滴加入5mL 0.012mol/LNa2CO3溶液,充分反应后过滤得到溶液M和沉淀N(不考虑溶液体积的变化)。下列观点不正确的是
A.25℃时,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9
B.加入Na2CO3溶液的过程中,先生成CaCO3沉淀
C.滤液M中:c(Cl-)>c(Na+)>c(Mg2+)>>c(OH-)
D.滤液M中:c(Mg2+)< 0.005mol·L-1
39.(2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末)化学与生产、生活和社会发展密切相关,下列说法错误的是
A.含氟牙膏可以预防龋齿,利用了沉淀转化的原理,降低龋齿的发生率
B.人体中H2CO3-NaHCO3缓冲体系起到稳定血液pH的作用
C.工业中通常用Na2S作沉淀剂,使废水中的某些金属离子如Cu2+、Hg2+等,生成极难溶的CuS、HgS等沉淀而除去
D.2023年杭州亚运会场馆使用了“碲化镉”光伏发电系统,将化学能转化为电能
40.(2024-2025高二上·黑龙江齐齐哈尔·期末)室温下,下图为为和在水中达沉淀溶解平衡时的关系图(可认为M离子沉淀完全)。下列叙述正确的是
A.由b点可求得
B.两点对应物质的和溶解度都不同
C.将溶液中完全转化为沉淀,希要将至少调至3.8左右
D.浓度均为的溶液等体积混合,调节,可以把和分离
41.(2024-2025高二上·辽宁抚顺·期末)工业上处理废水时,和均可用于除去废水中的,下列说法错误的是
A.氧化性:
B.溶液中,
C.在水中的电离方程式为
D.在水中存在沉淀溶解平衡:
42.(2024-2025高二上·辽宁辽西·期末)25℃时,用同一NaOH溶液分别滴定一元酸HA溶液和CuSO4溶液,pM[p表示负对数,M表示、]与溶液pH的变化关系如图所示。已知:CuA2易溶于水,一般认为反应的平衡常数K>105时反应进行完全。下列说法错误的是
A.线①代表滴定CuSO4溶液时pM与溶液pH的变化关系
B.HA为一元弱酸,25℃时其Ka的数量级为10-8
C.滴定HA溶液至x点时,溶液中
D.滴定CuSO4溶液至x点时,改为滴加HA溶液,沉淀可完全溶解
地 城
考向06
原电池与化学电源
43.(2024-2025高二上·吉林松原·期末)一种用具有“卯榫”结构的双极膜组装成的电解池(简易装置如图所示)可实现大电流催化电解溶液制氨(以形式存在),工作时,在双极膜界面处被催化解离成和,有利于电解反应顺利进行。下列说法错误的是
A.电极电势:电极b>电极a
B.“卯榫”结构的双极膜中的移向电极a,移向电极b
C.电极a的电极反应式:
D.电解后,Ⅱ室中KOH的物质的量减小
44.(2024-2025高二上·吉林松原·期末)某种能将废水中苯酚()氧化为和的原电池-电解池组合装置如图所示,该装置能实现发电、环保二位一体,其中生成的羟基自由基()有极强的氧化性。下列说法错误的是
A.该装置工作时左侧原电池内电路电流从电极a通过电解质溶液流向电极b
B.温度过高时该装置处理废水中苯酚的能力会下降
C.当电极a上有2mol生成时,c极区溶液仍为中性
D.当电极b上有0.6mol生成时,该装置处理苯酚的物质的量为0.1mol
45.(2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末)Romanenko利用微生物电池将催化还原的工作原理如图所示,下列说法正确的是
A.电池工作过程中,电子由b极经导线流向a极
B.升高温度一定可以提高该电池的工作效率
C.每处理1mol ,理论上可生成CO2(标准状况下)33.6L
D.a极的电极反应式为:
地 城
考向07
电解原理及其应用
46.(2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末)以惰性电极电解丙烯腈(CH2=CHCN)合成己二腈[NC(CH2)4CN],原理如图,电解过程会产生丙腈(C2H5CN)等副产物。下列说法正确的是
A.电极Y的电势高于电极X的电势
B.电解池中H+的移动方向:右室→质子交换膜→左室
C.电极Y上反应ⅰ的电极反应式为2CH2=CHCN +2H++2e-=NC(CH2)4CN
D.生成2.24 LO2(标况下)时,X极区溶液的质量减少3.2 g
47.(2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末)下列关于各图的说法错误的是
A.图1:待镀铁制品与直流电源负极相接
B.图2:辅助电极应使用石墨等惰性电极
C.图2:调整外接电源电压使钢闸门表面腐蚀电流降至零或接近零
D.图3:离子交换膜为阴离子交换膜
48.(2024-2025高二上·内蒙古包头·期末)利用如图装置,完成很多电化学实验。下列有关此装置的叙述中,正确的是
A.若X为碳棒,Y为溶液,开关K置于N处,可加快铁的腐蚀
B.若X为锡棒,Y为溶液,开关K置于M处,可减缓铁的腐蚀
C.若X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于M处,铜棒质量将增加,此时外电路中的电子向铜电极移动
D.若X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于N处,可用于铁表面镀铜,溶液中铜离子浓度将增大
49.(2024-2025高二上·内蒙古通辽·期末)我国科研人员利用双极膜技术构造出一类优异的循环性能的新型水系电池,模拟装置如图所示。已知电极材料分别为Zn和,相应的电极产物为和。下列说法错误的是
A.M电极材料为Zn,N电极材料为
B.电池工作一段时间后,NaOH溶液的pH变小
C.N电极的反应式为
D.若电路中通过2mol,则有4mol由中间层通过膜b移向稀硫酸溶液
50.(2024-2025高二上·内蒙古通辽·期末)以铅蓄电池(Pb-PbO2-H2SO4)为电源可将CO2转化为乙醇,其原理如图所示(电解所用电极材料均为惰性电极)。下列说法错误的是
A.a为铅蓄电池的正极
B.铅蓄电池正极的电极反应式为
C.电解池阴极上的电极反应式为
D.每生成1.25molC2H5OH,理论上铅蓄电池中需消耗15molH2SO4
地 城
考向08
原子结构与性质(选必2)
51.(2024-2025高二上·内蒙古呼和浩特·期末)化学与生产、生活、社会和环境等密切相关,下列说法错误的是
A.日常生活中的焰火、LED灯光、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关
B.氟氯烃分解产生的氯原子能降低臭氧分解的活化能,从而加速臭氧的分解反应
C.铁表面镀锌可以增强其抗腐蚀性,镀层局部破损后仍然具有防护作用
D.煤气中毒后的救治与氧气、一氧化碳和血红蛋白结合过程中的化学平衡移动有关
52.(2024-2025高二上·辽宁多校·期末)在元素周期表中,某些主族元素与其右下方的主族元素(如图所示)的有些性质是相似的。下列说法错误的是
B
A.常温下,难溶于水,也难溶于水
B.和在过量的氧气中燃烧分别生成和
C.能与稀盐酸反应,也能与稀盐酸反应
D.硅酸为弱酸,硼酸也为弱酸
53.(2024-2025高二上·辽宁多校·期末)抗癌药物CADD522的结构如图,下列说法错误的是
A.酸性:
B.基态原子的p能级处于半充满状态的元素一定位于p区
C.轨道互相垂直,但能量相等
D.基态氯原子的和轨道数相同
54.(2024-2025高二上·辽宁五校·期末)Q、W、X、Y、Z是元素周期表中原子序数依次增大的前四周期元素,Q是宇宙中含量最多的元素;W与X同周期,W基态原子有3个未成对电子,X元素原子的价层电子排布为;Y元素的原子半径在同周期中最大(稀有气体除外);Z元素最高能层只有1个电子,其余能层均充满电子。下列说法错误的是
A.电负性: B.第一电离能:
C.Z原子核外有7种能量不同的电子 D.是含有极性键和非极性键的非极性分子
55.(2024-2025高二上·吉林松原·期末)下列说法错误的是
A.基态Fe原子结构示意图表述为,遵循了构造原理
B.基态碳原子的轨道表示式表述为,违反了泡利原理
C.基态锗(Ge)原子的电子排布式表述为,违反了能量最低原理
D.基态铬原子的价层电子排布式表述为,违反了能量最低原理
56.(2024-2025高二上·吉林BEST合作体·期末)2023年3月15日19时41分,“长征十一号”运载火箭在我国酒泉卫星发射中心点火起飞,随后,将“试验十九号卫星”精准送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。长征运载火箭使用偏二甲肼()作燃料,作氧化剂。下列说法正确的是
A.基态氢原子的轨道电子云轮廓图为哑铃形
B.基态原子核外能级和能级电子的能量相等
C.基态原子的核外电子的运动状态有8种
D.氮原子的电子排布式由能释放能量产生吸收光谱
57.(2024-2025高二上·黑龙江德强高中·期末)短周期主族元素W、X、Y、Z、M的原子序数依次增大,W是元素周期表中s区电负性最大的元素;Y基态原子s能级电子数等于p能级电子数,X的最高正价与最低负价代数和为0;Y、M同主族,Z的逐级电离能(单位kJ/mol)依次为578、1817、2745、11578。下列说法不正确的是
A.MY2与O3价电子总数相等 B.Z、Y形成的化合物中阴阳离子个数比为1:2
C.简单离子半径大小:M>Y>Z D.电负性:Y>M>X
58.(2024-2025高二上·黑龙江大庆·期末)一种新型漂白剂(结构如图所示)可用于漂白羊毛等,其中W、Y、Z为不同周期不同主族的短周期元素,Z原子的核外电子排布式为,W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数,基态X原子核外有两个单电子,W、X对应的简单离子的核外电子排布相同。下列叙述错误的是
A.Z为氢元素
B.W、X、Z的第一电离能:
C.Y元素基态原子的核外电子的运动状态有4种
D.电负性大小
59.(2024-2025高二上·内蒙古呼伦贝尔·期末)赤血盐(K3[Fe(CN)6])可用于检验Fe2+,也可用于蓝图印刷术等。下列说法正确的是
A.基态K+核外有18种不同运动状态的电子
B.电负性:C>N>K>Fe
C.Fe2+的价电子排布式为3d54s1
D.4种元素分布在元素周期表的s、p、ds区
地 城
考向09
原理综合与实验探究题(非选择题)
60.(2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末)回答下列问题:
(1)肼()是一种可燃性液体,可用作火箭燃料。在常温常压下,已知16g肼在氧气中完全燃烧放出312kJ热量,则肼的燃烧热为 ,肼燃烧的热化学方程式可表示为 。
(2) kJ·mol; kJ·mol,则a b(填>或<)。
(3)工业上制取氢气的方法之一: ,该反应为 (填吸或放)热反应。已知相关键能如下表:
化学键
键能/kJ·mol
414
1068
463
则键的键能为 kJ⋅mol⁻¹。
(4)二氧化碳的转化和利用成为实现“碳达峰”、“碳中和”的重要研究课题。二氧化碳加氢制甲醇涉及的反应可表示为:
①
② kJ·mol
③ kJ·mol
根据上述反应求:④ 。
61.(2024-2025高二上·内蒙古包头·期末)甲醇既是重要的化工原料,又是一种清洁燃料。利用CO和加氢均可合成。向容积为2L的刚性容器中通入一定量的、和,在一定温度下合成甲醇,其中两种物质的物质的量随时间变化如下图所示。根据上述信息回答下列问题:
(1)图中B物质为 。
(2)由CO合成甲醇时,以下有关该反应的说法正确的是_______(填字母)。
A.恒温,恒容条件下,若容器内的压强不发生变化,则可逆反应达到平衡
B.一定条件下,的消耗速率是的消耗速率的2倍时,可逆反应达到平衡
C.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高的产率
D.某温度下,将2mol和6mol充入2L密闭容器中,达到平衡后,测得,则的转化率为80%
(3)在℃时,体积为2L的容器中充入和1mol。
①若经过5min达到平衡,的转化率为60%,则0~5min内平均反应速率 。
②若5min时,再向容器中加入和各0.2mol,平衡将 (填“向右”,“向左”或“不”)移动,的转化率将 (选填“增大”,“减小”或“不变”)。
(4)在3L密闭容器中,发生 ,起始充入和,测得反应体系中的平衡转化率%与温度的关系曲线如下图所示。
①该反应在 有利于自发进行(选填“高温”、“低温”或“任意温度”)。
②在温度600K下,经10min时该反应达到平衡,此时该反应化学平衡常数为 。
62.(2024-2025高二上·内蒙古包头·期末)常温下,根据表中的几种物质的电离平衡常数回答下列问题:
弱酸
电离平衡常数
(1)由已知数据可知的溶液呈 (选填“酸性”,“中性”或“碱性”),此时溶液中 (填“>”“=”或“<”)
(2)向的溶液中加入等体积的水,的电离平衡 (填“向左”,“向右”或“不”)移动;若向原溶液中滴加溶液至,此时溶液 。
(3)25℃时,向的氨水中缓缓通入少量气体的过程中(忽略溶液体积的变化),下列表达式的数值变小的有_______。
A. B. C. D.
(4)在25℃下,将的氨水与的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中,用含x的代数式表示的电离常数 。
(5)25℃时,有起始体积均为,的盐酸和醋酸溶液,加水稀释过程中pH的变化如下图所示(V表示稀释后的溶液体积):
①代表盐酸稀释情况的是曲线 (填“M”或“N”)。
②分别取c、d两点溶液与溶液恰好中和,消耗溶液体积 (填“>”“=”或“<”)。
63.(2024-2025高二上·吉林松原·期末)海南文昌航天发射场临海,电化学腐蚀是其钢铁设施设备腐蚀的主要形式。回答下列问题:
(1)利用如图所示的装置进行实验,开始时,a、b两处液面相平,密封放置一段时间后,可观察到a处液面上升,b处液面下降,原因是 ;a处溶液的pH将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)如图所示为模拟铁的电化学防护的装置。
①X为碳棒时,当开关K置于N处,可模拟的防护方法为 法;在实践中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀,若要镀铜,该装置要做哪些改变? 。
②装置中开关K置于M处,若X为 棒(填选项字母,下同),可减缓铁的腐蚀。
A.Cu B.Zn C.C
(3)如图所示为两种原电池。下列各组物质中,能使Ⅱ构成原电池且反应原理与Ⅰ相同的是 。
选项
a电极
X溶液
Y溶液
A
Fe
硫酸铜
氯化铁
B
Zn
氯化铁
硫酸铜
C
Pt
硫酸铜
氯化铁
D
C
氯化铁
硫酸铜
(4)利用电解原理可以防止钢铁腐蚀,还可以用来处理酸性含铬废水(主要含有,以铁板作阳极,石墨为阴极,处理过程中存在反应,最后以的形式除去,其中阳极的电极反应式为 ,若处理1mol的废水,理论上电路中转移 mol电子。
64.(2024-2025高二上·吉林延边·期末)Ⅰ.如图所示装置,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的浓度和体积都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近溶液呈红色。
回答下列问题:
(1)B极是电源的 极;一段时间后,装置丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明胶粒带 (填“正”或“负”)电荷。
(2)①电解饱和NaCl溶液的总反应化学方程式为 。阳极上产生气体的颜色为 。
②若C、F两电极共产生标准状况下6.72L的气体,则D电极的质量增加 g。
(3)若在丙池中进行铁制品表面镀镍,电镀液用硫酸镍溶液,则镍应为 电极(填“G”或“H”)。通电一段时间后,欲使甲装置中电解液恢复到起始状态,应向溶液中加入适量的 [填“CuO”或“”]。
II.某小组运用离子交换膜法制碱的原理,用如图所示装置电解溶液。
(4)左侧的离子交换膜为 (填“阴”或“阳”)交换膜,该电解槽的阳极反应式为 。
65.(2024-2025高二上·吉林松原·期末)丙烯是三大合成材料的基本原料之一,可由异丙醇催化脱水或丙烷催化脱氢制得。回答下列问题:
Ⅰ.异丙醇催化脱水制丙烯的主要反应如下:ⅰ. ;ⅱ. 。
(1)在恒温刚性密闭容器中,下列说法不能作为反应ⅰ、ⅱ均达到化学平衡状态的判断依据的是_______(填选项字母)。
A.混合气体密度不变
B.的体积分数不变
C.的分压
D.
(2)如图所示为反应ⅰ、ⅱ达到平衡时与温度的关系曲线。
已知:对于可逆反应任意时刻,式中表示物质A的分压。
①图中曲线X表示反应 (填“ⅰ”或“ⅱ”)。
②向温度为T的恒压平衡体系中再充入少量时,反应ⅰ的状态最有可能对应图中的 点(填“a”、“b”或“c”),判断依据是 。
Ⅱ.丙烷催化脱氢制丙烯的主要反应为。
(3)在一定温度下,保持压强为100kPa,向密闭容器中按为4∶1、1∶1、1∶4通入和的混合气,测得转化率随时间的变化如图所示:
①充入的目的是 。
②0~6s内,曲线 (填“甲”、“乙”或“丙”)对应的平均反应速率最慢。
③曲线丙中0~6s内,分压的平均变化率为 。
66.(2024-2025高二上·辽宁协作体·期末)环境保护与治理对建设“美丽中国”,打造宜居环境有着重要的意义。回答下列问题:
Ⅰ.以氨气为脱硝剂,可将还原为。
(1)已知:反应i.
反应ii.
反应iii.
则= (用含、的代数式表示);反应Ⅱ在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)一定条件下,向恒容密闭容器中充入和NO,起始时按为1:2、2:3、3:1进行投料,发生反应Ⅱ,测得不同起始投料比条件下,反应相同时间内NO脱除率随温度变化的曲线如图。
①曲线a中,NO的起始浓度为,900K时,NO的脱除率从0.55升至0.75经过10s,则该时间段内的平均反应速率为 。
②图中表示起始投料与NO的物质的量之比为1:2的曲线是 (填“a”“b”或“c”),其理由是 。
③曲线b中,Z点的转化率为 %。
Ⅱ.臭氧也是理想的烟气脱硝剂,其脱硝的反应之一为,在某体积可变的密闭容器中充入1mol和2mol,达到平衡时的物质的量随温度、压强的变化如图所示。
(3)反应速率:M点 (填“>”“<”或“=”)N点;、条件下该反应的平衡常数= (用平衡分压代替平衡浓度计算,)。
67.(2024-2025高二上·黑龙江大庆·期末)乙烯是现代有机合成的重要原料。
(1)乙烯和水加成制备乙醇的能量变化过程如图所示:
由图可知,总反应的决速基元反应是 (填“反应①”或“反应②”);
(2)乙烯气相直接水合反应制备乙醇过程中,乙烯的平衡转化率随温度、压强的转化关系如图[起始时,,容器的容积为]
图中压强的大小关系为 ,图中a点对应的平衡常 。
(3)催化加氢可制备乙烯,反应原理为,向的恒容密闭容器中加入和,在催化剂作用下发生反应,测得平衡时体系中各气体的物质的量随温度的变化关系如图所示。
①图中代表氢气的曲线是 (填字母)。
②下列说法不正确的是 (填字母)。
A.使用催化剂,可降低反应的活化能,加快反应速率,提高反应物平衡产率
B.其他条件不变时,若扩大容器容积,正、逆反应速率均减小,则平衡不移动
C.若容器内混合气体的平均相对分子质量不再随时间改变,则说明反应已达到平衡状态
D.保持温度不变,按物质的量之比为再通入和,达到平衡时的转化率增大,平衡常数K保持不变
③时,的平衡转化率为 %。
68.(2024-2025高二上·内蒙古通辽·期末)亚硝酰氯是有机合成中的重要试剂,可由与反应得到,热化学方程式为 。回答下列问题。
(1)已知几种化学键的键能数据如下:
化学键
中的
氮氧键
中的
氯氮键
中的
氮氧键
键能
630
243
a
607
则 。
(2)的正、逆反应速率的表达式分别为、(、代表正、逆反应的速率常数,其与温度、催化剂等因素有关),该反应的平衡常数 (用含、的代数式表示)。
(3)若向绝热恒容密闭容器中充入物质的量之比为的和进行上述反应,能判断该反应已达到化学平衡状态的是 (填选项字母)。
a.和的体积比保持不变
b.
c.混合气体的平均相对分子质量保持不变
d.该反应平衡常数保持不变
(4)向某密闭容器中充入和发生上述反应,不同条件下达到平衡时的转化率为,在时和时的图像如图所示。
①该反应的 0(填“”“”或“”)。
②曲线a表示与 (填“p”或“T”)的关系曲线,原因为 。
③x、y、z三点平衡常数、、的大小关系为 。
④在y点对应条件下,该反应的平衡常数 (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的显分数)。
69.(2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末)以硫铁矿烧渣(主要成分是Fe2O3,含少量Al2O3、SiO2)为原料制备电池电极材料LiFePO4的流程如下:
已知:①该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表:
金属离子
Fe3+
Fe2+
Al3+
开始沉淀的pH
2.2
7.5
3.5
沉淀完全(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH
3.2
9.0
4.7
②pH=9.6时Al(OH)3开始溶解
回答下列问题:
(1)硫铁矿烧渣焙烧时会生成FeO和CO2,写出焙烧时Fe2O3发生反应的化学方程式 。
(2)滤渣Ⅱ的成分为 ,加NaOH溶液调pH的理论范围是 。
(3)向过滤Ⅰ所得滤液中加入足量的NaH2PO4溶液,再用硫酸控制溶液pH约为1.5的条件下逐滴加入NaClO溶液,至取少量所得溶液滴加 溶液(写化学式)不产生 现象为止,证明反应完全,得到FePO4沉淀。
(4)写出生成FePO4沉淀的离子方程式 。
(5)其他条件一定,制备FePO4时测得Fe的有效转化率=×100%与溶液pH的关系如图所示。
①pH<1.5时,pH越大,Fe的有效转化率越大的原因是 。
②pH>1.5时,pH越大,Fe的有效转化率越低的原因是 。
70.(2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末)氧桥三核铁(Ⅲ)配合物化学式为,是一种新型配合物。其制备和含量分析过程如下:
I.晶体制备:
将硝酸铁固体在80℃加热条件下溶于去离子水得到溶液,将此溶液逐滴滴入乙酸钠溶液中,充分反应,冷却,抽滤,洗涤,转移,烘干,称量并记录。
资料显示:硝酸铁在溶于水时先水解,缩合形成中间体,再进一步反应得到最终产物。
(1)硝酸铁固体溶解时宜采用的加热方式是 ,加热的目的是 。
II.铁含量测定:
准确称取产品配制成250mL溶液,取25.00mL溶液于锥形瓶中,加入盐酸使配合物酸解为,再加入2滴磺基水杨酸钠()指示剂,溶液显紫色,再用EDTA标准溶液滴定至终点。重复三次,平均消耗EDTA标准溶液的体积为。已知滴定过程中发生的反应如下:
(亮黄色);(紫色)(亮黄色)
(2)该测定实验无需使用的实验仪器有 (填序号)。
(3)滴定终点的现象是滴入最后半滴标准液, 。
(4)产品中铁元素的含量是 (用含a、c、V的符号表示)。
(5)由于EDTA与铁反应较慢且铁含量不宜过低,还可用分光光度法测定铁元素含量。测定过程如下:准确称取0.125g产品溶于盛有适量盐酸的烧杯中,再配制成500.00mL溶液,取2.00mL上述溶液稀释至250.00mL,在一定条件下测得该溶液吸光度为0.226,则根据相同条件下铁标准溶液浓度-溶液吸光度的工作曲线(如下图),计算产品中铁元素的含量是 (已知:,计算结果保留三位有效数字)。
71.(2024-2025高二上·内蒙古通辽·期末)丙酸()可用作食品防腐剂和防霉剂,能与水、乙醇等混溶。某同学为测定其电离常数做了如下实验:
【实验一】配制丙酸溶液并用NaOH溶液滴定法测定丙酸的浓度。
(1)量取一定量的丙酸,配制成250mL丙酸溶液,用移液管移取25.00mL丙酸溶液于锥形瓶中,加入几滴 溶液作指示剂。
(2)取图中的滴定管 (填“a”或“b”),检查 后,用蒸馏水洗涤,再用的NaOH标准溶液 2~3次,完成后盛装好标准溶液,然后进行滴定,达到滴定终点时的操作和现象为 。
(3)重复滴定操作3次,每次消耗标准溶液的体积如下。
实验序号
1
2
3
消耗NaOH标准溶液的体积/mL
24.98
25.00
25.02
根据表中数据计算,所配丙酸溶液的物质的量浓度为 ;若读取滴定终点的数据时仰视读数,则造成所测丙酸溶液的浓度将 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【实验二】常温下测定所配丙酸溶液的pH。
(4)若用pH计测得所配丙酸溶液的pH为2.94,则常温下,丙酸的电离常数≈ 。
72.(2024-2025高二上·辽宁五校·期末)近年来,碳中和、碳达峰成为热点。以、为原料生产甲醇是一种有效利用二氧化碳的途径。
途径一:涉及的反应有
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1)关于反应Ⅰ,下列描述正确的是___________(填字母序号)。
A.恒温恒压下达平衡状态时,再充入少量氦气,正逆反应速率不变
B.当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时,反应达平衡状态
C.该反应在低温条件下能自发进行
D.恒温下缩小容器体积,反应物的活化分子百分数增大
(2)若某反应的平衡常数表达式为,根据反应I-Ⅲ,请写出此反应的热化学方程式: 。
(3)工业中,对于反应Ⅰ,通常同时存在副反应Ⅳ: 。在一定条件下,在合成塔中充入一定量和。当气体总压强恒定为1MPa时,平衡时各物质的物质的量分数如图所示。
由图可知, 0(填“”、“”、“”);的物质的量分数随温度升高而增大,原因是 。
途径二:涉及的反应有
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(4)一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入1mol和3mol发生上述反应,达到平衡时,容器中为amol,CO为bmol,反应Ⅲ的平衡常数为 。(用含a、b、V的代数式表示)。
(5)时,反应Ⅲ的速率方程为,其中x表示相应气体的物质的量分数,为平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数),k为反应的速率常数。已知保持不变,达到平衡时,,此时反应Ⅲ的速率 (用含k的代数式表示)。
(6)下列说法正确的是___________(填字母序号)
A.已知:,则等浓度等体积的NaA和NaB溶液中离子总数,前者大于后者
B.常温,100mL的稀硫酸与10mL的NaOH溶液混合,溶液呈中性,则
C.常温,将相同体积的盐酸和一元碱BOH溶液混合,所得溶液可能为中性或酸性
D.: ,HCN:,将少量的通入NaCN溶液中,反应的离子方程式为:
73.(2024-2025高二上·吉林长春·期末)自然界是各类物质相互依存、各种变化相互制约的复杂平衡体系,水溶液中的离子平衡是其中一个重要方面。请根据所学知识,回答下列问题。
Ⅰ.(1)常温下将pH均为3,体积均为V0的HA和HB溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg的变化如图所示。
常温下,取上述pH均为3的HA和HB溶液各100mL,向其中分别加入足量的Zn粒,反应结束时HA中产生氢气的物质的量为n1,HB溶液中产生氢气的物质的量为n2,则n1 n2(用“>”、“=”、“<”填空)。
(2)查阅资料获得25℃时部分弱电解质的电离常数数据:
化学式
NH3·H2O
HClO
H2CO3
CH3COOH
HSCN
HCN
电离
常数
1.8×10-5
4.0×10-8
K1=4.5×10-7
K2=4.7×10-11
1.75×10-5
0.13
6.2×10-10
①KSCN溶液呈弱碱性,用离子方程式 。
②现有25℃时等浓度的5种溶液:A.NH4Cl B.CH3COONH4 C.NH4SCN D.NH4HCO3 E.NH4HSO4,这5种溶液中NH浓度由大到小的顺序排列是: (填字母)。
③次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为 。
Ⅱ.亚硫酸盐是一种常见的食品添加剂。为检验某食品中亚硫酸盐含量(通常以1kg样品中含SO2的质量计),某研究小组用“碘氧化还原滴定法”进行测定,滴定反应为:H2O++I2=+2I-+2H+
实验流程如下:
(3)溶液B放于锥形瓶中,加入的指示剂为 ,判断达到滴定终点的依据是 。
(4)下列操作会使测定结果偏大的有 (填字母)。
A.起始读数时平视,终点读数时俯视
B.未用标准液润洗滴定管
C.装标准液的滴定管,滴定前尖嘴有气泡,滴定后气泡消失
(5)若取样品wg,按方案测得消耗0.01000mol·L-1I2标准溶液VmL,则1kg样品中含SO2的质量是 g(用含w、V的代数式表示)。
74.(2024-2025高二上·吉林长春·期末)草酸广泛分布在植物、动物和真菌体内。
(1)25℃,用0.100 溶液滴定20.00mL 0.200 NaOH溶液,得到滴定曲线如下图所示:
①图中标记的点,水的电离程度由大到小的顺序为 。
②n点 。
(2)某小组同学从菠菜中提取了7.500g粗草酸晶体(),配制成250mL溶液。用0.100酸性溶液滴定,测其纯度(杂质不参加反应)。
①当最后半滴溶液滴入锥形瓶, (填实验现象),且半分钟不变色,说明反应达到终点。
②三次实验数据如下:
实验序号
锥形瓶中草酸溶液体积
滴定管初始读数
滴定管终点读数
ⅰ
25.00mL
0.22mL
20.34mL
ⅱ
25.00mL
0.25mL
21.75mL
ⅲ
25.00mL
0.20mL
20.28mL
三组数据中,第 (填“ⅰ,ⅱ,或者ⅲ”)组数据是无效数据。
③下列操作使得测定结果偏高的是 (填标号)。
a.锥形瓶水洗后来用待测草酸溶液润洗
b.滴加溶液时,少量液体挂在锥形瓶内壁,未用洗瓶冲下
c.配制草酸溶液,定容后未振荡,取出上层溶液进行滴定
d.滴定前尖嘴无气泡,滴定结束后发现尖嘴有气泡
(3)已知:、、、、、、
①室温下,相同浓度的三种氮肥① ② ③溶液中,的浓度由大到小的顺序为 (填标号)。
②室温溶液呈弱碱性。关于该溶液的关系式正确的是 (填标号)。
A.
B.
C.
D.
75.(2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末)酸碱中和滴定是中学化学中的定量实验模型,室温下,用0.1000mol•L−1盐酸溶液滴定20.00mL 0.1mol•L−1氨水溶液,滴定曲线如图所示。
(1)该中和滴定选用 (填“甲基橙”或“酚酞”)作指示剂。
(2)b点所示的溶液中c(NH)+c(NH3•H2O)= (用溶液中的其它离子浓度表示)。
(3)_______溶液中的。
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
(4)点a、b、c所示的溶液中水的电离程度由大到小的顺序是:_______。
A.a>b>c B.b>a>c C.c>a>b D.c>b>a
(5)氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础的一种滴定分析方法,某同学用的酸性标准溶液滴定某试样中过氧化氢的含量,反应原理为
①判断滴定终点时的现象为 。
②用滴定管量取试样置于锥形瓶中,重复滴定四次,每次消耗的酸性标准溶液的体积如表所示:测试样中过氧化氢的浓度为 。(保留4位有效数字)
第一次
第二次
第三次
第四次
体积(mL)
17.04
18.00
17.00
16.96
③下列操作会使所测结果偏高的是 (填字母)。
A.滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶
B.滴定过程中振荡锥形瓶时不慎将瓶内溶液溅出
C.滴定过程中不慎将数滴标准溶液液滴在锥形瓶外
D.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
E.读取溶液体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
76.(2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末)草酸钴可用于催化剂的制备,用水钴矿(主要成分为,含有少量、、、、、杂质)制备草酸钴工艺流程如图所示:
已知:①不能直接被浸出;
②酸性条件下,转化为,且氧化性Co3+>>Fe3+;
③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的如表所示:
沉淀物
开始沉淀时的
2.7
7.6
4.0
7.6
7.7
完全沉淀时的
3.7
9.6
5.2
9.2
9.8
(1)酸浸时,为提高矿石的浸出率可采取的措施为 (写出一种即可)。
(2)浸出过程中发生反应的离子方程式为 。
(3)向“浸出液”中加入的作用是 。
(4)调节溶液至5.2,过滤所得到的沉淀成分为 (写出化学式)。
(5)滤液I“除镁、钙”是将Mg2+、Ca2+完全沉淀。已知在该操作温度下,Ksp(MgF2)=4.0×10-9,,已知离子浓度认为沉淀完全,此时溶液中浓度不低于 。
(6)在萃取除锰时,先向除杂后的溶液中加入有机酸萃取剂,金属离子的萃取率与溶液的关系如图1,萃取应选择的范围是 (填选项)。
A.2.0~2.5 B.3.0~3.5 C.4.0~4.5
(7)在空气中加热(摩尔质量为),残留固体质量随温度变化曲线如图2所示。C点对应固体的成分为 (填化学式)。
77.(2024-2025高二上·辽宁五校·期末)阳离子()交换树脂具有可吸附溶液中其他阳离子,同时交换出氢离子的特性(如图所示)。
回答下列问题:
实验Ⅰ.某兴趣小组设计利用阳离子交换树脂测定溶度积常数的实验。准确量取:10.00mL饱和溶液于烧杯中,加入稍过量的阳离子交换树脂,充分搅拌,静置,滤出离子交换树脂,并使用蒸馏水洗涤离子交换树脂至洗涤液呈中性,合并滤液和洗涤液(约40mL)至锥形瓶中,在一定条件下蒸发浓缩至约20mL,再用滴定法测定锥形瓶中的物质的量,从而计算出溶度积常数。
(1)下列仪器中,本实验用不到的有 (写名称)。
(2)现测定锥形瓶中氢离子的物质的量,加入几滴酚酞,使用浓度为的NaOH溶液进行滴定,滴定终点现象为 。到达滴定终点时,消耗VmLNaOH溶液,则的 (含c、V计算式表示)。
(3)在实验过程中,下列操作可能会导致偏大的是 。(填字母序号)
A.滴加NaOH标准溶液时,滴定前俯视读数,滴定后仰视读数
B.滴加NaOH标准溶液时,滴定开始时尖嘴处无气泡,滴定结束时出现气泡
C.滴定过程中,将挂在锥形瓶内壁上的NaOH标准溶液用蒸馏水冲进瓶内
D.配制标准液的NaOH固体中混有少量杂质
E.若用阴离子()交换树脂代替阳离子交换树脂进行上述实验,其工作原理如图所示,再用标准盐酸滴定。
实验Ⅱ.某化学兴趣小组欲测定某新型阳离子交换树脂(有效成分的最简式)中硫元素的质量分数。设计如下实验:将2.96g新型阳离子交换树脂的有效成分溶于稍过量的浓NaOH溶液中并加热(;树脂中其他官能团与NaOH不反应),充分反应后,过滤、洗涤,将洗涤液与滤液合并于烧杯中,滤渣干燥后待用。
(4)向烧杯中先加入适量盐酸酸化,再加入沉淀剂 (填“”或“”),过滤、洗涤、干燥得mg固体(若沉淀剂为,m为2.72g;若沉淀剂为,m为4.66g)。则硫元素的质量分数为 %(计算结果保留3位有效数字)。
(5)如何检验沉淀已经洗涤干净: 。
78.(2024-2025高二上·内蒙古包头·期末)为了探究原电池和电解池的工作原理,某研究性学习小组分别用下图所示的装置进行实验。据图回答问题。
I.用图甲所示装置进行第一组实验:
(1)在保证电极反应不变的情况下,Mg不能替代Cu作电极的原因是 。
(2)一段时间后,可观察到滤纸上的现象是 。
Ⅱ.该小组同学用图乙所示装置进行二组实验时发现,两极均有气体产生,且Y极处溶液逐渐变成紫红色;停止实验观察到铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料知,高铁酸根在溶液中呈紫红色,具有极强的氧化性。回答下列问题:
(3)若通过该实验制备,降低的区域在 (填“阴极区”或“阳极区”);电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是 。
(4)根据实验现象及所查信息,电解过程中,Y极发生的电极反应分别为 和 。
(5)电解进行一段时间后,若在X极收集到448mL气体,Y电板(铁电极)质量减小0.28g,则在Y极收集到气体为 mL(均已折算为标准状况时气体体积)。
79.(2024-2025高二上·吉林BEST合作体·期末)化学用语、元素周期律等是学习元素及其化合物知识的重要工具。请回答下列问题:
(1)下列说法正确的是 (填序号)。
①s区全部是金属元素
②共价化合物中电负性大的成键元素表现为负价
③两种金属元素第一电离能越小的其金属性越强
④电负性大于1.8的一定为非金属
⑤第四周期元素中未成对电子数最多的元素位于钾元素后面第五位
(2)新型半导体材料如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等在航空航天、国防技术及5G技术等领域扮演着重要的角色。基态Si原子的核外电子空间运动状态共有 种,其核外电子占据最高能级的电子云轮廓图的形状为 ,基态镓原子的价层电子排布式为 。
(3)下列不同状态的C+中,电离最外层一个电子所需能量最高的是 。
a.1s22s22p1 b.1s22s22p2 c.1s22s2 d.1s22s12p1
(4)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用+表示,与之相反的用-表示,称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子其价电子自旋磁量子数的代数和为 。
(5)N、O、Mg元素的前3级电离能如下表所示:X、Y、Z中为N元素的是 。
元素
X
738
1451
7733
Y
1314
3388
5301
Z
1402
2856
4578
(6)已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42.X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X与Y可形成化合物X2Y3,Z元素可以形成负一价离子。已知检验微量化合物X2Y3可以用一种称为马氏检验的方法,其原理是:样品在盐酸中可被金属锌还原为XZ3气体,产物还有氯化锌和H2O,该反应的化学方程式是 (要用推导出来的元素表达)。
80.(2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨六校·期末)现有属于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素,原子序数依次增大。基态A元素原子的价电子排布式为;C元素为最活泼的非金属元素;D元素原子核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的;E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态;F元素基态的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒。
(1)A元素的第一电离能 (填“>”“<”或“=”)B元素的第一电离能,A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为 (用元素符号表示)。
(2)基态D元素原子的价电子排布式为 。
(3)基态C元素原子的电子排布图为 ;的离子符号为 。
(4)F元素位于元素周期表的 区,其基态原子的电子排布式为 。
(5)G元素可能的性质是______(填字母)。
A.其单质可作为半导体材料 B.其电负性大于磷
C.其原子半径大于锗 D.其第一电离能小于硒
(6)金属性:D (填“>”或“<”,下同)Al; ,其原因是 。
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综合01 高二压轴80题
九大高频考向概览
考向01 化学反应与能量
考向02 化学反应速率与化学平衡
考向03 弱电解质的电离 溶液的酸碱性
考向04 盐类的水解 粒子浓度比较
考向05 沉淀溶解平衡
考向06 原电池与化学电源
考向07 电解原理及其应用
考向08 原子结构与性质(选必2)
考向09 原理综合与实验探究题(非选择题)
地 城
考向01
化学反应与能量
1.(2024-2025高二上·辽宁五校·期末)下列说法错误的是
A.铝热反应是放热反应,但需要足够的热量才能使反应发生
B. ,则稀和稀完全反应生成1mol时,放出热量大于57.3kJ
C.已知 ; ,则
D. ,则的燃烧热小于
【答案】D
【解析】A.铝热反应是放热反应,因为在高温时才能反应,所以需要足够的热量才能使反应发生,A不符合题意;
B.除了发生中和反应生成水放出热量之外,还有结合生成硫酸钡沉淀放出的热量,所以放出的热量大于57.3kJ,B不符合题意;
C.碳的燃烧反应是放热反应,前者为C的完全燃烧,而后者为不完全燃烧,则前者释放的热量更多,由于放热反应的∆H是负值,则,C不符合题意;
D.的燃烧热指1mol与完全反应生成,而该反应中生成的气态水,由于气态水转化为液态水放出热量,所以的燃烧热大于,D符合题意;
故答案选D。
2.(2024-2025高二上·辽宁协作体·期末)在同温同压下,下列各组热化学方程式中,的是
选项
I
Ⅱ
A
B
C
D
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.氢气与氧气反应生成水是放热反应,水的分解是吸热反应,,A错误;
B.和反应是放热反应,=2,,B错误;
C.乙炔燃烧为放热反应,气态水转化成液态水会放热,故,C正确;
D.碳完全燃烧生二氧化碳放出的热量比不完全燃烧生成一氧化碳多,,D错误;
故选C。
3.(2024-2025高二上·黑龙江德强高中·期末)已知: ,键的键能为,中键的键能为,的结构为。则键的键能为
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
的结构为,P-P键有6个,设P-P键的键能为xkJ·mol-1,则ΔH=6xkJ·mol-1+6bkJ·mol-1-12ckJ·mol-1=akJ·mol-1,得x=;
故选A。
4.(2024-2025高二上·黑龙江德强高中·期末)常温常压下,下列热化学方程式书写正确的是
选项
已知条件
热化学方程式
A
的标准燃烧热
B
完全燃烧生成液态水和,放出的热量
C
石墨比金刚石能量少
(石墨,)(金刚石,)
D
分解生成和气体,吸收热量
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】A.燃烧热是在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量;燃烧为放热反应,焓变小于0,A错误;
B.完全燃烧生成液态水和,放出的热量,则反应为 ,B错误;
C.相同质量的石墨比金刚石能量低,石墨转化成金刚石要吸热,焓变大于0,C正确;
D.未标明物质的存在状态,D错误;
故选C。
5.(2024-2025高二上·吉林松原·期末)几种物质间转化反应的焓变如图所示。下列说法错误的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A.过程3为断键,是吸热过程,则大于0,过程4为成键,是放热过程,则小于0,即,A项正确;
B.同理有,,,由盖斯定律得,,则,B项错误;
C.反应焓变与途径无关,则,C项正确;
D.由B项可知,,D正确;
故选B。
6.(2024-2025高二上·吉林松原·期末)下列有关反应热的说法正确的是
A.已知S(正交,s)(单斜,s) ,则单斜硫比正交硫稳定
B. ,b不属于碳的燃烧热,
C.的燃烧热是,则反应的反应热
D.25℃、101kPa时, ,则含0.5mol的稀硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放出的热量为57.3kJ
【答案】B
【解析】A.S(正交,s)(单斜,s) kJ·mol-1,反应吸热,说明单斜硫的内能比正交硫的内能高,由“能量越低越稳定”得,正交硫比单斜硫稳定,故A错误;
B.对于碳单质来说,1mol碳完全燃烧生成稳定的时,放出的热量才属于燃烧热,即b不属于碳的燃烧热,故B正确;
C.对于来说,燃烧热是指1mol完全燃烧生成液态水时放出的能量,即的燃烧热是285.8kJ·mol-1,则其燃烧热的热化学方程式为 kJ·mol-1,故的(kJ·mol-1)kJ·mol-1,故C错误;
D.含0.5mol的稀硫酸与足量氢氧化钡反应时,会生成硫酸钡沉淀,离子状态的变化也会引起体系能量的变化,则放出的热量不等于中和热,故D错误;
故答案为:B。
7.(2024-2025高二上·吉林松原·期末)反应的能量变化如左图所示,中和反应反应热测定的实验装置如图所示。下列说法正确的是
A.图实验中每次必须在温度计示数稳定后再读数
B.进行图实验时,向内筒倒入盐酸和NaOH溶液时应缓慢注入,以防液滴飞溅
C.的逆反应活化能大于正反应活化能,该反应为放热反应
D.通过压缩容器体积增大体系压强,可提高活化分子百分数,加快反应速率
【答案】C
【解析】A.在中和反应反应热测定实验中,要测量反应前后的温度差。如果在温度计示数稳定后再读数,此时反应可能已经结束并开始散热,导致测量的温度不准确,应该在反应混合液温度最高时读数,A错误;
B.进行中和反应反应热测定实验时,向内筒倒入盐酸和溶液时应快速倒入,以减少热量散失,而不是缓慢注入,B错误;
C.由反应的能量变化图可知,逆反应活化能大于正反应活化能。根据反应热,所以该反应为放热反应,C正确;
D.通过压缩容器体积增大体系压强,单位体积内活化分子数增多,但活化分子百分数不变,只是碰撞频率增加,从而加快反应速率,D错误;
综上,答案是C。
地 城
考向02
化学反应速率与化学平衡
8.(2024-2025高二上·内蒙古锡林郭勒·期末)向刚性密闭容器甲、乙中分别加入物质的量均为1mol的X和Y,发生反应: ,已知容器甲、乙的体积比为1∶2,达到平衡时,测得M的物质的量浓度与温度和容器容积的关系如图所示。已知容器乙中反应在条件下经过xmin达到平衡。下列说法正确的是
A. B.压强:
C.平衡常数: D.0~xmin内,容器乙中mol·L-1·min-1
【答案】D
【解析】A.乙→甲过程中相当于进行加压操作,体积变为原来的一半,c→a时,若平衡不移动,则M的浓度应为1mol·L-1,而图象上为0.8mol·L-1,说明平衡逆向移动,该反应是气体体积增大的反应,即,故A项错误;
B.乙→甲过程中相当于进行加压操作,由于平衡逆向移动,a中压强要比略小,即,故B项错误;
C.平衡常数只与温度有关,由得该反应为吸热反应,则升高温度,平衡常数变大,即有,故C项错误;
D.容器乙中达到平衡时,mol·L-1,则0∼xmin内mol·L-1·min-1,又因为化学计量数,则容器乙中mol·L-1·min-1,D项正确;
综上所述,正确的是D项。
9.(2024-2025高二上·吉林松原·期末)一定温度下,向某1L恒容密闭容器中充入1.0mol发生反应 ,测定实验数据得到和的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.的分解反应在高温条件下能自发进行
B.若平衡时压缩容器体积,反应重新达到平衡,曲线Ⅰ的g点可能变为c点
C.若平衡时升高温度,反应重新达到平衡,曲线Ⅱ的h点可能变为e点
D.该温度下,反应的平衡常数
【答案】B
【解析】A.由题可知,的分解反应是熵增的吸热反应,,,根据判断,若自发进行,须在高温条件下,故A正确;
B.若平衡时压缩容器体积,、都增大,则曲线Ⅰ的g点应变为b点,故B错误;
C.该反应为吸热反应,升高温度,平衡正移,减小,且温度升高反应速率加快,曲线Ⅱ的h点可能变为e点,故C正确;
D.根据g、h点的数据可知,该温度下反应的平衡常数,故D项正确;
故答案为B。
10.(2024-2025高二上·吉林长春·期末)金属硫化物(MxSy)催化反应CH4(g)+2H2S(g)=CS2(g)+4H2(g),既可以除去天然气中的H2S,又可以获得H2。下列说法正确的是
A.题图所示的反应机理中,步骤Ⅰ可理解为H2S中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用
B.该反应的平衡常数K=
C.该反应的ΔS<0
D.该反应中每消耗1molH2S,转移电子的数目约为2×6.02×1023
【答案】A
【解析】A.由题图所示的反应机理可知,在反应步骤Ⅰ中H2S中的带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用,故A正确;
B.化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比,故该反应的平衡常数,故B错误;
C.根据反应方程式可知:该步反应的正反应是气体体积增大的反应,所以该反应的△S>0,故C错误;
D.该反应中每消耗l mol H2S,则消耗0.5 mol CH4,C元素的化合价由CH4中的-4价变为CS2中的+4价,化合价升高8价,根据反应过程中电子转移总数等于元素化合价升降总数,可知反应过程中转移电子的数目约为,故D错误;
故答案为A。
11.(2024-2025高二上·吉林白城·期末)甲醇重整制氢涉及三个反应:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
反应Ⅰ和反应Ⅱ不同温度下的平衡常数如下表:
反应
Ⅰ
0.5535
185.8
9939.5
Ⅱ
872.7
下列说法正确的是
A.相同温度下,
B.反应Ⅰ、Ⅱ在低温下可自发进行
C.恒容恒温体系中,反应达平衡后充入稀有气体,体系压强增大,反应Ⅱ平衡逆移
D.时,向起始容积相同的恒压和恒容两个容器中,均充入与,恒压条件下的平衡产率更高
【答案】D
【解析】A.根据盖斯定律,,所以,,A错误;
B.反应Ⅰ温度升高,K增大,,,高温下能自发,反应Ⅱ温度升高,K增大,,,在高温下可自发进行,B错误;
C.恒容恒温体系中,反应达平衡后充入稀有气体,体系压强增大,个组分浓度不变,反应Ⅱ平衡不移动,C错误;
D.综合以上反应,恒压条件下,随着反应进行,气体分子数增多,容器的体积增大,相当于减小压强,有利于气体分子数增多的反应,所以恒压条件下的平衡产率更高,D正确;
故选D。
12.(2024-2025高二上·辽宁五校·期末)活性炭还原可防止空气污染,其反应原理:。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平衡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、D四个点,只有C点和D点的,图2中E点的小于F点的
B.在恒温恒容下,向图2中G点体系中再充入一定量的,与原平衡相比,的平衡转化率减小
C.图2中G点平衡常数
D.图2中E点的体积分数为50%
【答案】C
【解析】A.C、D点时,NO2的生成速率是N2的生成速率的2倍,此时反应到达平衡状态,平衡时同种物质正逆反应速率相等,因此有C、D点;该反应是气体体积增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,NO2的转化率减小,故图2中E到F段曲线还未达到平衡状态,v逆逐渐增大,F恰好达到平衡状态,因此图2中E点的v逆小于F点的v正,A正确;
B.在恒温恒容下,向图2中G点平衡体系中充入一定量的NO2,反应物浓度增大,化学平衡正向移动,但与原平衡相比,等效于加压,NO2的平衡转化率减小,B正确;
C.结合已知条件列三段式得:
总气体物质的量为1.2mol,总压强p总=1100kPa,,C错误;
D.结合已知条件列三段式得:
的体积分数,D正确;
故选:C。
13.(2024-2025高二上·辽宁协作体·期末)近年来,研究者开发出新工艺利用乙酸合成乙酸乙酯,使生产成本明显降低。一定温度下,向某恒容密闭容器中充入0.2mol乙烯(g)与0.2mol乙酸(g),发生的反应为 ,测得在不同压强下乙酸乙酯的产率随温度(T)的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.压强:
B.正反应速率:
C.该反应的平衡常数:
D.该反应的正反应活化能大于逆反应的活化能
【答案】D
【解析】A.由可知,该反应为分子数减少的反应,增大压强,平衡正向移动,乙酸乙酯的产率增大,则压强:,A正确;
B.温度相同时,压强越大,反应速率越大,故正反应速率:,B正确;
C.由于a、b、c三点的温度相等,该反应的平衡常数:,C正确;
D.由图知,压强相同时,温度越高,乙酸乙酯的产率增大,则该反应为吸热反应,正反应活化能小于逆反应的活化能,D错误;
故选D。
14.(2024-2025高二上·黑龙江大庆·期末)氢能是一种重要的清洁能源,由HCOOH可以制得H2.在催化剂作用下,HCOOH催化释放氢的反应机理和相对能量的变化情况分别如图1和图2所示。下列叙述错误的是
A.HCOOH催化释放氢的过程中有极性键的断裂和非极性键的形成
B.在催化剂表面解离C-H键比解离O-H键难
C.步骤③中每生成2gH2,转移电子的数目约为2×6.02×1023
D.其他条件不变时,以HCOOK溶液代替HCOOH能提高释放氢气的纯度
【答案】C
【解析】A.HCOOH催化释放氢的过程涉及到N-H极性键的断裂和形成,O-H极性键的断裂以及H-H非极性键的形成,HCOOH催化释放氢的过程中有极性键的断裂和非极性键的形成,故A正确;
B.Ⅱ→Ⅲ过程中断裂O-H键,Ⅲ→Ⅳ过程中断裂C-H键,Ⅲ→Ⅳ的活化能大于Ⅱ→Ⅲ的活化能,故在催化剂表面解离C-H键比解离O-H键更难,故B正确;
C.步骤③中-1价H和+1价H生成氢气,故步骤③中每生成2gH2(1mol),转移电子的数目为NA,故C错误;
D.若用HCOOK溶液代替HCOOH,反应生成KOH能吸收CO2,所以最终所得气体中CO2的量会减少,提高释放氢气的纯度,故D正确;
答案选C。
15.(2024-2025高二上·黑龙江大庆·期末)为探究Fe2+是否与SCN-发生反应,某化学小组进行了如下两组实验:
下列说法错误的是
A.②中溶液变为深红色,证明还原性Fe2+>SCN-
B.通过②和⑤对比,能证明①中:SCN-与Fe2+已经发生反应
C.③比⑥红色深是因为③中的Fe3+浓度大,证明①中Fe2+与SCN-发生反应
D.①中FeCO3的沉淀溶解平衡正向移动
【答案】B
【解析】A.②中溶液变为深红色,说明溶液中含有Fe3+,Fe3+与SCN-反应生成Fe(SCN)3,滴加H2O2后Fe2+被氧化成Fe3+,故Fe2+的还原性比SCN-强,故A正确;
B.②中溶液变为深红色,⑤中溶液基本无色,溶液中未控制单一变量,不能说明Fe2+与SCN-已经发生反应,故B错误;
C.由实验现象可知,③中溶液颜色比⑥中深,故③中Fe3+浓度更大,则FeCO3溶解的更多,FeCO3(s)⇌Fe2+(aq)+CO(aq),加入KSCN后促进FeCO3溶解,上层清液中Fe2+浓度大,证明①中Fe2+与SCN-发生反应,故C正确;
D.FeCO3存在溶解平衡FeCO3(s)⇌Fe2+(aq)+CO(aq),①中Fe2+与SCN-发生反应,生成可溶性物质,使得FeCO3的沉淀溶解平衡正向移动,故D正确;
故选:B。
16.(2024-2025高二上·内蒙古包头·期末)以物质的量之比为1:2向桓压密闭容器中充入X,Y,发生反应 ,相同时间内测得Z的产率和Z在不同温度下的平衡产率随温度的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.Q点,N点均已达到平衡状态 B.M,N点反应物分子的有效碰撞几率不同
C.升温平衡逆向移动,说明 D.由于温度低导致反应速率慢M点未达平衡
【答案】A
【解析】A.观察图可知,点的产率小于平衡产率,Q点未达到平衡,A错误;
B.点Z的产率相同,但温度不同,所以反应物分子的有效碰撞几率不同,B正确;
C.根据图中在不同温度下的平衡产率随温度的变化关系可知,随着温度升高,Z的平衡产率逐渐降低,说明升温平衡逆向移动,说明,该反应是放热反应,C正确;
D.根据图可知,点Z的产率小于Z的平衡产率,说明M点还没有达到平衡,说明温度较低,反应速率较慢,D正确;
故选A。
17.(2024-2025高二上·内蒙古包头·期末)环己烷有椅型、半椅型、船型,扭船型等多种结构,在一定温度和压强下不同结构的能且不同,它们的相对能量如图所示。下列说法错误的是
A.相同条件下,椅型结构最稳定
B.一定条件下,扭船型椅型是自发的
C.经过(椅型扭船型船型)
D.椅型转化成船型正反应的活化能大于逆反应的活化能
【答案】C
【解析】A.相同条件下椅型结构能量最低,最稳定,A正确;
B.扭船型结构转化成椅型结构要释放能量,ΔH<0,一定条件下可自发转化,B正确;
C.经过(椅型扭船型船型)ΔH=+28.9kJ/mol,C错误;
D.椅型转化成扭船型是吸热反应,ΔH>0,正反应的活化能大于逆反应的活化能,D正确;
故选C。
地 城
考向03
弱电解质的电离 溶液的酸碱性
18.(2024-2025高二上·内蒙古赤峰·期末)高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸,其酸性在水溶液中差别不大。以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数:
酸
HCl
由以上表格中数据判断以下说法不正确的是
A.在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离
B.在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中酸性最强的酸
C.在冰醋酸中硫酸的电离方程式为
D.水对这四种酸的强弱没有区分能力,但冰醋酸可以区分这四种酸的强弱
【答案】C
【解析】A.由电离平衡常数知,四种酸在冰醋酸中都不能完全电离,故A正确;
B.由电离平衡常数知,四种酸中高氯酸的电离平衡常数最大,所以高氯酸的酸性最强,故B正确;
C.由电离平衡常数知,硫酸在冰醋酸中部分电离出氢离子和硫酸氢根离子,以一级电离为主,电离方程式为,故C错误;
D.这四种酸在水中都完全电离,在冰醋酸中电离程度不同,所以水对于这四种酸的强弱没有区分能力,但醋酸可以区分这四种酸的强弱,故D正确;
故选C。
19.(2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末)连二次硝酸()是一种二元酸,可用于制气体。常温下,用0.01mol/L的NaOH溶液滴定10mL0.01mol/L溶液,测得溶液pH与NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法错误的是
A.a、b、c三点,水的电离程度最小的是c
B.常温下的为
C.a点时溶液中
D.c点时溶液中各离子浓度大小的关系为:
【答案】A
【解析】A.随着滴定的进行,溶液中的酸越来越少,可水解的盐越来越多,水的电离由受抑制逐渐转化为被促进,到c点时酸碱恰好中和,则a、b、c三点中,水电离程度最小的是a点,故A错误;
B.根据图像分析,未加入NaOH时,0.01mol/L的溶液,即此时,二元弱酸的酸性主要由第一步电离决定,,,故B正确;
C.a点,结合电荷守恒,得,故C正确;
D.c点对应NaOH体积为20mL,由题意知,故两者恰好反应生成,此时溶液中发生如下过程:电离(完全)、第一步水解(微弱)、第二步水解(弱于第一步),电离(微弱),三个微弱过程中,第一步水解程度最大,由此确定离子大小顺序为:,故D正确。
故答案选A。
20.(2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末)25℃时,下列说法中正确的是
A.pH=7的溶液中:Fe3+、Al3+、SO、Cl-能大量共存
B.已知电离常数:H2CO3>HClO>,向NaClO溶液中通入少量二氧化碳:ClO-+CO2+H2O= HClO+
C.已知的Ka1=10-1.2 , Ka2= 10-4.2 ,0.1 mol·L-1 KHC2O4溶液中,粒子浓度关系满足c(K+)>c(HC2O) > c(H2C2O4)>c(C2O)
D.水电离出c(H+)×c(OH-)= 10-20的溶液中Na+、ClO-、、可能大量共存
【答案】B
【解析】A.pH=7的中性溶液中,Fe3+和Al3+会强烈水解生成和沉淀,无法大量共存。故A错误;
B.已知H₂CO₃的酸性(Ka1≈4.3×10-7)强于HClO(Ka≈3×10-8),而的酸性(Ka2≈4.7×10-11)弱于HClO。根据“强酸制弱酸”的规律,少量CO2通入NaClO溶液中,ClO⁻与CO2反应生成酸性更弱的HClO和,反应式为:ClO⁻ + CO2 + H2O → HClO + 。故B正确;
C.KHC2O4溶液中,的常数(Ka2=10-4.2)远大于其水解常数(≈10-12.8),说明解离占主导。因此,的浓度应大于的浓度。题目中给出的顺序为c() > c() > c(),与实际顺序c() > c() > c()矛盾。故C错误;
D.水电离出的c(H+)×c(OH-)=10-20,说明溶液为强酸或强碱性环境。在强酸中,ClO-会与H⁺结合生成HClO;在强碱中,会与OH-反应生成NH3·H2O。因此,四种离子无法大量共存,故D错误;
故选B。
21.(2024-2025高二上·黑龙江德强高中·期末)乳酸(LAC)是一种有机弱酸,可用于制备聚乳酸(PLA)生物可降解性塑料。常温下,不能证明乳酸是弱酸的实验事实是
A.0.1mol/L乳酸溶液的
B.的乳酸溶液加水稀释10倍后,
C.乳酸溶液能与溶液反应生成
D.等体积等pH的盐酸和乳酸与足量锌粒反应,乳酸产生多
【答案】C
【解析】A.0.1mol/L乳酸溶液的pH为3,说明乳酸在溶液中部分电离,溶液中存在电离平衡,证明乳酸是弱酸,故A不符合题意;
B.pH为3的乳酸溶液加水稀释10倍后,溶液的pH小于4,说明乳酸在溶液中部分电离,溶液中存在电离平衡,证明乳酸是弱酸,故B不符合题意;
C.乳酸溶液能与碳酸钠溶液反应生成二氧化碳说明乳酸的酸性强于碳酸,但不能说明乳酸是弱酸,故C符合题意;
D.等体积等pH的盐酸和乳酸与足量锌粒反应,乳酸产生氢气多,说明乳酸在溶液中部分电离,溶液中存在电离平衡,证明乳酸是弱酸,故D不符合题意;
故选C。
22.(2024-2025高二上·吉林通化·期末)“火星上‘找’到水的影子”被《科学》杂志评为10大科技突破之一。某温度下,重水(D2O)的离子积,可以用pH一样的定义来规定。下列说法错误的是
A.重水是极弱的电解质,将金属Na加入重水中,重水的电离程度增大
B.该温度下,纯重水的
C.该温度下,1 L含0.01 mol DCl的重水溶液,其pD=2
D.该温度下,在100 mL的DCl重水溶液中,加入100 mL NaOD的重水溶液,充分反应后溶液的pD=13(忽略溶液体积的变化)
【答案】D
【解析】A.重水是极弱的电解质,存在电离平衡,,Na与重水电离生成的反应生成D2,促进重水发生电离,从而使重水的电离程度增大,A正确;
B.重水(D2O)的离子积,则,,B正确;
C.1 L含DCl的重水溶液中,,C正确;
D.100 mL 的DCl重水溶液和100 mL 的NaOD的重水溶液混合时,NaOD过量,所以,,,,D错误;
答案选D。
23.(2024-2025高二上·吉林通化·期末)HA为一元弱酸,其电离是吸热过程,平衡体系中各成分的分布分数为,(其中X为HA或)。常温条件下,与pH的关系如图所示,下列说法错误的是
A.为HA的分布曲线 B.
C.pH=5时,溶液中 D.若升高温度,a点向右移动
【答案】D
【分析】图像的横坐标是溶液的pH,pH增大,酸性减弱,使平衡正向移动,此时增大,减小,a点时,,pH=4.76,即,,据此回答。
【解析】A.根据分析可知,所以是HA的曲线,是的曲线 ,A正确;
B.根据分析可知,,B正确;
C.由图像知,pH=5时,偏高,即更大,C正确;
D.a点时,,,温度升高,增大,即增大,pH减小,a点向左移动,D错误;
故选D。
24.(2024-2025高二上·辽宁沈阳·期末)下列关于溶液的叙述正确的是
A.时,的醋酸溶液和的溶液等体积混合,所得溶液
B.常温下,在的氨水与的氨水中,前者多
C.中和相同体积、相同的盐酸和醋酸,消耗的物质的量盐酸比醋酸大
D.的酸与的溶液等体积混合溶液中,一定有:
【答案】A
【解析】A.时,的醋酸溶液和的溶液等体积混合,由于醋酸是弱酸只有部分电解,则反应后溶液为醋酸钠和醋酸混合溶液,溶液呈酸性,A正确;
B.一水合氨为弱电解质,氨水浓度越大,电离程度越小,则一定温度下,1Llmol•L-1的氨水与2L 0.5mol•L-1的氨水中,后者多,B错误;
C.中和pH与体积均相同的盐酸和醋酸溶液,消耗NaOH的物质的量是醋酸比盐酸大,C错误;
D.0.2 mol/L的酸HX与0.1 mol/L的KOH溶液等体积混合,HX过量,因HX的酸性强弱未知,无法确定混合液的酸碱性,也无法判断离子浓度的大小关系,故D错误;
答案选。
25.(2024-2025高二上·辽宁·期末)含氰废水中氰化物主要形态是HCN和CN-。氰化物浓度较低时,可在碱性条件下用H2O2将其转化为N2。浓度较高时,用Fe、K2CO3溶液与HCN反应生成、H2和CO2。已知酸性:。下列化学反应表示错误的是
A. K2CO3溶液与足量HCN溶液反应:
B.向NaCN溶液中通入少量CO2:
C.碱性条件下H2O2与CN-反应:
D.Fe、K2CO3溶液与HCN溶液反应:
【答案】C
【解析】A.由题干信息可知,酸性:,则K2CO3溶液与足量HCN溶液反应的离子方程式为:,A正确;
B.由题干信息可知,酸性:,则向NaCN溶液中通入少量CO2的离子方程式为:,B正确;
C.已知CO2能与OH-反应,故碱性条件下H2O2与CN-反应的离子方程式为:,C错误;
D.根据题干信息并结合氧化还原反应配平可得,Fe、K2CO3溶液与HCN溶液反应的方程式为:,D正确;
故答案为:C。
26.(2024-2025高二上·辽宁点石联考·期末)常温下,下列离子组在限定条件下一定能大量共存的是
选项
限定条件
离子组
A
试纸检测显红色的溶液中
、、、
B
浓氨水中
、、、
C
水电离出的为的溶液中
、、、
D
澄清透明的溶液中
、、、
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.试纸检测显红色的溶液显酸性,酸性条件下可氧化,不能大量共存,故A不符合题意;
B.浓氨水显碱性,银离子和氯离子生成的氯化银沉淀能溶于浓氨水中,生成,不能大量存在,故B不符合题意;
C.水电离出的为的溶液可能为酸性或碱性,碱性溶液中不能大量存在,故C不符合题意;
D.澄清透明的溶液中,、、、不反应、能大量共存,故D符合题意;
故选D。
27.(2024-2025高二上·内蒙古包头·期末)溶液的酸碱性对人类的生产,生活有十分重要的影响。下列有关叙述中正确的是
A.100℃时纯水的,所以纯水在100℃时显酸性
B.将的盐酸稀释1000mL,所得溶液的pH为9
C.醋酸溶液与等体积水混合后
D.常温下,的醋酸与的氢氧化钠溶液等体积混合后
【答案】D
【解析】A.纯水在100℃时pH=6,但此时水的离子积Kw增大,和OH-浓度相等,仍为中性,A错误;
B.盐酸为强酸,稀释时pH趋近于7但不会超过7,稀释1000倍后pH≈7而非9,B错误;
C.0.2mol/L醋酸稀释后浓度为0.1mol/L,但醋酸为弱酸,浓度远小于0.1mol/L,pH>1,C错误;
D.pH=3的醋酸浓度远高于pH=11的NaOH,反应后醋酸过量,溶液呈酸性,pH<7,D正确;
故选D。
28.(2024-2025高二上·内蒙古通辽·期末)常温下,溶液中含碳微粒的物质的量百分数与pH的关系如图所示。人体血浆中最重要的缓冲体系是碳酸氢盐,正常人的血液的pH在7.35~7.45,血浆中pH与含碳微粒的关系为:。下列说法正确的是
A.曲线b表示随溶液pH变化的曲线
B.人体中的血浆和常温下溶液中的均为
C.当血浆中增大时,pH一定增大
D.当血浆的pH=7.2时,则发生酸中毒,此时是的10倍
【答案】D
【解析】A.根据图象可知,曲线a表示c(H2CO3)、曲线b表示c()、曲线c表示随溶液pH变化的曲线,故A错误;
B.根据图象可知,常温下c()=c(H2CO3)时,pH=6.2,H2CO3的Ka1=,但人体中的血浆温度高于常温,升温有利于碳酸电离,则血浆中的大于,故B错误;
C.人体血浆中碳酸氢盐起缓冲作用,随c()增大,pH变化不大,故C错误;
D.正常人的血液pH在7.35~7.45,当血浆的pH=7.2时,则发生酸中毒,,所以此时lg=1, 是的10倍,故D正确;
选D。
地 城
考向04
盐类的水解 粒子浓度比较
29.(2024-2025高二上·内蒙古包头·期末)下列应用问题,主要涉及的反应原理与盐的水解无关的是
A.用热的纯碱溶液清洗炊具
B.向溶液中滴加氯水除去混有的
C.溶液可作焊接金属时的除锈剂
D.实验室配制溶液时,在溶液中加入少量的盐酸
【答案】B
【解析】A.纯碱(Na2CO3)水解生成碱性溶液,加热促进水解,增强去污能力,涉及盐的水解,A不符合题意;
B.FeCl3溶液中加入氯水,Cl2将Fe2+氧化为Fe3+,属于氧化还原反应,与水解无关,B符合题意;
C.ZnCl2水解产生HCl,可以溶解金属氧化物用于除锈,涉及盐的水解,C不符合题意;
D.AlCl3易水解,加盐酸可以抑制水解以稳定溶液,涉及盐的水解,D不符合题意;
故选B。
30.(2024-2025高二上·内蒙古通辽·期末)常温时,用的盐酸滴定的溶液,滴加盐酸的体积为V(已知的电离常数,忽略的挥发)。下列说法正确的是
A.时,
B.时,溶液
C.时,
D.时,
【答案】A
【解析】A.时,溶液中的溶质为和,且物质的量之比为,根据电荷守恒:,A正确;
B.时,溶液中的溶质主要是,且物质的量之比为1:1,的水解常数为,的水解常数大于其电离常数,所以溶液呈碱性,B错误;
C.时,滴加盐酸前溶液中是,根据物料守恒可知,C错误;
D.时,溶液中的电荷守恒关系为,物料守恒为,则质子守恒式为,D错误;
故选A。
31.(2024-2025高二上·辽宁抚顺·期末)常温下,用溶液分别滴定浓度均为的溶液和溶液,所得滴定曲线如图所示。下列说法错误的是
已知:,。
A.常温下,溶液中,
B.常温下,
C.的过程中,溶液中水的电离程度一直增大
D.常温下,溶液中,
【答案】D
【解析】A.常温下,溶液中,得,,故,故A正确;
B.常温下,,故B正确;
C.的过程中为酸性环境,酸性减弱,所以溶液中水的电离程度一直增大,故C正确;
D.常温下,溶液中,会发生水解,溶液呈碱性,所以,故D错误;
答案选D。
32.(2024-2025高二上·辽宁协作体·期末)常温下,向溶液中缓慢通入氨气,测得混合溶液的pH与的关系如图所示,下列说法错误的是
已知:常温下,,,。
A.
B.常温下,
C.x点对应溶液中,
D.常温下,溶液中,
【答案】C
【分析】由图,=5时,pH=9.7,则;
【解析】A.=2.5时,,,pH=7.2,则横坐标为2.5时,纵坐标为7.2,由坐标(2.5,7.2)、(5,9.7),可知,故A正确;
B.由分析,,故B正确;
C.由坐标(2.5,7.2),x点对应溶液为碱性,则,故C错误;
D.=,则溶液中醋酸根离子和铵根离子水解程度相当,溶液显中性,,,由物料守恒,,则,,故,故D正确;
故选C。
33.(2024-2025高二上·辽宁协作体·期末)在日常生活中,经常用和混合溶液制成的泡沫灭火剂来灭火,下列说法正确的是
A.溶液中,
B.溶液中,
C.常温下,在溶液中,
D.上述发生主要反应的离子方程式为
【答案】C
【解析】A.溶液中会水解,,A错误;
B.溶液显碱性,的水解大于电离,,B错误;
C.常温下,在溶液中,,C正确;
D.上述发生主要反应的离子方程式为,D错误;
故选C。
34.(2024-2025高二上·吉林松原·期末)常温下,用的NaOH溶液滴定20.00mL未知浓度的二元酸溶液,溶液的pH、分布系数δ随滴加NaOH溶液体积的变化关系如图所示[分布系数[,X为、或]。下列说法正确的是
A.曲线①代表的关系曲线,曲线②代表的关系曲线
B.该实验可选用酚酞或甲基橙为指示剂
C.mL时,溶液中
D.的电离常数mol-1·L
【答案】C
【分析】在未加NaOH溶液时,曲线①的分布系数与曲线②的分布系数之和等于1,且曲线①中δ一直在减小,曲线②中δ在一直增加,说明第一步完全电离,第二步存在电离平衡,即,,则曲线①代表的关系曲线,曲线②代表的关系曲线。
【解析】A.根据分析可知则曲线①代表的关系曲线,曲线②代表的关系曲线,A错误;
B.由图可知,mL时达到滴定终点,生成的溶液中发生水解使溶液呈碱性,则可选用酚酞为指示剂,不能用甲基橙,B错误;
C.由曲线③得,mL时,溶液呈酸性,,再由电荷守恒,可得,C正确;
D.利用曲线①、②的交点数据得,,此时mL,,mol·L-1,则的电离常数mol-1·L,D错误;
故选C。
35.(2024-2025高二上·吉林长春·期末)下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A.对于反应体系CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g),给平衡体系增大压强可使颜色变深
B.在K2Cr2O7溶液中存在如下平衡,+H2O2+2H+,若向K2Cr2O7溶液中滴入5~15滴浓硫酸,溶液颜色橙色加深
C.工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高SO2的利用率
D.将AlCl3溶液加热、蒸干、灼烧,最终得到Al2O3
【答案】A
【解析】A.该反应气体分子总数不变,增大压强,平衡不移动,但由于的浓度增大,使颜色变深,不能用勒夏特列原理解释,故A正确;
B.向溶液中滴入滴浓硫酸,溶液颜色橙色加深,说明浓度增大时,平衡逆向移动,能用勒夏特列原理解释,故B错误;
C.工业上生产硫酸的过程中,增大O2的量,平衡正向移动,可提高SO2的转化率,可用勒夏特列原理解释,故C错误;
D.AlCl3水解是一个吸热过程,加热,促使平衡向水解的方向移动,AlCl3水解程度增大,生成Al(OH)3和HCl,蒸干、灼烧,最终得到Al2O3,可以用勒夏特列原理解释,故D错误;
故答案为A。
36.(2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末)常温下,某实验⼈员在两个相同容器中分别加溶液和40mL0.1mol∙L-1NaHA溶液,再分别⽤盐酸滴定,保持体系温度不变,利⽤pH计和压⼒传感器检测,绘制曲线如图所示。下列说法错误的是
A.图中曲线甲和丁代表向Na2A溶液中滴加盐酸
B.⽔的电离程度:b点>d点
C.的平衡常数的数量级是10-11
D.d点溶液中满⾜
【答案】D
【分析】Na2A的水解程度大于NaHA溶液,故Na2A的碱性强于NaHA,Na2A与盐酸反应先生成NaHA,再产生H2A气体,故图中甲、丁线表示向Na2A溶液中滴加盐酸,乙、丙线表示向NaHA溶液中滴加盐酸;
【解析】A.由上述分析可知,甲和丁代表向Na2A溶液中滴加盐酸,故A正确;
B.根据图像可知b点对应的滴定点为a点,c点为盐酸和Na2A恰好反应生成NaHA和氯化钠,a点为NaHA和氯化钠和H2A混合物,此溶液显碱性,可知NaHA的水解显碱性,促进了水的电离,而d点为H2A和氯化钠混合物,且显酸性,电离显酸,抑制水的电离,水的电离程度:b点>d点,故B正确;
C.甲的起始pH=12,c(A-)≈c(OH-)=10-2mol/L,c(A2-)≈0.2mol/L,Na2A溶液中Kh1=≈=5×10-4;HA-=H++A2-的平衡常数Ka2===mol/L=2×10-11mol/L,HA-⇌H++A2-的平衡常数的数量级是10-11,故C正确;
D.d点表示向溶液滴加了40mL,由图像可知生成了部分气体,若没有气体,溶质为NaCl和H2A为2:1,但是有部分气体逸出,,故D错误;
答案选D。
37.(2024-2025高二上·黑龙江齐齐哈尔·期末)我国学者设计了一种联合回收烟气中SO2并脱除氮氧化物的系统及方法,简易流程如图所示。下列说法错误的是
已知25℃时,H2SO3电离常数:,。
A.在反应器乙中采用淋洒方式加入Na2SO3溶液的优点是吸收速率快
B.若NaOH溶液吸收SO2后的混合液pH=6,则
C.向反应器丙中加入硫酸,发生反应的离子方程式为
D.反应器丁的阴极反应为
【答案】C
【解析】A.由题图可知,在反应器乙中采用淋洒方式加入Na2SO3溶液,可使雾状的溶液与烟气逆向接触,则接触面积增大,吸收速率加快,A说法正确;
B.由混合液中的电荷守恒可知,因较小,故混合液中最大,又,则,故,即,B说法正确;
C.反应器乙中饱和Na2SO3溶液吸收SO2生成NaHSO3,则向反应器丙中加入硫酸,发生反应的离子方程式为,C说法错误;
D.分析题给流程图中物质变化可知,反应器丁中得到的来自的还原,故反应器丁的阴极反应是得电子生成的反应,D说法正确;
故答案为:C。
地 城
考向05
沉淀溶解平衡
38.(2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末)已知25℃时,CaCO3饱和溶液中c(Ca2+)为5.3×10-5mol/L、MgCO3的饱和溶液中c(Mg2+)为2.6×10-3mol/L。若在5mL浓度均为0.01mol/L的CaCl2和MgCl2溶液中,逐滴加入5mL 0.012mol/LNa2CO3溶液,充分反应后过滤得到溶液M和沉淀N(不考虑溶液体积的变化)。下列观点不正确的是
A.25℃时,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9
B.加入Na2CO3溶液的过程中,先生成CaCO3沉淀
C.滤液M中:c(Cl-)>c(Na+)>c(Mg2+)>>c(OH-)
D.滤液M中:c(Mg2+)< 0.005mol·L-1
【答案】D
【解析】A.CaCO3饱和溶液中c(Ca2+)=c(CO)=5.3×10-5mol/L,25℃时,Ksp(CaCO3)==2.8×10-9,A正确;
B.MgCO3的饱和溶液中c(Mg2+)=c(CO)=2.6×10-3mol/L,Ksp(MgCO3)==6.8×10-6,可知Ksp(CaCO3)更小,若在5mL浓度均为0.01mol/L的CaCl2和MgCl2溶液中,加入Na2CO3溶液的过程中,先生成CaCO3沉淀,B正确;
C.在5mL浓度均为0.01mol•L-1的CaCl2和MgCl2的混合溶液中加入5mL0.012mol•L-1的Na2CO3溶液,如先不考虑离子之间的反应,混合后c(Ca2+)=0.005mol•L-1,c(Mg2+)=0.005mol•L-1,c(Cl-)=0.02mol•L-1,=0.006mol•L-1,c(Na+)=0.012mol•L-1,c(Ca2+)×=3×10-5>2.8×10-9,则先生成碳酸钙沉淀,后剩余=0.001mol•L-1,此时c(Mg2+)=0.005mol•L-1,则c(Cl-)>c(Na+)>c(Mg2+)>>c(OH-),C正确;
D.滤液中=0.001mol•L-1,c(Mg2+)=0.005mol•L-1,离子积﹤6.8×10-6,镁离子没有沉淀,滤液M中:c(Mg2+)=0.005mol·L-1,D错误;
故选D。
39.(2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末)化学与生产、生活和社会发展密切相关,下列说法错误的是
A.含氟牙膏可以预防龋齿,利用了沉淀转化的原理,降低龋齿的发生率
B.人体中H2CO3-NaHCO3缓冲体系起到稳定血液pH的作用
C.工业中通常用Na2S作沉淀剂,使废水中的某些金属离子如Cu2+、Hg2+等,生成极难溶的CuS、HgS等沉淀而除去
D.2023年杭州亚运会场馆使用了“碲化镉”光伏发电系统,将化学能转化为电能
【答案】D
【解析】A.牙釉质对牙齿起着保护作用,其主要成分为羟基磷灰石(Ca3(PO4)3OH),使用含氟牙膏会生成氟磷灰石(Ca3(PO4)3F),Ca3(PO4)3F的溶解度比Ca3(PO4)3OH更小,所以是利用了沉淀转化的原理,A正确;
B.人体血液中存在H2CO3-NaHCO3缓冲体系,建立下列平衡H2CO3+H+,所以可以通过平衡的移动起到稳定血液pH的作用,B正确;
C.向含有重金属离子Cu2+、Hg2+等水中加入Na2S作沉淀剂,S2-与重金属阳离子Cu2+、Hg2+发生离子反应形成极难溶的HgS、CuS沉淀,从水中分离除去,从而降低水中Cu2+、Hg2+等的浓度,C正确;
D.2023年杭州亚运会场馆使用了“碲化镉”光伏发电系统,将光能转化为电能,D错误;
故合理选项是D。
40.(2024-2025高二上·黑龙江齐齐哈尔·期末)室温下,下图为为和在水中达沉淀溶解平衡时的关系图(可认为M离子沉淀完全)。下列叙述正确的是
A.由b点可求得
B.两点对应物质的和溶解度都不同
C.将溶液中完全转化为沉淀,希要将至少调至3.8左右
D.浓度均为的溶液等体积混合,调节,可以把和分离
【答案】D
【解析】A.由点b坐标可知,此时pH=4,pM=3,则,A错误;
B.温度不变,K值不变,a、c两点对应物质的Ksp相同,但pH变化导致铁离子浓度改变,溶解度不同,B错误;
C.由点a坐标可知,此时pH=2,pM=2.5,则,完全沉淀时,需要将pH至少调至2.8左右,C错误;
D.当pH=5时,pAl=6,此时,pH=5,pCu=1.5,,恰好完全沉淀时,,,在此时Q[Cu(OH)2]=0.01×(10-9.3)2=10-20.6<Ksp[Cu(OH)2],则Cu2+不会生成沉淀,调节,可以把和分离,D正确;
故选D。
41.(2024-2025高二上·辽宁抚顺·期末)工业上处理废水时,和均可用于除去废水中的,下列说法错误的是
A.氧化性:
B.溶液中,
C.在水中的电离方程式为
D.在水中存在沉淀溶解平衡:
【答案】A
【解析】A.根据金属活动性顺序,铁(Fe)比汞(Hg)活泼,因此Hg2+的氧化性比Fe2+强,故A项错误;
B.Na2S是强碱弱酸盐,S2-水解使溶液呈碱性:,因此,故B项正确;
C.Na2S是强电解质,在水中完全电离,电离方程式为,故C项正确;
D.FeS是难溶物,在水中存在沉淀溶解平衡,符合溶度积规则,故D项正确;
故选A。
42.(2024-2025高二上·辽宁辽西·期末)25℃时,用同一NaOH溶液分别滴定一元酸HA溶液和CuSO4溶液,pM[p表示负对数,M表示、]与溶液pH的变化关系如图所示。已知:CuA2易溶于水,一般认为反应的平衡常数K>105时反应进行完全。下列说法错误的是
A.线①代表滴定CuSO4溶液时pM与溶液pH的变化关系
B.HA为一元弱酸,25℃时其Ka的数量级为10-8
C.滴定HA溶液至x点时,溶液中
D.滴定CuSO4溶液至x点时,改为滴加HA溶液,沉淀可完全溶解
【答案】D
【解析】A.氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,随着NaOH溶液的滴加,pH增大,故c(Cu2+)逐渐减小,-lgc(Cu2+)变大,所以曲线①代表滴定CuSO4溶液时pM与溶液pH的变化关系,曲线②代表滴定一元酸HA溶液时pM与pH的变化关系,A正确;
B.由A项分析可知,从线②与横坐标轴的交点时c(H+)=10-7.4mol⋅L-1,=1时,Ka==c(H+)= 10-7.4,则HA为一元弱酸,25℃时其Ka的数量级为10-8,B正确;
C.x点溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒得c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),所以c(A-)>c(Na+),再根据x点的pM>0,即c(A-)<c(HA),可得c(HA)>c(A-)>c(Na+),C正确;
D.若发生反应Cu(OH)2(s)+2HA(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l)+2A-(aq),则该反应的K====,根据线①与横坐标轴的交点可知pM=0,即c(Cu2+)=1.0mol⋅L-1时,c(OH-)==10-9.8mol/L,所以Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)c2(OH-)=10-19.6,K=10-19.6×=10-6.4<105,故沉淀不能完全溶解,D错误;
故答案为:D。
地 城
考向06
原电池与化学电源
43.(2024-2025高二上·吉林松原·期末)一种用具有“卯榫”结构的双极膜组装成的电解池(简易装置如图所示)可实现大电流催化电解溶液制氨(以形式存在),工作时,在双极膜界面处被催化解离成和,有利于电解反应顺利进行。下列说法错误的是
A.电极电势:电极b>电极a
B.“卯榫”结构的双极膜中的移向电极a,移向电极b
C.电极a的电极反应式:
D.电解后,Ⅱ室中KOH的物质的量减小
【答案】D
【分析】催化电解KNO3溶液制氨,硝酸钾发生还原反应,则电极a为阴极、电极b为阳极,双极膜界面产生的H+移向阴极,而OH-移向阳极,阴极反应式为+7H2O+8e-=NH3•H2O+9OH-,阳极反应式为8OH--8e-=2O2↑+4H2O,电解总反应为+3H2O=NH3•H2O+2O2↑+OH-,而“卯榫”结构可实现大电流催化电解KNO3溶液制氨,单位时间内电子转移增大,可以提高氨生成速率,据此分析解题。
【解析】A.由分析可知,b为阳极,a为阴极,则电极电势:电极b>电极a,A正确;
B.电解池中,双极膜界面产生的移向阴极a,移向阳极b,B正确;
C.由分析可知,电极a为阴极,其上发生得电子的还原反应,电极反应式为,C正确;
D.电极b的电极反应式为,由电极反应式和电子守恒可知,每生成1mol,电路中转移8mol电子,双极膜处有8mol的解离,产生的8mol移向电极b所在的Ⅱ室,而电极b恰好消耗8mol,故Ⅱ室中KOH的物质的量不变,D错误;
故选D。
44.(2024-2025高二上·吉林松原·期末)某种能将废水中苯酚()氧化为和的原电池-电解池组合装置如图所示,该装置能实现发电、环保二位一体,其中生成的羟基自由基()有极强的氧化性。下列说法错误的是
A.该装置工作时左侧原电池内电路电流从电极a通过电解质溶液流向电极b
B.温度过高时该装置处理废水中苯酚的能力会下降
C.当电极a上有2mol生成时,c极区溶液仍为中性
D.当电极b上有0.6mol生成时,该装置处理苯酚的物质的量为0.1mol
【答案】D
【分析】装置图中左侧电极b极在微生物作用下使苯酚()失电子、被氧化为,故左侧是原电池装置,右侧是电解池装置,电极a上Cr元素从+6价变成+3价,化合价降低,得到电子,发生还原反应,则电极a为正极,电极b为负极,电极d为电解池阳极,电极d处水分子失去电子形成羟基自由基,氧化苯酚,电极c为电解池阴极。
【解析】A.由分析得,电极a为正极,电极b为负极,则该装置工作时,左侧原电池内电路电流从正极a流出,经电解质溶液流向电极b,A正确;
B.若温度过高,微生物因高温而失活,会导致该装置处理废水中苯酚的能力下降,B正确;
C.a极区每产生1mol,转移3mol电子,而电极c上的电极反应式为,生成1.5mol、3molO,同时,有3mol从阳极室透过质子交换膜进入阴极室,恰好中和,则c极区溶液仍为中性,C正确;
D.电极b的电极反应为,d的电极反应式为,羟基自由基()有极强的氧化性,可以氧化苯酚:,由得失电子守恒可得,当电极b上有0.6mol生成时,左右两个装置共处理苯酚的物质的量为0.2mol,D错误;
故选D。
45.(2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末)Romanenko利用微生物电池将催化还原的工作原理如图所示,下列说法正确的是
A.电池工作过程中,电子由b极经导线流向a极
B.升高温度一定可以提高该电池的工作效率
C.每处理1mol ,理论上可生成CO2(标准状况下)33.6L
D.a极的电极反应式为:
【答案】C
【分析】由图可知,在b极被还原生成Cr3+,CH3COOH在a极被氧化生成CO2,则a极为负极,电极反应式为:,b极为正极,电极反应式为:,据此回答。
【解析】A.电池工作过程中,电子由负极流向正极,故由a极经导线流向b极,A错误;
B.该电池为微生物电池,高温条件会杀死微生物,因此不能在高温下工作,B错误;
C.处理1mol 时转移6mol ,据得失电子守恒可知,负极上生成=1.5mol CO2,在标准状况下的体积为1.5mol×22.4L·mol-1=33.6L,C正确;
D.a极为负极,失去电子发生氧化反应,电极反应式为:,D错误;
故选C。
地 城
考向07
电解原理及其应用
46.(2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末)以惰性电极电解丙烯腈(CH2=CHCN)合成己二腈[NC(CH2)4CN],原理如图,电解过程会产生丙腈(C2H5CN)等副产物。下列说法正确的是
A.电极Y的电势高于电极X的电势
B.电解池中H+的移动方向:右室→质子交换膜→左室
C.电极Y上反应ⅰ的电极反应式为2CH2=CHCN +2H++2e-=NC(CH2)4CN
D.生成2.24 LO2(标况下)时,X极区溶液的质量减少3.2 g
【答案】C
【分析】由图可知:丙烯腈在电解池的Y极得到电子生成己二腈和丙腈,生成己二腈的电极反应式为:2CH2=CHCN +2H++2e-=NC(CH2)4CN,则Y电极是阴极,X电极是阳极,阳极反应式为:2H2O-4e-=4H++O2↑,阳离子移向阴极,即H+的移动方向为:左室→质子交换膜→右室,据此分析解答。
【解析】A.由上述分析可知:X电极是阳极,Y电极是阴极,阳极与电源正极相接,则电极X的电势高于电极Y的电势,A错误;
B.X电极是阳极,Y电极是阴极,阳离子移向阴极,即H+的移动方向为:左室→质子交换膜→右室,B错误;
C,Y电极是阴极,阴极上CH2=CHCN得电子生成NC(CH2)4CN,阴极反应式为:2CH2=CHCN +2H++2e-=NC(CH2)4CN,C正确;
D.阳极反应式为:2H2O-4e-=4H++O2↑,标况下2.24 LO2的物质的量为n(O2)==0.l mol,根据阳极电极反应式可知:若反应产生0.1 mol O2,移向阴极H+的量为0.4 mol,则X极区消耗0.2 mol H2O,其质量为m(H2O)=0.2 mol×18 g/mol=3.6 g,D错误;
故合理选项是C。
47.(2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末)下列关于各图的说法错误的是
A.图1:待镀铁制品与直流电源负极相接
B.图2:辅助电极应使用石墨等惰性电极
C.图2:调整外接电源电压使钢闸门表面腐蚀电流降至零或接近零
D.图3:离子交换膜为阴离子交换膜
【答案】D
【解析】A.电镀时,镀件放阴极与电源负极相连,镀层金属放阳极与电源正极相连,A正确;
B.为保护钢闸门,钢闸门应作与电源负极相连,辅助电极做阳极,应使用石墨等惰性电极B正确;
C.钢闸门中的铁和碳在电解液中构成原电池,产生腐蚀电流,钢闸门外接电源负极,保护铁,铁不易被氧化而失去电子,外加电流保护法,理论上只要能对抗钢闸门表面的腐蚀电流即可,故调整外接电源电压使表面腐蚀电流降至零或接近零,C正确;
D.左侧为阳极,电极反应为,右侧为阴极,电极反应:,Na+从右侧进入左侧,故离子交换膜为阳离子交换膜,D错误;
故选D。
48.(2024-2025高二上·内蒙古包头·期末)利用如图装置,完成很多电化学实验。下列有关此装置的叙述中,正确的是
A.若X为碳棒,Y为溶液,开关K置于N处,可加快铁的腐蚀
B.若X为锡棒,Y为溶液,开关K置于M处,可减缓铁的腐蚀
C.若X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于M处,铜棒质量将增加,此时外电路中的电子向铜电极移动
D.若X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,开关K置于N处,可用于铁表面镀铜,溶液中铜离子浓度将增大
【答案】C
【分析】当开关K置于M时形成原电池,当K置于N时形成电解池,X作阳极,铁作阴极。
【解析】A.开关K置于N处,形成电解池,铁与负极相连作阴极,减缓铁的腐蚀,故A错误;
B.开关K置于M处,为原电池,X为锡棒,Y为NaCl溶液,锡比铁不活泼,锡作正极,铁作负极,可加速铁的腐蚀,故B错误;
C.开关K置于M处,为原电池,铁比铜活泼,铁作负极,电子由铁经导线流向铜,铜棒上铜离子得电子生成铜单质,质量增加,故C正确;
D.开关K置于N处,X为铜棒,Y为硫酸铜溶液,形成电镀装置,实现在铁表面镀铜,电解质溶液中铜离子浓度不变,故D错误;
故选:C。
49.(2024-2025高二上·内蒙古通辽·期末)我国科研人员利用双极膜技术构造出一类优异的循环性能的新型水系电池,模拟装置如图所示。已知电极材料分别为Zn和,相应的电极产物为和。下列说法错误的是
A.M电极材料为Zn,N电极材料为
B.电池工作一段时间后,NaOH溶液的pH变小
C.N电极的反应式为
D.若电路中通过2mol,则有4mol由中间层通过膜b移向稀硫酸溶液
【答案】D
【分析】由题干信息可知,Zn生成,MnO2生成Mn2+,则M极为Zn电极,为负极,负极反应式为:Zn+4OH--2e-=,N电极材料为MnO2,为正极,正极反应式为:MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O,中间层H2O电离出的H+通过b膜移向正极N极区,OH-通过a膜移向负极M极区,据此分析解题。
【解析】A.由分析可知,Zn生成,MnO2生成Mn2+,负极反应式为Zn+4OH−−2e−=,M极为Zn电极,为负极;正极反应式为MnO2+4H++2e−=Mn2++2H2O,N极为MnO2,为正极,A正确;
B.负极反应式为Zn+4OH−−2e−=,每转移2mol e−,而消耗4mol OH−,NaOH溶液的pH变小,B正确;
C.N电极为MnO2,MnO2在正极得到电子生成Mn2+,电极反应式为MnO2+4H++2e−=Mn2++2H2O,C正确;
D.若电路中通过2mol e−,应有2mol H+由中间层通过膜b移向稀硫酸溶液,D错误;
故选D。
50.(2024-2025高二上·内蒙古通辽·期末)以铅蓄电池(Pb-PbO2-H2SO4)为电源可将CO2转化为乙醇,其原理如图所示(电解所用电极材料均为惰性电极)。下列说法错误的是
A.a为铅蓄电池的正极
B.铅蓄电池正极的电极反应式为
C.电解池阴极上的电极反应式为
D.每生成1.25molC2H5OH,理论上铅蓄电池中需消耗15molH2SO4
【答案】A
【分析】由图,二氧化碳生成乙醇,碳化合价降低,则CO2得电子生成CH3CH2OH,发生还原反应,电解池中左侧电极为阴极,则a为负极,b为正极,电解池中右侧电极为阳极;
【解析】A.由分析,a为负极,A错误;
B.铅蓄电池正极上氧化铅得电子生成硫酸铅,电极反应式为,B正确;
C.电解池阴极上二氧化碳在酸性条件下得电子发生还原反应产生乙醇,电极反应式为,C正确;
D.根据B项、C项电极反应式可知,1C2H5OH∼12e-,铅蓄电池总反应Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O∼2e-,则每生成1.25molC2H5OH,转移1.25mol×12=15mol电子,理论上铅蓄电池中需消耗(12×1.25)mol=15molH2SO4,D正确;
故选A。
地 城
考向08
原子结构与性质(选必2)
51.(2024-2025高二上·内蒙古呼和浩特·期末)化学与生产、生活、社会和环境等密切相关,下列说法错误的是
A.日常生活中的焰火、LED灯光、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关
B.氟氯烃分解产生的氯原子能降低臭氧分解的活化能,从而加速臭氧的分解反应
C.铁表面镀锌可以增强其抗腐蚀性,镀层局部破损后仍然具有防护作用
D.煤气中毒后的救治与氧气、一氧化碳和血红蛋白结合过程中的化学平衡移动有关
【答案】A
【解析】A.日常生活中的焰火、LED灯光、激光都与原子核外电子跃迁释放能量有关,A错误;
B.氟氯烃分解产生的氯原子可以作为臭氧分解的催化剂,B正确;
C.铁表面镀锌可以隔绝空气,同时锌的活泼性强于铁,增加抗腐蚀性,C正确;
D.利用化学平衡的移动让一氧化碳和血红蛋白分离,而救治煤气中毒,D正确;
故选A。
52.(2024-2025高二上·辽宁多校·期末)在元素周期表中,某些主族元素与其右下方的主族元素(如图所示)的有些性质是相似的。下列说法错误的是
B
A.常温下,难溶于水,也难溶于水
B.和在过量的氧气中燃烧分别生成和
C.能与稀盐酸反应,也能与稀盐酸反应
D.硅酸为弱酸,硼酸也为弱酸
【答案】A
【解析】A.常温下,难溶于水,但Li的性质与钠类似都能和水反应,能溶于水,A错误;
B.Li在过量中燃烧生成只生成Li2O,Mg在氧气中燃烧也只生成MgO,B正确;
C.氢氧化铝是两性氢氧化物,Be(OH)2也是两性氢氧化物,既能溶于强酸又能溶于强碱溶液,因此也能与稀盐酸反应,C正确;
D.B和Si性质相似,结合元素的非金属性可知,硼酸与硅酸的酸性均弱于碳酸,即两种酸均是弱酸,D正确;
故选A。
53.(2024-2025高二上·辽宁多校·期末)抗癌药物CADD522的结构如图,下列说法错误的是
A.酸性:
B.基态原子的p能级处于半充满状态的元素一定位于p区
C.轨道互相垂直,但能量相等
D.基态氯原子的和轨道数相同
【答案】A
【解析】A.氯的电负性大,吸电子能力强,导致CHCl2COOH中羧基中的羟基极性更大,更易发生电离,所以酸性CHCl2COOH>CH3COOH,A错误;
B.基态原子的p能级处于半充满状态的元素,电子最后填充p能级,属于p区,B正确;
C.2px、2py、2pz轨道相互垂直,同一能级的轨道能量相等,所以2px、2py、2pz轨道能量相等,C正确;
D.2p、3p能级的轨道数都是3个,D正确;
故选A。
54.(2024-2025高二上·辽宁五校·期末)Q、W、X、Y、Z是元素周期表中原子序数依次增大的前四周期元素,Q是宇宙中含量最多的元素;W与X同周期,W基态原子有3个未成对电子,X元素原子的价层电子排布为;Y元素的原子半径在同周期中最大(稀有气体除外);Z元素最高能层只有1个电子,其余能层均充满电子。下列说法错误的是
A.电负性: B.第一电离能:
C.Z原子核外有7种能量不同的电子 D.是含有极性键和非极性键的非极性分子
【答案】D
【分析】Q是宇宙中含量最多的元素为H元素,X元素原子的价层电子排布为,n=2,则价层电子排布为,X为O元素,W与X同周期,W基态原子有3个未成对电子,其价层电子排布式为,则W为N元素,根据Y元素的原子半径在同周期中最大(稀有气体除外)且原子序数比X大,则Y为Na或K 元素,Z元素最高能层只有1个电子,其余能层均充满电子,Z为Cu元素,故Q、W、X、Y、Z分别是H、N、O、Na或K、Cu。
【解析】A.非金属性越强电负性越大,电负性为,即,A项正确;
B.N原子2p轨道半充满稳定,第一电离能,即,B项正确
C.Z为Cu元素,原子核外电子排布式为,电子占据7个能级,即原子核外有7种能量不同的电子,C项正确;
D.是,是含有极性键和非极性键的极性分子,D项错误;
答案选D。
55.(2024-2025高二上·吉林松原·期末)下列说法错误的是
A.基态Fe原子结构示意图表述为,遵循了构造原理
B.基态碳原子的轨道表示式表述为,违反了泡利原理
C.基态锗(Ge)原子的电子排布式表述为,违反了能量最低原理
D.基态铬原子的价层电子排布式表述为,违反了能量最低原理
【答案】B
【解析】
A.依据构造原理得基态Fe原子的电子排布式为,则Fe原子结构示意图为,A项正确;
B.若碳的基态原子轨道表示式表述为,则违反了洪特规则,应为,B项错误;
C.若基态锗(Ge)原子的电子排布式表述为,则违反了能量最低原理,应为,C项正确;
D.基态铬原子的价层电子排布式应为,若表述为,则违反了能量最低原理,D项正确;
故选B。
56.(2024-2025高二上·吉林BEST合作体·期末)2023年3月15日19时41分,“长征十一号”运载火箭在我国酒泉卫星发射中心点火起飞,随后,将“试验十九号卫星”精准送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。长征运载火箭使用偏二甲肼()作燃料,作氧化剂。下列说法正确的是
A.基态氢原子的轨道电子云轮廓图为哑铃形
B.基态原子核外能级和能级电子的能量相等
C.基态原子的核外电子的运动状态有8种
D.氮原子的电子排布式由能释放能量产生吸收光谱
【答案】C
【解析】A.基态氢原子的轨道电子云轮廓图为球形,A错误;
B.基态C原子核外2s能级和2p能级电子的能量不相等,2p能级电子的能量高,B错误;
C.O原子核外有8个电子,根据泡利原理,它们的运动状态都不相同,基态原子的核外电子的运动状态有8种,C正确;
D.3s能级的能量大于2p能级的能量,原子的电子排布式由,能量升高,吸收能量产生吸收光谱,D错误;
答案选C。
57.(2024-2025高二上·黑龙江德强高中·期末)短周期主族元素W、X、Y、Z、M的原子序数依次增大,W是元素周期表中s区电负性最大的元素;Y基态原子s能级电子数等于p能级电子数,X的最高正价与最低负价代数和为0;Y、M同主族,Z的逐级电离能(单位kJ/mol)依次为578、1817、2745、11578。下列说法不正确的是
A.MY2与O3价电子总数相等 B.Z、Y形成的化合物中阴阳离子个数比为1:2
C.简单离子半径大小:M>Y>Z D.电负性:Y>M>X
【答案】B
【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z、M的原子序数依次增大,W是元素周期表中s区电负性最大的元素,则W是H元素;Y基态原子s能级电子数等于p能级电子数,Y、M同主族,且为短周期,则Y为第二周期元素,Y原子核外电子排布式是1s22s22p4,所以Y是O;X的最高正价与最低负价代数和为0,则X是C元素;Y、M同主族,则M是S元素;Z的逐级电离能(单位kJ/mol)依次为578、1817、2745、11578,可见Z最外层有3个电子,因此Z是13号Al元素。根据上述分析可知:W是H,X是C,Y是O,Z是Al,M是S元素。
【解析】A.SO2与O3分子中原子数相同,原子最外层电子数也相同,价电子总数相等,故A正确;
B.Y是O,Z是Al,二者形成的化合物Al2O3是离子化合物,其中阳离子Al3+与阴离子O2-个数比是2:3,故B错误;
C.Y是O,Z是Al,M是S元素。电子层数越多半径越大,电子层数相同,质子数越多半径越小,三种元素形成的简单离子中,S2-核外有3个电子层,Al3+、O2-核外有2个电子层,所以离子半径大小关系为:S2->O2->Al3+,C正确;
D.根据上述分析可知:X是C,Y是O,M是S元素。元素的非金属性越强,其电负性也越大。O、S是同一主族元素,元素的原子序数越大,元素的非金属性越小,则元素的电负性:O>S;C、S是非金属性元素,元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强。酸性:H2SO4>H2CO3,可知元素的非金属性:S>C,则元素的电负性:S>C,故电负性大小关系为:O>S>C,故D正确;
选B。
58.(2024-2025高二上·黑龙江大庆·期末)一种新型漂白剂(结构如图所示)可用于漂白羊毛等,其中W、Y、Z为不同周期不同主族的短周期元素,Z原子的核外电子排布式为,W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数,基态X原子核外有两个单电子,W、X对应的简单离子的核外电子排布相同。下列叙述错误的是
A.Z为氢元素
B.W、X、Z的第一电离能:
C.Y元素基态原子的核外电子的运动状态有4种
D.电负性大小
【答案】C
【分析】W、Y、Z为不同周期不同主族的短周期元素,说明有一种元素为H,由图中结构可知,W形成+2价阳离子,X形成2个共价键,Y可以形成4个单键,Z形成1个共价键,Z原子的核外电子排布为1s1,则Z为H元素,W位于ⅡA族,X位于ⅥA族;W、X对应的简单离子核外电子排布相同,X基态原子核外有两个单电子,核外电子排布式为1s22s22p4,则X为O元素、W为Mg元素;W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数,Y的最外层电子数为6-2-1=3,Y与H、Mg不同周期,则Y为B元素;
【解析】A.由分析,Z为氢,A正确;
B.同一主族随原子序数变大,原子半径变大,第一电离能变小;同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大;镁为金属元素,第一电离能最小,氧第一电离能大于氢,则W、X、Z的第一电离能:,B正确;
C.B为5号元素,则基态原子的核外电子的运动状态有5种,C错误;
D.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱;负性大小,D正确;
故选C。
59.(2024-2025高二上·内蒙古呼伦贝尔·期末)赤血盐(K3[Fe(CN)6])可用于检验Fe2+,也可用于蓝图印刷术等。下列说法正确的是
A.基态K+核外有18种不同运动状态的电子
B.电负性:C>N>K>Fe
C.Fe2+的价电子排布式为3d54s1
D.4种元素分布在元素周期表的s、p、ds区
【答案】A
【解析】A.在同一原子轨道下最多可以有两个自旋方向不同的电子,自旋方向不同,运动状态也就不相同,即运动状态个数等于电子数;基态K+核外有18个电子,则有18种不同运动状态的电子,A正确;
B.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱;电负性:N>C>Fe > K,B错误;
C.铁原子失去2个电子形成亚铁离子,Fe2+的价电子排布式为3d6,C错误;
D.K分布在元素周期表的s区,C、N分布在元素周期表的p区,Fe分布在元素周期表的d区,D错误;
故选A。
地 城
考向09
原理综合与实验探究题(非选择题)
60.(2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末)回答下列问题:
(1)肼()是一种可燃性液体,可用作火箭燃料。在常温常压下,已知16g肼在氧气中完全燃烧放出312kJ热量,则肼的燃烧热为 ,肼燃烧的热化学方程式可表示为 。
(2) kJ·mol; kJ·mol,则a b(填>或<)。
(3)工业上制取氢气的方法之一: ,该反应为 (填吸或放)热反应。已知相关键能如下表:
化学键
键能/kJ·mol
414
1068
463
则键的键能为 kJ⋅mol⁻¹。
(4)二氧化碳的转化和利用成为实现“碳达峰”、“碳中和”的重要研究课题。二氧化碳加氢制甲醇涉及的反应可表示为:
①
② kJ·mol
③ kJ·mol
根据上述反应求:④ 。
【答案】(1) 624kJ/mol (l) kJ⋅mol
(2)<
(3) 吸 436
(4)-41 kJ⋅mol(或-)
【解析】(1)燃烧热是在101 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量;在常温常压下,已知16g肼在氧气中完全燃烧放出312KJ热量,16g肼物质的量为0.5mol,则1mol在氧气中完全燃烧放出624kJ热量,则肼的燃烧热为624kJ/mol,肼的燃烧热化学方程式可表示为(l) kJ⋅mol;
(2)碳完全燃烧比不完全燃烧放出的热量多,放热反应焓变为负值,a、b均为负值,则a<b;
(3)焓变为正值,则为吸热反应;反应焓变等于反应物键能和减去生成物键能和,设H−H键的键能为x,则414kJ/mol×4+463kJ/mol×2-1068kJ/mol-3x=+206kJ/mol,解得x=436 kJ/mol;
(4)根据盖斯定律,反应④=反应②-反应③,则。(或据盖斯定律,反应④=-反应①,则)
61.(2024-2025高二上·内蒙古包头·期末)甲醇既是重要的化工原料,又是一种清洁燃料。利用CO和加氢均可合成。向容积为2L的刚性容器中通入一定量的、和,在一定温度下合成甲醇,其中两种物质的物质的量随时间变化如下图所示。根据上述信息回答下列问题:
(1)图中B物质为 。
(2)由CO合成甲醇时,以下有关该反应的说法正确的是_______(填字母)。
A.恒温,恒容条件下,若容器内的压强不发生变化,则可逆反应达到平衡
B.一定条件下,的消耗速率是的消耗速率的2倍时,可逆反应达到平衡
C.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高的产率
D.某温度下,将2mol和6mol充入2L密闭容器中,达到平衡后,测得,则的转化率为80%
(3)在℃时,体积为2L的容器中充入和1mol。
①若经过5min达到平衡,的转化率为60%,则0~5min内平均反应速率 。
②若5min时,再向容器中加入和各0.2mol,平衡将 (填“向右”,“向左”或“不”)移动,的转化率将 (选填“增大”,“减小”或“不变”)。
(4)在3L密闭容器中,发生 ,起始充入和,测得反应体系中的平衡转化率%与温度的关系曲线如下图所示。
①该反应在 有利于自发进行(选填“高温”、“低温”或“任意温度”)。
②在温度600K下,经10min时该反应达到平衡,此时该反应化学平衡常数为 。
【答案】(1)
(2)AD
(3) 向右 增大
(4) 低温 2.08或或
【解析】(1)甲醇的合成反应方程式为: CO+2H2CH3OH,从图中可以看出,0~8min时内,反应物B的变化量为0.6 mol,生成物A的变化量为0.3 mol。根据反应方程式,1 mol的CO和2 mol的H2反应生成1 mol的甲醇,因此,图中B物质为。故答案为:;
(2)A. CO+2H2CH3OH,合成甲醇的反应是气体体积减小的反应,恒温,恒容条件下,若容器内的压强不发生变化,则可逆反应达到平衡,故A正确;
B. 一定条件下,的消耗速率是的消耗速率的2倍时,末指明正反应速率还是逆反应速率,无法确定可逆反应是否达到平衡,故B错误;
C. 使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间但不能使平衡发生移动,不能提高的产率,故C错误;
D. 某温度下,将2mol和6mol充入2L密闭容器中,达到平衡后,测得,则的转化率为 80%,故D正确;
故答案为:AD;
(3)在℃时,体积为2L的容器中充入和1mol。
①若经过5min达到平衡,的转化率为60%,生成0.6mol甲醇,消耗1.2mol氢气,余0.8mol氢气,余0.4molCO,则0~5min内平均反应速率 =。故答案为:;
②原平衡常数K= ,若5min时,再向容器中加入和各0.2mol,Q=<K,平衡将向右移动,的转化率将增大。故答案为:向右;增大;
(4)①该反应,随温度升高,二氧化碳的平衡转化率降低,平衡逆向移动,说明该反应为放热反应,∆H<0,该反应的∆S<0,该反应在低温有利于自发进行。故答案为:低温;
②在温度600K下,经10min时该反应达到平衡,
此时该反应化学平衡常数为 2.08或或。
故答案为:2.08或或。
62.(2024-2025高二上·内蒙古包头·期末)常温下,根据表中的几种物质的电离平衡常数回答下列问题:
弱酸
电离平衡常数
(1)由已知数据可知的溶液呈 (选填“酸性”,“中性”或“碱性”),此时溶液中 (填“>”“=”或“<”)
(2)向的溶液中加入等体积的水,的电离平衡 (填“向左”,“向右”或“不”)移动;若向原溶液中滴加溶液至,此时溶液 。
(3)25℃时,向的氨水中缓缓通入少量气体的过程中(忽略溶液体积的变化),下列表达式的数值变小的有_______。
A. B. C. D.
(4)在25℃下,将的氨水与的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中,用含x的代数式表示的电离常数 。
(5)25℃时,有起始体积均为,的盐酸和醋酸溶液,加水稀释过程中pH的变化如下图所示(V表示稀释后的溶液体积):
①代表盐酸稀释情况的是曲线 (填“M”或“N”)。
②分别取c、d两点溶液与溶液恰好中和,消耗溶液体积 (填“>”“=”或“<”)。
【答案】(1) 中性 <
(2) 向右 5
(3)AC
(4)
(5) M >
【解析】(1) 水解使溶液呈碱性,水解使溶液呈酸性, 的水解常数 ;的水解常数 ,两者水解常数相等,水解程度相同,溶液呈中性;由于发生水解:,其浓度减小,故小于;
(2)加入等体积水后,溶液体积加倍,浓度减半,根据勒夏特列原理,稀释弱酸溶液时,电离平衡向电离方向移动(向右),以部分抵消浓度减小的变化;由电离平衡 ,给定 ,代入公式,解得 ,所以;
(3)通入后,先发生反应 ,溶液碱性减弱,pH 减小, 增大, 和 减小,继续通入发生反应:,增大,据此分析;
A.由分析可知,通入的过程中 增大,也增大,所以减小,故选A;
B.通入少量CO2气体的过程中,溶液碱性减弱、酸性增强,增大,故不选B;
C.通入少量CO2气体的过程中,增大,Kb=不变,所以减小,故选C;
D.,所以不变,故不选D;
故选AC;
(4)在25℃下,将xmol/L的氨水与0.01mol/L的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液呈中性,c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,根据电荷守恒可知混合液中存在:,反应平衡时溶液中c(NH)=c(Cl-)=0.005mol/L,根据物料守恒得c(NH3·H2O)=(0.5x-0.005)mol/L,NH3•H2O的电离常数。
(5)①盐酸是强酸,稀释时变化明显,pH 随体积增大快速上升(曲线陡峭),故表示盐酸稀释情况的是曲线M;
②c、d两点溶液的pH相等,盐酸为强酸溶液、醋酸为弱酸,则盐酸的浓度小于醋酸,浓度越大,中和10mLNaOH溶液所需要的体积就越少,故积>。
63.(2024-2025高二上·吉林松原·期末)海南文昌航天发射场临海,电化学腐蚀是其钢铁设施设备腐蚀的主要形式。回答下列问题:
(1)利用如图所示的装置进行实验,开始时,a、b两处液面相平,密封放置一段时间后,可观察到a处液面上升,b处液面下降,原因是 ;a处溶液的pH将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)如图所示为模拟铁的电化学防护的装置。
①X为碳棒时,当开关K置于N处,可模拟的防护方法为 法;在实践中,可在铁件的表面镀铜防止铁被腐蚀,若要镀铜,该装置要做哪些改变? 。
②装置中开关K置于M处,若X为 棒(填选项字母,下同),可减缓铁的腐蚀。
A.Cu B.Zn C.C
(3)如图所示为两种原电池。下列各组物质中,能使Ⅱ构成原电池且反应原理与Ⅰ相同的是 。
选项
a电极
X溶液
Y溶液
A
Fe
硫酸铜
氯化铁
B
Zn
氯化铁
硫酸铜
C
Pt
硫酸铜
氯化铁
D
C
氯化铁
硫酸铜
(4)利用电解原理可以防止钢铁腐蚀,还可以用来处理酸性含铬废水(主要含有,以铁板作阳极,石墨为阴极,处理过程中存在反应,最后以的形式除去,其中阳极的电极反应式为 ,若处理1mol的废水,理论上电路中转移 mol电子。
【答案】(1) a侧消耗氧气,b侧生成氢气,a侧气压低于b侧 增大
(2) 外加电流 X更换为Cu、海水更换为溶液 B
(3)C
(4) 12
【解析】(1)a侧发生吸氧腐蚀,正极反应为,b侧发生析氢腐蚀,正极反应为,因此a侧气体量减少、b侧气体量增加,导致a侧气压低于b侧,a处液面上升,b处液面下降;由于a处有生成,则pH增大。
(2)①K置于N处时,为电解池,Fe作阴极,是外加电流法;需要在铁件外面镀铜则需将铁件置于阴极、铜置于阳极、电解质溶液换为含有铜离子的溶液。
②当K置于M时装置为原电池,是牺牲阳极法,则X需为比Fe活泼的金属,3个选项中只有Zn符合条件,故选B项。
(3)Ⅰ中Cu为负极、C为正极,发生的总反应为;换为装置Ⅱ后,要和装置Ⅰ原理相同,则a电极应是惰性电极或比Cu活泼性差的金属电极,X溶液为硫酸铜溶液,Y为氯化铁溶液,故选C项。
(4)由题意可知,铁电极为电解池的阳极,铁失去电子发生氧化反应生成,再与酸性废水中的反应生成,阳极反应式为;由得失电子守恒可知,处理1mol的废水,理论上反应中消耗6mol,则电路中转移12mol电子。
64.(2024-2025高二上·吉林延边·期末)Ⅰ.如图所示装置,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的浓度和体积都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近溶液呈红色。
回答下列问题:
(1)B极是电源的 极;一段时间后,装置丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明胶粒带 (填“正”或“负”)电荷。
(2)①电解饱和NaCl溶液的总反应化学方程式为 。阳极上产生气体的颜色为 。
②若C、F两电极共产生标准状况下6.72L的气体,则D电极的质量增加 g。
(3)若在丙池中进行铁制品表面镀镍,电镀液用硫酸镍溶液,则镍应为 电极(填“G”或“H”)。通电一段时间后,欲使甲装置中电解液恢复到起始状态,应向溶液中加入适量的 [填“CuO”或“”]。
II.某小组运用离子交换膜法制碱的原理,用如图所示装置电解溶液。
(4)左侧的离子交换膜为 (填“阴”或“阳”)交换膜,该电解槽的阳极反应式为 。
【答案】(1) 负 正
(2) 黄绿色 12.8
(3) G CuO
(4) 阴
【分析】将直流电源接通后,F极附近溶液呈红色,说明F极附近溶液显碱性,氢离子在该电极放电,所以F是阴极,可得出D、F、H和Y均为阴极,C、E、G和X均为阳极,A极是电源的正极,B极是电源的负极,据此分析。
【解析】(1)F极附近溶液呈红色,说明F极附近溶液显碱性,氢离子在该电极放电,所以F是阴极,则B极是电源的负极;在丁池中,Y极是阴极,该电极附近颜色逐渐变深,根据异性电荷相互吸引,说明氢氧化铁胶体粒子带正电荷;
(2)①电解饱和NaCl溶液生成氢气、氯气、氢氧化钠,总反应化学方程式为;阳极上氯离子失电子发生氧化反应,阳极生成氯气,产生气体的颜色为黄绿色;
②若C和F两电极共产生标准状况下6.72L(即0.3mol)的气体,由C、D、F电极发生的电极反应分别为,↑,根据转移电子数相等,C电极产生的气体是F电极的,故0.3mol气体中有,转移的电子数为0.4mol,故D电极增加12.8g铜;
(3)电镀装置中,镀层金属作阳极,镀件作阴极,所以电极G为镍,电极H为铁件。在甲池中,电解硫酸铜溶液的总反应为,产生铜和氧气,故使其恢复到起始状态需要加入适量的CuO;
(4)左侧电极为阳极,阳极的电极反应式为;阳极生成硫酸,则由透过阴离子交换膜向阳极移动,可知左侧的为阴离子交换膜。
65.(2024-2025高二上·吉林松原·期末)丙烯是三大合成材料的基本原料之一,可由异丙醇催化脱水或丙烷催化脱氢制得。回答下列问题:
Ⅰ.异丙醇催化脱水制丙烯的主要反应如下:ⅰ. ;ⅱ. 。
(1)在恒温刚性密闭容器中,下列说法不能作为反应ⅰ、ⅱ均达到化学平衡状态的判断依据的是_______(填选项字母)。
A.混合气体密度不变
B.的体积分数不变
C.的分压
D.
(2)如图所示为反应ⅰ、ⅱ达到平衡时与温度的关系曲线。
已知:对于可逆反应任意时刻,式中表示物质A的分压。
①图中曲线X表示反应 (填“ⅰ”或“ⅱ”)。
②向温度为T的恒压平衡体系中再充入少量时,反应ⅰ的状态最有可能对应图中的 点(填“a”、“b”或“c”),判断依据是 。
Ⅱ.丙烷催化脱氢制丙烯的主要反应为。
(3)在一定温度下,保持压强为100kPa,向密闭容器中按为4∶1、1∶1、1∶4通入和的混合气,测得转化率随时间的变化如图所示:
①充入的目的是 。
②0~6s内,曲线 (填“甲”、“乙”或“丙”)对应的平均反应速率最慢。
③曲线丙中0~6s内,分压的平均变化率为 。
【答案】(1)A
(2) ⅰ c 曲线X表示反应ⅰ,恒压时充入水蒸气,变大,变小
(3) 减小丙烷分压,使平衡正向移动,提高丙烷的平衡转化率 甲 5
【解析】(1)反应ⅰ、ⅱ的反应物和生成物均为气体,混合气体的总质量不变,刚性密闭容器体积不变,则混合气体密度不变,不能作为反应ⅰ、ⅱ均达到化学平衡状态的判断依据,A项符合题意;的体积分数不变,反应ⅰ、ⅱ中其他组分的体积分数也不变,可以作为反应ⅰ、ⅱ均达到化学平衡状态的判断依据,B项不符合题意;的分压不变,说明反应ⅰ、ⅱ中其他组分的分压也不变,可以作为反应ⅰ、ⅱ均达到化学平衡状态的判断依据,C项不符合题意;根据反应ⅰ得,,说明正逆反应速率相等,反应|达平衡,则的分压不变,也说明反应ⅱ也达平衡,即可以作为反应ⅰ、ⅱ均达到化学平衡状态的判断依据,D项不符合题意。
故选A。
(2)①反应ⅰ为气体体积增大的吸热反应,反应Ⅱ为气体体积减小的放热反应,则升高温度,反应|正向移动,逐渐增大,逐渐变小;反应ⅱ逆向移动,逐渐减小,逐渐变大。分析图中曲线趋势,可知曲线X表示反应ⅰ,曲线Y表示反应ⅱ。
②向温度为T的恒压平衡体系中充入少量时,反应ⅰ的生成物浓度增大,使得增大,即变小,因为曲线X表示反应ⅰ,则此时反应ⅰ的状态最有可能对应图中的c。
(3)①丙烷催化脱氢制丙烯的反应是反应物和生成物均为气体且体积增大的反应,充入Ar,丙烷的分压减小,平衡正向移动,有利于丙烷转化率增大,则充入Ar的目的是减小丙烷分压,使平衡正向移动,提高丙烷的平衡转化率。
②根据图中信息,为4∶1、1∶1、1∶4进行投料,投料比越大,则丙烷的转化率越小,则曲线丙对应的投料比为4∶1,丙烷分压越大,反应速率越快,反之,丙烷分压越小,反应速率越慢,因此0~6s内,曲线甲对应的平均反应速率最慢。
③曲线丙中0~6s内,的转化率为25%,已知曲线丙对应的投料比为4∶1,设丙烷物质的量为4mol,Ar物质的量为1mol,则6s时转化的丙烷物质的量为molmol,列三段式:开始时分压为80kPa,后来分压为kPakPa,则0~6s内分压的平均变化率为kPa·s-1。
66.(2024-2025高二上·辽宁协作体·期末)环境保护与治理对建设“美丽中国”,打造宜居环境有着重要的意义。回答下列问题:
Ⅰ.以氨气为脱硝剂,可将还原为。
(1)已知:反应i.
反应ii.
反应iii.
则= (用含、的代数式表示);反应Ⅱ在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)一定条件下,向恒容密闭容器中充入和NO,起始时按为1:2、2:3、3:1进行投料,发生反应Ⅱ,测得不同起始投料比条件下,反应相同时间内NO脱除率随温度变化的曲线如图。
①曲线a中,NO的起始浓度为,900K时,NO的脱除率从0.55升至0.75经过10s,则该时间段内的平均反应速率为 。
②图中表示起始投料与NO的物质的量之比为1:2的曲线是 (填“a”“b”或“c”),其理由是 。
③曲线b中,Z点的转化率为 %。
Ⅱ.臭氧也是理想的烟气脱硝剂,其脱硝的反应之一为,在某体积可变的密闭容器中充入1mol和2mol,达到平衡时的物质的量随温度、压强的变化如图所示。
(3)反应速率:M点 (填“>”“<”或“=”)N点;、条件下该反应的平衡常数= (用平衡分压代替平衡浓度计算,)。
【答案】(1) 任意温度
(2) c 其他条件相同时,与NO的物质的量的比值越大,NO的脱除率越大 45
(3) > 或
【解析】(1)由盖斯定律,反应ⅱ+5×反应ⅰ得反应ⅲ,则;反应ii.为熵增的放热反应,由可知,该反应在任意温度下自发进行;
(2)①曲线a中,NO的起始浓度为,900 K时,NO的脱除率从0.55升至0.75经过10 s,则该时间段内NH3的平均反应速率为;
②其他条件相同时,NH3与NO的物质的量的比值越大,越会促进NO的转化,使得NO的脱除率越大,故图中表示起始投料NH3与NO的物质的量之比为1:2的曲线是c;
③结合②分析,曲线b中,起始时按n(NH3):n(NO)为2:3进行投料发生反应ⅲ,假设n(NH3)、n(NO)投料分别为2mol、3mol,NO脱除率为0.45,则Z点反应NH3为,故氨气转化率为;
(3)反应为气体分子数减小的反应,相同条件下,压强越大,N2O5(g)的生成量越大,结合图,则压强p1>p2,则达到平衡时,M点>N点;、条件下,平衡时,由三段式,,该反应的平衡常数。
67.(2024-2025高二上·黑龙江大庆·期末)乙烯是现代有机合成的重要原料。
(1)乙烯和水加成制备乙醇的能量变化过程如图所示:
由图可知,总反应的决速基元反应是 (填“反应①”或“反应②”);
(2)乙烯气相直接水合反应制备乙醇过程中,乙烯的平衡转化率随温度、压强的转化关系如图[起始时,,容器的容积为]
图中压强的大小关系为 ,图中a点对应的平衡常 。
(3)催化加氢可制备乙烯,反应原理为,向的恒容密闭容器中加入和,在催化剂作用下发生反应,测得平衡时体系中各气体的物质的量随温度的变化关系如图所示。
①图中代表氢气的曲线是 (填字母)。
②下列说法不正确的是 (填字母)。
A.使用催化剂,可降低反应的活化能,加快反应速率,提高反应物平衡产率
B.其他条件不变时,若扩大容器容积,正、逆反应速率均减小,则平衡不移动
C.若容器内混合气体的平均相对分子质量不再随时间改变,则说明反应已达到平衡状态
D.保持温度不变,按物质的量之比为再通入和,达到平衡时的转化率增大,平衡常数K保持不变
③时,的平衡转化率为 %。
【答案】(1) 反应②
(2)
(3) m AB 33.3
【解析】(1)反应的决速步骤是活化能高的反应②;反应① ,反应② ,根据盖斯定律,反应①+反应②得 ;故答案为:反应②;;
(2)由可知该反应的正反应是气体体积减小的反应,所以增大压强,平衡正向移动,乙烯的平衡转化率增大,因此压强:;
起始时,,容器容积为,a点乙烯的平衡转化率为20%,则转化的乙烯的物质的量浓度为,列如下三段式:
,所以;
(3)①该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则随温度升高,物质的量增大的曲线m、n代表反应物,随温度升高,物质的量减小的曲线p、q代表生成物,结合化学计量数关系可知,m表示的物质的量随温度的变化,n表示的物质的量随温度的变化,p表示的物质的量随温度的变化,q表示的物质的量随温度的变化;
②A.使用催化剂,可降低反应的活化能,加快反应速率,但不能提高平衡产率,选项A错误;
B.该反应为气体分子数减小的反应,扩大容器容积相当于减小压强,则正、逆反应速率均减小,平衡逆向移动,选项B错误;
C.混合气体的平均相对分子质量随着反应的进行增大,若容器内混合气体的平均相对分子质量不再随时间改变,则说明反应已达到平衡状态,选项C正确;
D.再按通入和,相当于增大压强,平衡正向移动,转化率增大,平衡常数K只与温度有关,故K保持不变,选项D正确。
答案选AB。
③设℃反应达到平衡时生成,列如下三段式:
,由题图可知,℃时和的物质的量相等,有,解得,则的转化率为%≈33.3%。
68.(2024-2025高二上·内蒙古通辽·期末)亚硝酰氯是有机合成中的重要试剂,可由与反应得到,热化学方程式为 。回答下列问题。
(1)已知几种化学键的键能数据如下:
化学键
中的
氮氧键
中的
氯氮键
中的
氮氧键
键能
630
243
a
607
则 。
(2)的正、逆反应速率的表达式分别为、(、代表正、逆反应的速率常数,其与温度、催化剂等因素有关),该反应的平衡常数 (用含、的代数式表示)。
(3)若向绝热恒容密闭容器中充入物质的量之比为的和进行上述反应,能判断该反应已达到化学平衡状态的是 (填选项字母)。
a.和的体积比保持不变
b.
c.混合气体的平均相对分子质量保持不变
d.该反应平衡常数保持不变
(4)向某密闭容器中充入和发生上述反应,不同条件下达到平衡时的转化率为,在时和时的图像如图所示。
①该反应的 0(填“”“”或“”)。
②曲线a表示与 (填“p”或“T”)的关系曲线,原因为 。
③x、y、z三点平衡常数、、的大小关系为 。
④在y点对应条件下,该反应的平衡常数 (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的显分数)。
【答案】(1)183
(2)
(3)cd
(4) < P 该反应为气体总体积减小的反应,随着压强增大,平衡右移,NO的转化率升高 K(x)=K(z)>K(y) 0.0675
【解析】(1)△H=反应物总键能-生成物总键能,根据题表化学键的键能数据可得:△H=2×630kJ·mol-1+243kJ·mol-1-2akJ·mol-1-2×607kJ·mol-1=-77kJ·mol-1,解得a=183;
(2)当反应达到平衡时正、逆反应速率相等,因此 k正·c2(NO)·c(Cl2)=k逆 ·c2(NOCl),因此该反应的平衡常数 K==;
(3)NO和Cl2的体积比始终是2:1,故NO2和Cl2的体积比保持不变不能说明反应达到平衡状态,a错误;
2v正(NO)=v逆(Cl2),正、逆反应速率不相等,反应未达到平衡状态,b错误;
混合气体的平均相对分子质量在数值上等于体系的总质量与总物质的量之比,平衡时总质量不变,但是总物质的量改变,故平均相对分子质量是变量,当它不再变化则说明反应已经达到平衡状态,c正确;
绝热容器中,随着反应进行,温度会改变,温度改变平衡常数就会改变,当平衡常数不再变化时能说明反应已经达到平衡状态,d正确;
故选cd。
(4)①该反应为反应前后气体总体积减小的反应,因此△S<0;
②曲线a 表示α(NO)与p的关系曲线,原因为该反应为反应前后气体总体积减小的反应,随着压强增大,平衡右移,NO的转化率升高;
③曲线 a 中各点均为在150℃下的反应数据,因此 K(x)=K(z),y点对应温度为 200℃,该反应为放热反应,温度升高,平衡常数减小,因此K(x)=K(z)>K(y);
④反应在压强为200kPa的恒压条件下进行,y点对应的α(NO)=0.60,由反应后各物质变化量可列三段式(单位为mol):
平衡时气体的总物质的量为2.4 mol, 各气体的平衡分压分别为:
P(NO)=、P(Cl2)=、P(NOCl)=。因 此 在y点对应条件下 , 该反应的平衡常数为Kp===0.0675。
69.(2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末)以硫铁矿烧渣(主要成分是Fe2O3,含少量Al2O3、SiO2)为原料制备电池电极材料LiFePO4的流程如下:
已知:①该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表:
金属离子
Fe3+
Fe2+
Al3+
开始沉淀的pH
2.2
7.5
3.5
沉淀完全(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH
3.2
9.0
4.7
②pH=9.6时Al(OH)3开始溶解
回答下列问题:
(1)硫铁矿烧渣焙烧时会生成FeO和CO2,写出焙烧时Fe2O3发生反应的化学方程式 。
(2)滤渣Ⅱ的成分为 ,加NaOH溶液调pH的理论范围是 。
(3)向过滤Ⅰ所得滤液中加入足量的NaH2PO4溶液,再用硫酸控制溶液pH约为1.5的条件下逐滴加入NaClO溶液,至取少量所得溶液滴加 溶液(写化学式)不产生 现象为止,证明反应完全,得到FePO4沉淀。
(4)写出生成FePO4沉淀的离子方程式 。
(5)其他条件一定,制备FePO4时测得Fe的有效转化率=×100%与溶液pH的关系如图所示。
①pH<1.5时,pH越大,Fe的有效转化率越大的原因是 。
②pH>1.5时,pH越大,Fe的有效转化率越低的原因是 。
【答案】(1)
(2) 氢氧化铝 4.7~7.5
(3) KSCN 溶液变红色
(4)
(5) pH <1.5时,pH越大,c(H+)减小,促进了的电离生成了更多的V,促进平衡正向移动,生成更多的FePO4 pH > 1.5时,pH越大,c(OH-)越大,铁离子和氢氧根离子会反应生成氢氧化铁沉淀,生成的 FePO4减少
【分析】将硫铁矿烧渣与葡萄糖一起焙烧,将Fe2O3转化为FeO,将焙烧后的固体用稀硫酸浸取,所得溶液主要含硫酸亚铁,还含少量硫酸铝、硫酸铁,过滤得到不反应的二氧化硅沉淀滤渣Ⅰ,向酸浸后所得溶液中加入氢氧化钠调节pH除去铝,得到氢氧化铝沉淀滤渣Ⅱ,过滤滤液加入次氯酸钠、磷酸氢钠得到磷酸铁沉淀,加入草酸、氢氧化锂转化为LiFePO4;
【解析】(1)硫铁矿烧渣与葡萄糖一起焙烧,氧化铁和葡萄糖反应会生成FeO和CO2,结合质量守恒,反应为:;
(2)由分析,滤液Ⅱ的成分为氢氧化铝,加NaOH溶液使得铝离子成为沉淀而亚铁离子不成为沉淀,由表,调pH的理论范围是4.7~7.5;
(3)向过滤Ⅰ所得滤液中加入足量的NaH2PO4溶液,再用硫酸控制溶液pH约为1.5的条件下逐滴加入NaClO溶液,使得铁离子转化为沉淀,铁离子能和KSCN溶液反应使得溶液变为红使,故取少量所得溶液滴加KSCN溶液不产生溶液变红色现象为止,证明反应完全,得到FePO4沉淀。
(4)次氯酸钠氧化亚铁离子为铁离子,铁离子和磷酸氢钠得到磷酸铁沉淀,生成FePO4沉淀的离子方程式为:;
(5)①pH <1.5时,pH越大,c(H+)减小,促进了的电离生成了更多的V,促进平衡正向移动,生成更多的FePO4;
②pH > 1.5时,pH越大,c(OH-)越大,铁离子和氢氧根离子会反应生成氢氧化铁沉淀,生成的 FePO4减少。
70.(2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨·期末)氧桥三核铁(Ⅲ)配合物化学式为,是一种新型配合物。其制备和含量分析过程如下:
I.晶体制备:
将硝酸铁固体在80℃加热条件下溶于去离子水得到溶液,将此溶液逐滴滴入乙酸钠溶液中,充分反应,冷却,抽滤,洗涤,转移,烘干,称量并记录。
资料显示:硝酸铁在溶于水时先水解,缩合形成中间体,再进一步反应得到最终产物。
(1)硝酸铁固体溶解时宜采用的加热方式是 ,加热的目的是 。
II.铁含量测定:
准确称取产品配制成250mL溶液,取25.00mL溶液于锥形瓶中,加入盐酸使配合物酸解为,再加入2滴磺基水杨酸钠()指示剂,溶液显紫色,再用EDTA标准溶液滴定至终点。重复三次,平均消耗EDTA标准溶液的体积为。已知滴定过程中发生的反应如下:
(亮黄色);(紫色)(亮黄色)
(2)该测定实验无需使用的实验仪器有 (填序号)。
(3)滴定终点的现象是滴入最后半滴标准液, 。
(4)产品中铁元素的含量是 (用含a、c、V的符号表示)。
(5)由于EDTA与铁反应较慢且铁含量不宜过低,还可用分光光度法测定铁元素含量。测定过程如下:准确称取0.125g产品溶于盛有适量盐酸的烧杯中,再配制成500.00mL溶液,取2.00mL上述溶液稀释至250.00mL,在一定条件下测得该溶液吸光度为0.226,则根据相同条件下铁标准溶液浓度-溶液吸光度的工作曲线(如下图),计算产品中铁元素的含量是 (已知:,计算结果保留三位有效数字)。
【答案】(1) 水浴加热 促进铁离子水解(促进水解形成中间体)
(2)④⑤⑥
(3)溶液变为亮黄色(由紫色变为亮黄色),且半分钟内不变色
(4)
(5)211
【分析】配制一定物质的量浓度的溶液,所需的步骤有计算、称量、溶解(冷却)、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签;
滴定实验的步骤是:滴定前的准备:滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录,锥形瓶:注液体→记体积→加指示剂;滴定:眼睛注视锥形瓶溶液颜色变化;终点判断:记录数据;数据处理:通过数据进行计算;
【解析】(1)硝酸铁固体在80℃加热条件下溶于去离子水得到溶液,则选择水浴加热条件;水解是吸热的过程,加热的目的是促进铁离子水解;
(2)从题意可知,进行 EDTA 络合滴定时需要用到滴定管(①)、锥形瓶(②)和容量瓶(③)等,而图中所示的分液漏斗(⑤)和回流冷凝管(⑥)以及蒸发皿(④)在该测定实验中并无使用环节,故不需要用到的仪器是④⑤⑥
(3)最滴定终点时,最后半滴 EDTA 标准溶液滴入后“溶液由紫色转变为亮黄色”并保持不变,即为终点现象。故答案为后半滴标准液滴入后,溶液紫色变黄,且半分钟内不变色
(4)由反应可知,产品中铁元素的含量: ;
(5)用分光光度法测定含量,已知吸光度(A)与在一定浓度范围内的关系如图2,称取样品0.125g,加水溶解,定容至500mL,取2mL,定容至250mL。取样测得吸光度值为0.226,结合图像知铁标准溶液浓度c(Fe3+)= =0.42/L,样品中的含量为:。
71.(2024-2025高二上·内蒙古通辽·期末)丙酸()可用作食品防腐剂和防霉剂,能与水、乙醇等混溶。某同学为测定其电离常数做了如下实验:
【实验一】配制丙酸溶液并用NaOH溶液滴定法测定丙酸的浓度。
(1)量取一定量的丙酸,配制成250mL丙酸溶液,用移液管移取25.00mL丙酸溶液于锥形瓶中,加入几滴 溶液作指示剂。
(2)取图中的滴定管 (填“a”或“b”),检查 后,用蒸馏水洗涤,再用的NaOH标准溶液 2~3次,完成后盛装好标准溶液,然后进行滴定,达到滴定终点时的操作和现象为 。
(3)重复滴定操作3次,每次消耗标准溶液的体积如下。
实验序号
1
2
3
消耗NaOH标准溶液的体积/mL
24.98
25.00
25.02
根据表中数据计算,所配丙酸溶液的物质的量浓度为 ;若读取滴定终点的数据时仰视读数,则造成所测丙酸溶液的浓度将 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【实验二】常温下测定所配丙酸溶液的pH。
(4)若用pH计测得所配丙酸溶液的pH为2.94,则常温下,丙酸的电离常数≈ 。
【答案】(1)酚酞
(2) b 滴定管是否漏液 润洗 当滴入最后半滴NaOH标准溶液时,锥形瓶中溶液颜色由无色变成浅红色,且30s内不褪色
(3) 0.1000; 偏大
(4)
【分析】用NaOH滴定丙酸生成的CH3CH2COONa溶液显碱性,应选择碱性范围指示剂酚酞,以此分析;
【解析】(1)根据分析,用NaOH滴定丙酸生成的CH3CH2COONa显碱性,应选择碱性范围指示剂酚酞;
(2)用碱式滴定管盛放NaOH,故选b,滴定管使用前检查是否漏液后,用蒸馏水洗涤,再用的NaOH标准溶液润洗2~3次,完成后盛装好标准溶液,然后进行滴定;当滴入最后半滴NaOH标准溶液时,锥形瓶中溶液颜色由无色变成浅红色,且30s内不褪色;
(3)消耗NaOH的体积为,由,;滴定终点的数据时仰视读数,则读数偏大,造成所测丙酸溶液的浓度将偏大;
(4)0.1000mol/LCH3CH2COOH溶液的pH分别为2.94,说明CH3CH2COOH未完全电离,由得,则。
72.(2024-2025高二上·辽宁五校·期末)近年来,碳中和、碳达峰成为热点。以、为原料生产甲醇是一种有效利用二氧化碳的途径。
途径一:涉及的反应有
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(1)关于反应Ⅰ,下列描述正确的是___________(填字母序号)。
A.恒温恒压下达平衡状态时,再充入少量氦气,正逆反应速率不变
B.当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时,反应达平衡状态
C.该反应在低温条件下能自发进行
D.恒温下缩小容器体积,反应物的活化分子百分数增大
(2)若某反应的平衡常数表达式为,根据反应I-Ⅲ,请写出此反应的热化学方程式: 。
(3)工业中,对于反应Ⅰ,通常同时存在副反应Ⅳ: 。在一定条件下,在合成塔中充入一定量和。当气体总压强恒定为1MPa时,平衡时各物质的物质的量分数如图所示。
由图可知, 0(填“”、“”、“”);的物质的量分数随温度升高而增大,原因是 。
途径二:涉及的反应有
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
(4)一定条件下,向体积为VL的恒容密闭容器中通入1mol和3mol发生上述反应,达到平衡时,容器中为amol,CO为bmol,反应Ⅲ的平衡常数为 。(用含a、b、V的代数式表示)。
(5)时,反应Ⅲ的速率方程为,其中x表示相应气体的物质的量分数,为平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数),k为反应的速率常数。已知保持不变,达到平衡时,,此时反应Ⅲ的速率 (用含k的代数式表示)。
(6)下列说法正确的是___________(填字母序号)
A.已知:,则等浓度等体积的NaA和NaB溶液中离子总数,前者大于后者
B.常温,100mL的稀硫酸与10mL的NaOH溶液混合,溶液呈中性,则
C.常温,将相同体积的盐酸和一元碱BOH溶液混合,所得溶液可能为中性或酸性
D.: ,HCN:,将少量的通入NaCN溶液中,反应的离子方程式为:
【答案】(1)BC
(2)
(3) 反应Ⅰ放热,反应Ⅳ吸热,温度升高时,反应Ⅰ向左移动增加的的量大于反应Ⅳ向右移动减少的的量
(4)
(5)0.09k
(6)AD
【解析】(1)A.恒压下达平衡状态时,再充入少量氦气,容器体积增大,各组分浓度减小,则正逆反应速率减小,故A错误;
B.根据质量守恒,混合气体的质量不变,混合气体的总物质的量减小,根据M=可知,随着反应进行混合气体的平均摩尔质量增大,当混合气体的平均摩尔质量不再发生变化时,反应达平衡状态,故B正确;
C.该反应,,则反应在低温条件下能自发进行,故C正确;
D.恒温下缩小容器体积,单位体积内反应物的活化分子百分数增加,但活化分子百分数不变,故D错误;
故选:BC。
(2)若某反应的平衡常数表达式为,该反应为,由盖斯定律可知,(Ⅱ×2+Ⅲ+Ⅰ)×可得 。
(3)根据I、Ⅳ可知只有反应CO生成,根根图(b)可知CO平衡时的物质的量分数随着温度的升高而增大,说明该反应升温向正向移动,说明该反应吸热,>0;H2的物质的量分数随温度升高而增大的原因是反应I放热,反应Ⅳ吸热,温度升高时,反应I向左移动增加的H2的量大于反应Ⅳ向右移动减少的H2的量。
(4)结合题意,假设反应Ⅱ中,CO反应了x mol,则反应Ⅱ生成的CH3OH为x mol,反应I生成的CH3OH为( a-x ) mol,反应Ⅲ生成的CO为(b+x )mol,则
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
达到平衡时,CO2、H2、CO、H2O(g)的浓度分别为mol/L、mol/L、mol/L、mol/L,反应Ⅲ的平衡常数为K==。
(5)反应 III,Kp=,v=k=x(CO2)x(H2)k=0.3×0.3k mol·L-1·h-1=0.09k mol·L-1·h-1。
(6)A.,酸性:HA>HB;根据越弱越水解,可知等浓度等体积的NaA和NaB溶液,NaB溶液的碱性强于NaA,根据电荷守恒:,,NaA溶液中离子总数=,NaB溶液中离子总数=,NaA溶液中c(H+)大于NaB溶液中c(H+),两溶液中钠离子浓度相等,则离子总数前者大于后者,故A正确;
B.常温,100mL的稀硫酸与10mL的NaOH溶液混合,溶液呈中性,酸中的n(H+)等于碱中n(OH-),由此可得:,则,故B错误;
C.常温,将相同体积的盐酸和一元碱BOH溶液混合,若BOH为强碱,则两者恰好中和,溶液呈中性;若BOH为弱碱,则碱过量,最终溶液为BOH和BCl,溶液呈碱性;故C错误;
D.: ,HCN:,酸性:> HCN>,根据强酸制弱酸原理,将少量的通入NaCN溶液中,反应的离子方程式为,故D正确;
故选:AD。
73.(2024-2025高二上·吉林长春·期末)自然界是各类物质相互依存、各种变化相互制约的复杂平衡体系,水溶液中的离子平衡是其中一个重要方面。请根据所学知识,回答下列问题。
Ⅰ.(1)常温下将pH均为3,体积均为V0的HA和HB溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg的变化如图所示。
常温下,取上述pH均为3的HA和HB溶液各100mL,向其中分别加入足量的Zn粒,反应结束时HA中产生氢气的物质的量为n1,HB溶液中产生氢气的物质的量为n2,则n1 n2(用“>”、“=”、“<”填空)。
(2)查阅资料获得25℃时部分弱电解质的电离常数数据:
化学式
NH3·H2O
HClO
H2CO3
CH3COOH
HSCN
HCN
电离
常数
1.8×10-5
4.0×10-8
K1=4.5×10-7
K2=4.7×10-11
1.75×10-5
0.13
6.2×10-10
①KSCN溶液呈弱碱性,用离子方程式 。
②现有25℃时等浓度的5种溶液:A.NH4Cl B.CH3COONH4 C.NH4SCN D.NH4HCO3 E.NH4HSO4,这5种溶液中NH浓度由大到小的顺序排列是: (填字母)。
③次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为 。
Ⅱ.亚硫酸盐是一种常见的食品添加剂。为检验某食品中亚硫酸盐含量(通常以1kg样品中含SO2的质量计),某研究小组用“碘氧化还原滴定法”进行测定,滴定反应为:H2O++I2=+2I-+2H+
实验流程如下:
(3)溶液B放于锥形瓶中,加入的指示剂为 ,判断达到滴定终点的依据是 。
(4)下列操作会使测定结果偏大的有 (填字母)。
A.起始读数时平视,终点读数时俯视
B.未用标准液润洗滴定管
C.装标准液的滴定管,滴定前尖嘴有气泡,滴定后气泡消失
(5)若取样品wg,按方案测得消耗0.01000mol·L-1I2标准溶液VmL,则1kg样品中含SO2的质量是 g(用含w、V的代数式表示)。
【答案】(1)<
(2) SCN-+H2OHSCN+OH- E>A>C>B>D ClO-+CO2+H2O=+HClO
(3) 淀粉溶液 滴入最后半滴I2标准溶液时,溶液由无色变为浅蓝色,且半分钟内不变色
(4)BC
(5)
【解析】(1)从图中可以看出,当,即HA和HB各稀释100倍时,HA的pH变化大,则HA的酸性比HB强;稀释前,pH=3时,HB的浓度比HA大;上述pH均为3的HA和HB溶液各100mL,因为HB的起始浓度大,物质的量大,与足量的Zn粒完全反应产生的H2多,所以n1<n2;
(2)①KSCN溶液呈弱碱性,则表明SCN-发生水解生成OH-等,离子方程式:SCN-+H2OHSCN+OH-;
②NH4Cl和NH4HSO4发生单水解,且NH4HSO4中电离出的H+抑制水解,所以浓度:E>A;CH3COONH4、NH4SCN、NH4HCO3都发生相互促进的水解反应,由于Ka(HSCN)>Ka(CH3COOH)>Ka1(H2CO3),所以对水解的促进作用C<B<D,从而得出浓度由大到小的顺序排列是:E>A>C>B>D;
③根据强酸制弱酸原理,次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式:ClO-+CO2+H2O=+HClO;
(3)选用碘单质标准液进行滴定,选用淀粉溶液作指示剂,当滴入最后半滴I2标准溶液时,溶液由无色变为浅蓝色,且半分钟内不变色,说明到达滴定终点;
(4)A.起始读数时平视,终点读数时俯视,溶液体积偏小,测量结果偏小,A错误;
B.未用标准液润洗滴定管,标准液溶液浓度偏小,消耗体积偏大,测量结果偏大,B正确;
C.装标准液的滴定管,滴定前尖嘴有气泡,滴定后气泡消失,消耗体积偏大,测量结果偏大,C正确;
答案选BC;
(5)反应为H2O++I2=+2I-+2H+,根据硫原子守恒及化学方程式可得n(SO2)=n()=n(I2)=0.01000mol·L-1×V×10-3L=V×10-5mol,因此1kg样品中含SO2的质量为×1000g=g。
74.(2024-2025高二上·吉林长春·期末)草酸广泛分布在植物、动物和真菌体内。
(1)25℃,用0.100 溶液滴定20.00mL 0.200 NaOH溶液,得到滴定曲线如下图所示:
①图中标记的点,水的电离程度由大到小的顺序为 。
②n点 。
(2)某小组同学从菠菜中提取了7.500g粗草酸晶体(),配制成250mL溶液。用0.100酸性溶液滴定,测其纯度(杂质不参加反应)。
①当最后半滴溶液滴入锥形瓶, (填实验现象),且半分钟不变色,说明反应达到终点。
②三次实验数据如下:
实验序号
锥形瓶中草酸溶液体积
滴定管初始读数
滴定管终点读数
ⅰ
25.00mL
0.22mL
20.34mL
ⅱ
25.00mL
0.25mL
21.75mL
ⅲ
25.00mL
0.20mL
20.28mL
三组数据中,第 (填“ⅰ,ⅱ,或者ⅲ”)组数据是无效数据。
③下列操作使得测定结果偏高的是 (填标号)。
a.锥形瓶水洗后来用待测草酸溶液润洗
b.滴加溶液时,少量液体挂在锥形瓶内壁,未用洗瓶冲下
c.配制草酸溶液,定容后未振荡,取出上层溶液进行滴定
d.滴定前尖嘴无气泡,滴定结束后发现尖嘴有气泡
(3)已知:、、、、、、
①室温下,相同浓度的三种氮肥① ② ③溶液中,的浓度由大到小的顺序为 (填标号)。
②室温溶液呈弱碱性。关于该溶液的关系式正确的是 (填标号)。
A.
B.
C.
D.
【答案】(1) m>n>p 2 c(C2O)
(2) 溶液由无色变为浅紫色 ⅱ b
(3) ③>②>① AD
【解析】(1)由图可知,m点氢氧化钠溶液与草酸溶液完全反应得到草酸钠溶液,n点为草酸钠和草酸氢钠的混合溶液,溶液呈中性,p点为草酸钠和草酸氢钠的混合溶液,溶液呈酸性;
①由分析可知,m点为草酸钠溶液,n点为草酸钠和草酸氢钠的混合溶液,溶液呈中性,p点为草酸钠和草酸氢钠的混合溶液,溶液呈酸性,草酸钠是强碱弱酸盐,草酸根离子在溶液中分步水解促进水的电离,草酸氢根离子在溶液中的电离程度大于水解程度,电离出的氢离子会抑制水的电离,草酸氢根离子浓度越大,抑制水电离程度越大,则水的电离程度由大到小的顺序为m>n>p;
②由分析可知, n点为草酸钠和草酸氢钠的混合溶液,溶液呈中性,溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,由电荷守恒关系c(Na+)+c(H+)= c(HC2O)+2 c(C2O)+c(OH—)可知,溶液中c(Na+))= c(HC2O)+2 c(C2O);
(2)①溶液中的草酸与酸性高锰酸钾溶液完全反应后,向锥形瓶中滴入最后半滴酸性高锰酸钾溶液,溶液会由无色变为浅紫色,则滴定终点的实验现象为向锥形瓶中滴入最后半滴酸性高锰酸钾溶液,溶液会由无色变为浅紫色,且半分钟不变色,说明反应达到终点;
②由表格数据可知,三次滴定消耗酸性高锰酸钾的体积分别为20.12mL、21.50mL、20.08mL,第二次数据偏差太大,应舍去,故选ⅱ;
③a.锥形瓶水洗后未用待测草酸溶液润洗对溶质的物质的量和标准溶液的体积无影响,对所测结果无影响,故不符合题意;
b.滴加溶液时,少量液体挂在锥形瓶内壁,未用洗瓶冲会使消耗的酸性高锰酸钾溶液体积偏大,导致所测结果偏高,故符合题意;
c.如果配制好的溶液未经充分振荡就直接取出上层溶液进行滴定会使消耗的酸性高锰酸钾溶液的体积偏小,导致测定结果偏低,故不符合题意;
d.滴定前尖嘴无气泡,滴定结束后发现尖嘴有气泡会使消耗的酸性高锰酸钾溶液的体积偏小,导致测定结果偏低,故不符合题意;
故选b;
(3)由电离常数可知,磷酸二氢根离子的水解常数Kh==<Ka2,磷酸二氢根离子在溶液中的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,则磷酸二氢铵溶液中磷酸二氢根离子电离出的氢离子抑制铵根离子水解,等浓度的磷酸二氢铵溶液中铵根离子浓度大于氯化铵溶液;碳酸氢根离子在溶液中水解使溶液呈碱性,水解生成的氢氧根离子与铵根离子水解生成的氢离子反应促进铵根离子水解,则等浓度的碳酸氢铵溶液中铵根离子浓度小于氯化铵溶液,所以三种溶液中铵根离子浓度由大到小的顺序为③>②>①;
②A.由题意可知,碳酸氢铵溶液呈碱性,溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度,由碳酸氢铵溶液中存在电荷守恒关系可知,溶液中,故正确;
B.由题意可知,碳酸氢铵溶液呈碱性,说明碳酸氢根离子在溶液中的水解程度大于铵根离子的水解程度,则溶液中的铵根离子浓度大于碳酸氢根离子浓度,故错误;
C.碳酸氢铵溶液中存在质子守恒关系,故错误;
D.碳酸氢铵溶液中存在物料守恒关系,故正确;
故选AD。
75.(2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末)酸碱中和滴定是中学化学中的定量实验模型,室温下,用0.1000mol•L−1盐酸溶液滴定20.00mL 0.1mol•L−1氨水溶液,滴定曲线如图所示。
(1)该中和滴定选用 (填“甲基橙”或“酚酞”)作指示剂。
(2)b点所示的溶液中c(NH)+c(NH3•H2O)= (用溶液中的其它离子浓度表示)。
(3)_______溶液中的。
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
(4)点a、b、c所示的溶液中水的电离程度由大到小的顺序是:_______。
A.a>b>c B.b>a>c C.c>a>b D.c>b>a
(5)氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础的一种滴定分析方法,某同学用的酸性标准溶液滴定某试样中过氧化氢的含量,反应原理为
①判断滴定终点时的现象为 。
②用滴定管量取试样置于锥形瓶中,重复滴定四次,每次消耗的酸性标准溶液的体积如表所示:测试样中过氧化氢的浓度为 。(保留4位有效数字)
第一次
第二次
第三次
第四次
体积(mL)
17.04
18.00
17.00
16.96
③下列操作会使所测结果偏高的是 (填字母)。
A.滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶
B.滴定过程中振荡锥形瓶时不慎将瓶内溶液溅出
C.滴定过程中不慎将数滴标准溶液液滴在锥形瓶外
D.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
E.读取溶液体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
【答案】(1)甲基橙
(2)
(3)B
(4)D
(5) 滴入最后半滴高锰酸钾标准溶液,溶液由无色变为浅紫红色且半分钟内不褪色 0.1700 CD
【分析】用0.1000mol•L−1盐酸溶液滴定20.00mL 0.1mol•L−1氨水溶液,反应方程式为:,根据滴定曲线图可知:在b点时,当加入HCl,恰好消耗一半的氨水,此时溶液中为等物质的量的和;在c点时,pH为7,溶液显中性,所用HCl体积小于20mL;c点表示二者恰好完全中和,所用HCl体积为20mL,据此分析解答。
【解析】(1)用0.1000mol•L−1盐酸溶液滴定20.00mL 0.1mol•L−1氨水溶液,恰好完全反应时:,得到的为强酸弱碱盐,溶液显酸性,所以选择在酸性中变色的甲基橙作指示剂更好。
故答案为:甲基橙。
(2)根据分析,在b点时,当加入HCl,恰好消耗一半的氨水,此时溶液中为等物质的量的和,根据物料守恒得出:。
故答案为:。
(3)根据分析,在c点时,pH为7,溶液显中性,根据电荷守恒有:,得到,要使,则,溶液处于碱性范围,则题目的四个选项中,符合条件的为:
A.a点:该点时还未加盐酸,无,A不符合题意;
B.b点:此时溶液显碱性,根据前面解析,有,B符合题意;
C.c点:此时溶液显中性,根据前面解析,有,C不符合题意;
D.d点:此时溶液显酸性,根据前面解析,,D不符合题意;
故答案为:B。
(4)在点a、b、c所示的溶液中表示的是在加入盐酸由碱性到中性的变化曲线,在此范围中,溶液的碱性越强,对水的电离抑制越强,水的电离程度越小,在点a、b、c点的pH为,则溶液中水的电离程度由大到小的顺序为:,则题目所给的四个选项中,D选项符合题意。
故答案为:D。
(5)用的酸性标准溶液滴定某试样中过氧化氢的含量,反应方程式为:
①由于是用酸性标准溶液滴定过氧化氢,且被还原为无色的,所以滴定到终点时酸性标准溶液不被消耗而显浅紫红色,故判断滴定终点时的现象为:滴入最后半滴高锰酸钾标准溶液,溶液由无色变为浅紫红色且半分钟内不褪色;
②在四次的体积中由于第二次体积偏大超过误差范围要舍去,用其余3次计算出消耗酸性标准溶液的平均体积为:,根据反应方程式得测试样中过氧化氢的浓度为:。
③下列操作会使所测结果偏高的是:
A.滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶:不改变滴定的结果,试样中过氧化氢的浓度不变,A不符合题意;
B.滴定过程中振荡锥形瓶时不慎将瓶内溶液溅出:会导致溶质减少,消耗的酸性标准溶液体积减小,计算出试样中过氧化氢的浓度降低,B不符合题意;
C.滴定过程中不慎将数滴标准溶液液滴在锥形瓶外:会导致消耗的酸性标准溶液体积增加,计算出试样中过氧化氢的浓度偏高,C符合题意;
D.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失:因需要多余的酸性标准溶液去填补气泡,会导致消耗的酸性标准溶液体积增加,计算出试样中过氧化氢的浓度偏高,D符合题意;
E.读取溶液体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数:会导致起始时读数偏大,终点时读数偏小,最后计算出消耗的酸性标准溶液体积减小,计算出试样中过氧化氢的浓度降低,E不符合题意;
故答案为:滴入最后半滴高锰酸钾标准溶液,溶液由无色变为浅紫红色且半分钟内不褪色;;CD。
76.(2024-2025高二上·黑龙江牡丹江·期末)草酸钴可用于催化剂的制备,用水钴矿(主要成分为,含有少量、、、、、杂质)制备草酸钴工艺流程如图所示:
已知:①不能直接被浸出;
②酸性条件下,转化为,且氧化性Co3+>>Fe3+;
③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的如表所示:
沉淀物
开始沉淀时的
2.7
7.6
4.0
7.6
7.7
完全沉淀时的
3.7
9.6
5.2
9.2
9.8
(1)酸浸时,为提高矿石的浸出率可采取的措施为 (写出一种即可)。
(2)浸出过程中发生反应的离子方程式为 。
(3)向“浸出液”中加入的作用是 。
(4)调节溶液至5.2,过滤所得到的沉淀成分为 (写出化学式)。
(5)滤液I“除镁、钙”是将Mg2+、Ca2+完全沉淀。已知在该操作温度下,Ksp(MgF2)=4.0×10-9,,已知离子浓度认为沉淀完全,此时溶液中浓度不低于 。
(6)在萃取除锰时,先向除杂后的溶液中加入有机酸萃取剂,金属离子的萃取率与溶液的关系如图1,萃取应选择的范围是 (填选项)。
A.2.0~2.5 B.3.0~3.5 C.4.0~4.5
(7)在空气中加热(摩尔质量为),残留固体质量随温度变化曲线如图2所示。C点对应固体的成分为 (填化学式)。
【答案】(1)将矿石研磨成粉末状
(2)
(3)将氧化为便于除去
(4)、
(5)2.0×10-2
(6)B
(7)Co3O4或Co10O13
【分析】用水钻矿(主要成分为,含有少量、、、、、杂质)制备草酸钴,根据工业流程,在水钴矿中加入稀硫酸和亚硫酸钠,所得浸出液中含有的阳离子为:;浸出液加将亚铁离子氧化为铁离子。再加入碳酸钠溶液调节pH ,将转化为沉淀而除去,过滤后的滤液中加氟化钠是将镁离子、钙离子转化为、沉淀。向滤液Ⅱ中加入萃取剂,将锰离子萃取,在萃取后的余液中加入草酸得草酸钴,最后再经蒸发浓缩,冷却结晶、过滤并洗涤得到草酸钴晶体。
【解析】(1)从反应速率的影响因素考虑,酸浸时,为提高矿石的浸出率可采取措施为:将矿石研磨成粉末状;
(2)不能直接被浸出,故加入还原性的亚硫酸钠,浸出过程中发生反应的离子方程式为:;
(3)根据表中个阳离子的沉淀条件,向“浸出液”中加入的作用是:将氧化为便于除去;
(4)根据离子沉淀pH表,调节溶液至5.2,过滤所得到的沉淀成分为:、;
(5)对比氟化钙和氟化镁的溶度积可知,氟化镁的溶度积更大一些,则当镁离子沉淀完全时,钙离子也就完全沉淀了,已知在该操作温度下,Ksp(MgF2)=4.0×10-9,若使沉淀完全,,溶液中浓度不低于2.0×10-2;
(6)由萃取剂对金属离子的萃取率与pH关系图可知,溶液pH在接近3.0时,锰离子的萃取率最高,同时钴离子的萃取率水平较低,因此使用的pH范围接近3.0,故选B;
(7)的物质的量为0.1mol,A到B点为草酸钴晶体失去结晶水,B点为草酸钴,质量为0.1mol×147g/mol=14.7g,B到C为草酸钴分解为钴的氧化物,C点为钴的氧化物,CoC2O4⋅2H2O的质量为18.3 g,其物质的量为0.1 mol,Co元素质量为5.9 g,C点钴氧化物质量为8.03 g,氧化物中氧元素质量为8.03 g-5.9 g=2.13 g,则氧化物中Co原子与O原子物质的量之比为0.1 mol∶≈3∶4,故B点为Co3O4,故答案为:Co3O4或者Co10O13。
77.(2024-2025高二上·辽宁五校·期末)阳离子()交换树脂具有可吸附溶液中其他阳离子,同时交换出氢离子的特性(如图所示)。
回答下列问题:
实验Ⅰ.某兴趣小组设计利用阳离子交换树脂测定溶度积常数的实验。准确量取:10.00mL饱和溶液于烧杯中,加入稍过量的阳离子交换树脂,充分搅拌,静置,滤出离子交换树脂,并使用蒸馏水洗涤离子交换树脂至洗涤液呈中性,合并滤液和洗涤液(约40mL)至锥形瓶中,在一定条件下蒸发浓缩至约20mL,再用滴定法测定锥形瓶中的物质的量,从而计算出溶度积常数。
(1)下列仪器中,本实验用不到的有 (写名称)。
(2)现测定锥形瓶中氢离子的物质的量,加入几滴酚酞,使用浓度为的NaOH溶液进行滴定,滴定终点现象为 。到达滴定终点时,消耗VmLNaOH溶液,则的 (含c、V计算式表示)。
(3)在实验过程中,下列操作可能会导致偏大的是 。(填字母序号)
A.滴加NaOH标准溶液时,滴定前俯视读数,滴定后仰视读数
B.滴加NaOH标准溶液时,滴定开始时尖嘴处无气泡,滴定结束时出现气泡
C.滴定过程中,将挂在锥形瓶内壁上的NaOH标准溶液用蒸馏水冲进瓶内
D.配制标准液的NaOH固体中混有少量杂质
E.若用阴离子()交换树脂代替阳离子交换树脂进行上述实验,其工作原理如图所示,再用标准盐酸滴定。
实验Ⅱ.某化学兴趣小组欲测定某新型阳离子交换树脂(有效成分的最简式)中硫元素的质量分数。设计如下实验:将2.96g新型阳离子交换树脂的有效成分溶于稍过量的浓NaOH溶液中并加热(;树脂中其他官能团与NaOH不反应),充分反应后,过滤、洗涤,将洗涤液与滤液合并于烧杯中,滤渣干燥后待用。
(4)向烧杯中先加入适量盐酸酸化,再加入沉淀剂 (填“”或“”),过滤、洗涤、干燥得mg固体(若沉淀剂为,m为2.72g;若沉淀剂为,m为4.66g)。则硫元素的质量分数为 %(计算结果保留3位有效数字)。
(5)如何检验沉淀已经洗涤干净: 。
【答案】(1)坩埚、量筒
(2) 当加入最后半滴NaOH溶液后,溶液由无色变为粉红色,且半分钟内不变色
(3)AD
(4) 21.6
(5)取最后一次洗涤液少量于试管中,先加入稀溶液,再加入溶液,若无白色沉淀产生,则已洗涤干净
【分析】实验Ⅰ.测定溶度积常数的原理为:在溶液中加入过量的阳离子交换树脂,充分搅拌,静置,滤出离子交换树脂,得到溶液,并使用蒸馏水洗涤离子交换树脂至洗涤液呈中性,合并滤液和洗涤液(约40mL)至锥形瓶中,在一定条件下蒸发浓缩至约20mL,再用滴定法测定锥形瓶中的物质的量,通过消耗NaOH溶液的量计算出定和的物质的量和浓度,最终确定溶度积常数;
实验Ⅱ.测定某新型阳离子交换树脂(有效成分的最简式)中硫元素的质量分数:将新型阳离子交换树脂的有效成分溶于稍过量的浓NaOH溶液中并加热,将S元素转化为,然后用把转化成沉淀,测定沉淀的质量,根据S元素守恒计算样品中S元素的质量分数;据此分析解答。
【解析】(1)根据实验I操作,需要准确量取10.00mL饱和溶液,精确到0.01mL,根据仪器,需要使用滴定管,不能使用量筒(精确度不够),后边过滤需要使用漏斗,没有高温灼烧,不需要使用坩埚。
故答案为:坩埚、量筒。
(2)因为是用溶液滴定,用酚酞作指示剂,锥形瓶中溶液颜色为无色,则滴定到终点时的现象为:当滴入最后半滴NaOH溶液,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不变色;用浓度为的NaOH溶液进行滴定,消耗VmLNaOH溶液,根据离子交换原理得到,饱和溶液体积为10.00mL,得出,根据化学式得,则的==。
故答案为:当加入最后半滴NaOH溶液后,溶液由无色变为粉红色,且半分钟内不变色;。
(3)在实验过程中,根据,则判断依据体现在的改变上,根据题目第(2)问的计算式,下列操作可能会导致偏大的为:
A.滴加NaOH标准溶液时,滴定前俯视读数,初始读数偏小,滴定后仰视读数,终点读数偏大,偏大,和偏大,偏大,A符合要求;
B.滴加NaOH标准溶液时,滴定开始时尖嘴处无气泡,滴定结束时出现气泡,滴定管中液面未降到实际刻度,导致偏小,和偏小,偏小,B不符合要求;
C.滴定过程中,将挂在锥形瓶内壁上的NaOH标准溶液用蒸馏水冲进瓶内,溶液充分接触充分反应,消耗的NaOH标准溶液体积不变,不变,C不符合要求;
D.配制标准液的NaOH固体中混有少量杂质,会导致配置的NaOH标准溶液的实际浓度偏低,消耗的NaOH标准溶液体积增大偏大,和偏大,偏大,D符合要求;
E.若用阴离子()交换树脂代替阳离子交换树脂进行上述实验,其工作原理如图所示,交换产生的碱为,难溶于盐酸中,导致计算出的和偏小,偏小,E不符合要求;
故答案为:AD。
(4)要使沉淀完全,选用作沉淀剂效果最好;根据,则得到,根据S元素守恒,样品中硫元素的质量分数为。
故答案为:;21.6。
(5)沉淀反应为:,过滤后残留在沉淀上的杂质为NaCl,要检验沉淀是否洗净,只需要检测最后一次洗涤液无即可,具体操作为:取最后一次洗涤液少量于试管中,先加入稀溶液,再加入溶液,若无白色沉淀产生,则已洗涤干净。
故答案为:取最后一次洗涤液少量于试管中,先加入稀溶液,再加入溶液,若无白色沉淀产生,则已洗涤干净。
78.(2024-2025高二上·内蒙古包头·期末)为了探究原电池和电解池的工作原理,某研究性学习小组分别用下图所示的装置进行实验。据图回答问题。
I.用图甲所示装置进行第一组实验:
(1)在保证电极反应不变的情况下,Mg不能替代Cu作电极的原因是 。
(2)一段时间后,可观察到滤纸上的现象是 。
Ⅱ.该小组同学用图乙所示装置进行二组实验时发现,两极均有气体产生,且Y极处溶液逐渐变成紫红色;停止实验观察到铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料知,高铁酸根在溶液中呈紫红色,具有极强的氧化性。回答下列问题:
(3)若通过该实验制备,降低的区域在 (填“阴极区”或“阳极区”);电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是 。
(4)根据实验现象及所查信息,电解过程中,Y极发生的电极反应分别为 和 。
(5)电解进行一段时间后,若在X极收集到448mL气体,Y电板(铁电极)质量减小0.28g,则在Y极收集到气体为 mL(均已折算为标准状况时气体体积)。
【答案】(1)原装置Zn做负极,根据金属活动性顺序,因此Mg不能替代Cu
(2)滤纸上有蓝色斑点产生
(3) 阳极区 防止生成的与高铁酸钠反应
(4)
(5)56
【分析】Ⅰ.甲装置中,Zn比Cu活泼,Zn为负极,Cu为正极,则M(Cu)为阳极,N(Cu)为阴极。
Ⅱ.由图可知:X为阴极,电解过程中,X极上发生:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,由图干可知两极均有气体产生,且Y极处溶液逐渐变成紫红色,所以Y极发生的电极反应为和,据此解答。
【解析】(1)在保证电极反应不变的情况下,Mg不能替代Cu作电极是因为原装置Zn做负极,根据金属活动性顺序,因此Mg不能替代Cu;
(2)利用该原电池电解氢氧化钠溶液,由于电极均是铜,在阳极M(Cu)上发生反应Cu-2e-=Cu2+,产生的Cu2+在溶液中发生反应Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓,所以在滤纸上能观察到的现象是滤纸上有蓝色斑点产生;
(3)由图可知:X为阴极,电解过程中,X极(阴极)上发生:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,所以阴极区溶液的c(OH-)增大,Y极(阳极)发生的电极反应为和,消耗OH-,导致阳极区降低,电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,是因为氢气具有还原性,高铁酸钠具有强氧化性,防止生成的与高铁酸钠反应;
(4)由于实验时发现,两极均有气体产生,且Y极处溶液逐渐变成紫红色,停止实验观察到铁电极明显变细,电解液仍然澄清,又因为高铁酸根在溶液中呈紫红色,所以在电解过程中,Y极发生的电极反应为和;
(5)电解进行一段时间后,X极上发生2H2O+2e-=H2↑+2OH-,若在X极收集到448mL气体,即0.02mol H2,转移0.04mol电子,Y电板(铁电极)质量减小0.28g,即铁反应掉0.005mol,根据反应可知转移0.03mol电子,则转移0.04mol-0.03mol=0.01mol电子,在Y极收集到0.0025mol氧气,标准状况下体积为0.0025mol ×22.4L/mol×1000mL/L=56mL。
79.(2024-2025高二上·吉林BEST合作体·期末)化学用语、元素周期律等是学习元素及其化合物知识的重要工具。请回答下列问题:
(1)下列说法正确的是 (填序号)。
①s区全部是金属元素
②共价化合物中电负性大的成键元素表现为负价
③两种金属元素第一电离能越小的其金属性越强
④电负性大于1.8的一定为非金属
⑤第四周期元素中未成对电子数最多的元素位于钾元素后面第五位
(2)新型半导体材料如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等在航空航天、国防技术及5G技术等领域扮演着重要的角色。基态Si原子的核外电子空间运动状态共有 种,其核外电子占据最高能级的电子云轮廓图的形状为 ,基态镓原子的价层电子排布式为 。
(3)下列不同状态的C+中,电离最外层一个电子所需能量最高的是 。
a.1s22s22p1 b.1s22s22p2 c.1s22s2 d.1s22s12p1
(4)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用+表示,与之相反的用-表示,称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子其价电子自旋磁量子数的代数和为 。
(5)N、O、Mg元素的前3级电离能如下表所示:X、Y、Z中为N元素的是 。
元素
X
738
1451
7733
Y
1314
3388
5301
Z
1402
2856
4578
(6)已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42.X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X与Y可形成化合物X2Y3,Z元素可以形成负一价离子。已知检验微量化合物X2Y3可以用一种称为马氏检验的方法,其原理是:样品在盐酸中可被金属锌还原为XZ3气体,产物还有氯化锌和H2O,该反应的化学方程式是 (要用推导出来的元素表达)。
【答案】(1)②⑤
(2) 8 哑铃形
(3)c
(4)或
(5)Z
(6)
【解析】(1)①s区不全部都是金属元素,如H元素为非金属元素,①错误;
②共价化合物中,电负性大的成键元素对共用电子对的吸引能力较强,故电负性大的元素表现负价,②正确;
③金属性:Mg>Al,但由于Mg位于ⅡA族,Al位于ⅢA族,镁3s能级全满较稳定,第一电离能:Mg>Al,③错误;
④电负性大于1.8的元素不一定为非金属元素,如Pb、Bi的电负性为1.9,④错误;
⑤铬元素价层电子排布式为3d54s1,第四周期元素中未成对电子数最多的元素是铬,位于第四周期第ⅥB族,位于钾元素后面第五位,⑤正确;
故答案为:②⑤。
(2)Si原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p2,不同轨道的电子空间运动状态不同,Si原子核外电子空间运动状态共有8种;核外电子占据最高能级为p能级,哑铃形;基态镓原子序数31,价层电子排布式为4s24p1。
(3)1s22s22p1为基态C+,1s22s22p2为基态C原子,1s22s2为基态C2+,1s22s12p1为激发态C2+,电子离核越远,受原子核吸引越小,越易电离,电离能越小,则电离最外层一个电子所需能量最高的是1s22s2,故选c。
(4)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用+表示,与之相反的用-表示,磷原子其价电子排布为3s23p3,3p能级三个轨道上,每个轨道上有1个自旋方向相同的电子,则自旋磁量子数的代数和为或。
(5)一般情况下,金属元素的第一电离能小于非金属元素,则第一电离能最小的X为Mg元素;N原子价层电子排布式为2s22p3,N与O相比,2p轨道处于半充满的稳定结构,故失去第一个电子较难,第一电离能较大,则较大的Z为N元素,Y为O元素。
(6)X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,则4p能级有3个电子,其价层电子排布式为4s24p3,X为33号元素为As,Y元素原子2p轨道上有2个未成对电子,其价层电子排布式为2s22p2或2s22p4,则Y为C元素或O元素,X与Y可形成化合物X2Y3,则Y为O元素,X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42,则Z为H元素;样品在盐酸中可被金属锌还原为AsH3气体,产物还有氯化锌和H2O,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:。
80.(2024-2025高二上·黑龙江哈尔滨六校·期末)现有属于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素,原子序数依次增大。基态A元素原子的价电子排布式为;C元素为最活泼的非金属元素;D元素原子核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的;E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态;F元素基态的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒。
(1)A元素的第一电离能 (填“>”“<”或“=”)B元素的第一电离能,A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为 (用元素符号表示)。
(2)基态D元素原子的价电子排布式为 。
(3)基态C元素原子的电子排布图为 ;的离子符号为 。
(4)F元素位于元素周期表的 区,其基态原子的电子排布式为 。
(5)G元素可能的性质是______(填字母)。
A.其单质可作为半导体材料 B.其电负性大于磷
C.其原子半径大于锗 D.其第一电离能小于硒
(6)金属性:D (填“>”或“<”,下同)Al; ,其原因是 。
【答案】(1) > N<O<F
(2)3s2
(3) Fe3+
(4) ds 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(5)A
(6) > > 镁原子的3p轨道处于全空状态,比较稳定,而铝原子3p轨道只有一个电子,不稳定
【分析】现有属于前4周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素,原子序数依次增大。A元素的价电子构型为nsnnpn+1,n=2,所以A是N;C元素为最活泼的非金属元素,则C是F,所以B是O;D元素核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的1/6,所以D是Mg;E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态,则E的原子序数是26,即E是Fe;F元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,则F是Cu;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒,则G是As。
【解析】(1)一般来讲非金属性越强,第一电离能越大,但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,则氮元素的第一电离能大于氧元素的第一电离能;非金属性越强,电负性越大,则A、B、C三种元素电负性由小到大的顺序为N<O<F。
(2)根据核外电子排布规律可知镁元素原子的外围电子排布式是3s2;
(3)
根据核外电子排布规律可知氟元素的电子排布图为;E3+的离子符号为Fe3+。
(4)铜元素位于元素周期表的ds区,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。
(5)G为As,位于金属与非金属的分界线处,其单质为半导体,其电负性小于磷,原子半径小于锗,第一电离能大于硒。
(6)元素D为Mg,活泼性Mg>Al,I1(Mg)>I1(Al),因为Mg的3p轨道处于全空状态,比较稳定,而Al的3p轨道只有一个电子,不稳定,故活泼性Mg>Al,而第一电离能则是I1(Mg)>I1(Al)。
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