内容正文:
高二化学入学
时量:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H:1 N:14 O:16 Si:28 P:31 S:32 Ni:59 Hg:201
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 化学用语是学习化学的重要工具。下列化学用语表述正确的是
A. 基态原子的价层电子轨道表示式为
B. 的基态原子的简化电子排布式:
C. 的VSEPR模型:
D. 基态铯原子电子占据最高能级的电子云轮廓图
【答案】A
【解析】
【详解】A.Cu的原子序数为29,其基态电子排布为 [Ar]3d104s1,价层电子排布式为3d104s1,基态原子的价层电子轨道表示式为,A正确;
B.Ge(锗)的原子序数为32,其基态电子排布为 [Ar]3d104s24p2,B错误;
C.NH3分子中N原子价层电子对数为3+=4,含有1个孤对电子,VSEPR模型为:,C错误;
D.Cs(铯)的原子序数为55,其基态电子排布为 [Xe]6s1,最高能级是6s,s轨道的电子云轮廓图是球形对称的:,D错误;
故选A。
2. 下列说法正确的是
A. 含有的键的个数为
B. 结构与过氧化氢相似,为非极性分子
C. 空间结构为平面三角形
D. 中含键的个数为
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.的物质的量为,1个分子中含有6个键,所以含有的键的个数为,A正确;
B.键为非极性共价键,键为极性共价键,该物质结构不对称,为极性分子,B错误;
C.空间结构为角形,C错误;
D.二氧化硅的物质的量为,而二氧化硅中含键,个数为,D错误。
故选A。
3. 物质的微观结构决定其宏观性质。对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是
A. 明矾净水:
B. 工业废水中的用去除:
C. 铁经过发蓝处理形成致密氧化膜:(浓)
D. 溶液与稀硫酸混合后溶液变浑浊:
【答案】D
【解析】
【详解】A.明矾净水的离子方程式为水解反应,但产物Al(OH)3为胶体而非沉淀,正确方程式为,A错误;
B.FeS不溶于水,不能表示成离子形式,正确离子方程式应为FeS(s) + Pb2+(aq) = PbS(s) + Fe2+(aq),B错误;
C.该选项给出的是化学方程式且不会生成氧化亚铁,正确的离子方程式为,C错误;
D.Na2S2O3与稀硫酸反应生成SO2、S和H2O,离子方程式书写正确,D正确;
故选D。
4. 离子液体是在室温和接近室温时呈液态的盐类物质,一般由有机阳离子和无机阴离子构成。咪唑分子中所有原子共平面,两种咪唑类离子液体a、b的结构如图所示。下列有关说法正确的是
A. a中所有C原子与N原子的杂化方式相同
B. 两种咪唑类离子液体的熔点:a<b
C. 部分相关元素的电负性:H<C<N<F
D. a和b的阳离子中所有原子均满足8电子稳定结构
【答案】C
【解析】
【详解】A.由咪唑分子中所有原子共平面可知,咪唑分子中存在大π键,可知a分子中五元环上的C、N原子均为杂化,a分子中的饱和碳原子为杂化,,A错误;
B.体积更大,离子键的晶格能小,导致离子液体b熔点较低,B错误;
C.同周期元素随核电荷数增大,电负性逐渐增大,第二周期B之后元素电负性都比H元素电负性大,因此电负性H<C<N<F,C正确;
D.a和b的阳离子中氢原子不满足8电子稳定结构,D错误;
故选C。
5. 硫化汞的立方晶系型晶胞如图所示,晶胞参数为,P原子的分数坐标为,阿伏加德罗常数的值用表示。下列说法正确的是
A. S原子的配位数是12 B. M原子的分数坐标为
C. 晶体密度 D. S与之间的最短距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A.从晶胞图可以看出,每个S原子周围紧邻且等距的Hg原子有4个,S原子配位数是4,A错误;
B.根据题干信息,P原子分数坐标为,将晶胞图和投影图结合可以看出,M原子的分数坐标为,B错误;
C.从晶胞图可以看出,每个晶胞中包含的Hg原子个数个,包含的S原子个数为4个。晶体密度,其中是一个晶胞中的单元数,对该晶体为4,是晶胞中单元的摩尔质量,对于该晶体,是晶体的体积,对该晶体。代入上式可得,C错误;
D.从晶胞图可以看出,S与Hg之间的最短距离为体对角线的四分之一,则二者的最短距离为,D正确;
故答案选D。
6. 元素X、Y、Z、M与Li同周期,其组成的新型化合物A结构如下图所示,其中Y原子核外的轨道与轨道上的电子数目相等,下列叙述正确的是
A. X、Y、Z的简单氢化物的稳定性:
B. 简单离子半径大小关系:
C. 第一电离能大小顺序为
D. 化合物中环上原子均采用杂化
【答案】C
【解析】
【分析】元素X、Y、Z、M与Li同周期,Y原子核外的轨道与轨道上的电子数目相等,且形成二个价键,电子排布式为1s22s22p4,为O元素,结合化合物A中各元素形成的共价键数,推出X为C元素,Z为F元素,M为B元素;
【详解】A.非金属性越强,简单氢化物的稳定性越强,则X、Y、Z的简单氢化物的稳定性:,选项A错误;
B.简单离子半径大小关系:,选项B错误;
C.第一电离能大小顺序为,选项C正确;
D.化合物中环上原子C原子均采用杂化,其他为杂化,选项D错误;
答案选C。
7. 室温下,下列探究方案能达到实验目的的是
选项
探究方案
实验目的
A
压缩盛有气体的注射器至原来体积的一半,气体颜色先变深后又逐渐变浅
探究压强对平衡移动的影响
B
常温下,分别测定浓度均为的和溶液的pH,后者大于前者
证明水解程度:
C
向10mL0.2mol/LNaOH溶液中滴加2滴0.1mol/L溶液,产生白色沉淀。再滴加2滴0.1mol/L溶液,又生成红褐色沉淀
证明在相同温度下:
D
取2mL0.5mol/L溶液于试管中,加热一段时间,溶液变为黄绿色
证明:(蓝色)(黄色)正反应是放热反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.注射器中存在以下平衡:,压缩体积各物质浓度增大,气体颜色加深,随后平衡正向移动,颜色又略微变浅,根据颜色变化可以探究压强对平衡移动的影响,故A正确;
B.探究的水解程度大小,应控制单一变量,所用盐的阳离子应相同,故B错误;
C.NaOH溶液过量,滴入的溶液与过量的NaOH反应生成沉淀,不能证明氢氧化镁沉淀转化为氢氧化铁沉淀,因此不能说明:,故C错误;
D.加热一段时间后溶液变黄绿色,说明反应(蓝色)(黄色)平衡正向移动,则正向为吸热反应,故D错误;
故选:A。
8. 实验室采用右图所示流程分离AgCl和AgI的淡黄色固体混合物。实验中所用氨水和硝酸的浓度均为足量2 mol⋅L,且体积相等。假设流程中每一步均实现物质的完全分离,下列说法正确的是
A.
B. 结合的能力:
C. 溶液中水的电离程度:氨水>无色溶液Ⅱ>硝酸
D. 无色溶液Ⅱ中存在:
【答案】D
【解析】
【分析】由流程可知:氯化银和碘化银的混合物中滴加浓氨水,分离出黄色的碘化银固体和无色溶液1,说明氯化银溶于足量氨水,无色溶液1与足量稀硝酸反应,又生成了白色固体氯化银,说明氢离子夺走了与银离子结合的氨气,生成了铵根离子;
【详解】A.AgI为黄色沉淀,加入过量氨水仍有黄色沉淀,说明AgI难溶于氨水,而氯化银可溶于氨水,所以ksp(AgI)<ksp(AgCl),A错误;
B.由向无色溶液加入足量稀硝酸产生出现白色沉淀可知:氢离子夺走了和Ag+结合的NH3,故说明结合NH3的能力:Ag+<H+,B错误;
C.无色溶液Ⅱ是NH4NO3溶液,会发生水解,可促进水的电离,另外两个溶液硝酸和氨水都是抑制水的电离,C错误;
D.硝酸铵溶液中存在质子守恒,即c(H+)−c(OH−)=c(NH3⋅H2O),D正确;
故答案选D;
9. 以酚酞为指示剂,用0.1000 NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度一元酸HA溶液。溶液pH、分布系数()[如分布系数]随滴加NaOH溶液的体积V(NaOH)变化关系如图所示。下列有关说法正确的是
A. pH=7为滴定终点 B. HA的电离平衡常数的数量级为
C. HA为强酸 D. HA的浓度为0.1000
【答案】B
【解析】
【分析】由图中箭头指向可知曲线③代表溶液pH;随着溶液的滴加,发生反应,溶液中增大,减小,因此,曲线①代表,曲线②代表;
【详解】A.由图可知,当加入40.00 mL溶液时,溶液pH发生突变,说明此时与恰好完全反应,产物为NaA,通过曲线③可知,此时溶液显碱性,由此可判断为强碱弱酸盐,为一元弱酸,或根据酚酞的变色范围为8.2~10.00,可知滴定终点不是pH=7,A错误;
B.曲线①和②交点处,,即,由曲线③可得此时pH≈4.4, ,HA的电离常数,数量级为,B正确;
C.根据分析可知,HA为弱酸,C错误;
D.由图可知,当加入20.00 mL溶液时,溶液中由此可得,,即,D错误;
答案选B。
10. 冠醚能与碱金属离子作用,并随环的大小不同而与不同的金属离子作用。18-冠-6与K+作用(如图),但不与Li+或Na+作用。下列说法正确的是
A. 18-冠-6与K+作用,不与Li+或Na+作用,这反映了超分子的“自组装”的特征
B. 18-冠-6中O原子与K+间存在离子键
C. 18-冠-6中所有原子在同一平面
D. 烯烃难溶于水,被KMnO4水溶液氧化的效果较差。若烯烃中溶入冠醚18-冠-6,氧化效果将明显提升
【答案】D
【解析】
【详解】A.18-冠-6与K+作用,不与Li+或Na+作用,这反映了超分子的“分子识别”的特征,而不是超分子的“自组装”的特征,A错误;
B.冠醚分子不是离子,而且O原子也不是离子,故O原子与K+间不存在离子键,18-冠-6中O原子与K+间为配位键,B错误;
C.18-冠-6中碳原子、氧原子均为sp3杂化,为四面体形,所有原子不在同一平面,C错误;
D.KMnO4具有强氧化性,但它不溶于大多数有机物,利用该原理可以用冠醚将KMnO4带入有机物中,可增大其与有机物的接触面积,更有利于有机物的氧化,D正确;
故选D。
11. 实验室中利用CoCl2制取配合物[Co(NH3)6]Cl3的反应为:2CoCl2+10NH3+2NH4Cl+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+2H2O,若无催化剂则生成[Co(NH3)6Cl]Cl2。下列叙述正确的是
A. 基态N原子的核外电子空间运动状态有7种
B. 1mol[Co(NH3)6]3+中含σ键为18 mol
C. 1mol[Co(NH3)6Cl]Cl2与足量的AgNO3溶液充分反应,可生成2molAgCl沉淀
D. 第二周期元素中,共有2种元素第一电离能大于氧元素的第一电离能
【答案】C
【解析】
【详解】A.基态N原子核外电子排布为1s22s22p3,电子共占5个轨道(1s、2s、2px、2py、2pz),对应5种空间运动状态,不是7种,A错误;
B.在1mol[Co(NH3)6]3+中,存在6molCo-N配位σ键和18molN-H σ键,共24 mol σ键,不是18 mol,B错误;
C.[Co(NH3)6Cl]Cl2中,两个Cl-为外界离子,可游离,与AgNO3反应生成AgCl沉淀;配位内的Cl为配体,不与硝酸银反应,故1mol配合物可生成2 mol AgCl沉淀,C正确;
D.同周期从左往右,第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族元素大于同周期元素,因此第二周期元素Li、Be、B、C、N、O、F、Ne中,第一电离能大于氧的有氮、氟、氖三种元素,D错误;
故选C。
12. 烟酸铬(Ⅲ)可促进动物生长发育和蛋白质合成,在工业上主要用作饲料添加剂、医药保健品、食品添加剂等,其结构如图所示。下列说法正确的是
A. 该配合物中的配体有3种
B. C、N、O三种元素分别形成的简单氢化物的键角由大到小的顺序是
C. 中的环状结构(类似于苯环)具有型大键
D. 该物质在水中的溶解度很大
【答案】C
【解析】
【详解】A.该配合物中,与中心结合的3个配体是完全相同的烟酸根,配体只有1种,A错误;
B.C、N、O的简单氢化物分别为、、,中心原子均为杂化,孤电子对数分别为:0、1、2;孤电子对越多,对成键电子对的排斥力越大,键角越小,因此键角顺序为:,B错误;
C.图中的吡啶环,即类似苯环的六元含氮环中,环上5个C和1个N均为杂化,每个原子各提供1个p电子,形成6原子、6电子的离域大π键,即型大π键,C正确;
D.该配合物整体为电中性,且含有大量疏水的有机环状结构,在水中溶解度不大,D错误;
正确答案选C。
13. 与经电催化反应生成,可能的反应机理如图所示(图中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注)。下列说法正确的是
A. 催化剂可以通过改变反应的焓变来加快该反应的速率
B. 过程Ⅱ中发生的反应方程式为:
C. 过程Ⅱ和过程Ⅲ中都有极性共价键形成
D. 每有5.6 L(标准状况下)参与反应,电路中需提供2 mol电子
【答案】C
【解析】
【详解】A.催化剂加快反应速率的原理是降低反应的活化能,A错误;
B.由图可知,过程Ⅱ中得到电子生成,该过程中为反应物,根据得失电子守恒和电荷守恒配平反应方程式为,B错误;
C.过程Ⅱ涉及转化为,形成N-H极性键,过程Ⅲ为*CO与结合形成C-N极性键,过程Ⅱ和过程Ⅲ都有极性共价键形成,C正确;
D.中C为+4价,中C仍为+4价;2个中N从+5价下降至-3价,共得16,O结合生成,总反应离子方程式为,5.6 L(标准状况)的物质的量为0.25 mol,电路中需提供0.25 mol×16=4 mol电子,D错误;
故答案选C。
14. 二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
反应1:
反应2:
在密闭容器中,、时,平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。下列说法正确的是
A. 反应
B. 增大压强,能使反应1正向移动且K增大
C. 用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃
D. 450℃时,增大,能使平衡转化率达到X点的值
【答案】D
【解析】
【详解】A.由盖斯定律可知,反应1-2×反应2可得,,A错误;
B.增大压强,能使反应1正向移动,但温度不变,K不变,B错误;
C.由图可知温度范围约为350~400℃时二氧化碳实际转化率最高,为最佳温度范围,C错误;
D.450℃时,增大,相当于在不变的情况下,增大氢气的物质的量,会使二氧化碳的平衡转化率升高达到X点的值,D正确;
故选D。
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 已知常温下几种物质的电离常数如下:
HClO
(1)常温下,pH=2的溶液中由水电离出的氢离子浓度为___________mol/L。
(2)常温下,0.1 mol/L 溶液呈___________性(填“酸”“中”或“碱”),原因是(结合离子方程式解释)___________。
(3)下列事实能说明的酸性强于的是___________(填标号)。
A.饱和溶液pH小于饱和溶液的pH
B.同温下,等浓度的溶液和溶液中,溶液的碱性强
C.将过量气体通入溶液后,逸出的气体能使澄清石灰水变浑浊
(4)一种新型储氢材料的立方晶胞如图1所示(的位置未标出),该晶胞沿x、y、z轴方向的投影都如图2所示。
①该物质的化学式为___________。“”的配位数(紧邻的阳离子数目)为___________。
②该晶体中存在的化学键有___________(填标号)。
A.离子键 B.非极性共价键 C.配位键 D.氢键
【答案】(1)
(2) ①. 碱 ②. 溶液中存在和,但水解程度更大,所以溶液呈碱性
(3)B (4) ①. ②. 4 ③. AC
【解析】
【小问1详解】
pH=2的溶液中 mol/L,则 mol/L,氢氧根离子全部由水电离产生,水电离出的氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等,所以也为 mol/L。
【小问2详解】
溶液中存在 和 , 水解程度更大,所以溶液呈碱性。
【小问3详解】
A.饱和溶液和饱和溶液的浓度不同,所以不能根据这两种物质的饱和溶液pH大小判断酸性强弱,A不符合题意;
B.同温下,等浓度的溶液和溶液中,溶液的碱性强,说明的水解程度更大,则的电离程度小,即的酸性强于的酸性,B符合题意;
C.二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊,因为该题中二氧化硫是过量的,澄清石灰水变浑浊不能说明是否产生二氧化碳,则不能说明酸性强弱,C不符合题意;
故选B。
【小问4详解】
①由图可判断,位于晶胞顶点和面心,共有,由图2,沿x、y、z方向的投影均显示“”位于小立方体体心,结合电荷守恒,故晶胞中共有8个,根据比例,该晶胞化学式为。晶胞中含有8个小立方体,位于每个小立方体的体心,与其紧邻的有4个,分别位于面心和顶点,故“”的配位数为4。
②与之间存在离子键,中存在极性共价键,N与Mg配位、H与B配位,存在配位键,不存在氢键,故该晶体中存在离子键与配位键,故选AC。
16. 按要求回答下列问题:
(1)下列铍元素的不同微粒中,若再失去一个电子,需要能量最大的是___________(填标号)。
A. B.
C. D.
(2)已知与的结构如图所示,则中的∠O-P-O___________(填“>”“<”或“=”)中的∠O-P-O。
(3)X、Y、W三种物质(结构如图所示)在水中的溶解度由大到小的顺序为___________(填字母)。
(4)氮原子间能形成氮氮三键,而砷原子间不易形成三键的原因是___________。
(5)在同一条件下,从电子效应的角度理解,下列化合物水解反应速率由大到小的顺序为___________(填序号)。
① ② ③
(6)苯乙烯聚合有多种方法,其中一种方法的关键步骤是某Cu(Ⅰ)的配合物促进(引发剂,X表示卤素)生成自由基,实现苯乙烯可控聚合。引发剂、、中活性最高的是___________。
(7)某含N分子结构如图所示,该分子中含有___________个手性碳原子。
【答案】(1)C (2)<
(3)X>W>Y (4)砷原子半径较大,原子间形成键较长,p-p轨道重叠程度较小或者几乎不能重叠,难以形成键
(5)①>③>② (6)
(7)1
【解析】
【小问1详解】
铍元素的不同微粒中,AB中失去一个电子需要能量为第一电离能,CD中失去一个电子需要能量为第二电离能,而D中电子为激发态,故若再失去一个电子需要能量最大的是C,故选C。
【小问2详解】
在分子中P原子的价层电子对数为,有一个孤电子对,而分子中P原子的价层电子对数为,没有孤电子对,由于孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,则中的∠O-P-O<中的∠O-P-O。
【小问3详解】
X中含有羧基和巯基,均为亲水基团,Y、W中含有酯基和巯基,所以X的溶解度大于Y、W;W的六元环上含有氮原子,能与水分子间形成氢键,所以W的溶解度大于Y,因此三种物质在水中的溶解度由大到小的顺序为X>W>Y。
【小问4详解】
氮原子与砷原子的最外层电子数相同,砷原子半径较大,原子间形成的键较长,p-p轨道重叠程度较小或者几乎不能重叠,难以形成键,所以氮原子间能形成氮氮三键,而砷原子间不易形成三键。
【小问5详解】
是吸电子基团,使酯基的C-O更容易断裂,水解反应更易进行;为推电子基团,使酯基的C-O更难断裂,水解反应更难进行,所以在同一条件下,反应速率由大到小的顺序为①>③>②。
【小问6详解】
原子半径I>Br>Cl,则键长C-I>C-Br>C-Cl,故键能C-Cl>C-Br>C-I,则C-I更易断裂,因此,更易生成自由基,即活性最高的是。
【小问7详解】
根据分子结构,与N直接相连的六元环上的饱和碳原子连接了不同的四个基团,为手性碳原子,故有1个手性碳原子。
17. 三氧化二镍()是重要的电子元件和蓄电池材料,工业上利用含镍废料(主要含金属Ni、A1、Fe及其氧化物、、C等)回收其中的镍并制备的工艺流程如下所示:
已知:①在该实验条件下、不能氧化。
②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子
开始沉淀时的pH
6.8
3.7
2.2
7.5
完全沉淀时()的pH
8.7
4.7
3.2
9.0
③反萃取的反应原理为
(1)滤渣1的主要成分为_______(填化学式)。
(2)“氧化”时主要反应的离子方程式是_______。
(3)利用上述表格数据,计算的_______,“调pH”应控制的pH范围是_______。
(4)向有机相中加入溶液能进行反萃取的原因为_______(结合平衡移动原理解释)。
(5)资料显示,硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如下关系:
温度
低于30.8℃
30.8℃~53.8℃
53.8℃~280℃
高于280℃
晶体形态
多种结晶水合物
从溶液获得稳定的晶体的操作依次是蒸发浓缩、_______、过滤、洗涤、干燥得到晶体。
(6)某化学镀镍试剂的化学式为。为测定该镀镍试剂的纯度,进行如下实验:
I.称量40.0g该镀镍试剂,配制成100mL溶液A;
II.准确量取10.00mL溶液A,用的EDTA()标准溶液滴定其中的(离子方程式为),消耗EDTA标准溶液25.00mL;
①配制100mL溶液A时,需要的仪器除药匙、托盘天平、玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管外,还需要_______。
②该镀镍试剂的纯度为_______。
【答案】(1)、C
(2)
(3) ①. ②.
(4)根据可知:加入使增大,化学平衡向右移动,产生更多
(5)冷却至30.8℃~53.8℃之间时结晶
(6) ①. 100mL容量瓶 ②. 71.75%
【解析】
【分析】含镍废料用酒精进行预处理可除去镍表面的油污,然后用硫酸酸浸,可反应产生,,,的酸性溶液,而,C不能发生反应进入滤渣1中,过滤后向滤液中加入,能够将氧化为,然后加入NiO调整溶液pH为4.7<pH<7.2,使,形成氢氧化铝,氢氧化铁沉淀进入滤渣2中,向滤液中加入有机萃取剂萃取,再向有机相中加入硫酸溶液进行反萃取,得到溶液,经一系列处理得到,再经一系列处理可得到;
【小问1详解】
经分析可知滤渣1的主要成分为,C;
【小问2详解】
,能够将氧化为,氧化时的离子方程式为;
【小问3详解】
①的溶度积常数;
②根据表格数据可知的溶度积常数,若“氧化”后溶液中浓度为,则,此时溶液pH=6.7,故应调pH使,形成沉淀,不形成沉淀,控制pH范围是4.7<pH<6.7;
【小问4详解】
根据可知:向有机相中加入硫酸,使溶液中增大,化学平衡向右移动,可以产生更多;
【小问5详解】
根据表格数据可知:从溶液溶液获得晶体的操作依次是蒸发浓缩,冷却至30.8℃~53.8℃之间时结晶,过滤,洗涤,干燥得到;
【小问6详解】
①配置100mL溶液,需要的仪器除药匙、托盘天平、玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管外,还需要100mL容量瓶;
②根据消耗EDTA的物质的量为;,的质量为,镀镍试剂的纯度为。
18. 葡萄糖()是生物体直接供能的核心物质。它通过代谢为细胞活动提供能量,并在医疗、食品、运动等领域广泛应用。
回答下列问题:
(1)绿色植物通过光合作用合成葡萄糖。已知:
反应Ⅰ. ;
反应Ⅱ.(葡萄糖,s) ;
反应Ⅲ. 。
则反应(葡萄糖,s) ___________。
(2)科学家利用二氧化碳合成葡萄糖,原理如图所示。
写出电催化装置中发生反应的化学方程式:___________。
(3)将产能过剩的乙酸在特定催化剂作用下与氢气反应生成乙醇,其反应原理为:反应Ⅳ. 。同时还伴随有副反应发生,生成少量乙酸乙酯:反应Ⅴ. 。
①向恒压绝热密闭容器中充入1 mol 和2 mol ,若仅发生反应Ⅳ,下列条件能判断反应Ⅳ达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.各组分的物质的量浓度不再改变 B.
C. D.反应体系的温度保持不变
②测得该副反应的热效应很小。若起始时充入两种气体,测得恒压下达到平衡状态时、[S表示产物选择性,如乙酸乙酯选择性表示为]随温度的变化以及恒温下达到平衡时、随压强的变化如图所示。
图中表示恒温下,随压强变化曲线是___________(填字母)。试解释曲线m呈现的变化趋势的可能原因:___________。
③一定温度下,向固定容积为1 L的密闭容器中充入1 mol (g)和2 mol (g),发生上述反应Ⅳ和反应Ⅴ,5 min后达到平衡,测得容器内压强减小了20%,(g)占总气体的物质的量分数为,则平衡时的转化率为___________。若起始总压强为 MPa,反应Ⅳ的___________(为用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数,平衡分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1)+2880
(2)
(3) ①. ABD ②. n ③. 主反应和副反应均为放热反应,温度升高,主反应平衡逆向移动,副反应平衡也逆向移动,但主反应逆向移动程度更大,故乙醇的选择性随温度升高而减小 ④. 60% ⑤.
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律,反应Ⅰ×6+反应Ⅱ+反应Ⅲ×6可得:(葡萄糖,s),则;
【小问2详解】
观察反应原理图,可知二氧化碳与水蒸气反应生成乙酸和氧气,故化学反应方程式为;
【小问3详解】
①A.各组分的物质的量浓度不再改变,是化学平衡状态的特征标志,当浓度不变时,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,A符合题意;
B.代表反应Ⅳ的正反应速率,代表反应Ⅳ的逆反应速率,正、逆反应速率之比等于化学计量数之比,故能作为反应Ⅳ达到平衡的标志,B符合题意;
C.初始投入和的物质的量之比为1:2,且反应中两者的变化量之比也为1:2,则始终成立,不能作为平衡标志,C不符合题意;
D.容器为绝热密闭容器,反应Ⅳ的(放热反应),反应进行时,体系温度会因反应放热而升高,当反应达到平衡时,正、逆反应速率相等,热量不再变化,体系温度保持不变,因此,温度不变可作为平衡标志,D符合题意;
故选ABD。
②主反应为气体体积减小放热反应,增大压强,平衡正向移动,乙醇的选择性上升,则恒温时乙醇选择性随压强变化的曲线是n;主反应和副反应均为放热反应,升高温度,平衡均逆向移动,主反应逆向移动的程度大于副反应,故乙醇的选择性随着温度升高而减小;
③容器内压强减小了20%,(g)占总气体的物质的量分数为,列三段式:,,压强减小20%,说明平衡时容器内总气体物质的量减少20%,平衡时混合气体总物质的量为,,解得x=0.6 mol,y=0.2 mol。平衡时总压为0.8,平衡时氢气的转化率为,反应Ⅳ的。
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高二化学入学
时量:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H:1 N:14 O:16 Si:28 P:31 S:32 Ni:59 Hg:201
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 化学用语是学习化学的重要工具。下列化学用语表述正确的是
A. 基态原子的价层电子轨道表示式为
B. 的基态原子的简化电子排布式:
C. 的VSEPR模型:
D. 基态铯原子电子占据最高能级的电子云轮廓图
2. 下列说法正确的是
A. 含有的键的个数为
B. 结构与过氧化氢相似,为非极性分子
C. 空间结构为平面三角形
D. 中含键的个数为
3. 物质的微观结构决定其宏观性质。对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是
A. 明矾净水:
B. 工业废水中的用去除:
C. 铁经过发蓝处理形成致密氧化膜:(浓)
D. 溶液与稀硫酸混合后溶液变浑浊:
4. 离子液体是在室温和接近室温时呈液态的盐类物质,一般由有机阳离子和无机阴离子构成。咪唑分子中所有原子共平面,两种咪唑类离子液体a、b的结构如图所示。下列有关说法正确的是
A. a中所有C原子与N原子的杂化方式相同
B. 两种咪唑类离子液体的熔点:a<b
C. 部分相关元素的电负性:H<C<N<F
D. a和b的阳离子中所有原子均满足8电子稳定结构
5. 硫化汞的立方晶系型晶胞如图所示,晶胞参数为,P原子的分数坐标为,阿伏加德罗常数的值用表示。下列说法正确的是
A. S原子的配位数是12 B. M原子的分数坐标为
C. 晶体密度 D. S与之间最短距离为
6. 元素X、Y、Z、M与Li同周期,其组成的新型化合物A结构如下图所示,其中Y原子核外的轨道与轨道上的电子数目相等,下列叙述正确的是
A. X、Y、Z的简单氢化物的稳定性:
B. 简单离子半径大小关系:
C. 第一电离能大小顺序为
D. 化合物中环上原子均采用杂化
7. 室温下,下列探究方案能达到实验目的的是
选项
探究方案
实验目的
A
压缩盛有气体的注射器至原来体积的一半,气体颜色先变深后又逐渐变浅
探究压强对平衡移动的影响
B
常温下,分别测定浓度均为的和溶液的pH,后者大于前者
证明水解程度:
C
向10mL0.2mol/LNaOH溶液中滴加2滴0.1mol/L溶液,产生白色沉淀。再滴加2滴0.1mol/L溶液,又生成红褐色沉淀
证明在相同温度下:
D
取2mL0.5mol/L溶液于试管中,加热一段时间,溶液变为黄绿色
证明:(蓝色)(黄色)正反应是放热反应
A. A B. B C. C D. D
8. 实验室采用右图所示流程分离AgCl和AgI的淡黄色固体混合物。实验中所用氨水和硝酸的浓度均为足量2 mol⋅L,且体积相等。假设流程中每一步均实现物质的完全分离,下列说法正确的是
A.
B. 结合的能力:
C. 溶液中水的电离程度:氨水>无色溶液Ⅱ>硝酸
D. 无色溶液Ⅱ中存在:
9. 以酚酞为指示剂,用0.1000 NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度一元酸HA溶液。溶液pH、分布系数()[如分布系数]随滴加NaOH溶液的体积V(NaOH)变化关系如图所示。下列有关说法正确的是
A. pH=7为滴定终点 B. HA的电离平衡常数的数量级为
C. HA为强酸 D. HA的浓度为0.1000
10. 冠醚能与碱金属离子作用,并随环的大小不同而与不同的金属离子作用。18-冠-6与K+作用(如图),但不与Li+或Na+作用。下列说法正确的是
A. 18-冠-6与K+作用,不与Li+或Na+作用,这反映了超分子的“自组装”的特征
B. 18-冠-6中O原子与K+间存在离子键
C. 18-冠-6中所有原子在同一平面
D. 烯烃难溶于水,被KMnO4水溶液氧化的效果较差。若烯烃中溶入冠醚18-冠-6,氧化效果将明显提升
11. 实验室中利用CoCl2制取配合物[Co(NH3)6]Cl3的反应为:2CoCl2+10NH3+2NH4Cl+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+2H2O,若无催化剂则生成[Co(NH3)6Cl]Cl2。下列叙述正确的是
A. 基态N原子的核外电子空间运动状态有7种
B. 1mol[Co(NH3)6]3+中含σ键为18 mol
C. 1mol[Co(NH3)6Cl]Cl2与足量的AgNO3溶液充分反应,可生成2molAgCl沉淀
D. 第二周期元素中,共有2种元素第一电离能大于氧元素的第一电离能
12. 烟酸铬(Ⅲ)可促进动物生长发育和蛋白质合成,在工业上主要用作饲料添加剂、医药保健品、食品添加剂等,其结构如图所示。下列说法正确的是
A. 该配合物中的配体有3种
B. C、N、O三种元素分别形成的简单氢化物的键角由大到小的顺序是
C. 中的环状结构(类似于苯环)具有型大键
D. 该物质在水中的溶解度很大
13. 与经电催化反应生成,可能的反应机理如图所示(图中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注)。下列说法正确的是
A. 催化剂可以通过改变反应的焓变来加快该反应的速率
B. 过程Ⅱ中发生的反应方程式为:
C. 过程Ⅱ和过程Ⅲ中都有极性共价键形成
D. 每有5.6 L(标准状况下)参与反应,电路中需提供2 mol电子
14. 二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
反应1:
反应2:
在密闭容器中,、时,平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。下列说法正确的是
A. 反应
B. 增大压强,能使反应1正向移动且K增大
C. 用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃
D. 450℃时,增大,能使平衡转化率达到X点值
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 已知常温下几种物质电离常数如下:
HClO
(1)常温下,pH=2的溶液中由水电离出的氢离子浓度为___________mol/L。
(2)常温下,0.1 mol/L 溶液呈___________性(填“酸”“中”或“碱”),原因是(结合离子方程式解释)___________。
(3)下列事实能说明的酸性强于的是___________(填标号)。
A.饱和溶液的pH小于饱和溶液的pH
B.同温下,等浓度的溶液和溶液中,溶液的碱性强
C.将过量气体通入溶液后,逸出的气体能使澄清石灰水变浑浊
(4)一种新型储氢材料的立方晶胞如图1所示(的位置未标出),该晶胞沿x、y、z轴方向的投影都如图2所示。
①该物质的化学式为___________。“”的配位数(紧邻的阳离子数目)为___________。
②该晶体中存在的化学键有___________(填标号)。
A.离子键 B.非极性共价键 C.配位键 D.氢键
16. 按要求回答下列问题:
(1)下列铍元素的不同微粒中,若再失去一个电子,需要能量最大的是___________(填标号)。
A. B.
C D.
(2)已知与的结构如图所示,则中的∠O-P-O___________(填“>”“<”或“=”)中的∠O-P-O。
(3)X、Y、W三种物质(结构如图所示)在水中的溶解度由大到小的顺序为___________(填字母)。
(4)氮原子间能形成氮氮三键,而砷原子间不易形成三键的原因是___________。
(5)在同一条件下,从电子效应角度理解,下列化合物水解反应速率由大到小的顺序为___________(填序号)。
① ② ③
(6)苯乙烯聚合有多种方法,其中一种方法的关键步骤是某Cu(Ⅰ)的配合物促进(引发剂,X表示卤素)生成自由基,实现苯乙烯可控聚合。引发剂、、中活性最高的是___________。
(7)某含N分子结构如图所示,该分子中含有___________个手性碳原子。
17. 三氧化二镍()是重要的电子元件和蓄电池材料,工业上利用含镍废料(主要含金属Ni、A1、Fe及其氧化物、、C等)回收其中的镍并制备的工艺流程如下所示:
已知:①在该实验条件下、不能氧化。
②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子
开始沉淀时的pH
6.8
3.7
2.2
7.5
完全沉淀时()的pH
8.7
4.7
3.2
9.0
③反萃取的反应原理为
(1)滤渣1的主要成分为_______(填化学式)。
(2)“氧化”时主要反应的离子方程式是_______。
(3)利用上述表格数据,计算的_______,“调pH”应控制的pH范围是_______。
(4)向有机相中加入溶液能进行反萃取的原因为_______(结合平衡移动原理解释)。
(5)资料显示,硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如下关系:
温度
低于30.8℃
30.8℃~53.8℃
53.8℃~280℃
高于280℃
晶体形态
多种结晶水合物
从溶液获得稳定的晶体的操作依次是蒸发浓缩、_______、过滤、洗涤、干燥得到晶体。
(6)某化学镀镍试剂的化学式为。为测定该镀镍试剂的纯度,进行如下实验:
I.称量40.0g该镀镍试剂,配制成100mL溶液A;
II.准确量取10.00mL溶液A,用的EDTA()标准溶液滴定其中的(离子方程式为),消耗EDTA标准溶液25.00mL;
①配制100mL溶液A时,需要的仪器除药匙、托盘天平、玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管外,还需要_______。
②该镀镍试剂的纯度为_______。
18. 葡萄糖()是生物体直接供能的核心物质。它通过代谢为细胞活动提供能量,并在医疗、食品、运动等领域广泛应用。
回答下列问题:
(1)绿色植物通过光合作用合成葡萄糖。已知:
反应Ⅰ. ;
反应Ⅱ.(葡萄糖,s) ;
反应Ⅲ. 。
则反应(葡萄糖,s) ___________。
(2)科学家利用二氧化碳合成葡萄糖,原理如图所示。
写出电催化装置中发生反应的化学方程式:___________。
(3)将产能过剩的乙酸在特定催化剂作用下与氢气反应生成乙醇,其反应原理为:反应Ⅳ. 。同时还伴随有副反应发生,生成少量乙酸乙酯:反应Ⅴ. 。
①向恒压绝热密闭容器中充入1 mol 和2 mol ,若仅发生反应Ⅳ,下列条件能判断反应Ⅳ达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.各组分的物质的量浓度不再改变 B.
C. D.反应体系的温度保持不变
②测得该副反应的热效应很小。若起始时充入两种气体,测得恒压下达到平衡状态时、[S表示产物选择性,如乙酸乙酯选择性表示为]随温度的变化以及恒温下达到平衡时、随压强的变化如图所示。
图中表示恒温下,随压强变化的曲线是___________(填字母)。试解释曲线m呈现的变化趋势的可能原因:___________。
③一定温度下,向固定容积为1 L的密闭容器中充入1 mol (g)和2 mol (g),发生上述反应Ⅳ和反应Ⅴ,5 min后达到平衡,测得容器内压强减小了20%,(g)占总气体的物质的量分数为,则平衡时的转化率为___________。若起始总压强为 MPa,反应Ⅳ的___________(为用平衡分压代替平衡浓度计算的平衡常数,平衡分压=总压×物质的量分数)。
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