衡阳市新高一下学期化学精选综合题汇总含解析
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衡阳市新高一下学期化学精选综合题汇总
本练习含答案有解析
1.碳及其化合物在能源、材料等方面具有广泛的用途。
回答下列问题:
(1)碳酸和草酸(H2C2O4)均为二元弱酸,其电离均为分步电离,二者的电离常数如下表:
H2CO3H2C2O4
K1 4.2×10−7 5.4×10−2
K2 5.6×10−11 5.4×10−5
①向碳酸钠溶液中滴加少量草酸溶液所发生反应的离子方程式为_____________。
②浓度均为0.1 mol·L−1的Na2CO3溶液、NaHCO3溶液、Na2C2O4溶液、NaHC2O4溶液,其溶液中H+浓度分别记作c1、c2、c3、c4。
则四种溶液中H+浓度由大到小的顺序为________________。
(2)常温时,C和CO的标准燃烧热分别为−394.0 kJ·mol−1、−283.0 kJ·mol−1,该条件下C转化为CO 的热化学方程式为____________________。
(3)氢气和一氧化碳在一定条件下可合成甲醇,反应如下:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH=Q kJ·mol−1①该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)如下表:
温度/℃250 300 350
K/L2·mol−2 2.041 0.270 0.012
由此可判断Q______(选填“ >”或“<”)0。
②一定温度下,将6 mol H2和2 mol CO充入体积为2 L的密闭容器中,10 min反应达到平衡状态,此时测得c(CO)=0.2 mol·L−1,该温度下的平衡常数K=____,0~10 min内反应速率v(CH3OH)=______。
③在两个密闭容器中分别都充入20 mol H2和10 mol CO,测得一氧化碳的平衡转化率随温度(T)、压强(p)的变化如图所示:
若A点对应容器的容积为20 L,则B点对应容器的容积为____L。
2.研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)NO2可用水吸收,相应的化学反应方程式为_____________。
利用反应6NO2+8NH3催化剂
加热
7N2
+12 H2O也可处理NO2。
当转移1.2mol电子时,消耗的NO2在标准状况下是________L。
(2)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-196.6 kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH=-113.0 kJ·mol
则反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH=_____________kJ·mol-1。
一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是________。
a 体系压强保持不变
b 混合气体颜色保持不变
c SO3和NO的体积比保持不变
d 每消耗1 mol SO3的同时生成1 molNO2
该温度下,此反应的平衡常数表达式K=__________。
(3)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。
该反应ΔH______0(填“>”或“ <”)。
3.用黄铜矿(主要成分是CuFeS2)生产粗铜的反应原理如下:
(1)已知在反应①、②中均生成相同的气体分子,该气体具有漂白性。
请分别写出反应①、②的化学方程式是___________________、__________________。
(2)基态铜原子的核外电子排布式为________,硫、氧元素相比,第一电离能较大的是________。
(3)反应①和②生成的气体分子的中心原子的杂化类型是________,分子的空间构型是________。
(4)某学生用硫酸铜溶液与氨水做了一组实验,CuSO4溶液中加氨水生成蓝色沉淀,再加氨水沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液,最后向该溶液中加入一定量乙醇,析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体,请解释加入乙醇后析出晶体的原因_______________。
4.科学家对一碳化学进行了广泛深入的研究并取得了一些重要成果。
(1)已知:CO(g)+2H 2(g)CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol;
3CH 3OH(g)CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) △H2=-31.0kJ/mol
CO与H2合成CH3CH=CH2的热化学方程式为________。
(2)现向三个体积均为2L的恒容密闭容器I、II、Ⅲ中,均分别充入1molCO 和2mo1H2发生反应:
CO(g)+2H 2(g)CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol。
三个容器的反应温度分别为T l、T2、T3且恒定不变。
当反应均进行到5min时H2的体积分数如图1所示,其中只有一个容器中的反应已经达到平衡状态。
①5min时三个容器中的反应达到化学平衡状态的是容器_______(填序号)。
②0-5 min内容器I中用CH3OH表示的化学反应速率v(CH3OH)=_______。
(保留两位有效数字)
(3)CO常用于工业冶炼金属,在不同温度下用CO 还原四种金属氧化物,达到平衡后气体中lgc(CO)/c(CO2)与温度(T)的关系如图2所示。
下列说法正确的是_____(填字母)。
A.工业上可以通过增高反应装置来延长矿石和CO接触面积,减少尾气中CO的含量
B.CO用于工业冶炼金属铬(Cr)时,还原效率不高
C.工业冶炼金属铜(Cu) 时,600℃下CO的利用率比1000℃下CO的利用率更大
D.CO还原PbO2的反应△H>0
(4)一种甲醇燃料电池,使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液。
请写出加入(通入)a物质一极的电极反应式___________;每消耗6.4g甲醇转移的电子数为__________。
(5)一定条件下,用甲醇与一氧化碳反应合成乙酸可以消除一氧化碳污染。
常温下,将a mol/L的醋酸与b mol/LBa(OH)2溶液等体积混合后,若溶液呈中性,用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数K a为_________。
5.A、B、C、D、E、G六种元素均为前四周期元素,原子序数依次增大。
A原子核外的L层电子数是K层的两倍;C原子核外的最外层中只有两对成对电子,D在元素周期表的各元素中电负性最大,E和C同主族,G是前四周期元素中基态原子未成对电子数最多的元素。
请回答下列问题:
(1)A、B、C的第一电离能从小到大的顺序为_______。
(用元素符号表示)
(2)AC2与EC2分子的空间构型分别是_______和_______。
相同条件下EC2在水中的溶解度比AC2更大,理由
是_______。
(3)用氢键表示式写出D的氢化物在水溶液中存在的任意一种氢键_______。
(4)G的价电子排布式为_______;G 与CO形成的配合物G(CO)6中,1 mol G(CO)6中含有的σ键数目为_________。
(5)和G同周期的铁元素,其单质及其化合物应用广泛。
①某有机铁肥[Fe(H2NCONH2)6] (NO3)3的名称叫三硝酸六尿素合铁,是一种配合物。
该配合物中所含的阴离子的空间构型为_____,写出一个与该阴离子互为等电子体的分子________。
②氯化亚铁的熔点为674℃,而氯化铁的熔点仅为282℃,二者熔点存在差异的主要原因是________。
6.芳香烃A可用于合成利多卡因药物,盐酸利多卡因(F)葡萄糖注射液,可用于抗心律失常。
其合成路线如下
已知:。
(1)写出A的名称______________________。
(2)B在核磁共振氢谱上有_________种特征吸收峰。
(3)B→C的反应类型是_____________;D→E的反应类型是________________。
(4)B有多种同分异构体,符合以下条件的B的同分异构体共有_________种,请写出其中一种的结构简式_____________________。
①苯环上共有三个取代基②与碳酸钠溶液反应可放出CO2气体
(5)1molD与足量的NaOH水溶液共热反应,最多消耗NaOH的物质的量为______。
(6)对氨基苯甲酸是机体细胞生长和分裂所必需的叶酸的组成成分。
现以甲苯为原料,结合题干有关信息,补充完成以下合成路线:______。
7.(1)请写出惰性电极电解AgNO3溶液阳极的电极方程式_______________________。
(2)化学学科中的平衡理论主要包括:化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡四种,且均符合勒夏
特列原理。
请回答下列问题:
①常温下,某纯碱溶液中滴入酚酞,溶液呈红色,原因是______________________;(用离子方程式表示)
②常温下,在NH4Cl溶液中离子浓度由大到小的顺序为_____________________________;
③某温度时,水的离子积为K W=1×10-13,在此温度下,某溶液中由水电离出来的H+浓度为1×10-10mol/L,则该溶液的pH可能为___________;
④室温下,0.1mol/L的酒石酸(H2C4H4O6)溶液与pH=13的NaOH溶液等体积混合,所得溶液的pH为6,则c(HC4H4O6−)+2 c(C4H4O62−)=__________mol/L。
(用计算式表示)
⑤难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡。
某MgSO4溶液里c(Mg2+)=0.002mol⋅L−1,如果生成Mg(OH)2沉淀,应调整溶液pH,使之大于__________;(该温度下Mg(OH)2的Ksp=2×10−11)
8.冬季我国北方大部分地区出现雾霾天气,引起雾霾的微细粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3、有机颗粒物、扬尘、重金属铜等。
(1)N元素原子核外电子云的形状有___________种;基态铜原子的价电子排布式为___________。
(2)N和O中第一电离能较小的元素是___________;SO42-的空间构型___________。
(3)雾霾中含有少量的水,组成水的氢元素和氧元素也能形成化合物H2O2,其中心原子的杂化轨道类型为_________,H2O2难溶于CC14,其原因为___________________。
(4)PM2.5富含NO,NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)5]SO4,该配合物中心离子的配位数为________。
(5)测定大气中PM2.5浓度的方法之一是β-射线吸收法,β-射线放射源可用85Kr。
已知Kr晶体的晶胞结构如图所示,设N A为阿伏伽德罗常数的值,晶胞边长为540pm,则该晶体的密度_____ g/cm3(只列式不计算,Kr摩尔质量为85g·mol—1)。
9.如图是一个电化学过程的示意图,回答下列问题:
(1)甲池将__________能转化为__________能,乙装置中电极A是__________极。
(2)甲装置中通入CH4一极的电极反应式为__________
(3)一段时间,当丙池中产生112 mL(标准状况)气体时,均匀搅拌丙池,所得溶液在25℃时的
pH=__________(已知:NaCl溶液足量,电解后溶液体积为500 mL)。
若要使丙池恢复电解前的状态,应向
丙池中通入__________(写化学式)。
10.NO、NO2是常见的氧化物。
用H2或CO催化还原NO可达到消除污染的目的。
已知:2NO(g)=N2(g)+O2(g) △H= -180.5 kJ⋅mol−1,2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H=+571.6 kJ⋅mol−1。
(1)则用H2催化还原NO消除污染的热化学方程式是_______________。
(2)苯乙烷(C 8H10)可生产塑料单体苯乙烯(C8H8),其反应原理是:C8H10 (g)C8H8(g)+H2(g) △H=+120 kJ⋅mol−1,某温度下,将0.40mol苯乙烷,充入2L真空密闭容器中发生反应,测定不同时间该容器内气体物质的量,得到数据如表:
时间/min 0 10 20 30 40
n(C8H10)/mol 0.40 0.30 0.24 n2n3
n(C8H8)/mol 0.00 0.10 n10.20 0.20
①当反应进行到20min时,该段时间内H2的平均反应速率是__________。
②该温度下,该反应的化学平衡常数是__________。
③若保持其他条件不变,用0.4molH2(g)和0.4molC8H8(g)合成C8H10(g),当有12kJ热量放出时,该反应中H2的转化率是______.此时,该合成反应是否达到了平衡状态?______(填“是”或“否”)。
11.下列关系图中,A 是一种正盐,B是气态氢化物,C是单质,F是强酸。
当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系(其他产物及反应所需条件均已略去)
请回答下列问题
(1)A物质的化学式为_____________________。
(2)当X是强碱时:
①过量的B跟Cl2反应的方程式为_____________________。
②D和F的化学式分别是D__________;F_____________________。
(3)当X是强酸时:
①C在常温下是__________态单质。
②在工业生产中D气体的大量排放会形成__________而污染环境。
12.I.某有机物A是葡萄糖在人体内的一种代谢产物,与甲醛具有相同的实验式,相对分子质量为90,A 具有酸性,则葡萄糖的结构简式为_______________;A的结构简式为__________________。
Ⅱ.伪麻黄碱(D)是新康泰克的成分之一能够缓解感冒时带来的鼻塞、流鼻涕和打喷嚏等症状,其中一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)伪麻黄碱(D)的分子式为______________;B中含有的官能团有_____________(写名称)
(2)写出B→C反应的化学方程式:_________________。
C→D的反应类型为__________。
(3)B的消去产物可以用于合成高分子化物E,请写出E的结构简式_____________。
(4)满足下列要求的A的同分异构体有______________种:①能发生银镜反应②苯环上的一氯代物有两种结构;其中核磁共振氢谱为4组峰,且峰面积之比为6:2:1:1的为___________(写出所有结构简式)。
(5)已知。
参照上述合成路线,设计一条由苯和乙酸为起始原料制备
的合成路线:____________________________。
13.钛及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。
(1)基态钛原子的价电子排布式为_____,与钛同周期的元素中,基态原子的未成对电子数与钛相同的元素分别是____(填元素符号)。
(2)在浓的TiCl 3的盐酸溶液中加入乙醚,并通入HCl至饱和,可得到配位数为6、组成为TiCl3·6H2O的绿色晶体,该晶体中两种配体的物质的量之比为1∶5,则该配合物的化学式为______;1mol该配合物中含有σ键的数目_______。
(3)半夹心结构催化剂M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合,其结构如下图所示。
①组成M的元素中,电负性最大的是_________(填名称)。
②M中非金属元素的第一电离能大小顺序_________。
③M中不含________(填代号)。
a.π键b.σ键c.离子键d.配位键
(4)金红石(TiO 2)是含钛的主要矿物之一。
其晶胞是典型的四方晶系,结构(晶胞中相同位置的原子相同)如图所示。
若A、B、C的原子坐标分别为A(0,0,0)、B(0.69a,0.69a,c)、C(a,a,c),则D的原子坐标为D(0.19a,____,___);钛氧键的键长d=______(用代数式表示)。
14.第四周期的多数元素及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。
回答下列问题:
(1) 基态Ti原子中,最高能层电子的电子云轮廓形状为___,与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中,写出任意一种最外层电子数与钛不同的元素外围电子排布式_____。
(2) 琥珀酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物,临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收,避免生成Fe3+,从结构角度来看,Fe2+易被氧化成Fe3+的原因是_________________。
(3) SCN—可用于Fe3+的检验,写出与SCN—互为等电子体的一种微粒:_____。
(4) 成语“信口雌黄”中的雌黄分子式为As2S3,分子结构如图,As原子的杂化方式为______,雌黄和SnCl2在盐酸中反应转化为雄黄(As4S4)和SnCl4并放出H2S气体,写出该反应方程式:__________________。
SnCl4分子的立体构型为_______。
(5)金红石(TiO2)是含钛的主要矿物之一,具有典型的四方晶系结构,其晶胞结构(晶胞中相同位置的原子相同)如图所示(注意:D不在体心):
①4个微粒A、B、C、D中,属于氧原子的是________________。
②若A、B、C原子的坐标分别为A(0,0,0)、B(0.69a,0.69a,c)、C(a,a,c),则D原子的坐标为D(0.19a,____,____);若晶胞底面边长为x,则钛氧键的键长d=_______(用代数式表示)。
15.聚乳酸(PLA),是一种无毒性、可再生、可分解的高分子聚合物塑料,PLA早期是开发在医学上使用,作手术缝合线及骨钉等,现在则已较广泛的应用于一些常见的物品,如:包装袋、纺织纤维,PLA由植物中萃取出淀粉(玉米、甜菜、小麦、甘薯等)或用纤维素(玉米干草、麦杆、甘蔗渣等木质的农业废弃物)经过下列过程制造而成:
淀粉或纤维素葡萄糖乳酸聚乳酸
根据上述信息,回答下列问题:
(1)淀粉水解生成葡萄糖的化学方程式为_________;
(2)已知1mol葡萄糖2mol乳酸,转化过程中无其它反应物、生成物,则乳酸的分子式为
_________;
(3)某研究性小组为了研究乳酸(无色液体,与水混溶)的性质,做了如下实验:
①取1.8g乳酸与过量的饱和NaHCO3溶液反应,测得生成的气体体积为448mL(气体体积已换算为标准状况下体积);
②另取1.8g乳酸与过量的金属钠反应,测得生成的气体体积为448mL(气体体积已换算为标准状况下体积)。
由实验数据推知乳酸分子含有_________(填官能团名称),从以上条件推知乳酸的结构简式可能为
_________;
(4)经现代化学仪器分析,测定乳酸分子中含有一个甲基.请写出乳酸分子之间通过酯化反应生成的六元环状化合物的结构简式_________。
参考答案
本练习含答案有解析
1.H 2C2O4+ 22+c4>c3>c2>c12C(s)+O2(g) 2CO(g) ΔH=−222.0 kJ·mol−1 < 2.041 L2·mol−20.08 mol·L−1·min−1 4
【解析】(1)由图表可知草酸的一级电离、二级电离均大于碳酸的一级、二级电离,即HC2O4-的酸性比H2CO3强,则向碳酸钠溶液中滴加少量草酸溶液所发生反应的离子方程式为H 2C2O4+ 22+;
②由碳酸和草酸的两步电离常数可知酸性强弱顺序为H2C2O4>>H2CO3>,酸性越弱,其对应的强碱盐水解程度越大,盐溶液的碱性越强,c(H+)越小,故浓度均为0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液、NaHCO3溶液、Na2C2O4溶液、NaHC2O4溶液中c(H+)逐渐增大,即c4>c3>c2>c1;(2)由已知C和CO的标准燃烧热数据可写出其热化学方程式:①C(s)+O2(g)CO2(g)ΔH=-394.0 kJ·mol-1、②CO(g)+O2(g)CO2(g)
ΔH=-283.0 kJ·mol-1,根据盖斯定律,由(①-②)×2可得:2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔH=(-394.0 kJ·mol-1+283.0 kJ·mol-1)×2=-222.0 kJ·mol-1;(3)①由表格中的平衡常数数据可知,温度越高,平衡常数越小,即升高温度,平衡逆向移动,故正反应为放热反应,即Q<0。
②由题意可知,平衡时c(H2)=1.4 mol·L-1,c(CO)=0.2 mol·L-1,
c(CH3OH)=0.8 mol·L-1,则K=≈2.041 L2·mol-2,v(CH3OH)=0.8 mol·L-1÷10 min=0.08 mol·L-1·min-1。
③由图示可知B处的转化率高于A处,而已知反应为增大压强平衡正向移动的反应,因此压强p1<p2。
达平衡状态A时,CO的转化率为0.5,此时CO为5 mol,H2为10 mol,CH3OH为5 mol;达平衡状态B时,CO的转化率为0.8,此时CO为2 mol,H2为4 mol,CH3OH为8 mol。
由于温度相同,
化学平衡常数相同。
设V(B)为VL,则=,解得V=4。
2.3NO2+H2O=NO+2HNO3 6.72 -41.8 b K=c(SO3).c(NO)/[c(NO2).c(SO2)] <
【解析】
【分析】
(1)NO2可用水吸收生成硝酸和一氧化氮。
由关系式NO2 ~4e-,结合V=n×V m计算可得;
(2)由盖斯定律计算ΔH。
判断平衡状态紧抓“逆向相等,变量不变”的特征。
平衡常数等于可逆化学反应达到平衡状态时生成物与反应物的浓度(方程式系数幂次方)乘积比或反应产物与反应底物的浓度(方程式系数幂次方)乘积比;
(3)由图像可知,压强相同时,温度越大,CO的平衡转化率越小,平衡正向移动。
【详解】
(1)NO2可用水吸收生成硝酸和一氧化氮,相应的化学反应方程式为3NO2+H2O=NO+2HNO3。
反应6NO2
+8NH3催化剂
加热
7N2+12 H2O中,NO2 化合价由+4→0,得到4e-,现在转移1.2mole-,即NO2 得到1.2mole-,
所以n(NO2 )=1.2mol/4=0.3mol,所以标况下V(NO2)=0.3mol×22.4L/mol=6.72L;
(2)反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)可以由已知方程式(①-②)/2得到,所以ΔH=(ΔH1-ΔH2)/2=-41.8 kJ·mol-1。
a. 该反应前后气体分子数不变,所以反应前后压强始终不变,压强不变不能判断达平衡,故a错误;
b.反应物NO2 呈红棕色,随着反应进行NO2 不断变化,颜色不断变化,当不变时,NO2浓度不变可以说明达到平衡,故b正确;
c.生成物SO3:NO始终等于1:1,所以体积比不随反应而改变,不能判定达平衡,故c错误;
d.每消耗1 mol SO3的同时生成1molNO2 不能表示正反应速率等于逆反应速率,不能判定达平衡,故d错误;
答案选b。
平衡常数等于可逆化学反应达到平衡状态时生成物与反应物的浓度(方程式系数幂次方)乘积比或反应产物与反应底物的浓度(方程式系数幂次方)乘积比,则该温度下,此反应的平衡常数表达式K=c(SO3).c(NO)/[c(NO2).c(SO2)];
(3)由图像可知,压强相同时,温度越大,CO的平衡转化率越小,所以升温对正反应不利,正反应是个放热反应,ΔH<0。
3.2Cu2S+3O22Cu2O+2SO22Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑ 1s22s22p63s23d104s1或[Ar]3d104s1
氧sp2V型乙醇分子极性比水分子极性弱,加入乙醇降低溶剂的极性,从而减小溶质的溶解度【解析】
【分析】
(1)由题给信息知反应①是Cu2S和O2反应生成Cu2O的反应,由于Cu元素的化合价不变,O元素的化合价降低,则S元素的化合价一定升高,结合所学知识知道生成的物质为SO2;反应②是Cu2O和Cu2S反应生成Cu的反应,Cu元素的化合价降低,元素S的化合价升高生成SO2,根据电子守恒、原子守恒配平化学方程式即可;
(2)Cu是29号元素,根据核外电子排布规律书写铜的基态原子价电子排布式;
同一主族的元素,元素的非金属性越强,其第一电离能越大;
(3)由(1)分析知反应①②生成的相同气体分子是SO2,根据价层电子对数及含有的孤电子对判断其空间构型、中心原子的杂化方式;
(4)[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,向溶液中加入乙醇后会析出蓝色晶体
[Cu(NH3)4]SO4。
【详解】
(1)由题给信息知反应①是Cu2S和O2反应生成Cu2O的反应,由于Cu元素的化合价不变,O元素的化合价降低,则S元素的化合价一定升高,结合所学知识知道生成的物质为SO2;反应②是Cu2O和Cu2S反应生成Cu的反应,Cu元素的化合价降低,元素S的化合价升高生成SO2,根据电子守恒、原子守恒,可得反应的化学方程式分别是:2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2;2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑;
(2)Cu是29号元素,原子核外电子数为29,根据构造原理可得基态Cu原子的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s1或写为[Ar]3d104s1;同一主族的元素,元素的非金属性越强,其第一电离能越大。
由于元素的非金属性O>S,所以第一电离能较大的是氧;
(3)由(1)分析知反应①②生成的相同气体分子是SO2,SO2中中心S原子的价层电子对数为:2+622
2
-⨯
=3,
且S原子上含有一对孤电子对,所以SO2分子的空间构型是V型、中心原子的杂化方式为sp2杂化;(4)向CuSO4溶液中加氨水生成Cu(OH)2蓝色沉淀和(NH4)2SO4,再向其中加入过量氨水,Cu(OH)2与一水合氨反应产生[Cu(NH3)4]2+,使沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液,最后向该溶液中加入一定量乙醇,析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体,这是由于[Cu(NH3)4]SO4·H2O是离子化合物,水是由极性分子构成的溶剂,而乙醇分子的极性相对水来说较小,从而减小溶质的溶解度,因此在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,则会析出深蓝色的晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体。
【点睛】
本题考查了氧化还原反应方程式的书写、原子核外电子排布、杂化轨道方式等知识。
注意结合价层电子对理论判断空间构型及原子杂化方式,根据相似相容原理分析判断物质溶解度大小。
4.3CO(g)+6H 2(g)CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) △H=-301.3kJ/mol Ⅲ0.067 mol/(L·min) BC
CH3OH-6e-+8OH—=CO32-+6H2O 1.2N A(或1.2×6.02×1023)
7 210
2b b
a
-
⨯
-
【解析】【分析】
(1)根据盖斯定律分析书写CO与H2合成CH3CH=CH2的热化学方程式;
(2)①温度越高反应速率越快,达到平衡状态时,需要的时间越短,据此判断;②利用三段式求出反应生成
的甲醇的物质的量浓度,再根据v=
c
t
∆
∆
计算;
(3)A、增高炉的高度,增大CO与铁矿石的接触,不能影响平衡移动,CO的利用率不变;B、由图像可知,
用CO工业冶炼金属铬时,() ()
2 CO
lg c
c CO
一直很高,说明CO转化率很低;C、由图像可知,温度越低,
()
()
2
CO
lg
c
c CO
越小,故CO转化率越高;D、CO还原PbO2的反应,达到平衡后升高温度,
()
()
2
CO
lg
c
c CO
升高,即升高温
度,CO的含量增大,说明平衡逆向移动,据此分析判断;
(4)根据电子的移动方向判断出原电池的正负极,负极上甲醇失去电子生成碳酸钾,根据电子与甲醇的物质的量关系计算;
(5)溶液等体积,混合溶质浓度减少一半,醋酸电离平衡常数与浓度无关,结合电离平衡常数的表达式计算。
【详解】
(1)①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol,②3CH3OH(g) CH3CH=CH2(g)+3H2O(g)
△H2=-31.0kJ/mol,根据盖斯定律,将①×3+②得到CO与H2合成CH3CH=CH2的热化学方程式:3CO(g)+6H2(g) CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) △H=-301.3kJ/mol,故答案为:3CO(g)+6H2(g)
CH3CH=CH2(g)+3H2O(g)△H=-301.3kJ/mol;
(2)①三个容器的反应温度分别为T l、T2、T3且恒定不变,当反应均进行到5min时H2的体积分数如图1所示,温度越高,反应速率越快,达到平衡需要的时间越短,其中只有一个容器中的反应已经达到平衡状态,最有可能是Ⅲ,平衡后,升高温度,平衡逆向进行,氢气含量最大,故答案为:Ⅲ;
②设反应生成的甲醇为xmol/L,
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
开始(mol/L):0.5 1 0
转化(mol/L):x 2x x
平衡(mol/L):0.5-x 1-2x x
到5min时,氢气的体积分数为0.4,则
12x
0.5x12x x
-
-+-+
=0.4,解得:x=
1
3
mol/L,容器I中用CH3OH
表示的化学反应速率v(CH3OH)=
c
t
∆
∆
═
1
/
3
5
mol L
min
=0.067mol/(L•min),故答案为:0.067 mol/(L•min);
(3)A.增高炉的高度,增大CO与铁矿石的接触,不能影响平衡移动,CO的利用率不变,故A错误;B.由图
像可知用CO工业冶炼金属铬时,
()
()
2
CO
lg
c
c CO
一直很高,说明CO转化率很低,故B正确;C.由图像可知
温度越低,() ()
2 CO
lg c
c CO
越小,故CO转化率越高,工业冶炼金属铜(Cu) 时,600℃下CO的利用率比1000℃
下CO 的利用率更大,故C 正确;D.CO 还原PbO 2的反应,达到平衡后升高温度,()()2CO lg c c CO 升高,即升
高温度,CO 的含量增大,说明平衡逆向移动,此反应的△H <0,故D 错误;故答案为:BC ;
(4)电池反应为:2CH 3OH+3O 2+4KOH=2K 2CO 3+6H 2O ,该电池负极是甲醇失电子生成碳酸钾,根据图像可知,
b 电极为正极,电极反应为:O 2+4e -+2H 2O=4OH -,a 为负极,电极反应式为CH 3OH -6e -+8OH —=CO 32-+6H 2O ,
6.4g 甲醇的物质的量为32g 6.4g /mol
=0.2mol ,转移电子的物质的量为0.2mol ×6=1.2mol ,即 1.2N A (或1.2×6.02×1023),故答案为:CH 3OH -6e -+8OH —=CO 32-+6H 2O ; 1.2N A (或1.2×6.02×1023);
(5)通常状况下,将a mol/L 的醋酸与b mol/L Ba(OH)2溶液等体积混合,溶液呈中性,根据电荷守恒,2c(Ba 2+)+c(H +)=c(CH 3COO -)+c(OH -),溶液呈中性,溶液中c(H +)=c(OH -)=10-7mol/L ,则
c(CH 3COO -)=2c(Ba 2+)=2×2
b mol/L=bmol/L ,醋酸电离平衡为CH 3COOH CH 3COO -+H +,则
K=()()()33COO c CH COOH c CH H
c -+=710b 2
b a -⨯-=72102b b a -⨯-,故答案为:7
2102b b a -⨯-。
5. C<O<N 直线形 V 形(或折线形) CO 2是非极性分子,SO 2和H 2O 都是极性分子,根据“相似相溶”原理,SO 2在H 2O 中的溶解度更大 F —H…F 、 F —H…O 、 O —H…F 或 O —H…O 中的任意一种 3d 54s 1 12 N A 平面三角形 BF 3或SO 3 氯化亚铁为离子晶体,氯化铁为分子晶体,离子键的作用力大于分子间作用力
【解析】分析:A 、B 、C 、D 、E 、G 六种元素均为前四周期元素,原子序数依次增大。
A 原子核外的L 层电子数是K 层的两倍则A 为碳元素;C 原子核外的最外层中只有两对成对电子则电子层排布为1s 22s 22p 4,C 为氧元素,故B 为氮元素,D 在元素周期表的各元素中电负性最大为氟元素,E 和C 同主族则E 为硫元素,G 是前四周期元素中基态原子未成对电子数最多的元素则电子排布式为[Ar] 3d 54s 1
,G 为Cr 元素,据此分析。
详解:A 、B 、C 、D 、E 、G 六种元素均为前四周期元素,原子序数依次增大。
A 原子核外的L 层电子数是K 层的两倍则A 为碳元素;C 原子核外的最外层中只有两对成对电子则电子层排布为1s 22s 22p 4,C 为氧元素,故B 为氮元素,D 在元素周期表的各元素中电负性最大为氟元素,E 和C 同主族则E 为硫元素,G 是前四周期元素中基态原子未成对电子数最多的元素则电子排布式为[Ar] 3d 54s 1,G 为Cr 元素。
(1)A 、B 、C 为C 、N 、O ,非金属性越强,第一电离能越大。
但由于N 中的2p 是半充满,稳定性强,所以第一电离能大于O 的,顺序为N >O >C ;(2) CO 2分子为直线型对称结构;SO 2分子为V 形结构;CO 2是非极性分子,SO 2和H 2O 都是极性分子,根据“相似相溶”原理,SO 2在H 2O 中的溶解度更大;(3)HF 水溶液中存在的所有氢键为:F-H…F、F-H…O、O-H…F、O-H…O;(4)G 为铬元素,为24号元素,其价电子排布式为3d 54s 1;每个CO 中含有1个σ键,C-Cr 之间形成σ配位键,G 与CO 形成的配合物Cr(CO)6中,1 mol Cr(CO)6中含有的σ键数目为6 N A +6 N A =12 N A ;(5) ①某有机铁肥[Fe(H 2NCONH 2)6] (NO 3)3的阴离子为NO 3-,NO 3-
中中心原子价层电子对个数==3,氮原子sP2杂化,轨道构型为平面三角形,成键原子有3个,分子空间构型为平面三角形;与阴离子NO3-互为等电子体的分子有BF3或SO3;②氯化亚铁的熔点为674℃,而氯化铁的熔点仅为282℃,二者熔点存在差异的主要原因是氯化亚铁为离子晶体,氯化铁为分子晶体,离子键的作用力大于分子间作用力。
6.1,3-二甲苯或间二甲苯 3 还原反应取代反应10种2mol
【解析】分析:由B可知A应为,A与浓硝酸在浓硫酸的作用下发生硝化反应生成B,B发生还原反应生成C,结合D的结构简式可知,C取代反应生成D,则C为,由E的结构简式可知,D 中氯原子为-N(C2H5)2取代生成E,E转化得到F,据此判断。
详解:(1)根据以上分析可知A的结构简式为,名称是间二甲苯或1,3-二甲苯;
(2)B结构对称,含有3种不同的H原子,其核磁共振氢谱中含有3种特征峰;
(3)根据以上分析可知B→C的反应类型是还原反应,D→E的反应类型是取代反应;
(4)B为,对应的同分异构体满足:①苯环上共有三个取代基;②与碳酸钠溶液反应可放出CO2气体,说明分子中含有-COOH,另外还含有取代基为-NH2、-CH3,依据定二移一可知有10种不同的结构,例如;
(5)D中含有肽键和氯原子,因此1mol D与足量的NaOH溶液共热反应,最多消耗NaOH的物质的量为2mol。
(6)要引入氨基需要首先引入硝基,即甲苯首先发生硝化反应生成对甲基硝基苯,然后利用酸性高锰酸钾溶液氧化甲基转化为羧基,最后利用铁和盐酸将硝基还原为氨基,合成路线为。
点睛:本题主要是考查有机合成与推断,题目难度较大,掌握常见有机物官能团的性质以及它们之间的转。