高中化学第章化学反应的方向限度与速率第节化学反应的方向教学设计鲁科选修
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第二章第1节化学反应的方问
【教学目标】
1.了解熵变的概念,知道化学反应存在熵变。
2.了解熵变与反应方向的关系,能利用熵变判断反应方向。
3.在分析问题中能够体会到研究的乐趣,学会如何看待事物的多面性,并最终了解热力学理
论研究的重要意义。
【教学过程】
:
环
节
教师活动学生活动设计意图
导入新课1、上节课我们学习了焓变对化学反应的影响即——焓判据。
但
对于有些反应如氯化铵和氢氧化钙反应,吸热但能自发进行,
由此可知,焓变并不是化学反应方向的唯一影响因素。
2、下面我们来看NH4NO3(s) 、NaOH(s)、 NaC1(s)这三种物质溶
于水的过程,它们都能自发的溶解在水中,其中的能量是如何
变化的?固体溶解过程中的共同特点是?
学生聆听
学生回答:氯化铵溶于
水吸热;氢氧化钠溶于
水放热;氯化钠溶于水
能量几乎无变化。
共同特点:离子由有序
变为无序。
回顾旧知
识,引入新
课
过渡通过以上分析,知道上述三个过程的自发不是由能量决定的,
那是什么因素决定它们的溶解能自发进行?
学生讨论回答:体系的
混乱度
切入主题
出示课件用一体机展示几组图片:
学生观看图片
从直观上
了解有序
到无序的
变化过程,
获得直观
认识
品红在水中扩散
板书决定化学反应能否自发进行的另一因素:体系的混乱度。
一、熵——描述体系的混乱度的物理量。
符号:S
单位:J·mol-1·K-1
意义:K值越大,体系的混乱度越大思考:从熵的单位分析
熵值的大小与哪些因素
有关?
理清本节
课知识脉
络,使学生
易掌握
小
结
1.同一物质在不同状态时熵值大小:S(g)>S(l)>S(s)
2.与温度有关: S(高温)>S(低温)
3.与物质的量有关:
4.S(混合物)>S(纯净物) 学生思考,并讨论总结
出熵变化的规律
从规律的
总结过程,
提高学生
的思维能
力,并易于
学生理解
掌握
过渡如果把混乱度放到化学反应中,反应前后混乱度一定有差别,
那怎么用化学语言来表示?
学生回答:
熵变引入熵变
板
二、熵变
ΔS= S(反应产物)-S(反应物)
熵判据(△S):在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体
系的熵增大,这一经验规律叫做熵增原理。
是在用来判断化学
从定义的
角度奠定
熵值
最大
熵值最
小
【结论】同一物质的熵值:气态>液态>固态
检测题
1. 下列说法中正确的是()
A.物质发生化学反应都伴随着能量变化
B.伴随着能量变化的物质变化都是化学变化
C.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量与生成物的总能量一定不同
D.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量总是高于生成物的总能量
2.ΔH-TΔS作为化学反应方向的判据,它适用的条件是()
A.温度、压强一定
B.压强一定
C.温度、体积一定
D.体系中物质的状态一定
3.下列反应都是吸热反应,在高温下不能自发进行的是()
A.CO(g)=C(s)+
2
1
O2(g) B.2CuO(s)=Cu2O+
2
1
O2(g)
C.MgCO3(s)=MgO(s)+CO2(g)
D.SnO2(s)+C(s)=Sn(s)+CO2(g)
4.对于反应:4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)=4Fe(OH)3(s)
ΔH=-444.3 kJ•mol –1 ΔS=-280.1 J•mol –1•K –1在常温、常压下反应能自发进行。
对反应的方向起决定性作用的是()
A.熵变
B.温度
C.压强
D.焓变
5.如图所示,在图1中A、B两容器里分别收集着两种互不作用的理想气体。
若将中间活塞打开,两种气体分子立即都占有了两个容器。
这是一个不伴随能量变化的自发过程。
关于此过程的下列说法不正确的是()
A.此过程是从混乱度小的向混乱度大的变化过程,即熵增大的过程
B.此过程为自发过程,而且没有热量的吸收或放出
C.此过程从有序到无序,混乱度增大
D.此过程是自发可逆的
6.向平底烧瓶中放入氢氧化钡晶体[Ba(OH)2•8H2O]和氯化铵晶体,塞紧瓶塞。
在木板上滴少量水,如图所示。
一会儿,就会发现瓶内固态物质变成液体,瓶壁变冷,小木板上因少量水冻结而被烧瓶粘住,这时打开瓶塞,出来的气体有氨味。
这是自发地发生了反应:
Ba(OH)2•8H2O (s)+2NH4Cl(s)=BaCl2(s)+2NH3(g)+10H2O(l)
下列结论中正确的是()
A.自发反应一定是放热反应
B. 自发反应一定是吸热反应
C.有的吸热反应也能自发进行
D.吸热反应不能自发进行
参考答案
1. 【答案】AC
【解析】物质发生化学反应都伴随着能量的变化,伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化,物质发生物理变化、核变化也伴有能量变化。
在一个确定的化学反应关系中,反应物的总焓(x)与反应物的总焓(y)之间的关系为x>y ,化学反应为放热反应;x<y ,化学反应为吸热反应;x ≠y 。
2. 【答案】A
【解析】ΔH -T ΔS 只能用于温度、压强一定的条件下的化学反应的判断,不能用于其他条件下的反应判断。
3. 【答案】A
【解析】A 反应既是吸热反应,又是熵减小的反应,所以温度越高,ΔH -T ΔS 的值越大,不能自发进行。
B 、C 、D 的反应是吸热反应,但都是熵增加反应,温度越高。
ΔH -T ΔS 的值越小,可能自发进行。
4. 【答案】D
【解析】ΔH -T ΔS<0时反应可自发进行,由于常温、常压下,T ΔS 是较小的确定的值,由ΔH -T ΔS ≥0时,
T ≤K 2.1586K
mol kJ 101.280mol kJ 3.4441
131
=••⨯-•-----反应才可能逆转,故焓变对反应方向起决定性作用。
5. 【答案】D
【解析】两种互不作用的理想气体的等压混合,是一个不伴随能量变化的过程,但是一个熵增加的过程,即ΔH=0,ΔS>0,故ΔH -T ΔS<0,所以在任何温度下都是自发的过程。
6. 【答案】C
【解析】本反应的ΔH>0,ΔS>0,故在一定温度下可自发进行。
2021届新高考化学模拟试卷
一、单选题(本题包括15个小题,每小题4分,共60分.每小题只有一个选项符合题意)1.下列化学用语表述不正确的是
A.HCl 的电子式:B.CH4的球棍模型
C.S2-的结标示意图:D.CS2的结构式:
2.某100mL溶液可能含有Na+、NH4+、Fe3+、CO32-、SO42-、Cl-中的若干种,取该溶液进行连续实验,实验过程如图所示(所加试剂均过量,气体全部逸出
)
下列说法一定正确的是()
A.溶液中一定含有Na+,Na+浓度是0.35mol/L
B.溶液中只有SO42-、CO32-、NH4+离子
C.溶液中可能含有Cl-,一定没有Fe3+
D.取原溶液少许加入硝酸酸化的AgNO3溶液检验是否有Cl-
3.通过下列实验操作及现象不能推出相应结论的是
选
项
实验操作现象结论
A 将SO2气体通入Na2SiO3溶液中产生胶状沉淀酸性:H2SO3>H2SiO3
B 向某食盐溶液中滴加淀粉溶液溶液颜色不变
该食盐中一定没有
添加碘酸钾
C 向2支盛有5mL 0.1mol/LNaOH溶液的试管
中分别加入2滴0.1mol/L CuCl2溶液和2滴
0.1mol/L CaCl2溶液
一支试管中产生蓝色
沉淀,另一支试管无
明显现象
Ksp[Cu(OH)2]<
Ksp[Ca(OH)2]
D
向CuSO4溶液中加入KI溶液,再加入苯,
振荡、静置
上层呈紫红色,下层
有白色沉淀生成
铜离子可以氧化碘
离子,白色沉淀可
能为CuI
A.A B.B C.C D.D
4.ClO2和NaClO2均具有漂白性,工业上由ClO2气体制取NaClO2固体的工艺流程如图所示,下列说法错误的是
A.通入的空气可将发生器中产生的ClO2全部驱赶到吸收器中
B.吸收器中生成NaClO2的离子方程式为2ClO2+H2O2=2ClO2-+2H++O2↑
C.步骤a的操作包括过滤、洗涤和干燥
D.工业上将ClO2气体制成NaClO2固体,其主要目的是便于贮存和运输
5.下列说法正确的是()
A.电解精炼铜时,阳极泥中含有Zn、Fe、Ag、Au等金属
B.恒温时,向水中加入少量固体硫酸氢钠,水的电离程度增大
C.2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)在298K时能自发进行,则它的ΔH<0
D.在硫酸钡悬浊液中加入足量饱和Na2CO3溶液,振荡、过滤、洗涤,沉淀中加入盐酸有气体产生,说明K sp(BaSO4)>K sp(BaCO3)
6.下列属于电解质的是( )
A.BaSO4
B.浓H2SO4
C.漂白粉
D.SO2
7.NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池,其原理如图,该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y,Y可循环使用。
下列说法正确的是
A.O2在石墨Ⅱ附近发生氧化反应
B.该电池放电时NO3-向石墨Ⅱ电极迁移
C.石墨Ⅰ附近发生的反应:3NO 2 +2e-NO+ 2NO3-
D.相同条件下,放电过程中消耗的NO2和O2的体积比为4∶1
8.下列说法不正确的是
A.海水是一个巨大的宝藏,对人类生活产生重要影响的元素,如:氯、溴、碘、硫、钠、钾等元素主要来自于海水
B.同位素示踪法是研究化学反应历程的手段之一
C.浙江省首条氢氧燃料电池公交线在嘉善试运行,高容量储氢材料的研制是需解决的关键技术问题之一
D.乙醇与水互溶,这与乙醇和水分子之间能形成氢键有关
9.下列说法不正确的是
A.淀粉能水解为葡萄糖B.油脂属于天然有机高分子
C.鸡蛋煮熟过程中蛋白质变性D.食用新鲜蔬菜和水果可补充维生素C 10.五种短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大,W元素在短周期元素中原子半径最大,X、W同族,Z、Q同族,X、Y两种元素的最高正价和最低负价代数和均为0,由上述五种元素中的某几种元素组成的两种化合物均可在一定条件下洗涤含硫的试管,以下说法正确的是( )
A.酸性:H2YO3<H2QO3,所以非金属性Y<Q
B.X与W形成的化合物中各原子均满足最外层8电子稳定结构
C.X与Y形成的化合物只含有共价键
D.由Z、W、Q三种元素形成的盐只有两种
11.反应Cl2+2KI=2KCl+I2中,氧化剂是()
A.Cl2B.KI C.KCl D.I2
12.下图是通过Li-CO2电化学技术实现储能系统和CO2固定策略的示意团。
储能系统使用
的电池组成为钌电极/CO2饱和LiClO4-(CH3)2SO(二甲基亚砜)电解液/锂片,下列说法不正确的是
A.Li-CO2电池电解液为非水溶液
B.CO2的固定中,转秱4mole-生成1mol 气体
C.钌电极上的电极反应式为2Li2CO3+C - 4e-=4Li++3CO2↑
D.通过储能系统和CO2固定策略可将CO2转化为固体产物C
13.乙烯气相直接水合反应制备乙醇:C 2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)。
乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下(起始时,n(H2O)=n(C2H4)=1 mol,容器体积为1 L)。
下列分析
不正确
...的是()
A.乙烯气相直接水合反应的∆H<0
B.图中压强的大小关系为:p1>p2>p3
C.图中a点对应的平衡常数K =
5 16
D.达到平衡状态a、b所需要的时间:a>b
14.对于复分解反应X+Y Z+W,下列叙述正确的是A.若Z是强酸,则X和Y必有一种是强酸
B.若X是强酸,Y是盐,反应后可能有强酸或弱酸生成C.若Y是强碱,X是盐,则Z或W必有一种是弱碱
D.若W是弱碱,Z是盐,则X和Y必有一种是强碱
15.苯氧乙醇在化妆品、护肤品、疫苗及药品中发挥着防腐剂的功用,其结构为,下列有关说法不正确的是
A.苯氧乙醇的分子式为C8H10O2
B.苯氧乙醇中的所有碳原子不可能处于同一平面内
C.苯氧乙醇既可以发生取代反应和加成反应,也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.分子式为C8H8O2,结构中含有苯环且能与饱和NaHCO3溶液反应的物质共有4种(不考虑立体异构)
二、实验题(本题包括1个小题,共10分)
16.ZrO2是重要的耐高温材料,可用作陶瓷遮光剂。
天然锆英石的主要成分为ZrSiO4,另外还含有铁、铝、铜等金属元素的氧化物杂质,工业上以天然锆英石为原料制备ZrO2的工艺流程如下图所示:
已知:Fe(SCN)3难溶于MIBK; Zr(SCN)4在水中的溶解度不大,易溶于MIBK。
请回答下列问题:
(1)ZrSiO4锆元素的化合价为____________。
(2)“氯化”主反应为ZrSiO4(s)+2C(s)+4Cl2(g)高温
ZrCl4(g)+SiCl4(g)+2CO2
(g)ΔH<0,相同时间内ZrCl4的产率随温度变化如图所示,由图可知“氯化”的最佳温度是________________。
“氯化”过程中ZrCl4的产率随温度升高先增大后减小的原因是_________。
(3)写出Al2O3高温“氯化”过程中转化为AlCl3的化学方程式:____________。
(4)本流程使用NaCN除铜,若盐酸“溶解”后溶液中的c(Cu2+)=0.01 mol·L-1,当溶液中Cu2+开始沉淀时,c(CN-)=______________。
{已知K sp[Cu(CN)2]=4.00×10-10}
(5)实验室进行“萃取”和“反萃取”的玻璃仪器是________。
流程中“萃取”与“反萃取”的目的是_______。
三、推断题(本题包括1个小题,共10分)
17.PVAc是一种具有热塑性的树脂,可合成重要高分子材料M,合成路线如下:
己知:R、Rˊ、Rˊˊ为H原子或烃基
I. R'CHO+ R"CH2CHO
II. RCHO+
(1)标准状况下,4.48L气态烃A的质量是5.2g,则A的结构简式为___________________。
(2)己知A→B为加成反应,则X的结构简式为_______;B中官能团的名称是_________。
(3)反应①的化学方程式为______________________。
(4)E能使溴的四氯化碳溶液褪色,反应②的反应试剂和条件是_______________________。
(5)反应③的化学方程式为____________________________。
(6)在E→F→G→H的转化过程中,乙二醇的作用是__________________________。
(7)己知M的链节中除苯环外,还含有六元环状结构,则M的结构简式为
_________________。
四、综合题(本题包括2个小题,共20分)
18.氯化铜可用于生产颜料、木材防腐剂等.用粗铜(含杂质Fe)经过系列步骤可制备氯化铜晶体(CuCl2•2H2O).完成下列填空:
(1)实验室用浓盐酸和二氧化锰共热来制备Cl2,写出该反应的离子方程式______.
(2)加入试剂将CuCl2和FeCl3的混合溶液pH调至4~5,过滤得到纯净的CuCl2溶液,应加
入的试剂是__ (填字母编号)
a CuO
b NaOH
c Cu2(OH)2CO3
d Cu
(3)CuCl2溶液通过蒸发、结晶可得到CuCl2•2H2O.
①蒸发过程中,加入盐酸的目的是____.
②蒸发过程中,观察到溶液颜色由蓝色变为绿色.
其原理是:
2-2-
-
2 44
4H O(l) Cu(HO)(aq)CuCl(aq)
++
4Cl(aq)
蓝色绿色
上述反应的化学平衡常数表达式是______.欲使溶液由绿色变成蓝色的措施是:a______;b______.
(4)由CuSO4溶液蒸发结晶得到CuSO4•5H2O的过程中不用加入硫酸,其原因是______(用勒夏特列原理解释).
19.(6分)(一)硫及其化合物在生产、生中有广泛应用。
(1)硫原子最外层有_________种不同运动状态的电子,能量最高的电子其电子云形状是
________。
(2)硫与同主族的短周期元素相比,形成气态氢化物稳定性的大小为_________,从化学键角度解释其原因____________。
(3)棉织物用氯气漂白后,加入N a2S2O3除去余氯,反应中___________被氧化;若反应中生成0.2 mol SO42-则转移电子________mol。
(4)同温同浓度的Na2SO3、(NH4)2SO3、NaHSO3三种溶液中c(SO32-)最大的是___________。
(5)经测定NaHSO3溶液中c(H2SO3)<c(SO32-),则NaHSO3溶液呈_____(填“酸或碱”)性,请结合相关方程式解释原因_______________。
参考答案
一、单选题(本题包括15个小题,每小题4分,共60分.每小题只有一个选项符合题意)1.A
【解析】
【详解】
A. HCl为共价化合物,分子中没有阴阳离子,其电子式为,A项错误;
B. CH4分子正四面体形,其中球表示原子,棍表示共价键,B项正确;
C. S2-的核电荷数为16,核外18电子符合电子排布规律,C项正确;
D. CS2分子中碳原子与2个硫原子各形成2对共用电子对,D项正确。
本题选A。
2.C
【解析】
根据信息,加入BaCl2溶液,产生沉淀甲,沉淀可能是BaCO3、BaSO4至少有一种,沉淀甲中加入盐酸溶液,还有沉淀,说明沉淀甲中含有BaSO4,沉淀甲和沉淀乙的质量前后对比,说明沉淀甲中还含有BaCO3,即原溶液中含有CO32-、SO42-,根据离子共存,Fe3+一定不存在,根据沉淀的质量,推出n(CO32-)=0.01mol,n(SO42-)=0.01mol,滤液中加入NaOH溶液,并加热,产生气体,此气体为NH3,说明原溶液中含有NH4+,n(NH4+)=0.005mol,根据电荷守恒,原溶液中一定含有Na+,A、根据电荷守恒,n(Na+)=0.035mol,原溶液中可能含有Cl-,因此c(Na+)≥0.35mol·L-1,故A错误;B、根据上述分析,原溶液中一定含有Na +,故B错误;C、根据上述分析,故C正确;D、原溶液中一定含有SO42-,SO42-对Cl-的检验产生干扰,故D错误。
3.B
【解析】
【详解】
A. 将SO2气体通入Na2SiO3溶液中生成胶状沉淀说明发生反应SO2+
Na2SiO3+H2O===H2SiO3↓+Na2SO3,根据强酸制弱酸原理可知酸性:H2SO3>H2SiO3,故A正确;
B. 淀粉遇碘变蓝,向某食盐溶液中滴加淀粉溶液颜色不变只能说明食盐中不含碘单质,不能证明不含碘酸钾,故B错误;
C. 两支试管中c(OH-)相同,且c(Ca2+)= c(Cu2+),但只生成氢氧化铜沉淀,说明氢氧化铜比氢氧化钙更容易沉淀,且二者为同类型沉淀,所以K sp[Cu(OH)2]<K sp[Ca(OH)2],故C正确;
D. 向CuSO4溶液中加入KI溶液,再加入苯,振荡、静置上层呈紫红色说明有碘单质生成,即铜离子将碘离子氧化,下层有白色沉淀生成说明不是氢氧化铜沉淀且无铜单质生成,说明发生反应2Cu2++4I-=2CuI↓+I2,故D正确;
故答案为B。
【点睛】
对于同种类型的沉淀(都是AB型或AB2型等),一般K sp越小,溶解度越小,但若沉淀类型不同,不能根据K sp判断溶解度的大小,比较K sp的大小没有意义。
4.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.在ClO2发生器中一定产生ClO2气体,通入空气,可以将其吹入吸收塔中进行吸收,选项A 正确;
B.吸收塔中加入了浓氢氧化钠溶液,显然其中的反应不可能得到氢离子,选项B错误;
C.冷却结晶得到NaClO2固体后,应该经过过滤,洗涤,干燥得到产品,选项C正确;
D.气体的贮存和运输都远比固体困难,所以将ClO2气体制成NaClO2固体的主要目的是便于贮存和运输,选项D正确。
答案选B。
5.C
【解析】
【详解】
A.电解精炼铜时,在阳极上活动性比Cu强的金属,如Zn、Fe会被氧化变为Zn2+、Fe2+进入溶液,活动性比Cu弱的金属Ag、Au等则沉积在阳极底部形成阳极泥,A错误;
B.恒温时,向水中加入少量固体NaHSO4,NaHSO4是可溶性强电解质,电离产生Na+、H+、SO42-,产生的H+使溶液中c(H+)增大,导致水的电离程度减小,B错误;
C.反应2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)是气体体积减小的反应,△S<0,在298K时反应能自发进行,说明△G=△H-T△S<0,则该反应的ΔH<0,C正确;
D.在BaSO4悬浊液中加入足量饱和Na2CO3溶液,振荡、过滤、洗涤,沉淀中加入盐酸有气体产生,说明沉淀中含有BaCO3,这是由于溶液中c(Ba2+)·c(CO32-)>K sp(BaCO3),与K sp(BaSO4)、K sp(BaCO3)的大小无关,D错误;
故合理选项是C。
6.A
【解析】
【分析】
电解质是在水中或熔融状态下可以导电的化合物。
【详解】
A. BaSO4在熔融状态下可以导电,故A选;
B. 浓H2SO4是混合物,电解质必须是纯净物,故B不选;
C. 漂白粉是混合物,电解质必须是纯净物,故C不选;
D. SO2溶于水生成亚硫酸,亚硫酸是电解质,但SO2不是,液态SO2中只有分子,不能导电,故D不选;
故选A。
【点睛】
BaSO4这类化合物,虽然难溶于水,但溶于水的部分可以完全电离,而且在熔融状态下也可以完全电离,故BaSO4是电解质。
电解质和非电解质都是化合物,即必须是纯净物,所以混合物和单质既不是电解质也不是非电解质。
7.D
【解析】
【详解】
A.石墨Ⅱ通入氧气,发生还原反应,为原电池的正极,电极方程式为O2+2N2O5+4e-=4NO3-,A错误;
B.原电池中阴离子移向负极,NO3-向石墨Ⅰ电极迁移,B错误;
C.石墨I为原电池的负极,发生氧化反应,电极反应式为NO2+NO3--e-=N2O5,C错误;D.负极反应式为:NO2+NO3--e-=N2O5、正极反应式为:O2+2N2O5+4e-=4NO3-,则放电过程中消耗相同条件下的NO2和O2的体积比为4:1,D正确;
答案选D。
【点晴】
该题为高频考点,侧重于学生的分析能力的考查,注意原电池正负极的判断、由化合价的变化推测电极产物等,侧重于有关原理的应用的考查。
8.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.K元素广泛存在于各种矿石和海水中,S元素广泛存在于自然界中,有火山喷口附近或
地壳岩层中的单质硫以及各类硫化物和硫酸盐矿石,如硫铁矿(FeS2),黄铜矿(CuFeS2),石膏(CaSO4·2H2O)和芒硝(Na2SO4·10H2O)等,A项错误;
B.同位素示踪法可以帮助我们研究化学反应历程,例如乙酸的酯化反应,就是通过同位素示踪法证实反应过程是,乙酸分子羧基中的羟基与醇分子羟基的氢原子结合成水,其余部分相互结合成乙酸乙酯的,B项正确;
C.氢气化学性质活泼,且在常温下是气体,因此氢的安全储运是氢能利用的一大问题,研发高容量储氢材料是氢能利用的关键技术问题之一,C项正确;
D.乙醇分子可以和水分子之间形成氢键,这使得其能够与水互溶,D项正确;
答案选A。
9.B
【解析】
【详解】
A.淀粉是多糖,水解最终产物是葡萄糖,A正确;
B.油脂是高级脂肪酸的甘油酯,属于天然有机物,但不是高分子化合物,B错误;
C.鸡蛋煮熟过程中,蛋白质分子结构发生了变化,不具有原来蛋白质的生理功能,物质的化学性质也发生了改变。
因此鸡蛋煮熟过程是蛋白质变性,C正确;
D.新鲜蔬菜和水果含有丰富的维生素C,因此食用新鲜蔬菜和水果可补充维生素C,D正确;故合理选项是B。
10.C
【解析】
【分析】
W元素在短周期元素中原子半径最大,有原子半径递变规律可知是Na元素,X、W同族,且X的原子序数最小,是H元素,X、Y两种元素的最高正价和最低负价代数和均为0,Y是C元素, 由上述五种元素中的某几种元素组成的两种化合物均可在一定条件下洗涤含硫的试管,是H2O2或者CS2,故Q是S元素,Z、Q同族,Z是O元素。
【详解】
A. 酸性:H2YO3<H2QO3,碳酸小于亚硫酸,但亚硫酸不是硫元素的最高价氧化物的含氧酸,故不能得出非金属性碳小于硫元素,故A错误;
B. X与W形成的化合物是NaH,H元素没有满足最外层8电子稳定结构,故B错误;
C. X与Y形成的化合物是各类烃,只含有共价键,故C正确;
D. 由Z、W、Q三种元素形成的盐有Na2SO3,Na2SO4,Na2S2O3等,故D错误;
故选:C。
11.A
【解析】根据单质中元素化合价为零、化合物中正负化合价代数和为零可知,反应物中,Cl2属于单质,氯气中氯元素化合价为零,碘化钾中钾显+1价,碘显-1价,生成物中,氯化钾中钾为+1价,氯为-1价,碘单质中碘元素的化合价是零,因此反应后化合价降低的元素是氯,氯气是氧化剂,故选A。
12.B
【解析】
【详解】
A选项,由题目可知,Li—CO2电池有活泼金属Li,故电解液为非水溶液饱和
LiClO4—(CH3)2SO(二甲基亚砜)有机溶剂,故A正确;
B选项,由题目可知,CO2的固定中的电极方秳式为:2Li2CO3 =4Li++ 2CO2↑+ O2 + 4e-,转移4mole-生成3mol气体,故B错误;
C选项,由题目可知,钌电极上的电极反应式为2Li2CO3 + C- 4e-=4Li++3CO2↑,故C正确;D选项,由题目可知,CO2通过储能系统和CO2固定策略转化为固体产物C,故D正确。
综上所述,答案为B。
13.B
【解析】
【分析】
A. 温度升高,乙烯的转化率降低,平衡逆向移动;
B. 增大压强,平衡正向移动,乙烯的转化率增大;
C. 由图象可知a点时乙烯的转化率为20%,依据三段法进行计算并判断;
D. 升高温度,增大压强,反应速率加快。
【详解】
A. 温度升高,乙烯的转化率降低,平衡逆向移动,正向为放热反应,∆H<0,A项正确;
B. 增大压强,平衡正向移动,乙烯的转化率增大,由图可知,相同温度下转化率p1<p2<p3,因此压强p1<p2<p3,B项错误;
C. 由图象可知a点时乙烯的转化率为20%,那么乙烯转化了0.2mol/L
C 2H4(g) + H2O(g) C2H5OH(g)
始(mol/L) 1 1 0 转(mol/L) 0.2 0.2 0.2 平(mol/L) 0.8 0.8 0.2
平衡常数K= K=
()
()()
25
242
c C H OH
c C H c H O
=
0.2
0.80.8
⨯
=
5
16
,C项正确;
D. 升高温度,增大压强,反应速率加快b点温度和压强均大于a点,因此反应速率b>a,所需要的时间:a>b,D项正确;
答案选B。
14.B
【解析】
【详解】
A.H2S+CuSO4=CuS+H2SO4。
错误;
B.H2SO4+2NaCl=Na2SO4+2HCl↑;2HCl+ FeS=FeCl2+H2S ↑,正确;
C.Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH,错误;
D.CuSO4+2NH3·H2O= Cu(OH)2↓+ (NH4)2SO4,错误。
15.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.苯氧乙醇的不饱和度为4,则其分子式为C8H2×8+2-4×2O2,A正确;
B.苯氧乙醇中,苯氧基上的C、O原子一定在同一平面内,非羟基O原子与2个C原子可能在同一平面内,所以所有碳原子可能处于同一平面内,B不正确;
C.苯氧乙醇中的苯基可发生加成反应,醇羟基能发生取代反应、HOCH2-能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C正确;
D.符合条件的有机物为、共4种,D正确;
故选B。
二、实验题(本题包括1个小题,共10分)
16.+4 360 ℃360 ℃以前反应未达到平衡,升温过程中反应继续向正向进行,产率
不断增大;360 ℃以后反应达到平衡,由于该反应为放热反应,升温过程中平衡逆向移动,
ZrCl4产率又减小2Al2O3+3C+6Cl2高温
4AlCl3+3CO22×10-4 mol/L 分液漏斗、烧
杯除去铁元素杂质
【解析】
【分析】
根据流程:天然锆英石(ZrSiO4)含有铁、铝、铜等金属元素的氧化物杂质与焦炭、氯气高温氯化,主要的反应为ZrSiO4+2C+4Cl2ZrCl4+SiCl4+2CO2,
2Al2O3+3C+6Cl24AlCl3+3CO2,同理铁、铜的氧化物,将得到ZrCl4、SiCl4、AlCl3、FeCl3、CuCl2用NaOH溶液碱浸,SiCl4、AlCl3溶解为硅酸钠、偏铝酸钠,ZrCl4、FeCl3、CuCl2反应为Zr(OH)4、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀,即为滤渣1,用盐酸将滤渣1溶解,得到ZrCl4、FeCl3、CuCl2,使用NaCN除铜,滤渣2为Cu(CN)2,向滤液加入NH4SCN与ZrCl4、FeCl3
发生配合反应得到Fe(SCN)3、Zr(SCN)4,加入有机溶剂MIBK萃取,Fe(SCN)3难溶于MIBK,分液,Zr(SCN)4在有机层,将含有Zr(SCN)4的有机层用硫酸反萃取将Zr(SCN)4与MIBK分离,经过一系列操作得到ZrO2,据此分析作答。
【详解】
(1)由于在化合物中元素正负化合价代数和等于0,O为-2价,Si为+4价,可得锆英石(ZrSiO4)中Zr元素的化合价为+4价。
(2)根据图象可知ZrCl4的产率在温度为360 ℃时最高,说明“氯化”的最佳温度是360 ℃;根据图象可知,在360 ℃以前,随着温度的升高,ZrCl4的产率逐渐增大,是由于温度升高,反应物分子的能量增加,有效碰撞次数增加,反应速率加快,更多的反应物发生反应变为生成物,所以ZrCl4的产率逐渐增大,到360℃达到最大值,此时反应达到平衡状态,由于该反应的正反应为放热反应,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,使ZrCl4的产率逐渐降低,因此温度升高,ZrCl4的产率又逐渐降低。
(3)Al2O3、焦炭在高温下与氯气反应产生AlCl3、CO2,根据电子守恒、原子守恒可得该反应方程式为2Al2O3+3C+6Cl24AlCl3+3CO2;
(4)由于K sp[Cu(CN)2]=c(Cu2+)·c2(CN-)=4.00×10-10,c(Cu2+)=0.01 mol/L,当溶液中Cu2+开始沉淀时,c(CN-)==2.00×10-4 mol/L。
(5)由于萃取是分离互不相溶的液体混合物的方法,所以萃取和反萃取使用的仪器有分液。