湛江市达标名校2020年高考五月适应性考试化学试题含解析
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湛江市达标名校2020年高考五月适应性考试化学试题
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.下列说法正确的是( )
A.Cl2溶于水得到的氯水能导电,但Cl2不是电解质,而是非电解质
B.以铁作阳极,铂作阴极,电解饱和食盐水,可以制备烧碱
C.将1mol Cl2通入水中,HClO、Cl-、ClO-粒子数之和为23
⨯⨯
2 6.0210
D.反应Al2O3(s)+3Cl2(g)+3C(s)═2AlCl3(g)+3CO(g)室温下不能自发进行,则ΔH>0
2.下列有关化学用语表示正确的是()
A.二氧化碳分子的比例模型
B.芳香烃的组成通式C n H2n﹣6(n≥6)
C.12C、14C原子结构示意图均可表示为
D.羟基的电子式
3.下列说法不正确的是
A.图1表示的反应为放热反应
B.图1中Ⅰ、Ⅱ两点的速率v(Ⅰ)>v(Ⅱ)
C.图2表示A(?)+2B(g)2C(g) ΔH<0,达平衡后,在t 1、t2、t3、t4时都只改变了一种外界条件的速率变化,由图可推知A不可能为气体
D.图3装置的总反应为4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
4.下列说法中正确的是()
A.60﹪-70﹪的甲醛水溶液称为福尔马林具有防腐杀菌的效果
B.液溴可以加少量水保存在棕色的试剂瓶中
C.苯酚溅到皮肤上,立即用水冲洗,然后涂上稀硼酸溶液
D.油脂不能使溴水褪色
5.下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项操作现象结论
A ①将湿润的红色石蕊试纸
靠近试管口
试纸不变色
4
NH Cl受热不分解
B ②中振荡后静置
下层液体颜色变浅
NaOH溶液可除去溶在溴苯中
的2
Br
C ③旋开活塞
观察到红色喷泉3
NH极易溶于水,氨水显碱性
D ④闭合开关K,形成原电池
Zn极上有红色固体析出锌的金属性比铜强
A.A B.B C.C D.D
6.阿伏加德罗常数约为6.02×1023 mol-1,下列叙述正确的是
A.2.24 L CO2中含有的原子数为0.3×6.02×1023
B.0.1 L 3 mol·L-1的NH4NO3溶液中含有的NH4+数目为0.3×6.02×1023
C.5.6 g铁粉与硝酸反应失去的电子数一定为0.3×6.02×1023
D.4.5 g SiO2晶体中含有的硅氧键数目为0.3×6.02×1023
7.电-Fenton法是用于水体中有机污染物降解的高级氧化技术,反应原理如图所示。
电解产生的H2O2与Fe2+发生Fenton反应生成的羟基自由基(·OH)能氧化降解有机污染物。
下列说法正确的是
A .电源的A 极为正极
B .与电源B 相连电极的电极反应式为H 2O+e -=H ++·OH
C .Fenton 反应为:H 2O 2+Fe 2+=Fe(OH)2++·OH
D .每消耗22.4LO 2(标准状况),整个电解池中理论上可产生的·OH 为2mol
8.某固体混合物X 可能是由23Na SiO 、Fe 、23Na CO 、2MgCl 中的两种或两种以上的物质组成。
某兴趣小组为探究该固体混合物的组成,设计实验方案如下图所示(所加试剂均过量)
下列说法不正确的是
A .气体A 是2CO 、2H 的混合物
B .沉淀A 是23H SiO
C .根据白色沉淀C 是AgCl 可知,白色沉淀B 一定不是纯净物
D .该固体混合物一定含有Fe 、23Na CO 、23Na SiO
9.下表记录了t ℃时的4份相同的硫酸铜溶液中加入无水硫酸铜的质量以及析出的硫酸 铜晶体(CuSO 4·5H 2O)的质量(温度保持不变)的实验数椐: 硫酸铜溶液 ① ② ③ ④ 加入的无水硫酸铜(g) 3.00 5.50 8.50 10.00 析出的硫酸铜晶体(g)
1.00
5.50
10.90
13.60
当加入6.20g 无水硫酸铜时,析出硫酸铜晶体的质量(g)为 A .7.70
B .6.76
C .5.85
D .9.00
10.己知在碱性溶液中可发生如下反应:
2R(OH)3+ 3C1O -+ 4OH -= 2RO 4n-+3Cl -+5H 2O 。
则RO 4n-中R 的化合价是( ) A .+3
B .+4
C .+5
D .+6
11.用多孔石墨电极完成下列实验,下列解释或推断不合理的是( )
实验
现象
(i)中a、b两极均有气泡
产生
(ii)中b极上析出红色
固体
(iii)中b极上析出灰白色
固体
A.(i)中,a电极上既发生了化学变化,也发生了物理变化
B.电解一段时间后,(i)中溶液浓度不一定会升高
C.(ii)中发生的反应为H2+Cu2+=2H++Cu↓
D.(iii)中发生的反应只可能是2Ag+Cu=2Ag++Cu2+
12.用“银-Ferrozine”法测室内甲醛含量的原理为:
已知:吸光度与溶液中有色物质的浓度成正比。
下列说法正确的是
A.反应①中参与反应的HCHO为30g时转移电子2mol
B.可用双氧水检验反应②后的溶液中是否存在Fe3+
C.生成44.8 LCO2时反应②中参加反应的Ag一定为8mol
D.理论上测得溶液吸光度越高,HCHO含量也越高
13.用N A表示阿伏伽德罗常数的值。
下列有关说法正确的是()
A.1mol氮气与3mol氢气反应,生成的氨分子数目为2N A
B.1.0mol•L-1Na2SO3水溶液中含有的硫原子数目为N A
C.电解饱和食盐水,当阳极产生11.2LH2时,转移的电子数为N A
D.常温下,3L0.1mol•L-1FeCl3溶液所含Fe3+数目小于0.3N A
14.N A代表阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是()
A.含1mol/LC1-的NH4Cl与氨水的中性混合溶液中,NH4+数为N A
B.60gSiO2和28gSi中各含有4N A个Si-O键和4N A个Si-Si键
C.标准状况下,浓盐酸分别与MnO2、KClO3反应制备22.4LCl2,转移的电子数均为2N A
D.10g46%甲酸(HCOOH)水溶液所含的氧原子数为0.5N A
15.将下列物质按电解质、非电解质、弱电解质分类顺序排列,正确的是()
A.硫酸烧碱醋酸
B.硫酸铜醋酸
C.高锰酸钾乙醇醋酸
D.磷酸二氧化碳硫酸钡
二、实验题(本题包括1个小题,共10分)
16.现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料,制取少量氮化镁(Mg3N2)。
已知这一过程中可能发生下列反应:
①2Mg+O2点燃2MgO ②3Mg+N2Mg3N2
③2Mg+CO2点燃2MgO+C④Mg+H2O(蒸气)=MgO+H2
⑤Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3可供选择的仪器和药品如下图所示。
且假设正确操作时,装置内所发生的反应是完全的。
试回答下列问题:
(1)实验开始时,先点燃________装置中的酒精灯,原因是________;再将与g连接的自来水龙头打开,形成自h导管流出的气流,则气流依次流经的导管为(填字母代号):h→________;
(2)你是否选择了B装置,理由是什么________________________ ;
(3)你是否选择了C装置,理由是什么________________________;
(4)如果同时点燃A、E装置的酒精灯,对实验结果产生的影响________ 为什么___
三、推断题(本题包括1个小题,共10分)
17.X、Y、Z、R、Q、M是六种短周期元素,原子序数依次增大。
X是原子半径最小的元素,Y的气态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,Z为地壳中含量最多的元素,R与X同主族;Y、R、Q最外层电子数之和为8,M的单质为黄绿色有害气体。
请回答下列问题:
(1)Q在元素周期表中的位置为__________________。
(2)Z、Q、M简单离子半径由大到小的顺序为(写元素离子符号)_______________。
(3)Y的气态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的原因:________________(用离子方程式表示)。
(4)QM2的电子式为______________。
(5)M的单质与R的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为______________。
四、综合题(本题包括2个小题,共20分)
18.乙二酸俗称草酸(结构简式为HOOC—COOH,可简写为H2C2O4),它是一种重要的化工原料。
(常温下0.01 mol/L的H2C2O4、KHC2O4、K2C2O4溶液的pH如表所示。
)填空:
H2C2O4KHC2O4K2C2O4
pH 2.1 3.1 8.1
(1)写出H2C2O4的电离方程式________________。
(2)KHC2O4溶液显酸性的原因是_________________;向0.1 mol/L的草酸氢钾溶液里滴加NaOH溶液至中性,此时溶液里各粒子浓度关系正确的是______。
a.c(K+)=c(HC2O4-)+c(H2C2O4)+c(C2O42-) b.c(Na+)=c(H2C2O4)+c(C2O42-)
c.c(K+)+c(Na+)=c(HC2O4-)+c(C2O42-) d.c(K+)>c(Na+)
(3)H2C2O4与酸性高锰酸钾溶液反应,现象是有气泡(CO2)产生,紫色消失。
写出反应的离子方程式
____________________;又知该反应开始时速率较慢,随后大大加快,可能的原因是
______________________。
19.(6分)工业上常利用CO2为初始反应物,合成一系列重要的化工原料。
(1)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。
在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应Ⅰ:2NH 3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s) △H1
反应Ⅱ:NH 2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2=+72.49kJ/mol
总反应:2NH 3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3=-86.98kJ/mol 请回答下列问题:
①根据8电子稳定构型,写出CO(NH2)2的结构式_________________。
②反应Ⅰ的△H1=______________。
③在____(填“高温”或“低温”)情况下有利于反应Ⅱ的自发进行。
④一定温度下,在体积固定的密闭容器中按n(NH3):n(CO2)=2:1 进行反应Ⅰ,下列能说明反应Ⅰ达到了平衡状态的是_______(填序号)。
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化
B.容器内气体总压强不再变化
C.NH3与CO2的转化率相等
D.容器内混合气体的密度不再变化
(2)将CO2和H2按质量比25:3充入一定体积的密闭容器中,在不同温度下发生反应:
CO 2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
测得CH3OH的物质的量随时间的变化如下图。
①曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K(Ⅰ)_____K(Ⅱ)(填“ >”“<”或“=”)。
②欲提高CH3OH的平衡产率,可采取的措施除改变温度外,还有__________________(任写两种)。
③一定温度下,在容积均为2L的两个恒容密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
容器甲乙
a molCO2、bmolH2、cmolCH3OH(g)
反应物起始投入量1molCO2、3molH2
c mol H2O(g) (a、b、c 均不为零)
若甲容器平衡后气体的压强为开始的5/6,则该温度下,反应的平衡常数为__________,要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,乙容器中c 的取值范围为_______。
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.D
【解析】
【详解】
A.氯气为单质,既不是电解质也不是非电解质,故A错误;
B.电解饱和食盐水制烧碱时,阳极应为惰性电极,如用铁作阳极,则阳极上铁被氧化,生成氢氧化亚铁,不能得到氯气,故B错误;
C.氯气和水的反应为可逆反应,故溶液中含有未反应的氯气分子,故HClO、Cl-、ClO-粒子数之和小于2N A,故C错误;
D.反应Al2O3(s)+3Cl2(g)+3C(s)═2AlCl3(g)+3CO(g)室温下不能自发进行,说明△H-T△S>0,反应的熵变△S>0,则△H>0,故D正确;
答案选D。
2.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.同周期主族元素,原子半径随原子序数的增大而减小,因此碳原子的半径大于氧原子,A项错误;
C H是苯的同系物的组成通式,芳香烃的同系物则不一定,B项错误;
B.n2n-6
C.12C和14C仅仅是中子数不同,均有6个质子和6个电子,因此原子结构示意图均为,C项正确;
D.基态氧原子有6个电子,和一个氢原子形成共价键后的电子后应该是7个,D项错误;
答案选C。
【点睛】
芳香化合物、芳香烃、苯的同系物,三者是包含的关系,同学们一定要注意辨别。
3.B
【解析】
【详解】
A. 平衡常数只与温度有关,根据图像,温度升高,平衡常数减小,说明平衡逆向移动,则反应为放热反应,故A正确;
B. 温度越高,反应速率越快,图1中Ⅰ、Ⅱ两点的速率v(Ⅰ)<v(Ⅱ),故B错误;
C. 由于纵坐标表示v逆,t3时v逆突然减小,且平衡不移动,只能是减小压强,说明该反应为气体体积不变的反应,说明A一定不是气体,故C正确;
D. 负极电极反应式为Al-3e-=Al 3+,正极反应式O2+2H2O+4e-═4OH-,总反应方程式为:
4Al+3O2+6H2O═4Al(OH)3,故D正确;
答案选B。
【点睛】
本题的难点为C,要抓住平衡不发生移动的点,加入催化剂,平衡不移动,但反应速率增大,应该是t4时的改变条件,t3时突然减小,且平衡不移动,只能是减小压强。
4.B
【解析】
【详解】
A. 35﹪- 40﹪的甲醛水溶液称为福尔马林具有防腐杀菌的效果,故A错误;
B. 液溴见光、受热易挥发,可以加少量水保存在棕色的试剂瓶中,故B正确;
C. 苯酚溶液的腐蚀性很强,如果不马上清洗掉,皮肤很快就会起泡,应马上用有机溶剂清洗,常用的有机溶剂就是酒精(苯酚在水中的溶解度很小),故C错误;
D. 油脂是油和脂肪的统称。
从化学成分上来讲油脂都是高级脂肪酸与甘油形成的酯。
油脂是烃的衍生物。
其中,油是不饱和高级脂肪酸甘油酯,脂肪是饱和高级脂肪酸甘油酯,所以油脂中的油含有不饱和键,可以使溴水褪色,而脂肪不能使溴水褪色。
故D错误。
答案选B。
5.B
【解析】
【详解】
A.氯化铵受热分解成氨和氯化氢气体,二者遇冷在气体发生装置的试管口附近化合生成氯化铵固体,A项
错误;
B.溴能与氢氧化钠溶液反应而溴苯不能,故可以用氢氧化钠溶液除去溴苯中溶解的棕色溴,溴苯的密度大于水,故下层液体颜色变浅,B项正确;
C.按图示操作不能形成喷泉,C项错误;
D.两烧杯中溶液放反了,闭合开关不能构成双液原电池,D项错误。
答案选B。
6.D
【解析】
【详解】
A.未指明气体所处的外界条件,不能确定CO2的物质的量,因此不能确定其中含有的原子数目,A错误;
B.硝酸铵是强酸弱碱盐,在溶液中NH4+发生水解反应而消耗,所以0.1 L 3 mol·L-1的NH4NO3溶液中含有的NH4+数目小于0.3×6.02×1023,B错误;
C.5.6gFe的物质的量是0.1mol,二者发生反应,若铁过量,则反应生成Fe2+,5.6gFe失去0.2×6.02×1023个电子,若硝酸足量,则5.6gFe失去0.3×6.02×1023,因此二者的相对物质的量多少不能确定,不能判断转移电子的物质的量,C错误;
D.在SiO2晶体中每个Si原子与相邻的4个O原子形成4个Si-O键,4.5g二氧化硅的物质的量是0.075mol,则其中含有的Si-O共价键数目为0.075mol×4×6.02×1023/mol=0.3×6.02×1023,D正确;
故合理选项是D。
7.C
【解析】
【分析】
【详解】
左侧电极附近Fe3+→Fe2+,发生了还原反应,该极为电解池的阴极,与之相连电源的A极为负极,A错误;与电源B相连电极为电解池的阳极,失电子发生氧化反应,B错误;双氧水能够把Fe2+氧化为Fe(OH)2+,C正确;每消耗1 mol O2,转移4 mol电子,根据H2O2+Fe2+=Fe(OH)2++·OH反应看出转移1 mol电子,生成1mol OH,所以应当生成4 mol OH;D错误;正确选项C。
8.C
【解析】
【分析】
根据实验现象逐步分析、推理,并进行验证,确定混合物的组成成分。
【详解】
A. 据转化关系图,气体A能使石灰水变学浑浊,则A中有CO2,X中有Na2CO3。
白色沉淀B能变成红褐色,则白色沉淀B中有Fe(OH)2,溶液A中有FeCl2,X中有Fe,进而气体A中必有H2,A项正确;
B. X 与过量盐酸反应生成沉淀A ,则X 中含Na 2SiO 3,沉淀A 为H 2SiO 3,B 项正确;
C. 溶液B 中加入硝酸银和稀硝酸生成白色沉淀C ,则C 为AgCl ,溶液B 中的Cl -可能全来自盐酸,则X 中不一定有MgCl 2,白色沉淀B 中可能只有Fe(OH)2,C 项错误;
D. 综上分析,固体混合物X 中一定含有Fe 、23Na CO 、23Na SiO ,可能有MgCl 2,D 项正确。
本题选C 。
9.B 【解析】 【详解】
根据图表可看出无水硫酸铜的质量每增加0.5g 析出硫酸铜晶体的质量就增加0.9g ,可求出增加0.7g 无水硫酸铜析出硫酸铜晶体的质量;设0.7g 无水硫酸铜可析出硫酸铜晶体的质量为x ,0.50.9=
0.7
x
,解得x=1.26;
6.2g 无水硫酸铜时,析出硫酸铜晶体的质量为:5.5g+1.26g=6.76g ; 答案选B 。
10.D 【解析】 【分析】 【详解】
根据方程式两端电荷守恒可知n =343
2
-=2,O 元素是-2价,所以R 的化合价是+6价, 答案选D 。
11.D 【解析】 【详解】
A .阴极b 极反应:2H ++2e -=H 2↑产生氢气发生了化学过程,氢气又被吸附在多孔石墨电极中发生了物理变化,故A 正确;
B .(i)为电解池,a 、b 两极均产生气泡即相当于电解水,如果原溶液是饱和溶液则电解一段时间后c(NaNO 3)不变,如果原溶液是不饱和溶液,则电解一段时间后c(NaNO 3)增大,故B 正确;
C .取出b 放到(ii)中即硫酸铜溶液中析出红色固体,说明b 产生的氢气吸附在多孔石墨电极中将铜置换出来,反应为:Cu 2++H 2=Cu+2H +,故C 正确;
D .(ii)中取出b ,则b 表面已经有析出的铜,所以放到(iii)中析出白色固体即Ag ,可能是铜置换的、也可能是b 产生的氢气吸附在多孔石墨电极中置换,则可能发生反应为:2Ag ++Cu=Cu 2++2Ag 和2Ag ++H 2=2Ag+2H +,故D 错误; 故答案为D 。
【详解】
A. 30g HCHO 的物质的量为1mol ,被氧化时生成二氧化碳,碳元素化合价从0价升高到+4价,所以转移电子4mol ,故A 错误;
B.过氧化氢能将Fe 2+氧化为Fe 3+,与Fe 3+不反应,所以不能用双氧水检验反应②后的溶液中是否存在Fe 3+,故B 错误;
C. 没有注明温度和压强,所以无法计算气体的物质的量,也无法计算参加反应的Ag 的物质的量,故C 错误;
D. 吸光度与溶液中有色物质的浓度成正比,吸光度越高,则说明反应②生成的Fe 2+越多,进一步说明反应①生成的Ag 越多,所以HCHO 含量也越高,故D 正确。
故选D 。
13.D
【解析】
【详解】
A .氮气与氢气反应为可逆反应,不能进行到底,所以1mol 氮气与3mol 氢气反应,生成的氨分子数目小于2N A ,故A 错误;
B .溶液体积未知,无法计算S 原子个数,故B 错误;
C .气体状况未知,无法计算其物质的量,故无法计算电子转移数,故C 错误;
D .三价铁离子为弱碱阳离子,水溶液中部分水解,所以常温下,3L0.1mol•L -1FeCI 3溶液所含Fe 3+数目小于0.3N A ,故D 正确;
故选:D 。
14.D
【解析】
【详解】
A .没有提供溶液的体积,无法计算混合溶液中NH 4+的数目,A 不正确;
B .60gSiO 2和28gSi 都为1mol ,分别含有4N A 个Si-O 键和2N A 个Si-Si 键,B 不正确;
C .标准状况下22.4LCl 2为1mol ,若由浓盐酸分别与MnO 2、KClO 3反应制得,则转移的电子数分别为2N A 、53
N A ,C 不正确; D .10g46%甲酸(HCOOH)水溶液所含的氧原子数为
A A 10g 46%210g 54%46g /mol 18g /mol
N N ⨯⨯⨯⨯+ =0.5N A ,D 正确; 故选D 。
在水溶液里或熔融状态下完全电离的是强电解质,部分电离的是弱电解质;在水溶液里或熔融状态下不导电的化合物是非电解质。
【详解】
A、烧碱是NaOH,属于强碱,是强电解质,选项A错误;
B、铜是单质,既不是电解质也不是非电解质,选项B错误;
C、高锰酸钾是盐,属于电解质,乙醇不能导电,属于非电解质,醋酸溶于水部分电离,属于弱电解质,选项C正确;
D、硫酸钡是盐,属于强电解质,选项D错误。
答案选C。
【点睛】
本题考查物质的分类、强弱电解质的判断,明确电解质是化合物及电解质与物质的溶解性没有必然的联系,如碳酸钙不溶于水,但属于强电解质是学生解答的难点。
二、实验题(本题包括1个小题,共10分)
16.E 避免从E装置出来的气流中还含有氧气f→e→d→c→m(n)→n(m)→a(b)→b (a) 选择,以除去水蒸气,避免反应④发生选择,以除去空气中的CO2,避免反应③发生使氮化镁不纯如果E中的铜粉没有达到反应温度时,氧气不能除尽,导致氧气同镁反应,而使氮化镁中混入氧化镁
【解析】
【分析】
实验室里用空气和镁粉为原料,制取少量氮化镁(Mg3N2)。
根据可能发生下列反应:①2Mg+O2点燃2MgO;
②3Mg+N2Mg3N2;③2Mg+CO2点燃2MgO+C;④Mg+H2O(蒸气)=MgO+H2;⑤Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3;利用该装置是制取氮化镁的装置的事实,联系镁可以与氧气及氮化镁能与水反应的性质,对实验的过程进行设计与分析:为防止反应过程中镁被氧化一般要排净容器中的空气,为防止氮化镁与水的反应所以要先把通入的氮气干燥。
【详解】
根据分析可知:利用该装置是制取氮化镁的装置的事实,联系镁可以与氧气及氮化镁能与水反应的性质,对实验的过程进行设计与分析:为防止反应过程中镁被氧化一般要排净容器中的空气,为防止氮化镁与水的反应所以要先把通入的氮气干燥。
则:
(1)因为氧气与灼热的铜反应,所以实验开始时,先点燃E装置中的酒精灯,原因是避免从E装置出来的气流中还含有氧气,因为需要先除二氧化碳,再除水分,后除氧气,故将与g连接的自来水龙头打开,形成自h导管流出的气流,则气流依次流经的导管为(填字母代号):h→f→e→d→c→m(n)→n(m)→a(b)→b(a);
(2)选择B装置,可以除去水蒸气,避免反应④发生;
(3)选择C装置,可以除去空气中的CO2,避免反应③发生;
(4)如果同时点燃A、E装置的酒精灯,对实验结果产生的影响为使氮化镁不纯。
如果E中的铜粉没有达到反应温度时,氧气不能除尽,导致氧气同镁反应,而使氮化镁中混入氧化镁。
三、推断题(本题包括1个小题,共10分)
17.第二周期ⅡA族Cl-> O2-> Mg2+NH3+H2O NH3•H2O NH4++OH-
Cl2+2OH-=Cl-+H2O+ClO-。
【解析】
【分析】
X、Y、Z、R、Q、M是六种短周期元素,原子序数依次增大。
X是原子半径最小的元素,则X为氢元素;Y的气态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则Y为氮元素;Z为地壳中含量最多的元素,则Z为氧元素;R与X同主族,原子序数大于氧元素,则R为钠元素;Y、R、Q最外层电子数之和为8,则Q的最外层电子数为8-5-1=2,故Q为镁元素;M的单质为黄绿色有害气体,则M为氯元素,据此分析。
【详解】
X、Y、Z、R、Q、M是六种短周期元素,原子序数依次增大。
X是原子半径最小的元素,则X为氢元素;Y的气态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则Y为氮元素;Z为地壳中含量最多的元素,则Z为氧元素;R与X同主族,原子序数大于氧元素,则R为钠元素;Y、R、Q最外层电子数之和为8,则Q的最外层电子数为8-5-1=2,故Q为镁元素;M的单质为黄绿色有害气体,则M为氯元素。
(1)Q为镁元素,在元素周期表中的位置为第二周期ⅡA族;
(2)Z、Q、M分别为O、Mg、Cl,Cl-比其他两种离子多一个电子层,O2-、Mg2+具有相同电子层结构,核电荷数大的Mg2+半径较小,故简单离子半径由大到小的顺序为Cl-> O2-> Mg2+;
(3)Y的气态氢化物NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的原因:NH3+H2O NH3•H2O NH4++OH-;(4)QM2为MgCl2,属于离子化合物,其电子式为;
(5)M的单质Cl2与R的最高价氧化物对应的水化物NaOH反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+H2O+ClO-。
四、综合题(本题包括2个小题,共20分)
18.H2C2O4H++HC2O4-、HC2O4-H++C2O42-HC2O4-的电离程度大于水解程度ad
5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 反应生成的Mn2+对该反应具有催化作用
【解析】
【分析】
(1)常温下0.01 mol/L的H2C2O4溶液的pH为2.1,KHC2O4的pH为3.1,说明草酸是二元弱酸;
(2)HC2O4-既能够电离也能够水解,KHC2O4溶液显酸性,说明HC2O4-的电离程度大于水解程度;
a.根据物料守恒判断;
b.根据电荷守恒判断;
c.根据物料守恒、电荷守恒判断;
d.若恰好反应,c(K+)=c(Na+),此时溶液呈碱性,故加入的氢氧化钠的物质的量略少些;
(3)草酸和高锰酸钾溶液反应在酸性溶液中发生氧化还原反应,草酸被氧化为二氧化碳,高锰酸钾被还原为锰离子;反应开始时速率较慢,随后大大加快,说明生成的Mn2+对该反应具有催化作用。
【详解】
(1)二元弱酸分步电离,草酸电离方程式为:H 2C2O4H++HC2O4-、HC2O4-H++C2O42-;
(2)HC2O4-既能够电离也能够水解,KHC2O4溶液显酸性,说明HC2O4-的电离程度大于水解程度。
a. 碳元素在溶液中存在形式有:HC2O4-、H2C2O4、C2O42-,根据物料守恒有c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-),A正确;
b. 根据电荷守恒有:c(K+)+c(Na+)+c(H+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+c(OH-),溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),故
c(K+)+c(Na+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-),B错误;
c. 由物料守恒可得c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)、根据电荷守恒可得:c(K+)+ c(Na+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)可知,c(Na+)=c(C2O42-)-c(H2C2O4),C错误;
d. 若恰好反应,c(K+)=c(Na+),此时得到的盐是强碱弱酸盐,水溶液呈碱性,故若溶液显中性,则加入的氢氧化钠的物质的量略少些,所以c(K+)>c(Na+),D正确;
故合理选项是ad;
(3)草酸和高锰酸钾溶液反应在酸性溶液中发生氧化还原反应,草酸被氧化为CO2,高锰酸钾被还原为Mn2+,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可得反应的离子方程式为:
5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,反应开始时速率较慢,随后大大加快,说明反应生成的Mn2+对该反应具有催化作用。
【点睛】
本题考查弱电解质的电离平衡及其应用,涉及草酸的电离方程式书写、电解质溶液中的电荷守恒和物料守恒、草酸的还原性以及影响化学反应速率的因素的探究,试题培养了学生的分析能力及灵活应用能力。
19.-159.47 kJ/mol 高温BD > 增大压强或增加CO2用量或及时分离出产物1/12 1/3<c<1
【解析】
【详解】
(1)①根据8电子稳定构型,CO(NH2)2的结构式为;
②反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)△H1=a kJ•mol-1,反应Ⅱ:NH2CO2NH4(s)
=CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H2=+72.49kJ•mol-1,总反应Ⅲ:2NH3(g)+CO2(g) =CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H3=-86.98kJ•mol-1,
由盖斯定律总反应Ⅲ-反应Ⅱ,得到2NH 3(g)+CO 2(g)=NH 2CO 2NH 4(s)△H 1=a=-159.47kJ•mol -1;
③反应Ⅱ:NH 2CO 2NH 4(s) =CO(NH 2)2(s)+H 2O(g)△H 2=+72.49kJ•mol -1,反应前后气体体积增大,△S >0,焓变分析可知是吸热反应,△H >0,所以依据反应自发进行的判断依据△H-T △S <0,需要在高温下反应自发进行,故答案为高温;
④A .反应I 中反应物为气体,生成物全部为固体,所以在反应前后,混合气体的平均相对分子质量保持不变,所以不能作为平衡状态的判断标志,选项A 错误;
B .反应I 中,气体的物质的量减小,所以反应的压强减小,所以容器内气体总压强不再变化时,说明反应处于平衡状态,选项B 正确;
C .NH 3与CO 2的转化率相等时,不能达到v 正( NH 3)=2v 逆(CO 2),反应没有达到平衡状态,选项C 错误;
D .反应I 中,容器体积不变,气体质量减小,所以当容器内混合气体的密度不再变化时,说明反应处于平衡状态,选项D 正确;
答案选BD ;
(2)①II 平衡时间小于I ,说明II 反应速率大于I ,且平衡时II 中CH 3OH 的物质的量小于I ,说明平衡向逆反应方向移动,则只能是升高温度,即II 的温度大于I ,温度越高,平衡向逆反应方向移动,导致化学平衡常数越小,所以K Ⅰ>K Ⅱ,故答案为>;
②欲提高CH 3OH 的平衡产率,则使平衡正向移动,可采取的措施除改变温度外,还有增大压强或增加CO 2用量或及时分离出产物;
③设二氧化碳反应量为x
CO 2(g)+3H 2(g) CH 3OH(g)+H 2O(g)
初始量(mol): 1 3 0 0
转化量(mol): x 3x x x
平衡量(mol):1-x 3-3x x x 甲中平衡后气体的压强为开始时的56倍,即42x 4-=56,解得x=13
mol , 反应的平衡常数为31116611213
⨯=⨯;依题意:甲、乙为等同平衡,且起始时维持反应逆向进行,所以全部由生成物投料,c 的物质的量为1mol ,c 的物质的量不能低于平衡时的物质的量13
mol ,所以c 的物质的量为:13
mol <c <1mol 。
【点睛】
本题的易错点为c 的取值范围的计算,根据平衡的三段式求出甲中平衡时各气体的物质的量,然后根据平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持反应逆向进行来判断范围。