高考化学大一轮复习 真题汇编 A单元 常用化学计量 苏教版-苏教版高三全册化学试题
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化学高考题分类目录
A单元常用化学计量
A1 阿伏伽德罗常数和物质的量
8.A1、A4[2016·全国卷Ⅰ] 设N A为阿伏伽德罗常数值。
下列有关叙述正确的是( ) A.14 g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2N A
B.1 mol N2与4 mol H2反应生成的NH3分子数为2N A
C.1 mol Fe溶于过量硝酸,电子转移数为2N A
D.标准状况下,2.24 L CCl4含有的共价键数为0.4N A
8.A [解析] 乙烯和丙烯的最简式均为CH2,14 g混合气体中含1 mol CH2,即氢原子数目为2N A,A项正确;N2与H2的反应为可逆反应,B项错误;Fe溶于过量硝酸中生成Fe(NO3)3,即1 mol Fe在反应中转移3 mol电子,C项错误;标准状况下,CCl4呈液态,无法用标准状况下的气体摩尔体积来确定物质的量和共价键数目,D项错误。
A2 气体摩尔体积和阿伏加德罗定律
7.F3 H3 A2 H1[2016·江苏卷] 下列说法正确的是( )
A.氢氧燃料电池工作时,H2在负极上失去电子
B.0.1 mol·L-1Na2CO3溶液加热后,溶液的pH减小
C.常温常压下,22.4 L Cl2中含有的分子数为6.02×1023个
D.室温下,稀释0.1 mol·L-1CH3COOH溶液,溶液的导电能力增强
7.A [解析] 氢氧燃料电池中,H2作为负极,失去电子发生氧化反应,A项正确;加热会促进CO2-3水解,溶液的碱性变强,pH增大,B项错误;常温常压下,22.4 L Cl2不是1 mol,无法确定其中的分子数,C项错误;稀释CH3COOH溶液时,CH3COOH电离产生的CH3COO -和H+数目增加,但CH
-和H+的浓度减小,导电能力减弱,D项错误。
3COO
4.A2[2016·四川卷] N A为阿伏伽德罗常数的值。
下列说法正确的是( )
A.2.4 g Mg在足量O2中燃烧,转移的电子数为0.1N A
B.标准状况下,5.6 L CO2气体中含有的氧原子数为0.5N A
C .氢原子数为0.4N A 的CH 3OH 分子中含有的σ键数为0.4N A
D .0.1 L 0.5 mol/L CH 3COOH 溶液中含有的H +
数为0.05N A
4.B [解析] 镁在足量的氧气中燃烧时生成MgO ,1 mol Mg 失去2 mol e -,2.4 g Mg 的物质的量为0.1 mol ,反应中失去0.2 mol e -,A 项错误;标准状况下5.6 L CO 2的物质的量为0.25 mol ,含有的氧原子数为0.5 mol ,B 项正确;根据CH 3—OH 可知,每个甲醇分子中含有5个σ键,氢原子数为0.4N A 的甲醇的物质的量为0.1 mol ,其含有0.5 mol σ键,C 项错误;0.1 L 0.5 mol/L CH 3COOH 溶液中溶质CH 3COOH 为0.05 mol ,CH 3COOH 是弱酸,不能完全电离,产生的H +数小于0.05N A ,D 项错误。
27.G1、G2、G5、A4、A2[2016·全国卷Ⅱ] 丙烯腈(CH 2===CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产。
主要副产物有丙烯醛(CH 2===CHCHO)和乙腈(CH 3CN)等。
回答下列问题:
(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C 3H 3N)和副产物丙烯醛(C 3H 4O)的热化学方程式如下:
①C 3H 6(g)+NH 3(g)+32O 2(g)===C 3H 3N(g)+3H 2O(g) ΔH =-515 kJ·mol -1
②C3H6(g)+O2(g)===C3H4O(g)+H2O(g) ΔH=-353 kJ·mol-1
两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是______________________________;有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是____________________________;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________________。
(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应的温度为460 ℃。
低于460 ℃时,丙烯腈的产率________(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是______________________________________;高于460 ℃时,丙烯腈产率降低的可能原因是________(双选,填标号)。
A.催化剂活性降低 B.平衡常数变大
C.副反应增多 D.反应活化能增大
图0-0
(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。
由图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为____,理由是________________________________________。
进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为________________________。
27.(1)两个反应均为放热量大的反应降低温度降低压强催化剂
(2)不是该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低AC
(3)1 该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低1∶7.5∶1
[解析] (1)由题意可知,反应①、②都是放热反应,反应①、②分别放出515 kJ·mol -1和353 kJ·mol-1热量,两反应均符合化学反应自发进行的焓判据;反应①的正反应是气体体积增大的放热反应,由勒夏特列原理可知,降温、减压均能使反应①的化学平衡向正反应方向移动,提高丙烯腈平衡产率;催化剂具有高度的专一性,因此提高丙烯腈反应选择性
的关键因素是催化剂,而非温度、压强。
(2)反应①的正反应是放热反应,如果已经达到化学平衡状态,当投料、压强、浓度等变量不变时,升温能使平衡左移,丙烯腈的产率逐渐减小,读图可知,低于460 ℃时,丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率。
温度高于460 ℃时,催化剂活性可能降低,导致丙烯腈产率降低,A 项正确;反应①的正反应是放热反应,升温使平衡逆向移动,平衡常数逐渐变小,B 项错误;温度高于460 ℃时,副反应进行程度可能增多,反应①进行程度减少,导致丙烯腈产率降低,C 项正确;反应活化能与催化剂有关,与温度、压强、浓度等无关,升高温度,不能使反应活化能改变,D 项错误。
(3)读图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为1,因为该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低。
由反应①的热化学方程式可知,进料气中氨、氧气、丙烯气体的理论体积之比为1∶1.5∶1,空气中氧气的体积分数约为1/5(氮气约占4/5),则进料气中氨、空气、丙烯的
理论体积比约为1∶1.5
15
∶1=1∶7.5∶1。
A3 物质的量浓度及溶液的配制
8.C1、C2、G1、J1、A3[2016·浙江卷] 下列叙述不正确的是( )
A .钾、钠、镁等活泼金属着火时,不能用泡沫灭火器灭火
B .探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响时,若先将两种溶液混合并计时,再用水浴加热至设定温度,则测得的反应速率偏高
C .蒸馏完毕后,应先停止加热,待装置冷却后,停止通水,再拆卸蒸馏装置
D .为准确配制一定物质的量浓度的溶液,定容过程中向容量瓶内加蒸馏水至接近刻度线时,改用滴管滴加蒸馏水至刻度线
8.B [解析] K 、Na 、Mg 均能与水和二氧化碳发生反应,A 项正确;探究温度对反应速率的对比实验中,先将硫代硫酸钠与稀硫酸加热到一定温度(初温相同),混合后与对照组比较,观察变浑浊的快慢,B 项错误;C 项正确;定容过程中向容量瓶加蒸馏水至刻度线1~2 cm 时,改用胶头滴管滴加,D 项正确。
36.O1、O4、O5、A3[2016·全国卷Ⅱ] [化学——选修2:化学与技术]
双氧水是一种重要的氧化剂、漂白剂和消毒剂。
生产双氧水常采用蒽醌法,其反应原理和生产流程如图所示:
A.氢化釜B.过滤器C.氧化塔D.萃取塔
E.净化塔F.工作液再生装置G.工作液配制装置
图0-0
生产过程中,把乙基蒽醌溶于有机溶剂配制成工作液,在一定的温度、压力和催化剂作用下进行氢化,再经氧化、萃取、净化等工艺得到双氧水。
回答下列问题:
(1)蒽醌法制备H2O2理论上消耗的原料是__________,循环使用的原料是________,配制工作液时采用有机溶剂而不采用水的原因是__________________________________________________________________________。
(2)氢化釜A中反应的化学方程式为________________________________________________。
进入氧化塔C的反应混合液中的主要溶质为____________。
(3)萃取塔D中的萃取剂是________,选择其作萃取剂的原因是____________________________________。
(4)工作液再生装置F 中要除净残留的H 2O 2,原因是______________________________________________。
(5)双氧水浓度可在酸性条件下用KMnO 4溶液测定,该反应的离子方程式为____________________________。
一种双氧水的质量分数为27.5%(密度为1.10 g·cm -3
),其浓度为________mol·L -1。
36.(1)氢气和氧气 乙基蒽醌 乙基蒽醌(乙基氢蒽醌)不溶于水,易溶于有机溶剂 (2)
+H 2――→催化剂
乙基氢蒽醌 (3)水 H 2O 2溶于水被水萃取,乙基蒽醌不溶于水
(4)H 2O 2分解放出氧气,与氢气混合,易发生爆炸
(5)2MnO -4+6H ++5H 2O 2===2Mn 2++8H 2O +5O 2↑ 8.9
[解析] (1)蒽醌法生产双氧水的反应原理为乙基蒽醌+H 2――→催化剂乙基氢蒽醌,乙基氢蒽
醌+O 2―→乙基蒽醌+H 2O 2,由上述两步反应相加可得总反应方程式为H 2+O 2――→催化剂H 2O 2,乙
基蒽醌是制备双氧水的催化剂,蒽醌法制备H 2O 2理论上消耗的原料是H 2、O 2;循环使用的原料是乙基蒽醌;乙基蒽醌(乙基氢蒽醌)不溶于水,易溶于有机溶剂。
(2)A 中反应物是乙基
蒽醌和氢气,反应的化学方程式为+H 2――→催化剂;A 中反应产生乙基氢蒽醌,它是进入C 中的反应混合液中的主要溶质。
(3)D 中的萃取剂是水,H 2O 2溶于水被水萃取,乙基蒽醌不溶于水,因此选择水作萃取剂。
(4)F 中残留H 2O 2,其分解产生的O 2可能通过G 进入A 中,氧气与氢气组成的混合气体易发生爆炸,从而引发安全事故,因此F 中要除尽残留的H 2O 2。
(5)双氧水可以被酸性高锰酸钾溶液氧化生成水和氧气,离子方程式为2MnO -4+6H ++5H 2O 2===2Mn 2++8H 2O +5O 2↑。
以1 L(即1000 cm 3
)该双氧水为研
究对象,溶质的c =n V =m M ·V =1000 cm 3×1.10 g ·cm -3×27.5%34 g ·mol -1×1 L
≈8.9 mol ·L -1。
A4 常用化学计量综合
8.A1、A4[2016·全国卷Ⅰ] 设N A 为阿伏伽德罗常数值。
下列有关叙述正确的是( )
A .14 g 乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2N A
B .1 mol N 2与4 mol H 2反应生成的NH 3分子数为2N A
C .1 mol Fe 溶于过量硝酸,电子转移数为2N A
D .标准状况下,2.24 L CCl 4含有的共价键数为0.4N A
8.A [解析] 乙烯和丙烯的最简式均为CH 2,14 g 混合气体中含1 mol CH 2,即氢原子数目为2N A ,A 项正确;N 2与H 2的反应为可逆反应,B 项错误;Fe 溶于过量硝酸中生成Fe(NO 3)3,即1 mol Fe 在反应中转移3 mol 电子,C 项错误;标准状况下,CCl 4呈液态,无法用标准状况下的气体摩尔体积来确定物质的量和共价键数目,D 项错误。
13.B3 A4[2016·上海卷] O 2F 2可以发生反应:H 2S +4O 2F 2―→SF 6+2HF +4O 2,下列说法正确的是( )
A .氧气是氧化产物
B .O 2F 2既是氧化剂又是还原剂
C .若生成4.48 L HF ,则转移0.8 mol 电子
D .还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶4
13.D [解析] 分析反应可知,H 2S 中-2价的S 被氧化成+6价的SF 6,O 2F 2中+1价的O 被还原成0价的O 2,故O 2F 2是氧化剂,H 2S 是还原剂,SF 6为氧化产物,O 2为还原产物,且还原剂与氧化剂的物质的量之比为1∶4,D 项正确,A 、B 项错误;C 项没有指明标准状况,故4.48 L 的HF 并不一定是0.2 mol ,转移电子数也不一定是0.8 mol ,C 项错误。
17.C3 A4[2016·上海卷] 某铁的氧化物(Fe x O)1.52 g 溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入标准状况下112 mL Cl 2,恰好将Fe 2+
完全氧化。
x 值为( )
A .0.80
B .0.85
C .0.90
D .0.93
17.A [解析] 解法一:写出Fe x O 与盐酸和Cl 2反应的总离子方程式:
Fe x O +2H ++3x -22Cl 2===xFe 3++(3x -2)Cl -+H 2O
56x +16
3x -22 1.52 g 0.005 mol
解得x =0.80
解法二:运用氧化还原反应得失电子守恒进行求算:
0.112 L ÷22.4 L ·mol -1×2 = (3-2x )×x × 1.52 g 56x g ·mol -1+16 g·mol
-1 解得x =0.80
故正确答案选A 。
22.D4 A4[2016·上海卷] 称取(NH 4)2SO 4和NH 4HSO 4混合物样品7.24 g ,加入含0.1 mol NaOH 的溶液,完全反应,生成NH 3 1792 mL(标准状况),则(NH 4)2SO 4和NH 4HSO 4的物质的量比为( )
A .1∶1
B .1∶2
C .1.87∶1
D .3.65∶1
22.C [解析] 生成NH 3的物质的量为1.792 L÷22.4 L·mol -1= 0.08 mol 。
向(NH 4)2SO 4和NH 4HSO 4混合物样品中加入NaOH 溶液,H +先和NaOH 发生中和反应,H +消耗完后,NH +4再和NaOH 反应生成NH 3。
(1)若最后NaOH 有剩余,而(NH 4)2SO 4和NH 4HSO 4完全反应,假设(NH 4)2SO 4的物质的量为x mol ,NH 4HSO 4的物质的量为y mol ,列出等式:2x mol +y mol =0.08 mol ,132 g·mol -1×x mol +115 g·mol -1×y mol =7.24 g ,解得x =0.02,y =0.04,则消耗NaOH 物质的量为0.08 mol +0.04 mol =0.12 mol>0.1 mol ,与题设不符,假设不成立;(2)若最后铵盐有剩余,而NaOH 完全反应,则根据n(H +)=0.10 mol -0.08 mol =0.02 mol ,可知NH 4HSO 4的物质的量为0.02 mol ,则求得(NH 4)2SO 4约为0.0374 mol ,C 项正确。
四、[2016·上海卷] NaCN 超标的电镀废水可用两段氧化法处理:
(1)NaCN 与NaClO 反应,生成NaOCN 和NaCl
(2)NaOCN 与NaClO 反应,生成Na 2CO 3、CO 2、NaCl 和N 2
已知HCN(K i =6.3×10
-10)有剧毒;HCN 、HOCN 中N 元素的化合价相同。
完成下列填空:
25.A4处理100 m 3含NaCN 10.3 mg/L 的废水,实际至少需NaClO________g(实际用量
应为理论值的4倍),才能使NaCN 含量低于0.5 mg/L ,达到排放标准。
25.14 900
[解析] 需要处理的NaCN 的质量为100×1000 L×(10.3 mg/L-0.5 mg/L)÷1000 mg/g =980 g 。
将两次氧化的方程式合并得总反应:
2NaCN +5NaClO===CO 2↑+ Na 2CO 3+5NaCl + N 2↑
2×49 5×74.5
980 g x
解得x =3725 g
由于实际用量为理论值的4倍,则实际用量为3725 g×4=14 900 g 。
七、[2016·上海卷] 半水煤气是工业合成氨的原料气,其主要成分是H 2、CO 、CO 2、N 2和H 2O(g)。
半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料。
H 2、N 2、CO CO 2、H 2O ――→CO 变换H 2、N 2CO 2
――→脱除CO 2H 2、N 2 完成下列填空:
38.A4半水煤气在铜催化下实现CO 变换:CO +H 2O ――→Cu △
CO 2+H 2 若半水煤气中V(H 2)∶V (CO)∶V(N 2)=38∶28∶22,经CO 变换后的气体中:
V(H 2)∶V(N 2)=________。
38.3∶1
[解析] CO 发生变换反应CO +H 2O ――→Cu △
CO 2+H 2,CO 全部转化为等量的H 2,变换后,V(H 2)∶V(N 2)=(38+28)∶22=3∶1。
53.A4[2016·上海卷]甲烷和水蒸气反应的产物是合成甲醇的原料:CH 4+H 2O ――→催化剂△
CO +3H 2
已知:CO +2H 2――→催化剂△CH 3OH CO 2+3H 2――→催化剂△
CH 3OH +H 2O 300 mol CH 4完全反应后的产物中,加入100 mol CO 2后合成甲醇。
若获得甲醇350 mol ,残留氢气120 mol ,计算CO 2的转化率。
53.80%
[解析] 300 mol CH 4完全反应产生H 2 900 mol 。
设CO 2转化率为α,CO 转化率为β。
300β+100α=350 600β+300α=900-120 α=80%
或设CO 2转化率为α。
900-(350-100α)×2-300α=120 α=
=80%
51.A4 B4[2016·上海卷]某H 2中含2.40 mol CO 2,该混合气体通入2.00 L NaOH 溶液中,CO 2被完全吸收。
如果NaOH 完全反应,该NaOH 溶液的浓度为______________________。
51.2.4 mol/L ≥c ≥1.2 mol/L
[解析] CO 2与NaOH 反应,根据二者量的不同,可以发生如下两个反应:(1)CO 2+NaOH===NaHCO 3(CO 2过量);CO 2+2NaOH===Na 2CO 3+H 2O(NaOH 过量)。
2.40 mol CO 2被NaOH 溶液完全吸收,则2.40 mol≤n(NaOH)≤4.80 mol ,则1.20 mol/L≤c (NaOH)≤2.40 mol/L 。
52.A4 B3 B4[2016·上海卷]CO 2和KO 2有下列反应:
4KO 2+2CO 2===2K 2CO 3+3O 2
4KO 2+4CO 2+2H 2O===4KHCO 3+3O 2
若9 mol CO 2在密封舱内和KO 2反应后生成9 mol O 2,则反应前密封舱内H 2O 的量应该是多少?列式计算。
52.8KO 2+6CO 2+2H 2O===2K 2CO 3+4KHCO 3+6O 2
n(CO 2)∶n(H 2O)=6∶2 n(H 2O)=(9 mol 6
)×2=3 mol [解析] 方法一:
写出反应中的方程式:
8KO 2+6CO 2+2H 2O===2K 2CO 3+4KHCO 3+6O 2
n(CO 2)∶n(H 2O)=6∶2,n(H 2O)=(9 mol 6
)×2=3 mol
方法二:
假设反应前密封舱内H 2O 的物质的量为x mol ,根据反应:
4KO 2+4CO 2+2H 2O===4KHCO 3+3O 2
4 2 3
2x x 1.5x
剩余CO 2的物质的量为(9-2x) mol ,根据反应:4KO 2+2CO 2===2K 2CO 3+3O 2,生成氧气的物质的量为1.5×(9-2x)mol 。
根据题意列出等式:1.5x mol +1.5×(9-2x) mol =9 mol ,x =3。
18.J5 A4[2016·江苏卷] 过氧化钙(CaO 2·8H 2O)是一种在水产养殖中广泛使用的供氧剂。
(1)Ca(OH)2悬浊液与H 2O 2溶液反应可制备CaO 2·8H 2O 。
Ca(OH)2+H 2O 2+6H 2O===CaO 2·8H 2O
反应时通常加入过量的Ca(OH)2,其目的是______________________________。
(2)向池塘水中加入一定量CaO 2·8H 2O 后,池塘水中浓度增加的离子有________(填序号)。
A .Ca 2+
B .H +
C .CO 2-3
D .OH -
(3)水中溶解氧的测定方法如下:向一定量水样中加入适量MnSO 4和碱性KI 溶液,生成MnO(OH)2沉淀,密封静置,加入适量稀H 2SO 4,待MnO(OH)2与I -完全反应生成Mn 2+和I 2后,以淀粉作指示剂,用Na 2S 2O 3标准溶液滴定至终点,测定过程中物质的转化关系如下:
O 2――→Mn 2+MnO(OH)2――→I -I 2――→S 2O 2-3S 4O 2-6
①写出O 2将Mn 2+氧化成MnO(OH)2的离子方程式:______________________________________________。
②取加过一定量CaO 2·8H 2O 的池塘水样100.00 mL ,按上述方法测定水样的溶解氧,消耗0.010 00 mol·L -1 Na 2S 2O 3标准溶液13.50 mL 。
计算该水样中的溶解氧(以mg·L -1表示),
写出计算过程。
18.(1)提高H 2O 2的利用率
(2)AD
(3)①2Mn 2++O 2+4OH -
===2MnO(OH)2↓
②在100.00 mL 水样中
I 2+2S 2O 2-3===2I -+S 4O 2-6
n(I 2)=c (Na 2S 2O 3)·V (Na 2S 2O 3)2
=0.010 00 mol·L -1×13.50 mL ×10-3 L ·mL -12
=6.750×10-5 mol
n[MnO(OH)2]=n(I 2)=6.750×10-5 mol
n(O 2)=12n[MnO(OH)2]=12
×6.750×10-5 mol =3.375×10-5 mol 水中溶解氧=
3.375×10-5 mol ×32 g ·mol -1×1000 mg ·g -1100.00 mL ×10-3 L ·mL
-1= 10.80 mg·L -1
[解析] (1)两者反应,增大其中一种物质的用量,可以提高另外一种物质的转化率。
(2)CaO 2溶于水生成Ca(OH)2,在池塘中电离出Ca 2+和OH -。
(3)①反应中Mn 由+2价升至+4价,O 由0价降至-2价,根据Mn 和O 得失电子守恒配平反应,并用OH -平衡电荷。
②找出反应之间的关系:n(O 2)~12n[MnO(OH)2]~12
n(I 2)~,根据Na 2S 2O 3的消耗量,
可计算出水样中的溶解氧。
27.C2、C3、H3、B3、E1、A4[2016·浙江卷] Ⅰ.化合物Mg 5Al 3(OH)19(H 2O)4可作环保型阻燃材料,受热时按如下化学方程式分解:
2Mg 5Al 3(OH)19(H 2O)4=====△27H 2O ↑+10MgO +3Al 2O 3
(1)写出该化合物作阻燃剂的两条依据:____________________________________________________________。
(2)用离子方程式表示除去固体产物中Al2O3的原理:______________________________________________。
(3)已知MgO可溶于NH4Cl的水溶液,用化学方程式表示其原理:______________________________________。
Ⅱ.磁性材料A是由两种元素组成的化合物,某研究小组按如图流程探究其组成:
图0-0
请回答:
(1)A的组成元素为________(用元素符号表示),化学式为________。
(2)溶液C可溶解铜片,例举该反应的一个实际应用:____________。
(3)已知化合物A能与稀硫酸反应,生成一种淡黄色不溶物和一种气体(标况下的密度为1.518 g·L-1),该气体分子的电子式为________________。
写出该反应的离子方程式:______________________________________。
(4)写出F→G反应的化学方程式:________________________________________________。
设计实验方案探究溶液G中的主要微粒(不考虑H2O、H+、K+、I-):_______________________________________________________________________________ ___________________。
27.Ⅰ.(1)反应吸热降低温度,固体氧化物隔绝空气,水蒸气稀释空气
(2)Al2O3+2OH-===2AlO-2+H2O
(3)MgO+2NH4Cl+H2O===MgCl2+2NH3·H2O或NH4Cl+H2O NH3·H2O+HCl,MgO+2HCl===MgCl2+H2O
Ⅱ.(1)S、Fe Fe3S4
(2)制印刷电路板
(3) Fe3S4+6H+===3H2S↑+3Fe2++S
(4)H 2SO 3+I 2+H 2O===H 2SO 4+2HI
取溶液G ,加入过量BaCl 2溶液,若产生白色沉淀,则有SO 2-
4;过滤后取滤液,滴加H 2O 2溶液,若再产生白色沉淀,则有H 2SO 3。
[解析] Ⅰ.(1)通过反应的方程式可以看出,该反应为吸热反应,能降低周围温度;该反应产生的MgO 、Al 2O 3会覆盖在可燃物的表面从而隔绝空气;生成的水蒸气能稀释空气而降低O 2的浓度。
(2)Al 2O 3是两性氧化物,而MgO 是碱性氧化物,所以用NaOH 溶液可以除去Al 2O 3。
(3)NH 4Cl 溶液中,由于NH +4水解而使溶液显酸性,溶液中的H +能与加入的MgO 反应而使MgO 溶解。
Ⅱ.加入KSCN 溶液显红色,说明溶液中含有Fe 3+,故C 溶液为FeCl 3溶液,B 为Fe 2O 3固体;由F 生成G 的现象可知,在该反应中I 2被还原,则F 具有还原性,常见的还原性的酸为H 2SO 3,故F 为H 2SO 3,G 中含有H 2SO 4,E 为SO 2。
(1)根据B 、E 的成分可知,化合物A
中含有Fe 、S 两种元素;根据Fe 2O 3的质量为2.400 g 可知,A 中含有n(Fe)= 2.400 g 160 g·mol
-1×2=0.03 mol ,则A 中含有n(S)=2.960 g -0.03 mol×56 g·mol -132 g ·mol
-1=0.04 mol ,所以A 的化学式为Fe 3S 4。
(2)FeCl 3常用于制印刷电路板。
(3)根据气体在标况下的密度可知M(气体)=22.4 L·mol -1×1.518 g ·L -1=34 g·mol -1,故该气体为H 2S ,其结构与水分子相似;在该反应中生成的淡黄色不溶物为单质硫,反应中的铁元素全部转变为Fe 2+。
(4)F 生成G 的反应中,H 2SO 3被I 2氧化为H 2SO 4,而I 2被还原为HI ,反应的化学方程式为H 2SO 3+I 2+H 2O===H 2SO 4+2HI ;根据要求可知主要检验SO 2-4和H 2SO 3的存在,SO 2-4可用BaCl 2溶液检验,而H 2SO 3可用H 2O 2氧化后再用BaCl 2检验。
29.J1、J2、J4、A4[2016·浙江卷] 无水MgBr 2可用作催化剂。
实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr 2,装置如图,主要步骤如下:
图0-0
步骤1 三颈瓶中装入10 g镁屑和150 mL无水乙醚;装置B中加入15 mL液溴。
步骤2 缓慢通入干燥的氮气,直至溴完全导入三颈瓶中。
步骤3 反应完毕后恢复至室温,过滤,滤液转移至另一干燥的烧瓶中,冷却至0 ℃,析出晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗品。
步骤4 常温下用苯溶解粗品,冷却至0 ℃,析出晶体,过滤,洗涤得三乙醚合溴化镁,加热至160 ℃分解得无水MgBr2产品。
已知:①Mg和Br2反应剧烈放热;MgBr2具有强吸水性。
②MgBr2+3C2H5OC2H5MgBr2·3C2H5OC2H5
请回答:
(1)仪器A的名称是____________。
实验中不能用干燥空气代替干燥N2,原因是____________________________。
(2)如将装置B改为装置C(图0-0),可能会导致的后果是____________________________________________。
图0-0
(3)步骤3中,第一次过滤除去的物质是____________。
(4)有关步骤4的说法,正确的是__________________。
A.可用95%的乙醇代替苯溶解粗品
B.洗涤晶体可选用0 ℃的苯
C.加热至160 ℃的主要目的是除去苯
D.该步骤的目的是除去乙醚和可能残留的溴
(5)为测定产品的纯度,可用EDTA(简写为Y4-)标准溶液滴定,反应的离子方程式:
Mg2++Y4-===MgY2-
①滴定前润洗滴定管的操作方法是________________________________________________________________。
②测定前,先称取0.250 0 g无水MgBr2产品,溶解后,用0.050 0 mol·L-1的EDTA 标准溶液滴定至终点,消耗EDTA标准溶液26.50 mL,则测得无水MgBr2产品的纯度是______________________(以质量分数表示)。
29.(1)干燥管防止镁屑与氧气反应,生成的MgO阻碍Mg和Br2的反应
(2)会将液溴快速压入三颈瓶,反应过快大量放热而存在安全隐患
(3)镁屑(4)BD
(5)①从滴定管上口加入少量待测液,倾斜着转动滴定管,使液体润湿内壁,然后从下部放出,重复2~3次
②97.5%
[解析] (1)仪器A为球形干燥管;金属镁为活泼金属,很容易与空气中的O2反应,所以不能用干燥空气代替干燥的N2。
(2)因为液溴极易挥发,装置B是通过N2带着溴蒸气进入三颈瓶,而装置C是利用N2将液溴直接压入三颈瓶中,因加入大量液溴而使得反应过快。
(3)镁屑与液溴反应时,镁屑过量,第一次过滤除去的是没有反应的镁屑。
(4)因为MgBr2具有强吸水性,故不能用95%的乙醇洗涤产品,A项错误;用苯溶解晶体后再冷却至0 ℃,故可以用0 ℃苯洗涤晶体,B项正确;加热到160 ℃时,除去苯的同时也除去了乙醚,C项错误;D项正确。
(5)②结合关系式MgBr2~Mg2+~Y4-,产品的纯度=97.5%。
26.A4、B3、D4、H1[2016·全国卷Ⅱ] 联氨(又称肼,N2H4,无色液体)是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。
回答下列问题:
(1)联氨分子的电子式为______________,其中氮的化合价为________。
(2)实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨,反应的化学方程式为________________________________。
(3)①2O2(g)+N2(g)===N2O4(l) ΔH1
②N2(g)+2H2(g)===N2H4(l) ΔH2
③O2(g)+2H2(g)===2H2O(g) ΔH3
④2N2H4(l)+N2O4(l)===3N2(g)+4H2O(g) ΔH4=-1 048.9 kJ·mol-1
上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=____________,联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为______________________________________________________。
(4)联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。
联氨第一步电离反应的平衡常数值为__________________(已知:N2H4+H+N2H+5的K=8.7×107;K W=1.0×10-14)。
联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为____________________________________________。
(5)联氨是一种常用的还原剂。
向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液,观察到的现象是______________________________________________。
联氨可用于处理高压锅炉水中的氧,防止锅炉被腐蚀。
理论上1 kg的联氨可除去水中溶解的O2________kg;与使用Na2SO3处理水中溶解的O2相比,联氨的优点是________________________________________________________________。
26.(1) -2
(2)2NH3+NaClO===N2H4+NaCl+H2O
(3)2ΔH3-2ΔH2-ΔH1反应放热量大、产生大量气体
(4)8.7×10-7N2H6(HSO4)2
(5)固体逐渐变黑,并有气泡产生 1 N2H4的用量少,不产生其他杂质(还原产物为N2和H2O,而Na2SO3产生Na2SO4)
[解析] (1)N、H均为非金属元素,根据各原子核最外层电子数分析可知,联氨分子含
有1个N—N键、4个N—H键,其电子式为;N2H4是共价化合物,根据电子式可知氮元素的化合价为-2价,氢元素的化合价为+1价。
(2)由题意可知,次氯酸钠是强氧化剂,氨是还原剂,氮元素由-3价升高到-2价,失去1个电子,生成联氨,氯元素由+1价降低到-1价,得到2个电子,生成稳定的氯化钠,则反应的化学方程式为2NH3+NaClO===N2H4+NaCl+H2O。
(3)观察可知,四个热化学方程式关系式为③×2-②×2-①=④,由盖斯定律可知2ΔH3-2ΔH2-ΔH1=ΔH4;由反应④可知,2 mol N2H4(l)和1 mol N2O4(l)反应生成3 mol N2(g)和4 mol H2O(g)时,放出1 048.9 kJ热量,且产生7 mol气体,由此推断,联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因是反应放热量大、产生大量气体。
(4)由题
给信息可知,N2H4+H+N2H+5的K=
c(N2H+5)
c(N2H4)·c(H+)
=8.7×107,K W=c(H+)·c(OH-)
=1.0×10-14,联氨在水溶液中的第一步电离平衡为N2H4+H2O N2H+5+OH-,其电离常数
K b1=c (N 2H +5) ·c (OH -)c (N 2H 4)=c (N 2H +5)·c (OH -)·c (H +)c (N 2H 4)·c (H +)=c (N 2H +5)c (N 2H 4)·c (H +)
×c(OH -)·c(H +)=K ×K W =8.7×107×1.0×10-14=8.7×10-7
;由题意可知,二元弱碱与硫酸中和所得正盐为N 2H 6SO 4,该正盐与硫酸继续反应生成的酸式盐为N 2H 6(HSO 4)2。
(5)由题意可知,联氨是还原剂,AgBr 是氧化剂,两者反应时,AgBr 中银元素由+1价降低到0价,生成的单质银或银粉覆盖在淡黄色的溴化银固体表面,联氨中氮元素由-2价升高到0价,生成氮气,反应的化学方程式为N 2H 4+4AgBr ===N 2↑+4Ag +4HBr(可能还发生反应N 2H 4+HBr===N 2H 5Br),因此可观察到淡黄色固体逐渐变黑,并有气泡产生。
由N 2H 4+O 2===N 2↑ +2H 2O 可知,1 mol 联氨可除去1 mol O 2,又因为M(N 2H 4)=M(O 2),m =n ·M ,1 kg 联氨可除去O 2的质量为1 kg ;用亚硫酸钠处理水中溶解氧的原理为2Na 2SO 3+O 2===2Na 2SO 4,处理等物质的量的O 2时,消耗联氨的物质的量仅为消耗亚硫酸钠的物质的量的一半,且联氨与氧气反应的产物为N 2和H 2O ,而亚硫酸钠与氧气反应的产物为Na 2SO 4。
27.G1、G2、G5、A4、A2[2016·全国卷Ⅱ] 丙烯腈(CH 2===CHCN)是一种重要的化工原料,工业上可用“丙烯氨氧化法”生产。
主要副产物有丙烯醛(CH 2===CHCHO)和乙腈(CH 3CN)等。
回答下列问题:
(1)以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C 3H 3N)和副产物丙烯醛(C 3H 4O)的热化学方程式如下:
①C 3H 6(g)+NH 3(g)+32
O 2(g)===C 3H 3N(g)+3H 2O(g) ΔH =-515 kJ·mol -1 ②C 3H 6(g)+O 2(g)===C 3H 4O(g)+H 2O(g) ΔH =-353 kJ ·mol -1
两个反应在热力学上趋势均很大,其原因是______________________________;有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是____________________________;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________________。
(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应的温度为460 ℃。
低于460 ℃时,丙烯腈的产率________(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是______________________________________;高于460 ℃时,丙烯腈产率降低的可能原因是________(双选,填标号)。
A .催化剂活性降低
B .平衡常数变大
C.副反应增多 D.反应活化能增大
图0-0
(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。
由图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为____,理由是________________________________________。
进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为________________________。
27.(1)两个反应均为放热量大的反应降低温度降低压强催化剂
(2)不是该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低AC
(3)1 该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低1∶7.5∶1
[解析] (1)由题意可知,反应①、②都是放热反应,反应①、②分别放出515 kJ·mol -1和353 kJ·mol-1热量,两反应均符合化学反应自发进行的焓判据;反应①的正反应是气体体积增大的放热反应,由勒夏特列原理可知,降温、减压均能使反应①的化学平衡向正反应方向移动,提高丙烯腈平衡产率;催化剂具有高度的专一性,因此提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂,而非温度、压强。
(2)反应①的正反应是放热反应,如果已经达到化学平衡状态,当投料、压强、浓度等变量不变时,升温能使平衡左移,丙烯腈的产率逐渐减小,读图可知,低于460 ℃时,丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率。
温度高于460 ℃时,催化剂活性可能降低,导致丙烯腈产率降低,A项正确;反应①的正反应是放热反应,升温使平衡逆向移动,平衡常数逐渐变小,B项错误;温度高于460 ℃时,副反应进行程度可能增多,反应①进行程度减少,导致丙烯腈产率降低,C项正确;反应活化能与催化剂有关,与温度、压强、浓度等无关,升高温度,不能使反应活化能改变,D项错误。
(3)读图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为1,因为该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低。
由反应①的热化学方程式可知,进料气中氨、氧气、丙烯气体的理论体积之比为1∶1.5∶1,空气中氧气的体积分数约为1/5(氮气约占4/5),则进料气中氨、空气、丙烯的
理论体积比约为1∶1.5
15
∶1=1∶7.5∶1。
1.[2016·湖南东部六校联考] 设N A 代表阿伏伽德罗常数的值,N 表示粒子数。
下列叙述正确的是( )
A .将CO 2通过Na 2O 2使其增重a g 时,反应中转移电子数为aN A 14
B .将1 mol Cl 2通入水中,则N(HClO)+N(Cl -)+N(ClO -
)=2N A
C .2.24 L 的CH 4中含有的C —H 键键数为0.4N A
D .常温常压下,3.0 g 含甲醛(HCHO)的冰醋酸中含有的原子总数为0.4N A
1.D [解析] 根据方程式2Na 2O 2+2CO 2===2Na 2CO 3+O 2可知,2 mol Na 2O 2参加反应,固
体增重56 g ,转移2 mol 电子,则增重a g 时,反应中转移电子数为aN A 28
,A 错误。
将1 mol Cl 2通入水中,根据氯元素守恒得2N(Cl 2)+N(HClO)+N(ClO -)+N(Cl -)=2N A ,B 错误。
2.24 L 的CH 4没指明标准状况,C 错误。
甲醛(HCHO)与冰醋酸的最简式都为CH 2O ,含有的原子总数为0.4N A ,D 正确。
2.[2016·淮南一模] 设N A 为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A .常温常压下,0.1 mol C 8H 18所含有的共价键数目为2.5N A
B .1 L 1 mol ·L -1 FeCl 3溶液完全水解产生的Fe(OH)3胶体粒子数为N A
C .氢氧燃料电池正极消耗22.4 L 气体时,电路中通过的电子数目为4N A
D .28.6 g Na 2CO 3·10H 2O 溶于水配成1 L 溶液,该溶液中阴离子数目为0.1N A
2.A [解析] 0.1 mol C 8H 18所含共价键数目为2.5N A ,A 正确;胶粒是很多微粒的集合体,故1 mol FeCl 3完全水解形成的Fe(OH)3胶粒数远小于N A ,B 错误;22.4 L 没有指明是否为标准状况,C 错误;0.1 mol Na 2CO 3·10H 2O 溶于水,CO 2-3水解生成HCO -3和OH -,阴离子数目增加,所以该溶液中阴离子数目大于0.1N A ,D 错误。
3.[2016·太原期末] 设N A 为阿伏伽德罗常数的值。
下列说法正确的是( )。