第2章化学键化学反应规律
一、选择题(共16题)
1.反应,在四种不同情况下的反应速率分别为①、②、③、④,该反应在四种不同情况下进行的快慢顺序为
A. B.
C. D.
2.如图所示为800℃时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化只从图上分析不能得出的结论是
A.A是反应物
B.前2 min A的分解速率为0.1mol L-1 min-1
C.达平衡后,若升高温度,平衡向正反应方向移动
D.达平衡后,若增大压强,平衡向逆反应方向移动
3.铜板上铁铆钉处的吸氧腐蚀原理如图所示,下列有关说法中不正确的
A.此过程中铜并不被腐蚀
B.此过程中正极电极反应式为:2H++2e- = H2↑
C.此过程中电子从Fe移向Cu
D.此过程中还涉及到反应:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
4.4.0mol PCl3和2.0mol Cl2充入体积不变的密闭容器中,一定条件下发生下述反应:PCl3(g)+Cl2(g) PCl5(g) 达到平衡后,PCl5为0.8 mol,如果此时再充入4.0mol PCl3和2.0mol Cl2,相同温度下再达到平衡时PCl5的物质的量是( )
A.1.6mol B.小于1.6mol C.0.8mol D.大于1.6mol
5.下列哪种说法可以证明反应N2+3H22NH3已达到平衡状态
A.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—N键形成
B.1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键断裂
C.1个N≡N键断裂的同时,有6个H—N键断裂
D.1个N≡N键断裂的同时,有6个H—N键形成
6.下列有关判断的依据不正确的是
A.吸热反应:是否要进行加热
B.氧化还原反应:是否有元素化合价的变化
C.化学平衡状态:平衡体系中各组分的质量分数不再改变
D.离子化合物:是否含有离子键
7.已知H-H键、Cl-Cl键和H-Cl键的键能分别为436kJ·mol-1、243kJ·mol-1和431kJ·mol-1,则由Cl2(g)和H2(g)反应生成1molHCl(g)时的能量变化是:
A.放热183kJ B.放热91.5kJ C.吸热183kJ D.吸热91.5kJ
8.X、Y、Z和W代表原子序数依次增大的四种短周期主族元素。它们满足以下条件:①在元素周期表中,Z与Y、W均相邻;②X、Y、W分别位于不同周期;③Y、Z、W三种元素的原子最外层电子数之和为17。下列说法错误的是
A.X、Y、Z能形成共价化合物
B.Y和Z元素的原子半径大小顺序为Y > Z
C.X与Y、Z之间形成的核外电子总数为10的微粒只有YX3和X2Z
D.Z、W元素的最简单氢化物的沸点和稳定性均为H2Z > H2W
9.下列实验可以达到实验目的的是
编号 实验目的 实 验
A 观察含Fe3+水溶液的颜色 氧化铁中加入过量的HI溶液,溶液呈棕黄色
B 比较CH3COOH和HClO酸性强弱 用pH计或pH试纸测浓度均为0.10 mol·L-1NaClO溶液和CH3COONa溶液的pH值
C 探究浓度对反应速率的影响 向2支盛有5 mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2 mL 5%H2O2溶液,观察实验现象
D 比较探究Mg和Al的金属性强弱 向两只试管放入已经去除氧化膜﹑大小和形状均相同的镁条和铝条,再各加入2ml 2 mol·L-1的盐酸,比较实验现象
A.A B.B C.C D.D
10.原电池电极的“正”与“负”不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。下列说法中正确的是
A.由和溶液组成的原电池中,负极反应式为:
B.由和稀硫酸组成的原电池中,负极反应式为
C.由和溶液组成的原电池中,负极反应式为:=
D.由和浓组成的原电池中,负极反应式为:
11.下列实验操作得到的现象和结论均正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 在滴有酚酞的Na2CO3溶液中,加入BaCl2溶液 溶液褪色 BaCl2溶液显酸性
B 向25mL沸水中滴加5~6滴FeCl3饱和溶液,继续煮沸 生成红褐色沉淀 制得Fe(OH)3胶体
C 向H2S溶液中滴加CuSO4溶液 生成蓝色沉淀 H2S酸性比H2SO4强
D 向两支盛有KI3溶液的试管中,分别滴加淀粉溶液和AgNO3溶液 前者溶液变蓝,后者有黄色沉淀 KI3溶液中存在I2和I-
A.A B.B C.C D.D
12.下列实验装置,其中按要求设计正确的是
A.电解饱和食盐水 B.锌铜原电池
C.电镀银 D.电解精炼铜
13.在2.0L恒温恒容密闭容器中充入1.0molHCl和0.3molO2,加入催化剂发生反应:,HCl、O2的物质的量随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A.t2时,v(正)=v(逆)
B.加入催化剂反应速率不变
C.t1时容器内气体的总压强比t2时的大
D.t3时,容器中c(Cl2)=c(H2O)=0.2mol·L-1
14.一种新型燃料电池,它以多孔镍板为电极,两电极插入KOH溶液中,向两极分别通入乙烷和氧气,其电极反应式为C2H6+18OH--14e-=2CO+12H2O,2H2O+O2+4e-=4OH-。有关此电池的推断正确的是
A.电池工作过程中,溶液的碱性逐渐减小
B.正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为7∶2
C.通入乙烷的电极为正极
D.电解质溶液中的OH-向正极移动
15.工业制硫酸的一步重要反应为2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H<0。下列说法正确的是
A.其他条件不变时,升高温度,平衡向逆反应方向移动
B.其他条件不变时,增大c(O2),SO2的平衡转化率增大
C.其他条件不变时,增大压强,该反应的平衡常数增大
D.将2mol SO2和1mol O2混合,充分反应后得到2mol SO3
16.T1℃时,向容积为2L的恒容密闭容器中充入SO2和O2发生反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),容器中各组分的物质的量随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A.a、b两点反应速率vaB.0-t2时间段,反应速率v(SO3)=mol L-1 min-1
C.t2时刻,向容器中充入一定体积的气体氦,则v正、v逆均不变
D.若反应在T2℃进行(T2二、综合题
17.某温度时,在4L的容器中,X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)由图中数据分析,该反应的化学方程式为:_______;
(2)反应从开始至2min内X的平均反应速率是:_______。
18.共价键的键能
(1)共价键的键能:
共价键的键能是指_______,共价键的键能越大,共价键越_______。
(2)共价键键能的意义:
如:H-H的键能为436.4kJ·mol-1,则H2(g)=2H(g),ΔH=_______ kJ·mol-1;利用键能估算化学反应的反应热:ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能
19.写出下列物质的电子式。
(1)N2_____;(2)CO2_____;(3)Na2O2_____。
20.(1)某化学反应,设反应物总能量为E1,生成物总能量为E2。若E1>E2,则该反应为______热反应,该反应的能量转化是_________________________。
(2)用锌片、铜片和稀盐酸组成的原电池,正极的电极反应是___________________,负极的电极反应是_______________________,原电池的总反应是_____________________。
21.某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 mol·L-1、2.00 mol·L-1,大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,实验温度为298 K、308 K,每次实验HNO3的用量为25.0 mL、大理石用量为10.00 g。
(1)请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:
实验编号 T/K 大理石规格 HNO3浓度/mol·L-1 实验目的
① 298 粗颗粒 2.00 (Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响; (Ⅱ)实验①和③探究温度对该反应速率的影响; (Ⅲ)实验①和④探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响;
② _____ _____ _____
③ _____ _____ _____
④ _____ _____ _____
(2)实验装置如图1所示,如何检验该装置的气密性________________________________
(3)实验①中CO2质量随时间变化的关系见下图2:依据反应方程式CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O,计算实验①在70-90 s范围内HNO3的平均反应速率________________________
(4)请在答题卡的框图中,画出实验②、③和④中CO2质量随时间变化关系的预期结果示意图。_______
22.I、工业合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就,在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题。工业合成氢反应方程式如下。
(1)已知键键能为,键键能为,键键能为。若有完全转化为,理论上___________(选填"放出"或"吸收")热量。
(2)为探究影响合成氨转化率的因素,小芳同学利用控制变量法测得平衡状态下含量如下表(其他因素相同),回答下列问题。
压强 温度℃
①当合成氨反应达到平衡状态时,若再升高温度,v(正)___________(填“增大”“不变”“减小”,下同),v(逆)___________。
②结合实际,请分析为什么工业合成氨压强通常控制在而不是选择更大的压强?___________。
Ⅱ、在恒温下,将的和的充入恒容的密闭容器中发生如下反应: 。下图是和的浓度随时间变化的关系图,回答下列问题∶
(1)内,的平均反应速率是___________。
(2)设起始压强为p,平衡时压强为,则的值为___________。
(3)根据反应原理下列描述能说明反应达到最大限度的是___________。
A.的物质的量比为
B.混合气体的压强不随时间的变化而改变
C.单位时间内每消耗,同时生成
D.反应速率∶
23.A、B、C、D、E、F是元素周期表中前四周期元素,且原子序数依次增大,其相关信息如下:
①A的周期序数等于其主族序数;
②B、D原子的L层中都有两个未成对电子;
③E元素原子最外层电子排布式为(n+1)Sn(n+1)Pn-1;
④F原子有四个能层,K、L、M全充满,最外层只有一个电子。
试回答下列问题:
(1)基态E原子中,电子占据的最高能层符号为_____,F的价层电子排布式为_________________。
(2)B、C、D的电负性由大到小的顺序为_________(用元素符号填写),C与A形成的分子CA3的VSEPR模型为__________。
(3)B和D分别与A形成的化合物的稳定性:BA4小于A2D,原因是______________________________。
(4)以E、F的单质为电极,组成如图所示的装置,E极的电极反应式为_____________________________。
(5)向盛有F的硫酸盐FSO4的试管里逐滴加入氨水,首先出现蓝色沉淀,继续滴加氨水,蓝色沉淀溶解,得到深蓝色溶液,再向深蓝色透明溶液中加入乙醇,析出深蓝色晶体。蓝色沉淀溶解的离子方程式为___________________________。
(6)F的晶胞结构(面心立方)如右图所示:已知两个最近的F的距离为acm,F的密度为__________g/cm3(阿伏加德罗常数用NA表示,F的相对原子质量用M表示)
24.研究物质的结构,用来探寻物质的性质,是我们学习化学的重要方法。回答下列问题:
(1)Fe、Ru、Os在元素周期表中处于同一列,人们已经发现和应用了Ru、Os的四氧化物。量子化学理论预测铁也存在四氧化物,但最终人们发现铁的化合价不是+8而是+6。OsO4分子空间形状是____________,铁的“四氧化物”分子中,铁的价电子排布式是____________,氧的化合价是___________。
(2)NH3分子中H—N—H键角为106.7°,在Ag(NH3)2+中,H—N—H键角近似109.5°,键角变大的原因是_______________________。
(3)氢键的本质是缺电子的氢原子和富电子的原子或原子团之间的一种弱的电性作用。近年来,人们发现了双氢键,双氢键是指带正电的H原子与带负电的H原子之间的一种弱电性相互作用。下列不可能形成双氢键的是_______。
a.Be—H…H—O b.O—H…H—N c.B—H…H—N d.Si—H…H—Al
(4)冰晶石(Na3A1F6)主要用作电解氧化铝的助熔剂,也用作研磨产品的耐磨添加剂。其晶胞结构如图所示,晶胞是正四棱柱形状,Na(I)位于侧棱中心和底面中心,Na(II)位于四个侧面上,AlF63-位于顶点和体心。
AlF中,中心原子周围的成键电子总数是________个。若用原子坐标来描述晶胞中所有Na原子的位置,则需要________组原子坐标。已知晶胞边长为a nm,b nm,冰晶石晶体的密度为__________g·cm-3(Na3AlF6的摩尔质量为210g·mol-1)。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】
因在同一化学反应中,在反应速率的单位相同的条件下,用不同物质表示的化学反应速率与其化学式前的系数的比值越大,表示该反应速率越快,①;②;③;④,所以该反应在不同情况下,反应速率的快慢关系为,故D正确。
2.C
【详解】
A.物质A的浓度是减小的,所以是反应物,选项A正确;
B.前2 min A的浓度变化了0.2mol/L,所以其反应速率是0.1mol L-1 min-1,选项B正确;
C.由于不能确定反应是放热反应还是吸热反应,所以选项C不能确定;
D.根据物质的变化量可知,反应的方程式是2A2B+C,即正反应是体积增大的,所以增大压强,平衡向逆反应方向移动,选项D正确。
答案选C。
3.B
【详解】
根据图片知,水中溶解了氧气,铜、铁和水构成了原电池,较活泼的金属作负极,较不活泼的金属作正极,发生吸氧腐蚀。则
A.该原电池中铜作正极,Fe作负极,原电池放电时,负极失电子容易被腐蚀,则此过程中铁被腐蚀,铜不被腐蚀,A正确;
B.正极上氧气得电子发生还原反应,电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,B错误;
C.该原电池放电时,外电路上电子从负极铁流向正极铜,C正确;
D.此过程中铁被腐蚀负极上发生的电极反应式为:Fe-2e-=Fe2+,正极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁不稳定,容易被空气中的氧气氧化生成氢氧化铁,反应方程式为:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,D正确;
答案选B。
4.D
【详解】
4.0molPCl3和2.0molCl2充入体积不变的密闭容器中,达平衡时,PCl5为0.8mol,而体积不变时再向容器中充入4.0mol PCl3和2.0mol Cl2,若达到等效平衡,物质的量变为原来的2倍,平衡浓度应为1.6mol,但物质的量等比例增大、相当于压缩体积,增大压强,会平衡正向移动,可知相同温度下再达到平衡时PCl5的物质的量是大于1.6mol,故答案为D。
5.C
【详解】
A. 1个N≡N键断裂的同时,有3个H—N键形成,都描述正反应速率,不能说明平衡,故错误;
B. 1个N≡N键断裂的同时,有3个H—H键断裂,有正逆反应速率,但不相等,故错误;
C. 1个N≡N键断裂的同时,有6个H—N键断裂,表示正逆反应速率相等,反应到平衡,故正确;
D. 1个N≡N键断裂的同时,有6个H—N键形成,都表示正反应速率,不能说明平衡,故错误。
故选C。
6.A
【详解】
A.有些放热反应也要进行加热,如碳与O2的反应、铝热反应等,判断反应是否吸热应比较反应物与生成物总能量的相对大小,故A错误;
B.氧化还原反应的本质是电子的转移,当发生氧化还原反应时,物质所含元素化合价变化是判断氧化还原反应的依据,故B正确;
C.当达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不变,各组分的质量分数不再改变,故C正确;
D.含有离子键的化合物为离子化合物,而共价化合物一定不含离子键,故D正确;
答案选A。
7.B
【详解】
根据ΔH=反应物的化学键断裂吸收的能量-生成物的化学键形成释放的能量可知由Cl2(g)和H2(g)反应生成1molHCl(g)时的能量变化是0.5×436kJ+0.5×243kJ-431kJ=-91.5kJ,即反应生成1molHCl(g)时的能量变化是放热91.5kJ,答案选B。
8.C
【详解】
A. X、Y、Z可形成的化合物可为HNO3或NH4NO3等,前者为共价化合物,后者为离子化合物,A项正确;
B. Y、Z位于同一周期,同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,则原子半径大小顺序为:Y>Z,B项正确;
C. H与N、O元素之间形成的核外电子总数为10的微粒有NH3、NH4+、OH 、H2O、H3O+等,C项错误;
D. Z、W分别为O、S元素,其氢化物分别为水、硫化氢,非金属性越强,氢化物稳定性越强,且水分子之间存在氢键,则二者最简单氢化物的沸点和稳定性均为H2Z > H2W,D项正确;
答案选C。
9.D
【详解】
A.氧化铁中加入过量的HI溶液,反应的离子方程式为Fe2O3+6H++2I-=2Fe2++I2+3H2O,碘水呈黄色,A错误;
B.NaClO溶液具有强氧化性,能漂白pH试纸,不能用pH试纸测浓度为0.10 mol·L-1NaClO溶液,B错误;
C.要探究浓度对化学反应速率的影响实验时,应该只有浓度不同其他条件必须完全相同,该实验没有明确说明温度是否相同,并且实验现象不明显,所以不能实现实验目的,C错误;
D.向两只试管放入已经去除氧化膜﹑大小和形状均相同的镁条和铝条,再各加入2mL 2 mol·L-1的盐酸,金属性越强反应越剧烈,产生的气泡越多,D正确;
答案选D。
10.C
【详解】
A.由和溶液组成的原电池中铁作负极,负极反应式为:,A错误;
B.由和稀硫酸组成的原电池中铝作负极,负极反应式为,B错误;
C.由和溶液组成的原电池中铝作负极,负极反应式为:=,C正确;
D.由和浓组成的原电池中铜作负极,负极反应式为:,D错误;
答案选C。
11.D
【详解】
A、滴有酚酞的Na2CO3溶液呈红色是因为碳酸根离子水解溶液显碱性:CO32-+H2OHCO3-+OH-,加入氯化钡,碳酸根离子和钡离子结合水解平衡逆向进行,氢氧根离子浓度减小,碱性减弱红色褪去,故A错误;
B、FeCl3饱和溶液在沸水中水解生成氢氧化铁胶体,为防止胶体聚沉,当溶液呈红褐色时停止加热,故B错误;
C、向H2S溶液中滴加CuSO4溶液生成CuS沉淀和硫酸,CuS为黑色沉淀,H2S酸性比H2SO4弱,故C错误;
D、向两支盛有KI3的溶液的试管中,分别滴加淀粉溶液和AgNO3溶液,前者溶液变蓝,后者有黄色沉淀,则KI3的溶液中含I2、I-,即KI3溶液中存在平衡为I3-I2+I-,故D正确;
故选D。
12.B
【详解】
A.Fe与电源正极相连为阳极,铁失去电子,则阳极不生成氯气,不能利用淀粉KI溶液检验氯气的生成,不合理,A错误;
B.金属性锌强于铜,Zn为负极,Cu为正极,图中构成Cu、Zn原电池,产生的电流由正极流向负极,B正确;
C.电镀银时,Ag为阳极,镀件为阴极,电解质溶液为硝酸银,不能是硝酸钠,不合理,C错误;
D.粗铜精炼时,粗铜为阳极,纯铜为阴极,图中与之相反,不合理,D错误;
答案选B。
13.CD
【详解】
A、t2时,反应物的量还在减少,反应还在向正反应方向进行,v(正)> v(逆),A错误;
B、加入催化剂改变化学反应速率,B错误;
C、反应,是气体体积缩小的反应,随着反应的进行,气体的物质的量减小,恒容容器内压强减小,故t1时容器内气体的总压强比t2时的大,C正确;
D、t3时,O2的物质的量为0.1mol,减少了0.2mol,故容器中c(Cl2)=c(H2O)=0.2mol·L-1,D正确;
答案选CD。
14.AB
【详解】
A.电池的总反应为:2C2H6+7O2+8OH-=4CO+10H2O,据方程式可知,电池工作过程中,消耗了氢氧根离子,溶液的碱性逐渐减小,故A正确;
B.乙烷在负极发生氧化反应,氧气在正极发生还原反应,根据电池的总反应:2C2H6+7O2+8OH-=4CO+10H2O可知,正极与负极上参加反应的气体的物质的量之比为7∶2,故B正确;
C.原电池中,负极发生氧化反应,根据电极反应式可知,乙烷在负极失电子,发生氧化反应,故C错误;
D.原电池中,阴离子向负极移动,因此电解质溶液中的OH-向负极移动,故D错误;
故选AB。
15.AB
【详解】
A.其他条件不变时,正反应为放热反应,则升高温度,平衡向吸热的方向移动,即平衡向逆反应方向移动,A说法正确;
B.其他条件不变时,增大c(O2),平衡正向移动,则SO2的平衡转化率增大,B说法正确;
C.其他条件不变时,增大压强,平衡正向移动,温度未变,则该反应的平衡常数不变,C说法错误;
D.该反应为可逆反应,则将2mol SO2和1mol O2混合,充分反应后得到小于2mol SO3,D说法错误;
答案为AB。
16.BC
【详解】
A.a、b两点,随反应的进行反应物的浓度减小,则反应速率va>vb,A说法错误;
B.0-t2时间段,反应速率v(SO3)==mol L-1 min-1,B说法正确;
C.t2时刻,向容器中充入一定体积的气体氦,反应体系中各量的浓度均为变化,则则v正、v逆均不变,C说法正确;
D.若反应在T2℃进行(T2答案为BC。
17.(1)3Y + Z 2X(2)0.025mol·L-1·min-1
【解析】
(1)由图像可以看出,反应中Y、Z的物质的量减小,X的物质的量增多,则Y、Z为反应物,X为生成物,且Δn(Z):Δn(Y):Δn(X)=0.1mol:0.3mol:0.2mol=1:3:2,则反应的化学方程式为3Y+Z 2X,故答案为:3Y+Z 2X;
(2)由图像可以看出,v(X)==0.025mol·L-1·min-1,故答案为:0.025mol·L-1·min-1。
18.(1) 断开1mol气态分子中某种共价键生成气态原子需要吸收的能量 牢固
(2)436.4
【解析】
(1)共价键的键能是指断开1mol气态分子中某种共价键生成气态原子需要吸收的能量,共价键的键能越大,共价键越牢固。
(2)断键吸收能量,因此若H-H的键能为436.4kJ·mol-1,则H2(g)=2H(g),ΔH=436.4 kJ·mol-1。
19.
【详解】
(1)氮气中氮原子与氮原子形成三对共用电子对,即形成氮氮三键,氮原子最外层达到8电子稳定结构,氮气的电子式为,答案为。
(2)二氧化碳中碳原子与每个氧原子形成二对共用电子对,其结构式为O=C=O,二氧化碳的电子式为;答案为。
(3)过氧化钠中两个钠离子与过氧根离子通过离子键结合,两个氧原子通过共用1对电子结合,其电子式为,答案为。
20. 放 化学能——热能 2H++2e-=H2↑ Zn-2e-=Zn2+ Zn+ 2H+=Zn2++H2↑
【详解】
分析:(1)根据反应热与反应物总能量与生成物总能量的相对大小分析;
(2)原电池中较活泼的金属作负极,发生失去电子的氧化反应,正极发生得到电子的还原反应,据此解答。
详解:(1)反应物总能量大于生成物总能量时为放热反应,反应物总能量小于生成物总能量时为吸热反应。某化学反应,设反应物总能量为E1,生成物总能量为E2,若E1>E2,则该反应为放热反应,因此该反应的能量转化是化学能转化为热能;
(2)用锌片、铜片和稀盐酸组成的原电池,由于金属性锌大于铜,所以铜是正极,氢离子放电,正极的电极反应是2H++2e-=H2↑,锌是负极,锌失去电子,负极的电极反应是Zn-2e-=Zn2+,原电池反应是Zn+ 2H+=Zn2+ +H2↑。
21. 298 粗颗粒 1.00 308 粗颗粒 2.00 298 细颗粒 2.00 关闭分液漏斗活塞,向外拉或向内推分液漏斗的活塞,若一段时间后松开手,活塞又回到原来的位置,则证明装置气密性良好 Δc(HNO3)== 1/110=0.009mol·L-1·s-1
【详解】
(1)由实验目的可知,探究浓度、温度、接触面积对化学反应速率的影响,则实验①②的温度、大理石规格相同,只有浓度不同,实验①③中只有温度不同,实验①④中只有大理石规格不同,
故答案为(从上到下,从左到右顺序):298;粗颗粒;1.00;308; 粗颗粒;2.00;298;细颗粒;2.00;
(2)该装置的气密性的检查方法是:关闭分液漏斗活塞,向外拉或向内推分液漏斗的活塞,若一段时间后松开手,活塞又回到原来的位置,则证明装置气密性良好;
(3)①70至90s,CO2生成的质量为:m(CO2)=0.95g-0.85g=0.1g,
②根据方程式CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O,可知消耗HNO3的物质的量为:n(HNO3)==mol,
③溶液体积为25mL=0.025L,所以HNO3减少的浓度Δc(HNO3)==mol/L,
④反应的时间t=90s-70s=20s
⑤所以HNO3在70-90s范围内的平均反应速率为:
v(HNO3)=Δc(HNO3)/t==mol·L-1·S-1=0.009 mol·L-1·S-1
(4)实验②、③和④所用大理石的质量均为10.00g,其物质的量为=0.1mol,实验①、③和④所用硝酸的量相同均为:2.00mol/L×0.025L=0.05mol,依据反应方程式CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+CO2↑+H2O可知,硝酸不足,生成CO2的质量按硝酸计算得:0.05mol×44g/mol=1.10g,实验②所用硝酸的量为1.00mol/L×0.025L=0.025mol,大理石过量,反应生成的CO2的质量为0.025mol×44g/mol=0.55g;
实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响,且HNO3浓度①>②,浓度越大,反应越快,故曲线斜率①>②;
实验①和③探究温度对该反应速率的影响,且温度③高于①,温度越高反应越快,故曲线斜率③>①;
实验①和④探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响,且实验④为细颗粒,实验①为粗颗粒,颗粒越小,表面积越大,反应越快,故反应速率④>①,故曲线斜率④>①;
根据以上特征,画出图像如下:
22. 放出 增大 增大 压强增大,动力及设备要求增大,成本提高 0.2 0.5 B
【详解】
I (1)该反应,则有完全转化为,理论上放出热量;
(2)①升高温度,反应速率增大,则v(正)、v(逆)均增大;
②从合成氨反应看,增大压强可加快化学反应速率、提高氨的产率,但过高的压强,对动力及设备要求增大,增大生成成本,故实际选择20~50MPa的压强;;
Ⅱ(1)内,的平均反应速率为;
(2)根据图中信息,列出三段式:
设起始压强为p,平衡时压强为,则;
(3) A.物质的量之比等于化学计量数之比,不能说明反应达到化学平衡,A项不选;
B.该反应为气体分子数减小的反应,反应的体积不变,故当混合气体的压强不变时,反应达到平衡状态,即反应达到最大限度,B项选;
C.单位时间内每消耗,同时生成,说明反应正向进行,不能说明反应达到平衡状态,C项不选;
D.不能说明正、逆反应速率相同,不能说明反应达到平衡状态,D项不选;
答案选B。
23. M 3d104s1 O>N>C 四面体 H2O中共价键的键能高于CH4中共价键的键能或非金属性O大于C,气态氢化物的稳定性H2O大于CH4 Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-或 Cu(OH)2+4NH3 H2O=[Cu(NH3) 4]2++2OH-+4H2O,
【详解】
A的周期序数等于其主族序数,结合A、B、C、D、E、F是元素周期表中前四周期元素,可知A为H;B、D原子的L层中都有两个未成对电子,即2p2或2p4,则B为碳、D为O,根据核电荷数递增,可知C为N;E元素原子最外层电子排布式为(n+1)Sn(n+1)Pn-1,则n=2,E为Al;F原子有四个能层,K、L、M全充满,最外层只有一个电子,则其电子排布式为[Ar]4s1,核电荷数为29,应为Cu;
(1)Al为第三周期ⅢA元素,则基态Al原子中,电子占据的最高能层符号为M,Cu的核电荷数为29,其电子排布式为[Ar]3d104s1,则价层电子排布式为3d104s1;
(2)非金属性越强,电负性越大,则C、N、O的电负性由大到小的顺序为O>N>C;氨气分子中氮价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+(5-3×1)=4,VSEPR模型为正四面体结构,含有一个孤电子对,所以其空间构型为三角锥形;
(3)非金属性越强,氢化物越稳定,O的非金属性比碳强,则CH4稳定性小于H2O;
(4)以Al、Cu和NaOH溶液组成原电池,因Al与NaOH之间存在自发的氧化还原反应,反应方程式为2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑,可知Al为原电池的负极,电极反应式为Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O;
(5)氨水和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,当氨水过量时,氨水和氢氧化铜反应生成可溶性的铜氨络合物,所以难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液,涉及的离子方程式为:Cu2++2NH3 H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+、Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-;
(6)该晶胞为面心立方,晶胞中含有数目为8×+6×=4,则晶胞质量为g,已知两个最近的Cu的距离为acm,可知晶胞的边长为acm,该晶胞体积为(a)3cm3,则密度ρ==g/cm3。
24. 正四面体 3d2 -1,-2 [Ag(NH3)2]+中,配位键N-Ag键的成键电子对相比NH3中的孤电子对N-H键的排斥力变小,故[Ag(NH3)2]+中H-N-H键角变大 bd 12 6
【详解】
(1)Fe、Ru、Os在元素周期表中处于同一列,性质有相似性。OsO4分子空间形状与FeO4相同,是正四面体,铁的“四氧化物”分子中,正六价的铁核外的3d轨道上的值为3+0.4×2=3.8,而4s轨道为4+0.4×0=4.0,3d<4s,所以铁的价电子排布式是3d2,铁的化合价为+6,即氧的化合价是-1,-2。
(2)NH3分子中H—N—H键角为106.7°,在Ag(NH3)2+中,H—N—H键角近似109.5°,键角变大的原因是[Ag(NH3)2]+中,配位键N-Ag键的成键电子对相比NH3中的孤电子对N-H键的排斥力变小,故[Ag(NH3)2]+中H-N-H键角变大。
(3)氢键的本质是缺电子的氢原子和富电子的原子或原子团之间的一种弱的电性作用。双氢键是指带正电的H原子与带负电的H原子之间的一种弱电性相互作用。
a.Be—H中氢原子带负电,H—O中氢原子带正电,符合双氢键定义;
b.O—H和H—N中氢原子均带正电,不符合题意;
c.B—H中氢原子带负电,H—N中中氢原子带正电,符合双氢键定义;
d.Si—H…H—Al中氢原子均带负电,不符合题意。
答案为bd。
(4)冰晶石(Na3A1F6)晶胞是正四棱柱形状,Na(I)位于侧棱中心和底面中心,Na(II)位于四个侧面上,AlF63-位于顶点和体心。
根据结构可知,AlF中,中心原子周围的成键电子总数是12个。若用原子坐标来描述晶胞中所有Na原子的位置,则需要6组原子坐标。已知晶胞边长为a nm,b nm,冰晶石晶体的密度为g·cm-3(Na3AlF6的摩尔质量为210g·mol-1)。