永丰县中2022-2023学年高二上学期期末考试
化学试卷(B班)
一.单选题(每小题3分,共30分)
1.以“赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”为基本宗旨的《中国诗词大会》不仅弘扬了中国传统文化,还蕴含着许多化学知识,下列诗词分析不正确的是
A.诗句“只要功夫深,铁杵磨成针”,该过程只涉及物理变化
B.杜牧诗句“烟笼寒水月笼沙,夜泊秦淮近酒家”,此处的“烟”指固体
C.王安石诗句“爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏”,爆竹的燃放涉及氧化还原反应
D.曹植诗句“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”,这里的能量变化主要是化学能转化为热能
2.在下列化合物中,加点元素为+5价的是( )
A.P2O5 B.H2SO4 C.KMnO4 D.K2CO3
3.下列说法正确的是( )
A.周期表中第四周期共有32种元素
B.原子最外层电子只有一个1个或2个的元素一定是金属元素
C.X2+的核外电子数目为18,则X在第四周期ⅡA族
D.根据元素周期表的排布原则,第47号元素位于第五周期第ⅡB族
4.X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的位置关系如下图所示,0.1 mol/L X最高价氧化物的水化物pH=1,下列说法正确的是
X
Y Z W
A.离子半径:W<Z B.第一电离能:Y<Z
C.氢化物的稳定性Y>Z>W D.氢化物的沸点:Y>X
5.在10L恒容密闭容器中发生反应:X(g)+Y(g) 2Z(g)△H<0.T℃时,各物质的物质的量与时间关系如下表:下列说法正确的是
时间/min n(X)/mol n(Y)/mol n(Z)/mol
0 0.20 0.60 0
10 a1 a2 0.25
13 b1 0.45 b2
15 d1 d2 0.30
A.前10 min内的平均反应速率v(Y)=2.5×10﹣3mol/(L min)
B.保持其它条件不变,升高温度,反应达平衡时c(X)<5.0×10﹣3mol/L
C.若起始时只充入0.60molZ(g),反应达平衡时Z(g)的转化率为50%
D.若起始时充入0.60molX(g)、0.10molY(g)和0.50molZ(g),达到平衡前v(正)>v(逆)
6.二氧化碳捕获技术可用于去除气流中的二氧化碳或者分离出二氧化碳作为气体产物,其中催化合成甲酸是一种很有前景的方法,且生成的甲酸是重要化工原料,该反应在无催化剂和有催化剂时的能量变化如图所示:
下列说法正确的是
A.由图可知,过程I是有催化剂的能量变化曲线
B.催化合成甲酸的热化学方程式为
C.该反应的原子利用率为100%,符合绿色化学的理念
D.该反应可用于的吸收和转化,有助于缓解酸雨的形成
7.金属腐蚀造成的损失约占国民生产总值的2%~4%。下列有关说法错误的是
A.改变金属的结构,可将金属制成防腐的合金
B.喷油漆、涂油脂、电镀或表面钝化是金属防护的物理方法
C.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿与金属的电化学防护有关
D.将钢闸门连接直流电源的负极可以起到防护作用
8.X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大。元素X、Y、Q的单质在常温下呈气态,元素Y的最高正价和最低负价之和为2,元素Z在同周期的主族元素中原子半径最大,元素M是地壳中含最多的金属元素。下列说法不正确的是
A.元素X、Y可以形成YX3、Y2X4等化合物
B.简单离子半径:Y<Z
C.元素Z、M的最高价氧化物对应的水化物能相互反应
D.M、Q两种元素形成的化合物的水溶液呈酸性
9.下列反应的离子方程式正确的是
A.锌片插入硝酸银溶液中:Zn+Ag+=Zn2++Ag
B.向Ba(OH)2溶液中滴加稀硫酸:H2SO4+Ba2++2OH-=H2O+BaSO4↓
C.少量金属钠加到冷水中:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑
D.氢氧化铜加到盐酸中:OH-+H+=H2O
10.用中和滴定法可以测定精制磷酸中H3PO4的质量分数:25℃下,取ag精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用b mol L 1NaOH溶液滴定,溶液的pH与NaOH溶液体积的关系如图所示:
下列说法错误的是
A.从m点到n点反应的离子方程式为H2PO+OH-=HPO+H2O
B.m、n两点溶液中由水电离的H+浓度均大于1.0×10 7 mol L 1
C.m、n两点之间的某一点会存在关系:2c(Na+)=3[c(H2PO)+c(HPO)+c(PO)+c(H3PO4)]
D.精制磷酸中H3PO4的质量分数是%
二、不定项选择题(每题1-2个正确选项,每小题4分,共20分)
11.恒温恒容容器中反应:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) =-907kJ/mol。下列条件的改变对正反应速率几乎无影响的是
A.充入稀有气体 B.升高反应温度
C.增大氧气浓度 D.添加合适的催化剂
12.下列说法正确的是( )
A.在酒精灯加热条件下,Na2CO3、NaHCO3固体都能发生分解
B.Fe(OH)3胶体无色、透明,能发生丁达尔现象
C.H2、SO2、CO2三种气体都可用浓硫酸干燥
D.Na2O和Na2O2投入水中都能生成NaOH,都是氧化还原反应,都是碱性氧化物
13.在一定条件下,将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)。2 min末该反应达到平衡,生成0.8 mol D,并测得C的浓度为0.2 mol·L-1。下列判断不正确的是
A.x=1 B.A的转化率为40%
C.2 min内B的反应速率为0.2 mol·L-1·min-1 D.若混合气体的密度不变,则表明该反应已达到平衡状态
14.关于如图所示①、②两个装置的叙述,正确的是( )
A.装置名称:①是原电池,②是电解池
B.硫酸浓度变化:①增大,②减小
C.电极反应式:①中阳极:4OH--4e-=2H2O+O2↑、②中负极:Zn-2e-=Zn2+
D.离子移动方向:①中H+向阴极方向移动,②中H+向负极方向移动
15.一定条件下进行反应:,向恒容密闭容器中充入,经过一段时间后达到平衡。反应过程中测得的有关数据见表:
t/s 0 2 4 6 8
0 0.30 0.39 0.40 0.40
下列说法正确的是A.保持其他条件不变,升高温度,平衡时则反应的
B.若在恒容绝热与外界无热量交换密闭容器中进行反应,化学平衡常数不变
C.保持其他条件不变,起始向容器中充入、和,反应达到平衡前的速率:(正)(逆)
D.保持其他条件不变,起始向容器中充入和,达到平衡时,的转化率小于
三、填空题(共50分,除标注外每空1分)
16.完成下列填空。
(1)在 25℃、101kPa 时,C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为 393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、870.3kJ/mol,则 2C(s)+2H2(g)+O2(g)= CH3COOH(l)的△H=___________。
(2)温度为 T 时,在 2 L 的密闭容器中加入 2.0 mol SO2 和 1.0 mol O2 发生反应,达到平衡时容器内气体压强变为起始时的 0.7 倍。该反应的平衡常数为_____。
(3)在一定体积 pH=12 的 Ba(OH)2 溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的 NaHSO4 溶液, 当溶液中的 Ba2+恰好完全沉淀时,溶液 pH=11。若反应后溶液的体积等于 Ba(OH)2 溶液与 NaHSO4 溶液的体积之和,则 Ba(OH)2 溶液与 NaHSO4 溶液____
(4)利用如图所示的电解装置,可将雾霾中的 NO、SO2 转化为硫酸铵,从而实现废气的回 收再利用。通入 NO 的电极反应式为_____;若通入的 NO 体积为 4.48 L(标况下),则理论上另一电极通入 SO2 的物质的量应为_________。
17.(1)M与Q是同素异形体,由M=Q;△H = -19KJ/mol可知,M比Q________(填稳定、不稳定)。
(2)已知:
请写出CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式_________________。
(3)在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵__________,(填“增大”、“减小”、“不变”);对于同一种物质,________时熵值最大(填“固态”、“液态”、“气态”)。
(4)某工厂实验室用CO和H2制备CH3OH,其原理为:该温度下的化学平衡常数表达式__________________;若在298K、398K时化学平衡常数分别为K1、K2,则K1 ___ K2(填“>”、“<”、“=”)。
(5)500℃条件下,对于反应,K=2.33 ,测得某时刻,A(g)、B(g)、C(g)的浓度均为0.5mol/L,则此时v(正) ______ v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
18.硫元素有多种化合价,可形成多种化合物。
(1)常温下用1mol L-1 100mLNaOH溶液恰好完全吸收0.1mol SO2气体,此反应的离子方程式为_______;该溶液pH<7的原因是_____(结合方程式回答)。以石墨作电极,电解该物质的饱和溶液时,只有一个电极产生气体,写出阳极的电极反应式________。
(2)请按照浓度由大到小的顺序排列0.1mol/LNa2SO3溶液中的离子______________。Na2SO3溶液放置于空气中一段时间后,溶液的pH____ (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)某同学在常温下设计如下实验流程探究Na2S2O3的化学性质。
实验①可说明___(填字母)
A.该Na2S2O3溶液中水电离的c(OH-)=10-8mol/L
B.H2S2O3是一种弱酸
C.Na2S2O3是一种弱电解质
D.Na2S2O3水解方程式为+2H2O H2S2O3+2OH-
写出实验②发生反应的离子方程式______________________。
(4)实验室制得的Na2S2O3粗晶体中往往含有少量杂质。为了测定粗产品中Na2S2O3 5H2O的含量,一般采用在酸性条件下用KMnO4标准液滴定的方法(假定粗产品中杂质与酸性KMnO4溶液不反应)。
称取1.28的粗样品溶于水,用0.40mol/L KMnO4溶液(加入适量硫酸酸化)滴定,当溶液中全部被氧化时,消耗KMnO4溶液体积20.00mL。
(5)+8+14H+ =8Mn2++10+7H2O)。试回答:
①此滴定实验是否需要指示剂___(填“是”或“否”),KMnO4溶液置于___(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
②若滴定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止滴定,则会使样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数的测量结果会_____(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
③产品中Na2S2O3 5H2O的质量分数为______。(Na2S2O3 5H2O式量:248)(保留小数点后两位数)
19.锗、锡、铅均属于ⅣA族元素,它们的单质与化合物广泛应用于生活的各个领域。
Ⅰ.完成下列填空:
(1)锗元素原子核外能量最高的电子有_______个,它们运动所形成的电子云形状为_______形。
(2)氢化锗(GeH4)结构与甲烷类似,在常温常压下是具有刺激性气味的无色有毒气体。从结构角度比较GeH4与CH4沸点高低并说明理由_______。氢化锗的液氨溶液具有较好的导电性,主要是因为GeH4与NH3反应生成了和_______(填化学式)两种离子。
Ⅱ.三水锡酸钠(Na2SnO3·3H2O)是一种易溶于水的无色晶体,露置在空气中会逐渐转化成Na2CO3和Sn(OH)4。
(3)常温下,相同物质的量浓度的Na2SnO3溶液与Na2CO3溶液,前者pH_______(填“大于”“小于”或“等于”)后者。
(4)写出三水锡酸钠露置在空气中发生反应的化学方程式_______。
Ⅲ.水溶液中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2、、。当总含铅量一定时,各形态铅的百分比(α)与溶液pH变化的关系如图所示。
(5)Pb(NO3)2溶液中,_______2(填“>”“=”或“<”);往Pb(NO3)2溶液中滴入稀NaOH溶液,pH=8时溶液中存在的阳离子除Na+外,还有_______(填微粒符号)。
(6)科学家发现一种新型脱铅剂DH,能有效除去水中的痕量铅。已知DH脱铅过程中主要发生反应为:2DH(s)+Pb2+(aq)D2Pb(s)+2H+。则脱铅时最合适的pH约为_______(选填编号)。
a.4~5 b.6~7 c.8~10 d.12~14
20.锗是重要的半导体材料,应用于航空航天测控、光纤通讯等领域。一种提纯二氧化锗粗品(主要含GeO2、As2O3)的工艺如下:
已知:①“碱浸”过程中的反应为GeO2+2NaOH=Na2GeO3+H2O As2O3+2NaOH=2NaAsO2+H2O
②“蒸馏”过程中的反应为Na2GeO3+6HCl=2NaCl+GeCl4+3H2O
③GeCl4的熔点为-49. 5 ℃,AsCl3与GeCl4的沸点分别为130.2 ℃、84 ℃。
(1)锗的原子序数为32,锗在元素周期表中的位置为第___________周期___________族。
(2)“氧化除砷”的过程是将NaAsO2氧化为Na3AsO4,其反应的化学方程式为___________。
(3)传统的提纯方法是将粗品直接加入盐酸中蒸馏,其缺点是___________。
(4)“水解”操作时发生的化学反应方程式为 ___________,“水解”操作时保持较低温度有利于提高产率,其可能的原因是___________(答一条即可)。
(5)若1 t二氧化锗粗品(含杂质30%)经提纯得0.745 t的高纯二氧化锗产品,则杂质脱除率为___________。
1.B
【详解】A.铁杵磨成针过程中只是物质状态发生变化,没有新物质生成,所以属于物理变化,故A正确;
B.此处的“烟”指小液滴,不是固体小颗粒,故B错误;
C.爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏中火药爆炸为氧化还原反应,生成二氧化碳、二氧化硫等物质,故C正确;
D.“豆箕”是大豆的秸秆,主要成分为纤维素,燃烧纤维素是把化学能转化为热能,故D正确;
故选:B。
2.A
【分析】A项,P2O5中P为+5价;B项,H2SO4中S为+6价;C项,KMnO4中Mn为+7价;D项,K2CO3中C为+4价。
【详解】A项,P2O5中O为-2价,根据化合物中元素的正负化合价代数和为0,P为+5价;
B项,H2SO4中H为+1价,O为-2价,根据化合物中元素的正负化合价代数和为0,S为+6价;
C项,KMnO4中K为+1价,O为-2价,根据化合物中元素的正负化合价代数和为0,Mn为+7价;
D项,K2CO3中K为+1价,O为-2价,根据化合物中元素的正负化合价代数和为0,C为+4价;加点元素为+5价的是A项。
答案选A。
3.C
【详解】A.由元素周期表可知,前四周期分别有2、8、8、18种元素,即第四周期共有18种元素,故A错误;
B.原子最外层电子只有1个的元素可能为H,最外层电子为2个的元素可能为He,H、He均为非金属元素,故B错误;
C.X2+的核外电子数目为18,可知质子数为18+2=20,为Ca元素,则X在第四周期第ⅡA族,故C正确;
D.47号元素原子核外电子依次为2、8、18、18、1,则原子核外有5个电子层,最外层电子数为1,次外层电子数为18,位于第五周期第IB族,为Ag元素,故D错误;
答案为C。
4.A
【详解】0.1 mol/L X最高价氧化物的水化物pH=1,结合表格位置,X应为N,Y为P,Z为S,W为Cl,
A. Cl-与S2-电子数相同,Cl-质子数多,对电子吸引能力强,半径小,A项正确;
B. P原子的3p能级电子排布是半充满结构,比较稳定,不易失电子,第一电离能:P>S,B项错误;
C. 同周期元素随原子序数递增,非金属性增强,气态氢化物稳定性增强,C项错误;
D. NH3分子间能形成氢键,沸点高,D项错误;
故选A。
5.C
【详解】A.根据题给信息,10分钟时,Z的物质的量为0.25mol,则反应消耗Y为0.125mol,所以前10 min内的平均反应速率v(Y)==1.25×10﹣3mol/(L min),A项错误;
B.13分钟时,Y为0.45mol,说明反应反应掉Y0.15mol,生成Z为0.3mol,而在15分钟的时候,Z的物质的量仍为0.3mol,说明反应在13分钟的时候达到平衡状态,反应掉X0.15mol,剩余X为0.05mol,浓度为5.0×10﹣3mol/L,该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则反应达平衡时c(X)> 5.0×10﹣3mol/L,B项错误;
C.根据上述分析,该反应的平衡常数K==4,设平衡时,反应掉的Z的物质的量为xmol,则=4,解得x=0.03mol,则反应达平衡时Z(g)的转化率为×100%=50%,C项正确;
D.根据题给数据,Q==4.17>4,平衡逆向移动,v(正)答案选C。
6.C
【详解】A.催化剂能降低反应的活化能,则过程Ⅱ是有催化剂的能量变化曲线,故A错误;
B.由图可知,二氧化碳催化合成液态甲酸的反应为1mol二氧化碳和1mol氢气反应生成1mol液态甲酸放出31.2kJ热量,反应的热化学方程式为CO2(g) +H2(g)=HCOOH(l) △H=-31.2kJ/mol,故B错误;
C.由CO2(g) +H2(g)=HCOOH(l)可知,反应物全部转化为生成物甲酸,因此该反应的原子利用率为100%,符合绿色化学的理念,故C正确;
D.二氧化碳与酸雨的形成无关,该反应可用于的吸收和转化,但不能缓解酸雨的形成,故D错误;
故选C。
7.B
【详解】A.改变金属的结构,将金属制成防腐的合金可以减少金属腐蚀造成的损失,故A正确;
B.电镀或表面钝化时,有新物质生成,属于化学变化,故B错误;
C.黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿是因为锌的金属性强于铜,锌铜构成的原电池中锌做负极被损耗,铜做正极被保护,该保护方法为牺牲阳极的阴极保护法,故C正确;
D.将钢闸门连接直流电源的负极可以起到防护作用,该保护方法为外加直流电源的阴极保护法,故D正确;
故选B。
8.B
【分析】元素Y的最高正价与最低负价之和为2,推测该元素最高价为+5,最低价为-3价,则Y可能为N或P,又其单质常温下呈气态,故Y为N,Z在同周期中原子半径最大,又Z原子序数比Y大,故Z只能为第三周期的Na,M元素为地壳中含量最多的金属元素,故M为Al,Al后面的同周期主族元素对应单质常温下呈气态的只有Cl对应的Cl2,故Q为Cl,N元素之前的主族元素中对应单质常温为气态的只有H对应的H2,故X为H。
【详解】A.X为H,Y为N,可形成NH3、N2H4等化合物,A正确;
B.Y3-(N3-)与Z+(Na+)电子层均为两层,但Na的核电荷数大于N,故离子半径:Na+<N3-,B错误;
C.Z、M最高价氧化物对应水化物分别为NaOH、Al(OH)3,Al(OH)3有两性,可以与NaOH反应生成NaAlO2,C正确;
D.M、Q形成化合物AlCl3,由于Al3+水解,故AlCl3溶液显酸性,D正确;
故答案选B。
9.C
【详解】A.锌片插入硝酸银溶液发生置换反应,反应离子方程式为Zn+2Ag+=Zn2++2Ag,故A错误;
B.向Ba(OH)2溶液中滴加稀硫酸发生中和反应,反应离子方程式为2H+++Ba2++2OH-=2H2O+BaSO4↓,故B错误;
C.少量金属钠加到冷水中发生置换反应生成氢氧化钠和氢气,反应离子方程式为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,故C正确;
D.氢氧化铜为难溶固体,离子方程式中不能拆分,因此氢氧化铜加到盐酸中反应的离子方程式为Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O,故D错误;
综上所述,正确的是C项,故答案为C。
10.B
【详解】A.根据图中曲线可知在VmL生成磷酸二氢钠,在2VmL生成磷酸氢二钠,在3VmL生成磷酸钠,因此从m点到n点反应的离子方程式为H2PO+OH-=HPO+H2O,故A正确;
B.m点是磷酸二氢钠,电离大于水解,因此由水电离的H+浓度小于1.0×10 7 mol L 1,故B错误;
C.m、n两点之间的某一点中当NaH2PO4和Na2HPO4等物质的量浓度时,根据物料守恒得到关系:2c(Na+)=3[c(H2PO)+c(HPO)+c(PO)+c(H3PO4)],故C正确;
D.根据H3PO4~NaOH~NaH2PO4,消耗b mol L 1NaOH溶液VmL,则精制磷酸中H3PO4的质量分数是%,故D正确。
综上所述,答案为B。
11.A
【详解】A.恒温恒容充入稀有气体,正、逆反应速率都无影响,A正确;
B.升高反应温度,正、逆反应速率均增大,平衡逆向移动,B错误;
C.增大氧气浓度,正反应速率增大,平衡正向移动,C错误;
D.添加合适的催化剂,正、逆反应速率均增大,平衡不移动,D错误;
故选A。
12.C
【详解】A.在加热条件下碳酸钠不分解,碳酸氢钠不稳定,受热分解,故A错误;
B.氢氧化铁胶体为红褐色液体,透明,能发生丁达尔现象,故B错误;
C.H2、SO2、CO2三种气体和浓硫酸都不反应,都可用浓硫酸干燥,故C正确;
D.Na2O和水反应只生成NaOH,不是氧化还原反应,Na2O是碱性氧化物;Na2O2和水反应生成氢氧化钠和氧气,是氧化还原反应,Na2O2不是碱性氧化物,故D错误;
故答案为C。
13.CD
【详解】A.2min内生成n(C)=0.2mol·L-1×2L=0.4mol,同一个方程式中同一段时间内参加反应的各物质的物质的量之比等于其计量数之比,则C、D计量数之比=x:2=0.4mol:0.8mol=1:2,x=1,故A正确;
B.生成0.8molD的同时消耗n(A)=×3=1.2mol,A的转化率为 ×100%=40%,故B正确;
C.2min内生成0.8molD同时消耗n(B)= n(D)=×0.8mol=0.4mol,2 min内B的反应速率为 =0.1 mol·L-1·min-1,故C错误;
D.反应前后气体质量不变,容器体积不变,密度是定值,混合气体的密度不变,不能表明该反应已达到平衡状态,故D错误;
故选CD。
14.BC
【分析】由装置图分析可知,①为电解池,电解硫酸溶液相当于电解水;②为原电池,锌为负极,铜为正极,据此分析判断。
【详解】A.①有外加电源,为电解池装置,②为原电池装置,为铜锌原电池,A选项错误;
B.①有外加电源,电解硫酸溶液,相当于电解水,阳极上生成氧气,阴极生成氢气,硫酸浓度增大,②为原电池装置,正极不断消耗氢离子,硫酸浓度降低,B选项正确;
C.①有外加电源,电解硫酸溶液,相当于电解水,阳极上生成氧气,4OH--4e-=2H2O+O2↑;②为原电池装置,Zn为负极失去电子发生氧化反应,电极方程式为Zn-2e-=Zn2+,C选项正确;
D.电解池工作时,阳离子向阴极移动,原电池工作时,阳离子向正极移动,则①中H+向阴极方向移动,②中H+向正极方向移动,D选项错误;
答案选BC。
15.C
【详解】A.由表中数据可知,6s、8s时的物质的量都是,说明时反应到达化学平衡状态,平衡时的浓度为,升高温度,到达新平衡,氯气的浓度变为,氯气浓度增大,说明平衡向正反应方向移动,故正反应为吸热反应,即,故A错误;
B.正反应为吸热反应,恒容绝热密闭容器进行该反应,随反应进行温度降低,而平衡常数只受温度影响,所以平衡常数一定发生变化,故B错误;
C.平衡时,,列出三段式:
该温度下平衡常数,
若起始向容器中充入、和,此时,则反应向逆反应方向移动,反应达到平衡前(正)(逆),故C正确;
D.原平衡等效为起始向容器中充入和,达到平衡时的转化率,所以达平衡时的转化率仍为,故D错误;
故选C。
16. -488.3kJ∕mol 1620 1:4 NO+6H++5e-=NH4++H2O 0.5mol
【分析】根据燃烧热写出热化学方程式,再利用盖斯定律来计算反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)= CH3COOH(l)的反应热;利用三段式法,设参加反应的SO2物质的量,用平衡状态时的压强变化列式求解,再用化学平衡公式求解化学平衡常数;氢氧化钡和硫酸氢钠反应钡离子恰好沉淀,需要Ba(OH)2和NaHSO4按照物质的量1:1和反应,结合溶液的pH和溶液体积换算物质的量列式计算;根据电解装置分析,通入NO的电极连接外电源负极,则该电极为电解池阴极,电解池阴极发生还原反应,NO转化为NH4+,H+参与电极反应,据此写出电极方程式,根据电子守恒计算。据此分析。
【详解】(1)在25℃、101kPa时,C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5kJ∕mol、285.8kJ∕mol、870.3kJ∕mol,则H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ∕mol (1)
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ∕mol (2)
CH3COOH(1)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H=-870.3kJ∕mol(3)
由盖斯定律可以知道,(1)×2+(2)×2-(3)可得反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(1),其反应热为2×(-285.8kJ∕mol)+2×(-393.5kJ∕mol)+870.3kJ∕mol=-488.3kJ∕mol,答案为:-488.3 kJ∕mol;
(2)温度为T时,在2L的密闭容器中加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2发生反应,达到平衡时容器内气体压强变为起始时的0.7倍,用三段式法设反应的SO2的物质的量: ,该反应是恒温恒容下的反应,根据反应前后压强之比等于物质的量之比得,则化学平衡常数,答案为:1620;
(3)pH=12的Ba(OH)2溶液中c(OH- )= 10-2mol∕L,设溶液体积为aL,则氢氧根离子物质的量为10-2×a mol;当溶液中的 Ba2+恰好完全沉淀时,根据反应Ba(OH)2+NaHSO4=BaSO4↓+H2O+NaOH,反应的硫酸氢钠物质的量为0.5a×10-2mol;设硫酸氢钠溶液体积为bL,混合后溶液pH=11,得溶液中氢氧根离子浓度为10 -3mol∕L,碱过量;根据公式得:,a:b=1:4;答案为:1:4;
(4)根据电解装置,SO2转化为硫酸根离子,说明NO转化为NH4+,即NO在阴极发生还原反应NO+6H++5e-=NH4++H2O,阳极反应式为SO2+2H2O-2e-=4H++SO42-,通入的 NO体积为 4.48 L(标况下)即0.2mol,根据得失电子守恒,因此有2NO~10e-~5SO2,则SO2的物质的量为0.5mol,答案为:NO+6H++5e-=NH4++H2O;0.5mol;
17. 不稳定 增大 气态 > >
【详解】(1)M与Q是同素异形体,由M=Q;△H = -19KJ/mol可知,M所具有的能量高,M比Q不稳定;
(2)已知:①②
根据盖斯定律①×2-②得:CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式;
(3)在与外界隔离的体系中,自发过程将导致体系的熵增大;对于同一种物质,气态时熵值最大;
(4)平衡常数: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。该温度下的化学平衡常数表达式;
该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,若在298K、398K时化学平衡常数分别为K1、K2,则K1 > K2。
(5)500℃条件下,对于反应,K=2.33 ,测得某时刻,A(g)、B(g)、C(g)的浓度均为0.5mol/L,此时的浓度商为:Qc= v(逆)。
18. SO2+OH-= 因有存在, H++和+H2O H2SO3+OH-,的电离程度大于水解程度 +H2O-2e-=+3H+ c(Na+)>c()>c(OH-)>c()>c(H+) 减小 B +5H2O+4Cl2+2Ba2+=2BaSO4↓+8Cl-+10H+ 否 酸式 偏低 96.88%
【详解】(1)等物质的量的NaOH和SO2反应生成亚硫酸氢钠,反应的离子方程式为SO2+OH-=;在亚硫酸氢钠溶液中因有存在,既电离又水解, H++和+H2O H2SO3+OH-,的电离程度大于水解程度,则亚硫酸氢钠溶液pH<7;以石墨作电极,电解该物质的饱和溶液时,阴极上放出H2,阳极上发生氧化反应生成,则阳极反应式为+H2O-2e-=+3H+;
(2)Na2SO3溶液中存在的一级水解和二级水解,溶液中存在Na+、、、OH-、H+,但水解程度都较小,故按照浓度由大到小的顺序排列0.1mol/LNa2SO3溶液中的离子为:c(Na+)>c()>c(OH-)>c()>c(H+);Na2SO3溶液放置于空气中一段时间后被空气氧化生成Na2SO4,Na2SO3的浓度逐渐减小,溶液的碱性也逐渐减小,pH减小;
(3)A.该Na2S2O3溶液的pH=8,溶液呈碱性,水解显碱性,水电离的c(OH-)=10-6mol/L,故A不符合题意;
B.该Na2S2O3溶液的pH=8,溶液呈碱性,水解显碱性,H2S2O3是一种弱酸,故B符合题意;
C.Na2S2O3是钠盐,一种强电解质,故C不符合题意;
D.Na2S2O3水解方程式为,+H2O +OH-,+H2O H2S2O3+OH-,故D不符合题意;故选B;
实验②中氯水具有强氧化性,将Na2S2O3溶液氧化成Na2SO4溶液,再加入BaCl2溶液,应该生成硫酸钡沉淀,离子方程式为:+5H2O+4Cl2+2Ba2+=2BaSO4↓+8Cl-+10H+;
(4)①是紫红色的,滴定过程中溶液颜色发生明显的变化,不需要指示剂;KMnO4溶液具有氧化性,只能置于酸式滴定管中;
②若滴定时振荡不充分,刚看到溶液局部变色就停止滴定,会使Na2S2O3不能完全反应,导致测量结果偏低;
③n(Na2S2O3 5H2O)=×0.40mol/L×0.02L=0.005mol,Na2S2O3 5H2O的质量分数==0.9688=96.88%。
19.(1) 2 纺锤
(2) GeH4高。GeH4与CH4都是分子晶体,结构相似,GeH4相对分子质量大,范德华力强,沸点高
(3)大于
(4)Na2SnO3·3H2O+CO2→Na2CO3+Sn(OH)4+H2O
(5) > Pb2+、Pb(OH)+、H+
(6)a
【解析】(1)
锗为第4周期第ⅣA族元素,其原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2,能量最高的电子为4p电子,共有2个,它们运动所形成的电子云形状为纺锤形。答案为:2;纺锤;
(2)
氢化锗(GeH4)结构与甲烷类似,都形成分子晶体,沸点与相对分子质量成正比,所以从结构角度比较GeH4与CH4,可得出GeH4沸点高。理由是:GeH4与CH4都是分子晶体,结构相似,GeH4相对分子质量大,范德华力强,沸点高。氢化锗的液氨溶液具有较好的导电性,则应发生反应生成离子,从而得出主要是因为GeH4与NH3反应生成了和两种离子。答案为:GeH4高。GeH4与CH4都是分子晶体,结构相似,GeH4相对分子质量大,范德华力强,沸点高;;
(3)
Sn与C是同主族元素,从上到下,非金属性依次减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱,则常温下,相同物质的量浓度的Na2SnO3溶液与Na2CO3溶液,前者pH大于后者。答案为:大于;
(4)
由上面分析可知,Sn(OH)4的酸性比H2CO3弱,所以三水锡酸钠露置在空气中,会与CO2、水发生反应,化学方程式:Na2SnO3·3H2O+CO2→Na2CO3+Sn(OH)4+H2O。答案为:Na2SnO3·3H2O+CO2→Na2CO3+Sn(OH)4+H2O;
(5)
从图中可以看出,pH=8时,铅以Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2的形式存在,则往Pb(NO3)2溶液中滴入稀NaOH溶液,pH=8时溶液中存在的阳离子除Na+外,还有Pb2+、Pb(OH)+、H+。答案为:>;Pb2+、Pb(OH)+、H+;
(6)
从图中可以看出,pH<6时,铅元素全部以Pb2+的形式存在,此时溶液中加入DH,发生反应为:2DH(s)+Pb2+(aq)D2Pb(s)+2H+,铅的脱除率最高,所以脱铅时最合适的pH约为4~5 ,故选a。答案为:a。
【点睛】酸与盐发生反应时,通常发生复分解反应,且满足强酸制弱酸的原理。
20.(1) 四或4 IVA
(2)3NaAsO2+NaClO3+6NaOH=3Na3AsO4+NaCl+3H2O
(3)馏出物中将会含有AsCl3,降低了产品纯度
(4) GeCl4+(n+2)H2O=GeO2·nH2O↓+4HCl 该水解反应为放热反应,温度较低时反应平衡常数较大,反应物平衡转化率更高;或温度高时GeCl4易挥发降低产率(其他合理答案均可)
(5)85%
【分析】粗品(主要含GeO2、As2O3)加NaOH溶液进行碱浸,发生信息中的反应得到Na2GeO3、NaAsO2溶液,然后加NaClO3溶液进行氧化除砷,然后加盐酸蒸馏获得GeCl4,然后加高纯水进行水解、过滤得到GeO2·nH2O,进行烘干去结晶水得高纯GeO2。
(1)
锗的原子序数为32,与碳是同一主族元素,因此锗在元素周期表中的位置为第四周期IVA族,故答案为四;IVA;
(2)
“氧化除砷”的过程是将NaAsO2氧化为Na3AsO4,其反应方程式为:3NaAsO2+NaClO3+ 6NaOH = 3Na3AsO4+NaCl+3H2O,故答案为3NaAsO2+NaClO3+ 6NaOH = 3Na3AsO4 + NaCl+3H2O;
(3)
AsCl3与GeCl4的沸点分别为130.2℃、84℃,传统的提纯方法是将粗品直接加入盐酸中蒸馏,其缺点是馏出物中将会含有AsCl3,降低了产品纯度,故答案为馏出物中将会含有AsCl3,降低了产品纯度;
(4)
“水解”操作时发生的化学反应方程式为GeCl4 + (n+2)H2O = GeO2 nH2O↓ + 4HCl,“水解”操作时保持较低温度有利于提高产率,其最可能的原因是该水解反应为放热反应,温度较低时反应平衡常数较大,反应物平衡转化率更高或温度高时GeCl4易挥发降低产率,故答案为该水解反应为放热反应,温度较低时反应平衡常数较大,反应物平衡转化率更高或温度高时GeCl4易挥发降低产率;
(5)
若1吨二氧化锗粗品(含杂质30%)即杂质为0.3吨,经提纯得0.745吨的高纯二氧化锗产品,说明还有0.045吨的杂质还未除掉,除掉了0.255吨的杂质,因此杂质脱除率为 ,故答案为85%。