- 常见无机物及其应用
- 共1311题
甲酸(HCOOH)是一种有刺激性气味的无色液体,有很强的腐蚀性、较强的还原性。熔点8.4℃,沸点100.7℃,能与水、乙醇互溶,加热至160℃ 即分解成二氧化碳和氢气。
14.实验室可用甲酸与浓硫酸共热制备一氧化碳:HCOOH浓硫酸H2O+CO↑,实验的部分装置如下图所示。制备时先加热浓硫酸至80℃—90℃,再逐滴滴入甲酸。
Ⅰ 制备CO Ⅱ Ⅲ 收集CO
①请从下图中挑选所需的仪器,补充图中虚线方框中缺少的气体发生装置:_______、e(填选项序号)(必要的塞子、玻璃管、橡胶管、固定装置已省略)。其中,温度计的水银球应该处于 位置。
② 装置Ⅱ 的作用是 。
15.实验室可用甲酸制备甲酸铜。其方法是先用硫酸铜和碳酸氢钠作用制得碱式碳酸铜,碱式碳酸铜再与甲酸反应制得四水甲酸铜[Cu(HCOO)2·4H2O]晶体。相关的化学方程式是:2CuSO4+4 NaHCO3= Cu(OH)2·CuCO3↓+3CO2↑+2Na2SO4+H2O Cu(OH)2·CuCO3+4HCOOH+ 5H2O=2 Cu(HCOO)2·4H2O+ CO2↑
实验步骤如下:
Ⅰ、碱式碳酸铜的制备:①步骤ⅰ是将一定量CuSO4·5H2O晶体和NaHCO3固体一起放到研钵中研磨,其目的是 。②步骤ⅱ是在搅拌下将固体混合物分多次缓慢加入热水中,反应温度控制在70℃—80℃,如果看到 (填写实验现象),说明温度过高。③步骤ⅱ的后续操作有过滤、洗涤。检验沉淀是否已洗涤干净的方法为 。
Ⅱ、甲酸铜的制备: 将Cu(OH)2·CuCO3固体放入烧杯中,加入一定量热的蒸馏水,再逐滴加入甲酸至碱式碳酸铜恰好全部溶解,趁热过滤除去少量不溶性杂质。在通风橱中蒸发滤液至原体积的1/3时,冷却析出晶体,过滤,再用少量无水乙醇洗涤晶体2~3次,晾干,得到产品。④“趁热过滤”中,必须“趁热”的原因是
。⑤用乙醇洗涤晶体的目的是 。
17.请设计实验证明甲酸具有较强的还原性: 。
正确答案
①a、c 液面以下(但不能接触烧瓶底部)
②防止水槽中的水因倒吸而流入蒸馏烧瓶中
解析
①该反应的制取原理为 液+液↑,故应选用分液漏斗和蒸馏烧瓶作为气体发生装置,温度计的水银球在液体中,测量反应液的温度。如图:
故答案为①a、c ;液面以下(但不能接触烧瓶底部);
② 生成的气体中含有CO、HCOOH和H2O,HCOOH易溶于水,会发生倒吸现象,需在收集前加一个安全瓶,故装置Ⅱ的作用是防止水槽中的水因倒吸流入蒸馏烧瓶中,故答案为:防止水槽中的水因倒吸流入蒸馏烧瓶中;
考查方向
解题思路
①该反应的制取原理为 液+液↑,故应选用分液漏斗和蒸馏烧瓶作为气体发生装置,温度计的水银球在液体中,测量反应液的温度;
② 生成的气体中含有CO、HCOOH和H2O,HCOOH易溶于水,会发生倒吸现象,需在收集前加一个安全瓶;
易错点
本题考查了化学实验装置的综合应用,题目难度中等,明确实验目的及发生反应的原理为解答关键,只有掌握化学实验装置的特点及综合应用方法,试题培养了学生的化学实验能力。
正确答案
①研细并混合均匀
②出现黑色固体
③取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加BaCl2溶液,若不产生白色沉淀,说明沉淀已洗涤干净;若产生白色沉淀,说明沉淀未洗涤干净。
④防止甲酸铜晶体析出
⑤洗去晶体表面的水和其它杂质,并减少甲酸铜晶体的损失
解析
①因为是取混和固体多次加入热水中,故两种固体要混合均匀,而NaHCO3固体和CuSO4·H2O晶体均易结成块,固要研细才可混和均匀;
②氢氧化铜和碳酸铜受热均不稳定易分解,前者生成黑色的氧化铜和水,后者者黑色的氧化铜和二氧化碳,所以温度过高会使它们分解,出现黑色固体,说明温度过高;
③步骤ⅱ的后续操作有过滤、洗涤(洗去硫酸根离子),检验沉淀是否已洗涤干净的方法为取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加BaCl2溶液,若不产生白色沉淀,说明沉淀已洗涤干净;若产生白色沉淀,说明沉淀未洗涤干净。
④蒸发浓缩后甲酸铜的浓度比较高,如果冷却至常温会以晶体的形式析出,故要“趁热”过滤;
⑤将滤液冷却结晶后,析出的晶体表面一定会残留有溶液中的其它物质,如表面上有水,还有一些其它的溶质都有可能残留在上面,故用乙醇洗涤晶体的目的是洗去晶体表面的水和其它杂质;
考查方向
解题思路
①因为是取混和固体多次加入热水中,故两种固体要混合均匀;
②氢氧化铜和碳酸铜受热均不稳定易分解,出现黑色固体,说明温度过高;
③检验沉淀是否已洗涤干净的方法为取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加BaCl2溶液,若不产生白色沉淀,说明沉淀已洗涤干净;若产生白色沉淀,说明沉淀未洗涤干净。
④蒸发浓缩后甲酸铜的浓度比较高,如果冷却至常温会以晶体的形式析出,故要“趁热”过滤;
⑤用乙醇洗涤晶体的目的是洗去晶体表面的水和其它杂质;
易错点
本题考查了化学实验装置的综合应用,题目难度中等,明确实验目的及发生反应的原理为解答关键,只有掌握化学实验装置的特点及综合应用方法,试题培养了学生的化学实验能力。
正确答案
往甲酸溶液中滴加氢氧化钠溶液调成碱性。再取该溶液几滴滴加到2mL新制银氨溶液中,水浴加热,有银镜生成。
解析
甲酸含有醛基,醛基有还原性,设计如下实验证明甲酸具有较强的还原性:往甲酸溶液中滴加氢氧化钠溶液调成碱性。再取该溶液几滴滴加到2mL新制银氨溶液中,水浴加热,有银镜生成。
考查方向
解题思路
甲酸含有醛基,醛基有还原性,设计如下实验证明甲酸具有较强的还原性。
易错点
本题考查了化学实验装置的综合应用,题目难度中等,明确实验目的及发生反应的原理为解答关键,只有掌握化学实验装置的特点及综合应用方法,试题培养了学生的化学实验能力。
1.漆器是中华民族传统工艺的瑰宝,常以木材(炭)、金属为胎骨,在胎骨上层层髹红漆。漆的主要成分是含有15或17个碳原子的烷基邻苯二酚。下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
A.酚类化合物容易被空气中的氧气氧化,收藏漆器工艺品应注意避免阳光暴晒,A正确;
B.钻石和漆器中的木炭均由碳元素组成,B正确;
C.掉漆后铜长时间放置,会和空气中的氧气、二氧化碳和水反应生成铜绣,C错误;
D.漆的烷基部分是憎水基团,碳原子数越多越难溶于水,D正确。
故选C。
考查方向
解题思路
A.酚类化合物容易被空气中的氧气氧化;
B.钻石和木炭均由碳元素组成;
C.铜长时间放置,会和空气中的氧气、二氧化碳和水反应生成铜绣;
D.烷基部分是憎水基团,碳原子数越多越难溶于水。
易错点
本题解题的关键是掌握有机化合物的烷基部分碳原子数越多越难溶解于水。
知识点
13.已知:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-217kJ·mol-1C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=b kJ·mol-1H-H、O-H和O=O键的键能分别为436、462和495kJ·mol-1,则b为
正确答案
解析
由已知可知2C(s)+2H2O(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=2b kJ·mol-1,再与2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH=-217kJ·mol-1相减,得到:2H2(g) + O2(g) =2H2O(g) ΔH=-217-2b kJ·mol-1 ,由于ΔH=反应物总键能 - 生成物总键能,可知:-217-2b = 2*436 + 495 - 4*462。
考查方向
解题思路
先写出目标方程式,ΔH=反应物总键能 - 生成物总键能。
易错点
盖斯定律的应用。
知识点
CO2和CH4均为温室气体,若得以综合利用,对于温室气体的整治具有重大意义。
14.已知:CO2(g) + CH4(g) 2CO(g) +2H2(g) △H==+247.3KJ/mol CH4 (g)
C(s)+ 2H2 (g) △H==+75 KJ/mol 反应2CO(g)
C(s)+C
O2(g)在一定条件下能自发进行的原因是
15.合成甲醇的主要反应是CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。压强为P1时,向体积为2L的密闭容器中充人b
mol CO和2b mol H2, 平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图所示。请 回答:
①该反应属于 (填“吸”或“放”)热反应;P1 P2(填“>”、“<”或“=”)。200℃时,该反应的平衡常数K= (用含b的代数式表示)。
②若200℃时,上述反应经过tmin达到平衡,则该时间段内氢气的平均反应速率为 。
16.以渗透于多孔基质的惰性导电物质材料为电极,用35%~50%KOH为电解液,甲烷和空气为原料,构成碱性燃料电池,该电池负极的电极反应式为________
17.以甲烷燃料电池做电源,用如图所示装置,在实验室 中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中,发现溶液 逐渐变浑浊,用离子方程式表示沉淀产生的原因是 。
18.已知25℃时,Al( OH)3的Ksp=8.0×10 -33。若使某铝盐溶液中的Al3+降至1.0×10-6 mol.L-l时,则需调节溶液的pH至 (已知lg5=0.7)。
正确答案
△H < 0,所以在一定条件下能自发反应
解析
已知:CO2(g) + CH4(g) 2CO(g) +2H2(g) △H==+247.3KJ/mol CH4 (g)
C(s)+ 2H2 (g) △H==+75 KJ/mol 反应2CO(g)
C(s)+C
O2(g)在一定条件下能自发进行的原因是△H < 0,在一定温度下,当△G=△H-T•△S<0时反应可自发进行。
考查方向
解题思路
在一定温度下,当△G=△H-T•△S<0时反应可自发进行。
易错点
1、根据影响化学平衡的因素进行判断得出正确结论.升高温度,平衡向着吸热的方向移动;增大压强,平衡向着气体体积减小的方向移动.
2、电极方程式的书写。
正确答案
① 放 < 4/b2 ② b/2t mol/L .min-1
解析
图中压强p1<p2,x轴表示温度,y轴表示CO转化率,则相同压强下,温度越高,CO转化率越小,故升高温度,平衡逆向移动,所以该反应为放热反应;相同温度时,压强越大,CO转化率越高,则增大压强,平衡正向移动。
考查方向
解题思路
图中压强p1<p2,x轴表示温度,y轴表示CO转化率,则相同压强下,温度越高,CO转化率越小,故升高温度,平衡逆向移动,所以该反应为放热反应;相同温度时,压强越大,CO转化率越高,则增大压强,平衡正向移动。
易错点
1、根据影响化学平衡的因素进行判断得出正确结论.升高温度,平衡向着吸热的方向移动;增大压强,平衡向着气体体积减小的方向移动.
2、电极方程式的书写。
正确答案
CH4 —8e— +10OH— === CO32— +7H2O
解析
燃料在负极上失电子发生氧化反应,甲烷燃烧能生成二氧化碳和水,二氧化碳和氢氧化钾反应生成碳酸钾,所以电极反应式为:CH 4 +10OH - -8e - ═CO 3 2- +7H 2 O;
考查方向
本题主要考查了体积百分含量随温度、压强变化曲线.
解题思路
燃料在负极上失电子发生氧化反应;
易错点
1、根据影响化学平衡的因素进行判断得出正确结论.升高温度,平衡向着吸热的方向移动;增大压强,平衡向着气体体积减小的方向移动.
2、电极方程式的书写。
正确答案
Al 3+ + 3HCO3— ===Al(OH)3 ↓ +3CO2 ↑(2分)
解析
以甲烷燃料电池做电源,用如图所示装置,在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,沉淀产生的原因是Al 3+和3HCO3—发生酸水解。 Al3+ + 3HCO3— =Al(OH)3 ↓ +3CO2 ↑;
考查方向
解题思路
Al 3+和3HCO3—发生酸水解。
易错点
1、根据影响化学平衡的因素进行判断得出正确结论.升高温度,平衡向着吸热的方向移动;增大压强,平衡向着气体体积减小的方向移动.
2、电极方程式的书写。
正确答案
5.3
解析
溶液中Al3+物质的量浓度(mol/L)和OH-物质的量浓度(mol/L)3次方为Al(OH)3的溶度积常数,Ksp=8.0×10 -33,当Al3+物质的量浓度(mol/L)和OH-物质的量浓度(mol/L)3次方的乘积小于1.0×10-6 mol.L-l时,溶液中不产生沉淀,以此计算OH-物质的量浓度.
考查方向
解题思路
当Al3+物质的量浓度(mol/L)和OH-物质的量浓度(mol/L)3次方的乘积小于1.0×10-6 mol.L-l时,溶液中不产生沉淀,以此计算OH-物质的量浓度.
易错点
1、根据影响化学平衡的因素进行判断得出正确结论.升高温度,平衡向着吸热的方向移动;增大压强,平衡向着气体体积减小的方向移动.
2、电极方程式的书写。
亚硝酸钠是一种工业盐,用途广泛;外观与食盐非常相似,但毒性较强.某化学兴趣小组对食盐与亚硝酸钠进行了如下探究:
31.鉴别NaCl和NaNO2
测定溶液pH
用pH试纸分别测定0.1mol/L两种盐溶液的pH,测得NaNO2溶液呈碱性.
NaNO2溶液呈碱性的原因是 (用离子方程式解释).
NaNO2溶液中c(HNO2)=_____________________(用溶液中其它离子的浓度关系式表示).
32.沉淀法
取2mL0.1mol/L两种盐溶液于试管中,分别滴加几滴稀硝酸银溶液.两支试管均产生白色沉淀.分别滴加几滴稀硝酸并振荡,盛NaNO2溶液的试管中沉淀溶解.
该温度下 Ksp(AgNO2)=2×10﹣8;Ksp(AgCl)=1.8×10﹣10
则反应AgNO2(s)+Cl﹣(aq)AgCl(s)+NO2﹣(aq)的化学平衡常数K= (计算结果写成分数)
实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)制备亚硝酸钠。
已知: ①2NO+Na2O2=2NaNO2;
②酸性条件下,NO和NO2都能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+;Na2O2能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
(1)加热装置A前,先通一段时间N2,目的是________ _______。
(2)装置A中发生反应的化学方程式为_______________ __ _______________ __。
装置B 的作用是 。
(3)仪器C的名称为______ ________,其中盛放的药品为 ________ ____(填名称)。
34.测定亚硝酸钠的含量
称取4.000g制取样品溶于水配成250mL溶液,取25.00mL溶液于锥形瓶中,用0.1000mol·L-1酸性KMnO4溶液进行滴定,实验所得数据如下表所示:
①第一组实验数据出现异常,造成这种异常的原因可能是_________(填代号)。
a.酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗
b.锥形瓶洗净后未干燥
c.滴定终点时仰视读数
②酸性KMnO4溶液滴定亚硝酸钠溶液的离子方程式
③根据表中数据,计算所得固体中亚硝酸钠的质量分数__________。(结果保留两位小数)
正确答案
NO2﹣+H2O HNO2+OH﹣
c(OH﹣)﹣c(H+)或c(Na+)﹣c(NO2﹣)
解析
NaNO2溶液呈碱性的原因是NO2﹣+H2O HNO2+OH﹣NaNO2溶液中c(HNO2)= c(OH﹣)﹣c(H+)或c(Na+)﹣c(NO2﹣)
考查方向
解题思路
本题考查了探究物质的组成及其含量的测定,难度较大,注意把握实验基本方法,能会分析导致误差的不当操作,注意把握实验操作要点和注意事项。
(1)①高锰酸钾具有强氧化性,要装入酸式滴定管;
②酸性条件下,高锰酸根离子能氧化NO2-,自身被还原生成锰离子,同时生成水;
(2)酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中,锰离子有催化作用而导致反应速率加快,当滴入最后一滴高锰酸钾溶液,锥形瓶内的颜色恰好变成紫红色且半分钟不变化,证明达到终点;③平均值等于消耗高锰酸钾的总体积与次数的比值,根据高锰酸钾和草酸之间的关系式计算;
6H++2MnO4-+5NO2-2Mn2++5NO3-+3H2O按照 NO2-和MnO4—2:5进行计算。
易错点
1、酸性KMnO4溶液滴定亚硝酸钠溶液的离子方程式离子方程式书写。
2、实验装置的流程分析。
正确答案
1000/9
加热装置A前,先通一段时间N2,目的是排除装置内的空气。
装置A中发生反应的化学方程式为C +4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O 。
装置B 的作用是将NO2气体转变为NO ,为后面反应提供原料。
仪器C的名称为干燥管, 其中盛放的药品为碱石灰。
解析
NaNO2溶液呈碱性的原因是NO2﹣+H2O HNO2+OH﹣NaNO2溶液中c(HNO2)= c(OH﹣)﹣c(H+)或c(Na+)﹣c(NO2﹣)
(1)排除装置内的空气。
(2)C +4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O
将NO2气体转变为NO ,为后面反应提供原料。
(3)干燥管,碱石灰。
考查方向
解题思路
本题考查了探究物质的组成及其含量的测定,难度较大,注意把握实验基本方法,能会分析导致误差的不当操作,注意把握实验操作要点和注意事项。
(1)①高锰酸钾具有强氧化性,要装入酸式滴定管;
②酸性条件下,高锰酸根离子能氧化NO2-,自身被还原生成锰离子,同时生成水;
(2)酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中,锰离子有催化作用而导致反应速率加快,当滴入最后一滴高锰酸钾溶液,锥形瓶内的颜色恰好变成紫红色且半分钟不变化,证明达到终点;
③平均值等于消耗高锰酸钾的总体积与次数的比值,根据高锰酸钾和草酸之间的关系式计算;
6H++2MnO4-+5NO2-2Mn2++5NO3-+3H2O按照 NO2-和MnO4—2:5进行计算。
易错点
1、酸性KMnO4溶液滴定亚硝酸钠溶液的离子方程式离子方程式书写。
2、实验装置的流程分析。
正确答案
第一组实验数据出现异常,造成这种异常的原因可能是ac。酸性KMnO4溶液滴定亚硝酸钠溶液的离子方程式 6H++2MnO4-+5NO2-2Mn2++5NO3-+3H2O 根据表中数据,计算所得固体
中亚硝酸钠的质量分数86.25%
解析
(1) ac。
(2) 6H++2MnO4-+5NO2-2Mn2++5NO3-+3H2O
(3) 86.25%。
考查方向
解题思路
本题考查了探究物质的组成及其含量的测定,难度较大,注意把握实验基本方法,能会分析导致误差的不当操作,注意把握实验操作要点和注意事项。
(1)①高锰酸钾具有强氧化性,要装入酸式滴定管;
②酸性条件下,高锰酸根离子能氧化NO2-,自身被还原生成锰离子,同时生成水;
(2)酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中,锰离子有催化作用而导致反应速率加快,当滴入最后一滴高锰酸钾溶液,锥形瓶内的颜色恰好变成紫红色且半分钟不变化,证明达到终点;
③平均值等于消耗高锰酸钾的总体积与次数的比值,根据高锰酸钾和草酸之间的关系式计算;
6H++2MnO4-+5NO2-2Mn2++5NO3-+3H2O按照 NO2-和MnO4—2:5进行计算。
易错点
1、酸性KMnO4溶液滴定亚硝酸钠溶液的离子方程式离子方程式书写。
2、实验装置的流程分析。
8.一氧化碳在催化剂作用下能与H2、H2O、烯、炔等反应,是制备有机物的重要原料。工业上将CO和H2的混合气体在一定条件下可合成甲醇。
(1)已知在某温度和压强下:
①2CO(g)+O2(g)═2CO2(g) △H1kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)═2H2O(g) △H2kJ•mol-1
③2CH3OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g) △H3kJ•mol-1
则CO(g)+2H2(g)⇌ CH3OH(g) △H=_______________kJ•mol-1
(2)在一定温度下,若将10molCO和20molH2放入2L的密闭容器中,达平衡后测得CO的转化率为40%,则该反应的平衡常数为______________________;若此时再向该容器中投入10molCO、20molH2和10molCH3OH,判断平衡移动的方向是___________(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”);新平衡与原平衡相比,CO的物质的量分数___________(填“增大”、“不变”或“减小”).
(3) 一定条件下,CO可与粉末状的氢氧化钠作用生成甲酸钠。
①常温时,甲酸的电离平衡常数Ka=1.70×10-4。甲酸钠的水溶液呈碱性,请用离子反应方程式表示其原因_______,0.1mol/L的甲酸钠溶液pH约为_______(已知:lg17 ≈1.23, 计算结果保留一位小数)
②向20ml 0.1mol/L的甲酸钠溶液中小心滴加10ml 0.1mol/L的盐酸,混合液呈酸性,请按由大到小的顺序给溶液中离子浓度排序。
正确答案
(1)
(2)或1.85×10-2 正向移动 减小
(3)① HCOO- +H2O ⇌ HCOOH + OH- 8.4
② C(Na+)>C(HCOO-)>C(Cl-)>C(H+)>C(OH-)
解析
(1)①2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H1
②2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H2
③2CH3 OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H3
根据盖斯定律:①×1/2+②-③×1/2
得CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g);△H=;
故答案为:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g);△H=;
(2)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始浓度 5mol/L 10mol/L 0
转化浓度 2mol/L 4mol/L 2mol/L
平衡浓度3mol/L 6mol/L 2mol/L
k=2/(3×62)=1/54;
若此时再向该容器中投入10mol CO、20 mol H2和10 mol CH3OH,则Qc<K,所以平衡移动的方向是正方向移动,由于平衡正向移动,所以新平衡与原平衡相比,CO的物质的量分数减小,故答案为:1/54;向正反应方向;减小;
(3)①由于甲酸的电离平衡常数Ka=1.70×10-4。所以甲酸为弱酸,甲酸钠的水溶液呈碱性的原因为甲酸根离子的水解,水解的离子方程式为:HCOO- +H2O ⇌ HCOOH + OH-,0.1mol/L的甲酸钠溶液pH可以根据水解平衡常数和电离平衡常数的关系求解:Kh==Kw/Ka=(1.0×10-14)/(1.70×10-4)=(1/1.70)×10-10
甲酸钠电离出HCOOH以及OH-的浓度相等,根据水解平衡常数的表达式
Kh=[c(HCOOH(×c(OH-)]/c(HCOO-)可以得出c(OH-)2=(1/17)×10-12,所以c(OH-)=(1/172)×10-6,则c(H+)=
(1/172)×10-8,从而求解得出pH= 8.4所以的故答案为:HCOO- +H2O ⇌ HCOOH+ OH-、8.4
② 向20ml 0.1mol/L的甲酸钠溶液中小心滴加10ml 0.1mol/L的盐酸,反应后溶质为HCOOH和HCOONa、NaCl,且三者的物质的量之比为1:1:1,由于混合液呈酸性,则HCOOH的电离程度大于HCOONa的水解程度,所以溶液中离子浓度大到小的顺序为C(Na+)>C(HCOO-)>C(Cl-)>C(H+)>C(OH-);
故答案为: C(Na+)>C(HCOO-)>C(Cl-)>C(H+)>C(OH-)
考查方向
解题思路
(1)根据已知热化学方程式,结合盖斯定律计算求反应热;
(2)根据三行式计算化学反应的平衡常数,根据Qc和K的关系判断化学反应的方向;
(3)①根据甲酸的电离平衡常数判断甲酸为弱酸,所以甲酸钠为强碱弱酸盐显碱性;0.1mol/L的甲酸钠溶液pH可以根据水解平衡常数和电离平衡常数的关系求解,溶液中离子浓度排序可以根据反应后溶质的成分以及溶质的物质的量之比为、混合液呈酸性进行判断。
易错点
(1)不能灵活应用盖斯定律致错;
(2)没有理解平衡常数的特点致错;
(3)不能灵活应用电离平衡常数与水解平衡常数的关系求解。
知识点
氧元素和卤族元素都能形成多种物质,我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解。
25.溴的价电子排布式为 ;PCl3的空间构型为 。
26.已知CsICl2不稳定,受热易分解,倾向于生成晶格能更大的物质,则它按下列 式发生。
A. CsICl2 = CsCl+ICl
B. CsICl2 = CsI+Cl2
27.根据下表提供的第一电离能数据判断:最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是 。
28.下列分子既不存在s-p键,也不存在p-p
键的是 。
29.已知COCl2为平面形,则COCl2中心碳原子的杂化轨道类型为 ,写出CO的等电子体的微粒 (写出1个)。
30.钙在氧气中燃烧时得到一种钙的氧化物晶体,其结构如图所示:由此可判断该钙的氧化物的化学式为 。已知该氧化物的密度是g·cm-3,则晶胞离得最近的两个钙离子间的距离为_ cm(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数为NA)。
正确答案
4s24p5 三角锥
解析
光气(COCl2)各原子最外层都满足8电子稳定结构,光气分子的结构式是,故COCl2为平面三角形;溴有4个电子层,最外层有7个电子,溴的价电子排布式为4s24p5
考查方向
解题思路
光气(COCl2)各原子最外层都满足8电子稳定结构;溴有4个电子层,最外层有7个电子。
易错点
本题考查了晶体结构、原子杂化方式的判断和等电子体的含义,易错点根据价层电子对互斥理论即可解答原子杂化方式。
正确答案
A
解析
离子晶体中离子电荷越多,半径越小离子键越强,离子晶体的晶格能越大,晶格能CsCl>CsI所以发生的反应为CsICl2=CsCl+ICl,
考查方向
本题主要考查了晶体结构、原子杂化方式、晶格能 。
解题思路
离子晶体中离子电荷越多,半径越小离子键越强,离子晶体的晶格能越大,
易错点
本题考查了晶体结构、原子杂化方式的判断和等电子体的含义,易错点根据价层电子对互斥理论即可解答原子杂化方式。
正确答案
碘
解析
元素的第一电离能越小,元素失电子能力越强,得电子能力越弱,则越容易形成阳离子,根据表中数据知,卤族元素中第一电离能最小的是I元素,则碘元素易失电子生成简单阳离子,
考查方向
解题思路
HCl、HF中只存在存在s-p键,SO2存在p-p
键,SCl2里面存在的是p-p
键
易错点
本题考查了晶体结构、原子杂化方式的判断和等电子体的含义,易错点根据价层电子对互斥理论即可解答原子杂化方式。
正确答案
解析
HCl、HF中只存在存在s-p键,SO2存在p-p
键,SCl2里面存在的是p-p
键
考查方向
解题思路
HCl、HF中只存在存在s-p键,SO2存在p-p
键,SCl2里面存在的是p-p
键
易错点
本题考查了晶体结构、原子杂化方式的判断和等电子体的含义,易错点根据价层电子对互斥理论即可解答原子杂化方式。
正确答案
sp2杂化 N2 或CN-
解析
ClO2-中心氯原子的价层电子对个数n=(7+1)/2=4,属于sp3杂化;等电子体具有相同的电子数目和原子数目的微粒,所以与CN-互为等电子体的分子为N2 或 CO;
考查方向
解题思路
ClO2-中心氯原子的价层电子对个数n=(7+1)/2=4;等电子体具有相同的电子数目和原子数目的微粒;
易错点
本题考查了晶体结构、原子杂化方式的判断和等电子体的含义,易错点根据价层电子对互斥理论即可解答原子杂化方式。
正确答案
CaO2
解析
钙在氧气中燃烧时得到一种钙的氧化物晶体,根据其结构钙离子与过氧根离子个数比为1:1,化学式为CaO2晶胞的质量为,根据密度公式得到晶胞体积V=
,则晶胞离得最近的两个钙离子间的距离为
。
考查方向
解题思路
钙在氧气中燃烧时得到一种钙的氧化物晶体,根据其结构钙离子与过氧根离子个数比为1:1,根据密度公式得到晶胞体积。
易错点
本题考查了晶体结构、原子杂化方式的判断和等电子体的含义,易错点根据价层电子对互斥理论即可解答原子杂化方式。
10. I.“低碳经济”时代,科学家利用“组合转化”等技术对CO2进行综合利用。
(1)CO2和H2在一定条件下可以生成乙烯:
6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H=a kJ·mol-1
已知:H2(g)的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,CH2=CH2(g)的燃烧热为1411.0 kJ·mol-1,H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ·mol-1,则a=______kJ·mol-1。
(2)上述生成乙烯的反应中,温度对CO2的平衡转化率及催化剂的催化效率影响如图,下列有关说法不正确的是_______(填序号)
①温度越高,催化剂的催化效率越高
②温度低于250℃时,随着温度升高,乙烯的产率增大
③M点平衡常数比N点平衡常数大
④N点正反应速率一定大于M点正反应速率
⑤增大压强可提高乙烯的体积分数
(3)2012年科学家根据光合作用原理研制出“人造树叶”。右图是“人造树叶”的电化学模拟实验装置图,该装置能将H2O和CO2转化为O2和有机物C3H8O。
阴极的电极反应式为:_________________________
II.为减轻大气污染,可在汽车尾气排放处加装催化转化装置,反应方程式为:
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。
(4)上述反应使用等质量的某种催化剂时,温度和催化剂的比表面积对化学反应速率的影响对比实验如下表,c(NO)浓度随时间(t)变化曲线如下图:
①表中a=___________。
②实验说明,该反应是__________反应(填“放热”或“吸热”)。
③若在500℃时,投料NO的转化率为80%,则此温度时的平衡常数K=_____。
(5)使用电化学法也可处理NO的污染,装置如右图。已知电解池阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式:_____________。吸收池中除去NO的离子方程式为:__________________________________。
正确答案
(1)-39.8
(2)① ② ④
(3)3CO2+18H++18e-=C3H8O+5H2O
(4)① 1.20×10-3
② 放热
③主要有三种情况:
第一种情况:设c(NO)=1mol·L-1 ,则K=160
第二种情况:设c(NO)=amol·L-1 ,则K=
第三种情况:设n(NO)=amol,容器的容积为V L,则K=
(5)2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O
2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-
解析
I.(1)已知:H2(g)的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,CH2=CH2(g)的燃烧热为1411.0 kJ·mol-1,H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ·mol-1, 则有:
①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ/mol;
②CH2=CH2(g)+3O2(g)=2H2O(l)+2CO2 (g) △H=-1411.0kJ/mol;
③H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ·mol-1;
则利用盖斯定律将6①-②-4③可得:
6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H=6①-②-4③=(-285.8kJ/mol)×6-(-1411.0kJ/mol)-(-44.0kJ/mol)×4=-39.8kJ/mol,a=-39.8;
(2)①温度在250℃时,催化剂的催化效率最高,错误;
②温度低于250℃时,随着温度升高,乙烯的产率减小,错误;
③M点二氧化碳的平衡转化率比N点大,平衡常数比N点平衡常数大,正确;
④该反应是放热反应,温度升高,向逆反应方向进行,N点正反应速率一定小于M点正反应速率,错误;
⑤增大压强,反应向正反应方向进行,可提高乙烯的体积分数,正确。
故选①②④。
(3)阴极发生还原反应,阴极的电极反应式为:3CO2+18H++18e-=C3H8O+5H2O;
II.(4)①验证温度对化学反应速率的影响规律时,要确保其他条件相同而只有温度不同的情况下比较。验证催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律时,要确保其他条件相同而只有催化剂的比表面积不同的情况下比较。由于I与II的催化剂比表面积不同,所以,其他的量必须相同,即a=1.20×10-3;又因为I与III的温度不同,要确保其他条件相同,因此b=82;
②从图示可见,I和III催化剂比表面积相同,温度不同,III温度比I温度高,NO转化率降低,升高温度反应向逆反应方向进行,该反应是放热反应;
③若在500℃时,投料NO的转化率为80%,
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) 第一种情况:设c(NO)=1mol·L-1 ,
起始浓度(mol/L) 1 1 0 0
转化浓度(mol/L) 0.8 0.8 0.8 0.4
平衡浓度(mol/L) 0.2 0.2 0.8 0.4
则此温度时的平衡常数K=(0.82×0.4)/(0.22×0.22)=160
第二种情况:设c(NO)=amol·L-1 ,则K=
第三种情况:设n(NO)=amol,容器的容积为V L,则K=
(5)电解池阴极室中溶液的pH在4~7之间,阴极发生还原反应,电极反应式:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O;吸收池中除去NO的离子方程式为:2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-。
考查方向
解题思路
I.(1)已知:H2(g)的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,CH2=CH2(g)的燃烧热为1411.0 kJ·mol-1,H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ·mol-1, 则有:
①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ/mol;
②CH2=CH2(g)+3O2(g)=2H2O(l)+2CO2 (g) △H=-1411.0kJ/mol;
③H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ·mol-1;
则利用盖斯定律将6①-②-4③可得:
6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H=6①-②-4③=(-285.8kJ/mol)×6-(-1411.0kJ/mol)-(-44.0kJ/mol)×4=-39.8kJ/mol,a=-39.8;
(2)①温度在250℃时,催化剂的催化效率最高;
②温度低于250℃时,随着温度升高,乙烯的产率减小;
③M点二氧化碳的平衡转化率比N点大,平衡常数比N点平衡常数大;
④该反应是放热反应,温度升高,向逆反应方向进行,N点正反应速率一定小于M点正反应速率;
⑤增大压强,反应向正反应方向进行,可提高乙烯的体积分数。
(3)阴极发生还原反应,阴极的电极反应式为:3CO2+18H++18e-=C3H8O+5H2O;
II.(4)①验证温度对化学反应速率的影响规律时,要确保其他条件相同而只有温度不同的情况下比较。验证催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律时,要确保其他条件相同而只有催化剂的比表面积不同的情况下比较。
②从图示可见,I和III催化剂比表面积相同,温度不同,III温度比I温度高,NO转化率降低,升高温度反应向逆反应方向进行,该反应是放热反应;
③若在500℃时,投料NO的转化率为80%,
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) 第一种情况:设c(NO)=1mol·L-1 ,
起始浓度(mol/L) 1 1 0 0
转化浓度(mol/L) 0.8 0.8 0.8 0.4
平衡浓度(mol/L) 0.2 0.2 0.8 0.4
则此温度时的平衡常数K=(0.82×0.4)/(0.22×0.22)=160
第二种情况:设c(NO)=amol·L-1 ,则K=
第三种情况:设n(NO)=amol,容器的容积为V L,则K=
(5)电解池阴极室中溶液的pH在4~7之间,阴极发生还原反应,电极反应式:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O;吸收池中除去NO的离子方程式为:2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-。
易错点
该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。试题基础性强,侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练,有利于培养学生的逻辑推理能力。该题的关键是利用好化学平衡。
知识点
11.[化学—选修4物质结构与性质]
H2O和CS2分子中的原子都达到稳定结构。
(1)上述四种元素电负性由大到小的顺序是:___________________。
(2)上述四种元素第一电离能比同周期相邻两种元素都小的元素是:_______。
(3)CS2分子中键与
键的数目比为:_________。
(4)用“大于”、“小于”或“等于”回答本问题:
①CS2在其晶体中的配位数_______H2O在其晶体中的配位数
②硫氰酸(H—S—C≡N)的熔点_____异硫氰酸(H—N=C=S)的熔点
(5)已知TiCl4熔点为37℃,沸点为136℃,熔融态不导电,可知TiCl4为____晶体。
(6)六方氮化硼(BN)的晶胞结构如右图所示。
①晶胞内的四个原子(如白球所示)所形成的空间结构为______形
②硼原子的杂化方式为_________。
③晶胞边长为a nm则其密度为____g·cm-3(设阿伏加德罗常数的值为NA)
正确答案
(1)O>S>C>H
(2)O、S
(3)1:1
(4)①大于
②小于
(5)分子
(6)①正四面体
② sp3
③
解析
(1)H、O、C、S四种元素中,非金属性越强,电负性越大,电负性由大到小的顺序是:O>S>C>H;
(2)因为VA族元素原子最外层p电子处于半充满状态,较稳定,第一电离能比同周期相邻两种元素都小的元素是VIA族元素原子:O、S;
(3)CS2分子结构与二氧化碳相似,有2个键和2个
键,数目比为:1:1;
(4)①CS2是分子晶体,只有范德华力,无分子间氢键-分子密堆积,每个分子周围有12个紧邻的分子,在其晶体中的配位数为12;H2O有分子间氢键-不具有分子密堆积特征,在其晶体中的配位数为4;CS2在其晶体中的配位数大于H2O在其晶体中的配位数;
②分子的极性越大,熔沸点越高,因此硫氰酸(H—S—C≡N)的熔点小于异硫氰酸(H—N=C=S)的熔点;
(5)TiCl4熔点为37℃,沸点为136℃,熔融态不导电且熔沸点较低,可知TiCl4为分子晶体;
(6)①晶胞内的四个原子(如白球所示),每两个原子之间距离相等,且是立体构型,所形成的空间结构为正四面体形;
②硼原子中心原子的价电子对数=(3+5)/2=4,杂化方式为sp3杂化。
③晶胞中原子数目分别为4,8×1/8+6×1/2=4,每个晶胞中原子的质量为(100/NA)g,晶胞边长为a nm,晶胞体积为(a×10-7m)3=a3×10-21m3,则其密度为g·cm-3(设阿伏加德罗常数的值为NA)。
考查方向
解题思路
(1)H、O、C、S四种元素中,非金属性越强,电负性越大;
(2)因为VA族元素原子最外层p电子处于半充满状态,较稳定,第一电离能比同周期相邻两种元素都小的元素是VIA族元素原子;
(3)CS2分子结构与二氧化碳相似,有2个键和2个
键;
(4)①CS2是分子晶体,只有范德华力,无分子间氢键-分子密堆积,每个分子周围有12个紧邻的分子,在其晶体中的配位数为12;H2O有分子间氢键-不具有分子密堆积特征,在其晶体中的配位数为4;CS2在其晶体中的配位数大于H2O在其晶体中的配位数;
②分子的极性越大,熔沸点越高;
(5)熔融态不导电且熔沸点较低;
(6)①每两个原子之间距离相等,且是立体构型;
②硼原子中心原子的价电子对数=(3+5)/2=4,杂化方式为sp3杂化。
③晶胞中原子数目分别为4,8×1/8+6×1/2=4,每个晶胞中原子的质量为(100/NA)g,晶胞边长为a nm,晶胞体积为(a×10-7m)3=a3×10-21m3,则其密度为g·cm-3(设阿伏加德罗常数的值为NA)。
易错点
本题考查的知识点较多,难度较大,平时应该注意知识的积累。
知识点
CO、CO2是火力发电厂释放出的主要尾气,为减少对环境造成的影响,发电厂试图采用以下方法将其资源化利用,重新获得燃料或重要工业产品。
35.CO与Cl2在催化剂的作用下合成光气(COCl2)。某温度下,向2L的密闭容器中投入一定量的CO和Cl2,在催化剂的作用下发生反应:CO(g) +Cl2(g)
COCl2(g) ΔH = a kJ/mol反应过程中测定的部分数据如下表:
①反应1~2min末的平均速率v(COCl2)= mol/(L·min)。
②在2min~4min间,v(Cl2)正_______v(CO)逆 (填“>”、“=”或“<”), 该温度下K = 。
③下列描述能说明该反应已达化学平衡状态的是 (填序号).
a.容器中c(CO)=c(Cl2)
b.生成1mol COCl2的同时,生成1mol CO
c.容器中体系的总压强不随时间而变化
d.容器中混合气体的密度不随时间而变化
④已知X、L可分别代表温度或压强,右图表示L一定时,CO的 转化率随X的变化关系。
X代表的物理量是 ;a 0 (填“>”,“=”,“<”)。
36.在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体,
2CO(g)+2NO(g) 2CO2 (g)+N2 (g) ΔH=-748
kJ·mol-1
一定条件下,单位时间内不同温度下测定的氮氧化物转化率如图1所示。温度高于710K时,随温度的升高氮氧化物转化率降低的原因可能是 。
37.以甲醇为燃料,氧气为氧化剂,KOH溶液为电解质溶液,可制成燃料电池(电极材料为惰性电极)若电解质溶液中KOH的物质的量为0.8mol,当有0.5mol甲醇参与反应时,电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是 。
正确答案
① 0.05
② = ;5
③ bc
④ 温度 ; <
解析
①由图可知,2L的密闭容器反应1~2min末的n(CO)变化0.1mol,反应1~2min末的平均速率v(COCl2)= 0.05 mol/(L·min) ; 在2min~4min间,v(Cl2)正=v(CO)逆,达到平衡状态, 4min时COCl2的平衡浓度为0.04mol/L,Cl2的平衡浓度为0.2mol/L,CO的平衡浓度为0.07mol/L,故该温度下化学平衡常数k==5mol•L-1,故答案为:5mol•L-1;
达到平衡状态的时候,生成1mol COCl2的同时,生成1mol CO说明v(Cl2)正=v(CO)逆,达到平衡状态;容器中体系的总压强不随时间而变化,则气体体积不再发生改变,该反应正向和逆向反应均是体积发生改变的,压强发生改变。
已知X、L可分别代表温度或压强,右图表示L一定时,CO的 转化率随X的变化关系,随着横坐标的数值变大,L减小,不可能为改变压强、浓度,应是改变温度;
催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体, 2CO(g)+2NO(g) 2CO2 (g)+N2 (g) ΔH=-748
kJ·mol-1 一定条件下,温度高于710K时,随温度的升高氮氧化物转化率降低的原因可能是温度升高到710k反应达到平衡,该反应是放热反应,升高温度,平衡向左移动,转化率降低。
由电池反应式可知该燃料电池中,甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,则甲醇所在电极为负极,电极反应式为CH3OH+8OH--6e-=2CO32-+6H2O,氧气所在电极为正极,正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,电极反应式为3O2+6H2O+12e-=12OH-,结合氧气和转移电子之间的关系式解答该题,若电解质溶液中KOH的物质的量为0.8mol,当有0.5mol甲醇参与反应时,电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是c(K+)>c(CO32-)> c(HCO3-)> c(OH-)> c(H+)。
考查方向
本题主要考查了物质的量或浓度随时间的变化曲线;化学平衡建立的过程;化学平衡常数的含义。
解题思路
本题涉及化学方程式和化学平衡图象的有关计算,意在考查考生对化学平衡等化学反应原理掌握的情况。
易错点
1、化学平衡图象的有关计算
2、对化学平衡等化学反应原理掌握
正确答案
温度升高到710k反应达到平衡,该反应是放热反应,升高温度,平衡向左移动,转化率降低
解析
①由图可知,2L的密闭容器反应1~2min末的n(CO)变化0.1mol,反应1~2min末的平均速率v(COCl2)= 0.05 mol/(L·min) ; 在2min~4min间,v(Cl2)正=v(CO)逆,达到平衡状态, 4min时COCl2的平衡浓度为0.04mol/L,Cl2的平衡浓度为0.2mol/L,CO的平衡浓度为0.07mol/L,故该温度下化学平衡常数k==5mol•L-1,故答案为:5mol•L-1;
达到平衡状态的时候,生成1mol COCl2的同时,生成1mol CO说明v(Cl2)正=v(CO)逆,达到平衡状态;容器中体系的总压强不随时间而变化,则气体体积不再发生改变,该反应正向和逆向反应均是体积发生改变的,压强发生改变。
已知X、L可分别代表温度或压强,右图表示L一定时,CO的 转化率随X的变化关系,随着横坐标的数值变大,L减小,不可能为改变压强、浓度,应是改变温度;
催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体, 2CO(g)+2NO(g) 2CO2 (g)+N2 (g) ΔH=-748
kJ·mol-1 一定条件下,温度高于710K时,随温度的升高氮氧化物转化率降低的原因可能是温度升高到710k反应达到平衡,该反应是放热反应,升高温度,平衡向左移动,转化率降低。
由电池反应式可知该燃料电池中,甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,则甲醇所在电极为负极,电极反应式为CH3OH+8OH--6e-=2CO32-+6H2O,氧气所在电极为正极,正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,电极反应式为3O2+6H2O+12e-=12OH-,结合氧气和转移电子之间的关系式解答该题,若电解质溶液中KOH的物质的量为0.8mol,当有0.5mol甲醇参与反应时,电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是c(K+)>c(CO32-)> c(HCO3-)> c(OH-)> c(H+)。
考查方向
解题思路
本题涉及化学方程式和化学平衡图象的有关计算,意在考查考生对化学平衡等化学反应原理掌握的情况。
易错点
1、化学平衡图象的有关计算
2、对化学平衡等化学反应原理掌握
正确答案
c(K+)>c(CO32-)> c(HCO3-)> c(OH-)> c(H+)
解析
①由图可知,2L的密闭容器反应1~2min末的n(CO)变化0.1mol,反应1~2min末的平均速率v(COCl2)= 0.05 mol/(L·min) ; 在2min~4min间,v(Cl2)正=v(CO)逆,达到平衡状态, 4min时COCl2的平衡浓度为0.04mol/L,Cl2的平衡浓度为0.2mol/L,CO的平衡浓度为0.07mol/L,故该温度下化学平衡常数k==5mol•L-1,故答案为:5mol•L-1;
达到平衡状态的时候,生成1mol COCl2的同时,生成1mol CO说明v(Cl2)正=v(CO)逆,达到平衡状态;容器中体系的总压强不随时间而变化,则气体体积不再发生改变,该反应正向和逆向反应均是体积发生改变的,压强发生改变。
已知X、L可分别代表温度或压强,右图表示L一定时,CO的 转化率随X的变化关系,随着横坐标的数值变大,L减小,不可能为改变压强、浓度,应是改变温度;
催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体, 2CO(g)+2NO(g) 2CO2 (g)+N2 (g) ΔH=-748
kJ·mol-1 一定条件下,温度高于710K时,随温度的升高氮氧化物转化率降低的原因可能是温度升高到710k反应达到平衡,该反应是放热反应,升高温度,平衡向左移动,转化率降低。
由电池反应式可知该燃料电池中,甲醇失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,则甲醇所在电极为负极,电极反应式为CH3OH+8OH--6e-=2CO32-+6H2O,氧气所在电极为正极,正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,电极反应式为3O2+6H2O+12e-=12OH-,结合氧气和转移电子之间的关系式解答该题,若电解质溶液中KOH的物质的量为0.8mol,当有0.5mol甲醇参与反应时,电解质溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是c(K+)>c(CO32-)> c(HCO3-)> c(OH-)> c(H+)。
考查方向
解题思路
本题涉及化学方程式和化学平衡图象的有关计算,意在考查考生对化学平衡等化学反应原理掌握的情况。
易错点
1、化学平衡图象的有关计算
2、对化学平衡等化学反应原理掌握
17.蕴藏在海底的大量“可燃冰”,其开发利用是当前解决能源危机的重要课题。用甲烷制水煤气(CO、H2),再合成甲醇可以代替日益供应紧张的燃油。下面是产生水煤气的几种方法:
① CH4(g)+H2O (g)=CO (g)+3H2(g) △H1=+206.2kJ·mol-1
② CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2(g) △H2=-35.4 kJ·mol-1
③ CH4 (g)+2H2O (g)=CO2 (g)+4H2(g) △H3=+165.0 kJ·mol-1
(1)CH4(g)与CO2 (g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
(2)从原料、能源利用的角度,分析四个反应,作为合成甲醇更适宜的是反应 。(填序号)
(3)也可将CH4设计成燃料电池,来解决能源问题,如下图装置所示。持续通入甲烷,在标准状况下,消耗甲烷 VL。
①0<V≤33.6L时,负极电极反应为 。
②33.6L<V≤67.2L时,电池总反应方程式为 。
③V=44.8L时,溶液中离子浓度大小关系为 。
(4)工业合成氨时,合成塔中每产生1molNH3,放出46.1kJ的热量。某小组研究在上述温度下该反应过程中的能量变化。他们分别在体积均为VL的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其在相同温度下发生反应。相关数据如下:
①容器①中,0-t1时间的平均反应速率为υ(H2)= 。
②下列叙述正确的是 (填字母序号)。
a.平衡时,两容器中H2的体积分数相等
b.容器②中反应达平衡状态时,Q>73.76kJc.反应开始时,两容器中反应的化学反应速率相等d.平衡时,容器中N2的转化率:①<②e.两容器达到平衡时所用时间t1>t2
(5)下图是在反应器中将N2和H2按物质的量之比为1:3充入后,在200℃、400℃、600℃下,反应达到平衡时,混合物中NH3的体积分数随压强的变化曲线。
①曲线a对应的温度是 。
②上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是 。
③M点对应的H2转化率是
正确答案
(1)CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=247.4KJ/mol
(2)②
(3)CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O CH4+2O2+NaOH=NaHCO3+2H2O c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)
(4) bde
(5) 600℃ Q>M=N 75%
解析
(1)① CH4(g)+H2O (g)=CO (g)+3H2(g) △H1=+206.2kJ·mol-1 ② CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2(g) △H2=-35.4 kJ·mol-1 ③ CH4 (g)+2H2O (g)=CO2 (g)+4H2(g) △H3=+165.0 kJ·mol-1①×2-③,得④CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=247.4KJ/mol。(2)从原料、能源利用的角度,分析四个反应,①、③、④都要吸收大量的热,作为合成甲醇更适宜的是反应②。(3)也可将CH4设计成燃料电池,来解决能源问题,如下图装置所示。持续通入甲烷,在标准状况下,消耗甲烷 VL。①0<V≤33.6L时,生成的二氧化碳与过量的氢氧化钠反应生成碳酸钠,负极电极反应为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。②33.6L
。②a.平衡时,②相当于增大压强,因此两容器中H2的体积分数①>②,错误b.容器②中反应达平衡状态时,②相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,Q>73.76kJ,正确;c.反应开始时,物质的起始浓度不同,两容器中反应的化学反应速率不相等,错误;d.平衡时,②相当于增大压强,容器中N2的转化率:①<②,正确;e.②相当于增大压强,气体浓度增大,但只能使时间小于t1的2倍,两容器达到平衡时所用时间t1>t2,正确;故选bde;(5)①a的起始反应速率最大,温度最高,曲线a对应的温度是600℃。②该反应是放热反应,温度越高,平衡常数减小,因此:Q>M=N;③M点对应的H2转化率是0.9/1.2=75%。
考查方向
解题思路
(1)根据热化学方程式的书写方法;(2)根据温度对化学平衡的影响;
易错点
要能根据题目所给信息解题,善于发掘题目信息。
知识点
13. 下列标有横线的物质在给定的条件下不能完全溶解的是
①1mol Zn与含l molH2SO4的稀硫酸溶液反应
②1molCu与含2 molH2SO4的浓硫酸溶液共热
③1molCu与含4 mol HNO3的浓硝酸溶液反应
④1mol MnO2与含4 mol HCl的浓盐酸溶液共热
正确答案
解析
①1mol锌与含1mol H2SO4的稀硫酸溶液恰好完全反应,故不选;
②随反应的进行浓硫酸变在稀硫酸,稀硫酸与铜不反应,故选;
③1mol铜转移2mol的电子,生成2mol的铜离子与2mol硝酸结合成硫酸盐,而2mol HNO3的硝酸作氧化剂,得电子的量为2mol~6mol,所以铜不足,故不选;
④随着反应的进行,盐酸浓度逐渐降低,稀盐酸与二氧化锰不反应,故选;
考查方向
元素及其化合物
解题思路
①1mol锌与含1mol H2SO4的稀硫酸溶液恰好完全反应;②随反应的进行浓硫酸变在稀硫酸,稀硫酸与铜不反应;③1mol铜转移2mol的电子,生成2mol的铜离子与2mol硝酸结合成硫酸盐,而2mol HNO3的硝酸作氧化剂,得电子的量为2mol~6mol,所以铜不足;④稀盐酸与二氧化锰不反应
教师点评
本题综合考查元素化合物知识,涉及浓硫酸、硝酸、氯气的制备等,综合考查元素化合物知识的运用,为高频常见题型,注意相关基础知识的积累,难度不大
知识点
【化学——选修2:化学与技术】
碳酸钠的用途很广,可用做冶金、纺织、漂染等工业的基本原料。请根据题意回答下列问题:
Ⅰ.世界最早工业生产碳酸钠的方法是路布兰(N.Leblanc)法。其流程如下:
(1)流程I的另一产物是____,流程Ⅱ的反应分步进行:a. Na2SO4+4C Na2S+4CO↑;
b. Na2S与石灰石发生复分解反应,总反应方程式可表示为__________________。
Ⅱ.1862年,比利时人索尔维(Ernest Solvay)用氨碱法生产碳酸钠。反应原理如下:
20℃时一些物质在水中的溶解度/g•(100 gH2O)-1
(2)氨碱法生成纯碱的原料是____________,可循环利用的物质有____________。
(3)饱和NaCl溶液通NH3和CO2能生成NaHCO3的原因有:_________、__________、_________。
Ⅲ.我国化工专家侯德榜研究出联合制碱法,其反应原理和氨碱法类似,但将制氨和制碱联合,提高了原料利用率。
(4)生产中需向分离出NaHCO3后所得的溶液中加入NaCl固体并通入NH3,在________(填温度范围)下析出________。(填化学式)
正确答案
(1).HCl Na2SO4+4C +CaCO3 Na2CO3+CaS+4CO↑
(2).食盐、石灰石、NH3 CaO、CO2、NH4Cl
(3).反应体系中NaHCO3溶解度最小,反应消耗水,NaHCO3相对分子质量最大
(4).0~10℃ NH4Cl
解析
Ⅰ.世界最早工业生产碳酸钠的方法是路布兰(N.Leblanc)法,氯化钠和浓硫酸在加热的条件下生成Na2SO4和HCl,流程Ⅱ的反应分步进行:a. Na2SO4+4C 1000℃ Na2S+4CO↑;b. Na2S与石灰石发生复分解反应Na2S+CaCO3=CaS+Na2CO3,总反应方程式可表示为Na2SO4+4C+CaCO3 1000℃ 4CO↑+CaS+Na2CO3;
(1).流程I的另一产物是HCl,流程Ⅱ的反应分步进行:a. Na2SO4+4C 1000℃ Na2S+4CO↑;b. Na2S与石灰石发生复分解反应Na2S+CaCO3=CaS+Na2CO3,总反应方程式可表示为Na2SO4+4C+CaCO3 1000℃ 4CO↑+CaS+Na2CO3;
Ⅱ.1862年,比利时人索尔维(Ernest Solvay)用氨碱法生产碳酸钠。反应原理如下:
(2).由图示可知,氨碱法生成纯碱的原料是食盐、石灰石、NH3,可循环利用的物质有CaO、CO2、NH4Cl;
(3).饱和NaCl溶液通NH3和CO2能生成NaHCO3的原因有:反应体系中NaHCO3溶解度最小,反应消耗水,NaHCO3相对分子质量最大;
Ⅲ.我国化工专家侯德榜研究出联合制碱法,其反应原理和氨碱法类似,但将制氨和制碱联合,提高了原料利用率。
(4).生产中需向分离出NaHCO3后所得的溶液中加入NaCl固体并通入NH3,在0~10℃下,氯化铵的溶解度迅速减小,析出NH4Cl。
考查方向
解题思路
(1).流程I的另一产物是HCl,流程Ⅱ的反应分步进行:a. Na2SO4+4C 1000℃ Na2S+4CO↑;b. Na2S与石灰石发生复分解反应Na2S+CaCO3=CaS+Na2CO3,总反应方程式可表示为Na2SO4+4C+CaCO3 1000℃ 4CO↑+CaS+Na2CO3;
(2).由图示可知,氨碱法生成纯碱的原料是食盐、石灰石、NH3,可循环利用的物质有CaO、CO2、NH4Cl;
(3).饱和NaCl溶液通NH3和CO2能生成NaHCO3的原因有:反应体系中NaHCO3溶解度最小,反应消耗水,NaHCO3相对分子质量最大;
(4).生产中需向分离出NaHCO3后所得的溶液中加入NaCl固体并通入NH3,在0~10℃下,氯化铵的溶解度迅速减小。
易错点
本题根据化工生产的实际和发展过程来设置习题,重点考查学生书写化学反应方程式的能力和对化工生产原料循环利用的了解和判断,对近代工业中三种制碱方法做到熟练掌握,熟记反应原理,通过比较去解决实际问题。
知识点
14.氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,受热易分解。某小组模拟制备氨基甲酸铵,反应如下:2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s) ΔH<0
(1)如用下图I装置制取氨气,锥形瓶中可选择的试剂是 。
(2)制备氨基甲酸铵的装置如下图Ⅱ所示,把NH3和CO2通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基甲酸铵的小晶体悬浮在CCl4中。当悬浮物较多时,停止制备。
注:CCl4与液体石蜡均为惰性介质。
①图I中滴加液体的仪器名称是 ,液体石蜡鼓泡瓶的作用是
,发生器用冰水冷却的原因是 。
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是 (填写操作名称),为了得到干燥产品,应采取的方法是 (填写选项序号)。
a.常压加热烘干 b.减压40℃以下烘干 c.高压加热烘干
(3)制得的氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种。
①设计方案,进行成分探究,请填写表中空格。
限选试剂:蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液、AgNO3溶液、稀盐酸。
②根据①的结论:取氨基甲酸铵样品3.30g,用足量氢氧化钡溶液充分处理后,过滤、洗涤、干燥,测得沉淀质量为1.97g。则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为 。【Mr(NH2COONH4)=78、Mr(NH4HCO3)=79、Mr[(NH4)2CO3]=96、Mr(BaCO3)=197.(NH2COO)2Ba易溶于水】
正确答案
(1)氢氧化钠固体等合理答案(填氨水则零分)
(2)①分液漏斗
通过观察气泡,调节NH3与CO2通入比例(或通过观察气泡,控制NH3与CO2的反应速率)降低温度,提高反应物转化率(或降低温度,防止因反应放热造成产物分解)
②过滤 b
(3)①
②0.75或75%(有效数字没有考虑不扣分)
解析
(1)把浓氨水滴入到固体氧化钙或氢氧化钠,在溶解过程中放热使浓氨水分解生成氨气,故答案为:浓氨水与生石灰或氢氧化钠固体等;
(2)①液体石蜡鼓泡瓶的作用是控制反应进行程度,控制气体流速和原料气体的配比,反应2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s) ΔH<0,是放热反应,降温平衡正向进行,温度升高;发生器用冰水冷却提高反应物质转化率,防止生成物温度过高分解;故答案为:通过观察气泡,调节NH3与CO2通入比例,降低温度,提高反应物转化率(或降低温度,防止因反应放热造成产物分解);;
②制备氨基甲酸铵的装置如图3所示,把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中,不断搅拌混合,生成的氨基
甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中,分离产品的实验方法利用过滤得到,氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一
种白色固体,易分解、不能加热烘干,应在真空40℃以下烘干;故答案:过滤;b;
(3)①根据实验目的,检验氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种,通过向试管中加入
过量的BaCl2溶液,静置溶液不变浑浊,证明固体中不含碳酸铵;在不含碳酸铵的基础上在通过向试管
中加入少量澄清石灰水,看溶液是否变浑浊证明固体中是否含有碳酸氢铵,故答案为:
②取混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品3.30g,用足量氢氧化钡溶液充分处理后,过滤、洗涤、干燥,测
得沉淀质量为1.97g,即BaCO3为1.97g,物质的量为1.97/197=0.01mol,根据碳酸根守恒,则碳酸氢
铵物质的量为0.01mol,又样品质量为3.30g,所以氨基甲酸铵的物质的量为(3.30×0.01×79)/78=0.03mol,则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数=0.03/(0.03+0.01)×100%=75.00%,故答案为:75.00%.
考查方向
解题思路
⑴图I装置中没有加热,只能用浓氨水与氢氧化钠固体或氧化钙固体反应制取氨气。
⑵①据信息“该反应为放热反应、生成物氨基甲酸铵(NH2COONH4)受热易分解”,因此为了提高反应物的 转化率或防止产物的分解,可用冰水冷却发生器;气体通过液体石蜡鼓泡瓶时能观察气泡数,调节NH3与CO2通入比例或控制NH3与CO2的反应速率;
②根据“生成的氨基甲酸铵的小晶体悬浮在CCl4中”说明氨基甲酸铵难溶于CCl4(液体),采用过滤操作能将氨基甲酸铵从混合物中分离出来;为了防止氨基甲酸铵受热分解,采用“减压40℃以下”烘干产品。
⑶①在“限选试剂”中稀硝酸、稀盐酸与氨基甲酸铵、碳酸氢铵均能反应产生气体,不能用来验证碳酸氢铵;只有澄清石灰水与碳酸氢铵反应产生碳酸钙沉淀(溶液变浑浊);
②根据①可知产品的成分有NH2COONH4、NH4HCO3,与足量氢氧化钡溶液充分反应生成BaCO3沉淀。
易错点
不能有效提取图表中信息,阅读材料、接受信息的能力不强,物质的分离提纯的方法掌握不熟
练,实验设计能力欠缺,不能有效设计实验进行成分探究,不能根据原子守恒进行纯度计算。
知识点
12.下列实验操作、实验现象和实验结论均正确的是
正确答案
解析
A.高锰酸钾具有强氧化性,把草酸中的C从+3价氧化成+4价的二氧化碳,Mn元素从+7价变化到+2价的锰离子,乙二酸具有还原性,A正确;
B.将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4,硝酸能把亚铁离子氧化为铁离子,滴加KSCN溶液,溶液变红,B错误;
C.向AgNO3溶液中滴加过量氨水,生成无色的银氨络离子,Ag+与NH3·H2O不能大量共存,C错误;
D.向10mL 0.1mol·L-1 Na2S溶液中滴入2mL 0.1mol·L-1 ZnSO4溶液,再加入2mL 0.1mol·L-1 CuSO4溶液,Na2S溶液过量,无法判断CuS、ZnS的溶度积大小,D错误。
故选A。
考查方向
解题思路
A.高锰酸钾具有强氧化性,把草酸中的C从+3价氧化成+4价的二氧化碳,Mn元素从+7价变化到+2价的锰离子,乙二酸具有还原性;
B.将Fe(NO3)2样品溶于稀H2SO4,硝酸能把亚铁离子氧化为铁离子;
C.向AgNO3溶液中滴加过量氨水,生成无色的银氨络离子;
D.Na2S溶液过量,无法判断CuS、ZnS的溶度积大小。
易错点
本题难度不大,掌握D中硫化钠过量是解决此题的关键。
知识点
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