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- 2021-05-13 发布
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2009年高考各地化学试题分类汇编和解析之二
七、卤素………………………………1
八、氧、硫及其化合物………………7
九、碳、硅及其化合物………………13
十、氮及其化合物……………………15
十一、化学反应速率和化学平衡……20
七、卤素
1.(09全国卷Ⅱ13) 含有a mol FeBr2的溶液中,通入x mol Cl2。下列各项为通Cl2过程中,溶液内发生反应的离子方程式,其中不正确的是
A.x=0.4a,2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- B.x=0.6a,2Br-+ Cl2=Br2+2Cl-
C.x=a,2Fe2++2Br-+2Cl2=Br2+2Fe3++4Cl-
D.x=1.5a,2Fe2++4Br-+3Cl2=2Br2+2Fe3++6Cl-
答案:B
解析:由于Fe2+的还原性强于Br-,故根据氧化还原反应的先后顺序知,Cl2先氧化Fe2+,然后再氧化Br-。2Fe2+ + Cl2 2Fe3+ + 2Cl-,2Br- + Cl2 Br2 + 2Cl-,2FeBr2 + 3Cl2 2FeCl3 + 2Br2 。当x/a ≤0.5时,Cl2仅氧化Fe2+,故A项正确。当x/a ≥1.5时,Fe2+和Br-合部被氧化,D项正确;当介于两者之间时,则要分步书写方程式,然后进行叠加得总反应。如B项,当x=0.5a时,Cl2刚好把Fe2+全部氧化,而当x=0.6a,显然Cl2还要氧化Br-,而选项中没有表示,故错。
2.(09天津卷3)下列实验设计和结论相符的是
A.将碘水倒入分液漏斗,加适量乙醇,振荡后静置,可将碘萃取到乙醇中
B.某气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体水溶液一定显碱性
C.某无色溶液中加Ba(NO3)2溶液,再加入稀盐酸,沉淀不溶解,则原溶液中一定有SO42-
D.在含FeCl2杂质的FeCl3溶液中通足量Cl2后,充分加热,除去过量的Cl2,即可得到较纯净的FeCl3溶液
答案:B
解析:w.w.w.k.s.5.u.c.o.mA项,乙醇不可以作为萃取剂,错;B项,石蕊变蓝,则肯定为碱性,正确。
C项,若原溶液中含有SO32 -,生成BaSO3,再加入HCl,则与溶液的NO3- 结合,相当于HNO3,则可以氧化BaSO3至BaSO4,沉淀不溶解,故错;D项,加热时,FeCl3会水解,错。
3.(09江苏卷11) 下列离子方程式与所述事实相符且正确的是
A.漂白粉溶液在空气中失效:
B.用浓盐酸与反应制取少量氯气:
C.向溶液中通入过量制:
D.在强碱溶液中次氯酸钠与反应生成:
答案:C
解析:漂白粉失效的化学方程式为,那么该反应的离子方程式是,A项错;实验室制取的原理是浓盐酸和二氧化锰反应,离子方程式为,所以B项错;D项,在强碱溶液中,不可能生成,所以D错。
4.(09江苏卷14)I2在KI溶液中存在下列平衡:
某I2、、KI混合溶液中, 的物质的量浓度c()与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是
A. 反应的△H>0
B.若温度为,反应的平衡常数分别为
C.若反应进行到状态D时,一定有
D.状态A与状态B相比,状态A的c(I2)大
答案:BC解析:w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
随着温度的不断升高,的浓度逐渐的减小,说明反应向逆方向移动,也就意味着该反应是放热反应,所以,所以A项错;
因为,,所以当温度升高时,反应向逆方向移动,即;C项,从图中可以看出D点并没有达到平衡状态,所以它要向A点移动,这时的浓度在增加,所以,C项正确;
D项,从状态A到状态B,的浓度在减小,那么的浓度就在增加。
5. (09广东化学9)下列浓度关系正确的是
A. 氯水中:c(Cl2)=2[c()+c()+C(HClO)]
B. 氯水中:c()>c()>c()>c()
C. 等体积等浓度的氢氧化钠与醋酸混合:c()=c()
D. 溶液中:c
答案:D
解析:根据氯水中所含粒子的种类可知氯水中也含有氯气分子A设置了一个貌似物料守恒的式子而忽视了氯气分子的存在,故A错;
根据Cl2+H2OHClO+H++Cl-,HCl完全电离 而HClO部分电离,可知正确的顺序
c(H+)>c(Cl—)>c(ClO—)>c(OH—),B错;
C项等物资的量的强碱与弱酸混合生成强碱弱酸盐溶液显碱性c()>c(),再根据溶液中电荷守恒可以判断c()>c(;
D项比较简单
6.(09广东化学12) 下列离子方程式正确的是
A. 向盐酸中滴加氨水:H+ + OH- = H2O
B. Fe(OH)3溶于氢碘酸:Fe(OH)3 + 3H+ = Fe3+ + 3H2O
C. 铜溶于稀硝酸:3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2 NO ↑+ 4H2O
D. 向Na2S2O3溶液中通入足量氯气:S2O32-+2Cl2+3H2O=2SO32-+4Cl-+6H+
答案:C
解析A项中的氨水应写成分子式,B项发生的是氧化还原反应;C项正确;氯气具有强氧化性将S2O32-氧化成SO42-,正确的离子方程式应为S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+,故D错。
7.(09北京卷9)已知有相同容积的定容密封容器甲和乙,甲中加入和各0.1mol ,乙中加入HI 0.2mol,相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度,应采取的措施是
A.甲、乙提高相同温度 B 甲中加入0.1mol He,乙不改变
C.甲降低温度,乙不变 D 甲增加0.1mol ,乙增加0.1mol
答案:C
【解析】本题考查化学平衡移动、等效平衡。 在相同条件下,甲、乙容器中达平衡时是等效平衡,欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度,则甲中平衡向着正反应方向移动,同时乙向着逆反应方向移动或者不移动。选项A,甲、乙提高相同温度时,平衡均向逆反应方向移动,且达平衡是二者等效,HI浓度相等。选项B,加入稀有气体时,平衡不移动,二者HI浓度相等。选项C,甲降低温度平衡向着正反应方向移动,达平衡是HI浓度增大,而乙中HI浓度不变,符合题意。选项D,甲中增加等量的H2或I2,达平衡是HI浓度相等。
8.(09上海卷19)已知氯气、溴蒸气分别跟氢气反应的热化学方程式如下(、均为正值):
有关上述反应的叙述正确的是
A. B.生成物总能量均高于反应物总能量
C.生成1molHCl气体时放出热量
D.1mol HBr(g)具有的能量大于1mol HBr(1)具有的能量
答案:AD
【解析】两个反应都是放热反应,生成物的总能量低于反应物的总能量,B项错。由热化学方程式可知,生成2mol氯化氢放出的热量才是Q1
, C项错。物质在气态时具有的能量一般高于液态和固态时,故D项正确。
9. (09上海理综14)生活中难免会遇到一些突发事件,我们要善于利用学过的知识,采取科学、有效的方法保护自己。如果发生了氯气泄漏,以下自救方法得当的是www.ks5u.com
A.只要在室内放一盆水B.向地势低的地方撤离C.观察风向,顺风撤离
D.用湿毛巾或蘸有石碱水的毛巾捂住口鼻撤离
答案:Dw
.【解析】本题考查氯气的物理性质。
10.(09天津卷9)(18分)海水是巨大的资源宝库,在海水淡化及综合利用方面,天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下:
(1)请列举海水淡化的两种方法: 、 。
(2)将NaCl溶液进行电解,在电解槽中可直接得到的产品有H2、 、 、或H2、 。
(3)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br,其目的为 。
(4)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为 ,由此反应可知,除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是 。
(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料,Br2的沸点为59℃。微溶于水,有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后,了如下装置简图:
请你参与分析讨论:
①图中仪器B的名称: 。
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管,其原因是 。
③实验装置气密性良好,要达到提纯溴的目的,操作中如何控制关键条件: 。
④C中液体产生颜色为 。为除去该产物中仍残留的少量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反应后,再进行的分离操作是 。
答案:
解析:本题考查海水中提取溴的实验。电解NaCl溶液的方程式为:2NaCl + 2H2O
2NaOH + H2↑+ Cl2↑,其中Cl2有可能与NaOH会生成NaClO。步骤I中的Br2的浓度很小,多次用SO2反复吸收,最终用Cl2处理,则可获得大量的工业溴。溴具有强氧化性可以氧化SO2,生成H2SO4,因此要注意酸对设备的腐蚀问题。溴具有腐蚀性,可以腐蚀橡胶。蒸馏的目的,就是通过沸点不同而提纯Br2,所以要通过温度计控制好Br2沸腾的温度,尽可能使Br2纯净。
11.(09浙江卷26)(14分)各物质之间的转换关系如下图,部分生成物省略。C、D是由X、Y、Z中两种元素组成的化合物,X、Y、Z的原子序数依次增大,在周期表中X的原子半径最小,Y、Z原子量外层电子数之和为10。D为无色非可燃性气体,G为黄绿色单质气体,J、M为金属,l有漂白作用,反应①常用于制作印刷电路板。
请回答下列问题:
(1)写出A的化学式 , C的电子式 。
(2)比较Y与Z的原子半径大小 > (填写元素符号)。
(3)写出反应②的化学方程式(有机物用结构简式表示) ,举出该反应的一个应用实例 。
(4)已知F溶于稀硝酸,溶液变成蓝色,并放出无色气体。请写出该反应的化学方程式 。
(5)研究表明:气体D在一定条件下可被还原为晶莹透明的晶体N,其结构中原子的排列为正四面体,请写出N及其2种同素异形体的名称 、 、 。
答案:(1)Cu2(OH)2CO3 [Cu(OH)2·CuCO3]或CuCO3
(2) C>O (3)CH2OH(CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2CH2OH(CHOH)4COOH + Cu2O↓+ 2H2O
医学上可用这个反应检验尿液中的葡萄糖。(4)3Cu2O + 14HNO3 6Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 7H2O(5)金刚石、石墨、富勒烯(C60)或碳纳米管等。
解析:从反应图中寻找突破口,E与葡葡糖生成红色沉淀F,则E应为Cu(OH)2,而B为Cu2+,反应①为印刷电路板,L为棕黄色溶液,由此可推出:M应为Cu,L为FeCl3 。G为黄绿色气体,则为Cl2,K为浅绿色,则为Fe2+溶液。X的原子半径最小,则为H,D为非可燃性气体,可推为CO2,C和O的最外层电子之和刚好为10。C为H、C、O中的两种组成的化合物,且可以与Cl2反应,故应为H2O,生成H为HCl,I为HClO(具有漂白性),HCl与J(Fe)可生成FeCl2溶液。
(1)A + HClCu2+ + H2O + CO2,由元素守恒可知,A可以CuCO3或碱式碳酸铜均可。
(2)Y为C,Z为N,两者位于同一周期,前者的半径大,即C>N。
(3)葡萄糖含有醛基,可以与Cu(OH)2生成砖红色沉淀。
(4)F为Cu2O,与HNO3反应,生成Cu(NO3)2,且生成无色气体,应为NO,然后根据得失电子守恒配平即可。
(5)CO2可以还原成正四面体结构的晶体N,即化合价降低,显然生成C,应为金刚石。它的同素异形体必须为含碳的单质。
12.(09重庆卷26)(14分)工业上电解饱和食盐能制取多种化工原料,其中部分原料可用于制备多晶硅。
(1)题26图是离子交换膜法电解饱和食盐水示意图,电解槽阳极产生的气体是 ;NaOH溶液的出口为 (填字母);精制饱和食盐水的进口为 (填字母);干燥塔中应使用的液体是 。
(2)多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产,其副产物SiCl4的综合利用收到广泛关注。
①SiCl4可制气相白炭黑(与光导纤维主要原料相同),方法为高温下SiCl4与H2和O2反应,产物有两种,化学方程式为 。
②SiCl4可转化为SiHCl3而循环使用。一定条件下,在20L恒容密闭容器中的反应:
3 SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g)
达平衡后,H2与SiHCl3物质的量浓度分别为0.140mol/L和0.020mol/L,若H2全部来源于离子交换膜法的电解产物,理论上需消耗纯NaCl的质量为 kg。
(3)采用无膜电解槽电解饱和食盐水,可制取氯酸钠,同时生成氢气,现制得氯酸钠213.0kg,则生成氢气 (标准状况)。
答案:(1)①氯气;a;d;浓硫酸(2)①SiCl4+2H2+O2SiO2+4HCl②0.35(3)134.4
解析:(1)电解饱和食盐时阳极阴离子Cl—、OH—放电,Cl—的放电能力强于OH—,阳极发生的方程式为:2Cl——2e—===Cl2↑;阴极:2H++2e—===H2↑;总反应为:2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH。H2、2NaOH在阴极,NaOH溶液的出口为a,Cl2在阳极,精制饱和食盐水从阳极进入,选d;要干燥Cl2需要用酸性干燥剂H2SO4或P2O5等,中性干燥剂无水CaCl2。
(2)①SiCl4与H2和O2反应,产物有两种,光导纤维的主要成分是SiO2,H、Cl元素必在另一产物中,H、Cl元素结合成HCl,然后配平即可。发生的化学方程式为:SiCl4+2H2+O2SiO2+4HCl。
②
由3 SiCl4(g)+2H2(g)+Si(s)4SiHCl3(g)
起始量(mol) n 0
变化量(mol) 3x 2x x 4x
平衡量(mol) n—2x 4x
4x=0.020mol/L×20L=0.4mol,n—2x=0.140mol/L20L=2.8mol,n=3.0mol,由2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH,(2×58.5)g:1mol=m(NaCl)g:3mol;m(NaCl)=351g=0.351kg。
(3)由NaCl转化为NaClO3,失去电子数为6,H2O转化为H2,得到的电子数为2,设产生的H2体积为V,由得失电子守恒有:
6×;V=134.4m3。
13.(09海南卷13)(9分)有关物质存在如图所示的转化关系(部分产物已省略)。通常C为气体单质,G为紫黑色固体单质。实验室中,常用固体E在B的催化下加热制取气体单质H。请回答下列问题:
(1)反应①的化学方程式为
(2)反应②的离子方程式为
(3)写出另外一种实验室制取H的化学方程式
(4)D溶液与Pb(NO3)2溶液混合可形成沉淀,此沉淀的Ksp=7.0×10—9。将等体积的D溶液与Pb(NO3)2
溶液混合,若D的浓度为1×10—2mo1/L ,则生成沉淀所需Pb(NO3)2溶液的最小浓度为 。
答案:(1)(2分)
(2) (2分)
(3)或(其他合理答案也给分)(2分)(4)(3分
解析:本题的突破口在A+B→气体单质C和E在B的催化下生成气体单质H,可推测B为MnO2,这样A为HCl,C为Cl2,H为氧气,再根据C+D→紫黑色固体单质G,则D含有I-.最后一问考查溶度积常数Ksp=c(Pb2+)·c(I-)2.=c[Pb(NO3)2]/2 ×[(1.0 ×10—2)/2]2 =7.0 × 10—9 ,c[Pb(NO3)2]= 5.6 × 10—4。
点评:框图题找突破口很重要,但绝对不可投机取巧,一切都建立在掌握大量元素化合物知识的基础上.
14.(09宁夏卷37)[化学—选修化学与技术](15分)请回答氯碱的如下问题:
(1)氯气、烧碱是电解食盐水时按照固定的比率k(质量比)生成的产品。理论上k=_______(要求计算表达式和结果);
(2)原料粗盐中常含有泥沙和Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等杂质,必须精制后才能供电解使用。精制时,粗盐溶于水过滤后,还要加入的试剂分别为①Na2CO3、②HCl(盐酸)③BaCl2,这3种试剂添加的合理顺序是______________(填序号)
(3)氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过。
①图中X、Y分别是_____、_______(填化学式),分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%与b%的大小_________;
②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极:______; 负极:_____;
③这样设计的主要节(电)能之处在于(写出2处)____________、____________。
答案:(1)k=M(Cl2)/2 M(NaOH)=71/80=1:1.13或0.89(2)③①② (3)①Cl2 H2 a%小于b% ②O2+4e-+2H2O=4OH- H2-2e-+2OH-=2H2O ③燃料电池可以补充电解池消耗的电能;提高产出碱液的浓度;降低能耗(其他合理答案也给分)
电解
解析:(1)只要了解电解饱和食盐水的化学方程式2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑即可得到,k=M(Cl2)/2 M(NaOH)=71/80=1:1.13或0.89;(2)只要抓住除钡离子要放在除碳酸根离子前即可得到顺序关系:③①②;(3)本题突破口在于B燃料电池这边,通空气一边为正极(还原反应),那么左边必然通H2,这样Y即为H2 ;再转到左边依据电解饱和食盐水的化学方程式可知唯一未知的就是X,必然为Cl2了;A中的NaOH进入燃料电池正极再出来,依据O2+4e-+2H2O=4OH- 可知NaOH+浓度增大。
八、氧、硫及其化合物
1.(09福建卷7) 能实现下列物质间直接转化的元素是w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A. 硅 B. 硫 C. 铜 D. 铁
答案:B
解析:S与O2生成SO2,再与H2O生成H2SO3,可以与NaOH生成Na2SO3,B项正确。A项,SiO2不与水反应,错;C项中CuO,D项中Fe3O4均不与H2O反应,故错。
2.(09广东化学17) 常温下,往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液,可发生如下两个反应:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+2H+下列说法正确的是
A.H2O2的氧化性比Fe3+强,其还原性比Fe2+弱
B.在H2O2分解过程中,溶液的pH逐渐下降
C.在H2O2分解过程中, Fe2+和Fe3+的总量保持不变
D.H2O2生产过程要严格避免混入Fe2+
答案:CD
解析:结合A、B两个方程式根据 氧化性、还原性强弱比较规律:得 H2O2的氧化性>Fe3+的氧化性, H2O2的还原性>Fe2+的还原性,A错;
2H2O2=2H2O+O2↑,分解过程中,Fe2+作催化剂,溶液pH值不变,B错,
H2O2分解Fe3+或Fe2+作催化剂,所以总量不变。因为Fe2+可导致H2O2分解,所以H2O2生产过程要避免混入Fe2+,D正确。
3.(09北京卷8)下列叙述正确的是
A.将通入溶液中至饱和,无沉淀产生;再通入,产生沉淀
B.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解;再加入固体,铜粉仍不溶解
C.向溶液中滴加氨水,产生白色沉淀;再加入溶液,沉淀消失
D.纯锌与稀硫酸反应产生氨气的速率较慢;再加入少量固体,速率不改变
答案:Cw.
w【解析】本题考查元素及其化合物知识。选项A,CO2、SO2均不能与BaCl2溶液反应,所以再通入SO2时也无沉淀产生。选项B,Cu不能与稀H2SO4反应,但加入Cu(NO3)2后,溶液中存在HNO3,Cu溶解在HNO3中。选项C,Al3+与NH3 ·H2O反应生成Al(OH)3沉淀,加入NaHSO4溶液时,NaHSO4电离出的H+使Al(OH)3溶解。选项D,加入CuSO4溶液后形成原电池而加快了产生H2的速度。
.4. (09全国卷Ⅰ27)(15分)浓H2SO4和木炭在加热时发生反应的化学方程式是
2 H2SO4 (浓) + C CO2↑+ 2 H2O + 2SO2↑
请从下图中选用所需的仪器(可重复选用)组成一套进行该反应并检出反应产物的装置。现提供浓H2SO4、木炭和酸性KMnO4溶液,其他固、液试剂自选。(连接和固定仪器用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去)
将所选的仪器按连接顺序由上至下依次填入下表,并写出该仪器中应加试剂的名称及其作用。
选用的仪器
(填字母)
加入的试剂
作用
答案:C 浓硫硫和木炭 产生反应物
B 无水硫酸铜 检验是否有水
A 品红 检验SO2
A 酸性KMnO4 除去SO2
A 澄清石灰水 检验CO2的存在。
解析:m成套装置包括反应装置,检验装置和尾气处理装置。C中加入浓硫硫和木炭作为反应物的发生器,产物中必须先检验水,因为在检验其他物质时会在其它试剂中混入水,可选用装置B,放入无水硫酸铜,若变蓝则说明有水。接着检验SO2气体,用装置A,放入品红检验,若品红褪色,则说明有SO2气体产生,再用装置A,放入酸性KMnO4溶液以除去
SO2,最后再用装置A,放入澄清石灰水来检验CO2的存在,因SO2也可以使澄清石灰水变浑,故先要除去SO2。
5.(09北京卷28)(15分)以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下:
(1)将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整 4 +11
(2)接触室中发生反应的化学方程式是 。
(3)依据工艺流程图判断下列说法正确的是(选填序号字母) 。
a. 为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎
b. 过量空气能提高的转化率
c. 使用催化剂能提高的反应速率和转化率
d. 沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
(4)每160g气体与化合放出260.6kJ的热量,该反应的热化学方程是 。
(5)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收,再用浓硫酸处理,得到较高浓度的和铵盐。
①既可作为生产硫酸的原料循环再利用,也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的。吸收的离子方程式是 。
② 为测定该铵盐中氮元素的质量分数,将不同质量的铵盐分别加入到50.00mL相同浓度的溶液中,沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解)。该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全,测定浓硫酸增加的质量。
部分测定结果;
铵盐质量为10.00g和20.00g 时,浓硫酸增加的质量相同;铵盐质量为30.00g时,浓硫酸增加的质量为0.68g;铵盐质量为40.00g时,浓硫酸的质量不变。
计算:该铵盐中氮元素的质量分数是 %; 若铵盐质量为15.00g。 浓硫酸增加的质量为 。 (计算结果保留两位小数)
答案: (1)FeS2(2)(3)a b d(4)SO3(g) + H2O(l) = H2SO4(l);ΔH=-130.3kJ/mol(5)①SO2 + Br2 + 2H2O = 4H+ + 2Br- + SO42-②14.56 2.31g
【解析】本题主要考查硫酸工业、热化学方程式的书写、计算等。
(1)根据原子守恒即可判断该物质为FeS2。
(2)SO2和O2在接触室发生反应生成SO3:2SO2 + O2 2SO3。
(3)选项a,将黄铁矿粉碎更增加反应接触面积而加快反应速率。选项b,增加空气(O2)浓度能提高SO2的转化率。选项c,催化剂对转化率无影响。选项d,矿渣中含有Fe2O3,可用于冶炼铁。
(4)160g SO3(g)与H2O(l)反应生成H2SO4(l)放出260.6kJ热量,则1mol SO3(g)与H2O(l)反应生成H2SO4(l)放出130.3kJ热量,则相关热化学方程式为: SO3(g) + H2O(l)=H2SO4(l);△H=-130.3kJ/mol。
(5)10g时说明铵盐不足,20g时说明氢氧化钠不足,由10.00g和20.00g 时浓硫酸增加的质量相同说明铵盐有酸式根产生的氨气, 氢氧化钠的物质的量浓度为Cmol/L
设10克中有Xmol的 (NH4)2SO4 和ymol的NH4HSO4则
132X + 115y=10…………………………………………………….(1)
10g时说明铵盐不足由N守恒知
n(NH3)=2X + y
20g时铵盐已经过量,氢氧化钠先和酸式根反应,则(NH4)2SO4为2Xmol,2ymol的NH4HSO4
HSO4— + OH— = SO42— + H2O
1 1
2y 2y
NH4+ + OH— = NH3 + H2O
1 1
50C×10—3—2y 50C×10—3—2y
由于产生的氨气一样多
n(NH3)=2X + y=50C×10—3—2y………………………………….(2)
30g时铵盐过量,则(NH4)2SO4为3Xmol,3ymol的NH4HSO4 n(NH3)=0.68/17=0.04mol
HSO4— + OH— = SO42— + H2O
1 1
3y 3y
NH4+ + OH— = NH3 + H2O
1 1
50C×10—3—3y 0.04
所以
50C×10—3—3y=0.04…………………………………………………….(3)
联立(1) (2) (3)解得
X=0.02mol y=0.064mol C=4.64mol/L
氮的质量百分含量= ×100%=(0.04+0.064) ×14/10×100%=14.56%
15g时铵盐已经过量,则(NH4)2SO4为1.5Xmol,1.5 ymol的NH4HSO4
HSO4— + OH— = SO42— + H2O
1 1
1.5y 1.5y
NH4+ + OH— = NH3 + H2O
1 1
50C×10—3—1.5y 50C×10—3—1.5y
n(NH3)= 50C×10—3—1.5y=50×4.64×10—3—1.5×0.064=0.136mol
m(NH3)=0.136×17=2.31g
6.(09四川卷26)(16分) 过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂,它的水溶液又称为双氧水,常用作消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,准确测定了过氧化氢的含量,并探究了过氧化氢的性质。
Ⅰ.测定过氧化的含量
请填写下列空白:
(1) 移取10.00 m密度为ρ g/mL的过氧化氢溶液至250mL ___________(填仪器名称)中,加水衡释至刻度,摇匀。移取稀释后的过氧化氢溶液25.00mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样。
(2) 用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,其反应的离子方程式如下,请将相关物质的化学计量数及化学式填写在方框里。
MnO4-+H2O2+H+=Mn2++H2O+
(3)滴定时,将高锰酸钾标准溶液注入 (
(3) 滴定时,将高锰酸钾标准溶液注入______________________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。滴定到达终点的现象是___________________________________________
______________________________________________________________。
(4) 复滴定三次,平均耗用c mol/L KMnO4标准溶液V mL,则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为______________________________________。
(5) 若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果_________(填“偏高”或“偏低”或“不变”)。
Ⅱ.探究过氧化氢的性质
该化学举小组根据所提供的实验条件设计了两个实验,分别证明了过氧化氢的氧化性和不稳定性。(实验条件:试剂只有过氧化氢溶液、氯水、碘化钾演粉溶液、饱和硫化氢溶液,实验仪器及用品可自选。)
请将他们的实验方法和实验现象填入下表:
实 验 内 容
实 验 方 法
实 验 现 象
验证氧化性
验证不稳定性
答案:mI.(1)容量瓶(2)2 5 6 2 8 502(3)酸式
滴入一滴高锰酸钾溶液,溶液呈浅红色,且30秒内不褪色(4)
(5)偏高
II.(各1分,共4分)
实验内容
实验方法
实验现象
验证氧化性
取适量饱和硫化氢溶液于试管中,滴入
过氧化氢溶液。
(取适量碘化钾淀粉溶液于试管中,加入过氧化氢溶液。)
产生淡黄色沉淀或溶液变浑浊。
(溶液变蓝色。)
验证不稳定性
取适量过氧化氢溶液于试管中,加热,
用带火星的木条检验。
(取适量过氧化氢溶液于试管中,加热,用导气管将得到的气体通入到装有饱和硫化氢溶液的试管中。)
产生气泡,木条复燃。
(溶液变浑浊或有浅黄色沉淀产生)
【解析】I.(1)仪器的选用根据题意应该选用容量瓶。(2)残缺方程式配平首先确定缺什么,分析可知缺的是O2,根据电子转移守恒,配平化学方程式。(3)由于高锰酸钾标准溶液具有强氧化性,所以只能使用酸式滴定管。滴定到达终点的现象是:滴入一滴高锰酸钾溶液,溶液呈浅红色,且30秒内不褪色。(4)根据配平的化学方程式计算出过氧化氢的量,最后计算出原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为17Cv/200ρ。(5)若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,有一部分溶液占据了气泡的体积,并没有滴入锥形瓶,则测定结果偏高。
II.(1)验证氧化性,选用具有还原性的饱和硫化氢溶液,产生淡黄色沉淀硫或溶液变浑浊;或者选用有还原性的碘化钾淀粉溶液,有碘单质生成,溶液变蓝色。(2)验证不稳定性,取适量过氧化氢溶液于试管中,加热,用带火星的木条检验有氧气生成;或者取适量过氧化氢溶液于试管中,加热,用导气管将得到的气体通入到装有饱和硫化氢溶液的试管中,溶液变浑浊或有浅黄色沉淀产生。
【点评】本题属于化学实验综合运用问题,考查的知识点众多,涉及到氧化还原反应以及配平、化学实验操作、滴定的误差分析以及气体的制备等。
7.(09上海卷26)根据硫化氢气体的实验室制法和性质完成下列填空。
(1)若用启普发生器制取硫化氢气体,则制取气体的原料可选用________。
a.稀硫酸与硫化亚铁 b.稀硝酸与硫化亚铁
c.稀硫酸与硫化钠 d.稀盐酸与硫化亚铁
(2)现要组装一套可以控制硫化氢气体产生速率的装置,请在下图中选择合适的仪器;
______________(填编号)。
(3)如右图,在一个充满氧气的集气瓶中加入少量品红稀硫溶液,点燃硫化氢气体。在火焰自动熄灭后,停止通入气体,瓶内可观察到
的现象是___________________________________________________。
(4)在上述集气瓶中继续通入硫化氢气体,振荡,发生反应的化学方程式为:
______________________________________________________________
反应过程中,溶液的pH______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)点燃不纯的硫化氢气体可能会发生爆炸,为了防止意外,可连接一个安全装置。下图的装置能起到此作用的是___________。
(6)已知硫化氢气体在空气中的体积分数为4.3%~45.5%时会发生爆炸。当硫化氢气体在空气中的体积分数为30%时,其爆炸产物是______________________。
答案:(1)a d (2)② ③ ④(3)品红溶液褪色:瓶壁有淡黄色粉末和无色的小液滴(4) 变大(5)b(6)S H2O
【解析】(1)若用启普发生器制取气体,所选试剂应为块状固体和液体,且反应不需要加热,故a、d正确,c错误。硝酸具有强氧化性,与硫化亚铁反应得不到H2S,b项错。
(2)要控制硫化氢气体产生速率必须选用分液漏斗。
(3)开始氧气充足,H2S燃烧生成SO2和H2O,后来氧气不足,燃烧产物为S和H2O,描述反应现象要从SO2、S和H2O三个方面考虑。
(5)a中增加的装置起不到任何作用。b装置可将启普发生器内的H2S与点燃的H2S分隔开,能防止爆炸。c、d装置中生成的H2S无法排出,故错误。
(6)当硫化氢在空气中的体积分数为30%时,O2在混合气体中的体积分数为70%×1、5=14%,O2不足,发生反应2H2S+O22S+2H2O。
8.(09上海卷30)臭氧层是地球生命的保护神,臭氧比氧气具有更强的氧化性。实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧:
(1)若在上述反应中有30%的氧气转化为臭氧,所得混合气的平均摩尔质量为______g/mol(保留一位小数)。
(2)将8L氧气通过放电管后,恢复到原状况,得到气体6.5L,其中臭氧为_____________L。
(3)实验室将氧气和臭氧的混合气体0.896L(标准状况)通入盛有20.0g铜粉的反应器中,充分加热后,粉末的质量变为21.6g。则原混合气中臭氧的体积分数为__________________。
答案: (1)35.6(2)3(3)0.5
【解析】(1)假设有1mol O2,则
3O2 2O3
开始 1mol 0
反应 0.3mol 0.2mol
平衡 0.7mol 0.2mol
所以平均摩尔质量为:×32g·mol-1+×48g·mol-1=35.6g·mol-1
(2)此题应根据差量法计算
3O2 2O3
开始 8L 0
反应 4.5L 3L 1.5L
(3)n(混合气体)=
设臭氧的体积分数为a,则根据氧原子守恒0.04mol·a·2+0.04mol·(1-a)·3=
解得a=0.5
9.(09宁夏卷28)(14分)2SO2(g)+O2(g) =2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的ΔH=-99kJ·mol-1.请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示 、 ,E的大小对该反应的反应热有无影响? 。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低? ,理由是 ;
(2)图中△H= KJ·mol-1;
(3)V2O5的催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物;四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式 ;
(4)如果反应速率υ(SO2)为0.05 mol·L-1·min-1,则υ(O2)= mol·L-1·min-1、υ(SO3)= mol·L-1·min-1;
(5)已知单质硫的燃烧热为296 KJ·mol-1,计算由S(s)生成3 molSO3(g)的△H (要求计算过程)。
答案:(1)反应物能量 生成物能量 (2)无 降低 因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低 (3)-198 (4) SO2 +V2O5=SO3+2VO2 4VO2+ O2=2V2O5 (4)0.025 0.05
(5) S(s)+O2(g) =2SO2(g)△H1=-296 KJ·mol-1 , SO2(g)+1/2O2(g) =SO3(g) △H2=-99 KJ·mol-1
3 S(s)+9/2O2(g)=3SO3(g) △H=3(△H1+△H2)=-1185 KJ·mol-1
解析: (1)本小题考查反应物总能量高于生成物总能量为放热反应,可得到A和C所表示的意义,E为活化能与反应热无关,但是用催化剂可以降低活化能;(2)图中表示的是2molSO2的反应,因此△H=-99×2KJ·mol-1;(3)依题意即可写出:SO2 +V2O5=SO3+2VO2 4VO2+ O2=2V2O5;(4)依据速率之比等于化学计量数之比
九、碳、硅及其化合物
1.(09广东理科基础22)下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
①硅是构成一些岩石和矿物的基本元素
②水泥、玻璃、水晶饰物都是硅酸盐制品
③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维
④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
答案:A
解析:光导纤维的成分是SiO2,③错;陶瓷的成分是SiO2,而不属于硅酸盐,④错。故A项正确。
2.(09全国卷Ⅰ29)(15分)已知周期表中,元素Q、R、W、Y与元素X相邻。Y的最高化合价氧化物的水化物是强酸。回答下列问题:w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
(1)W与Q可以形成一种高温结构陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面体结构,W的氧化物的晶体类型是 ;
(2)Q的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是 ;
(3)R和Y形成的二元化合物中,R呈现最高化合价的化合物的化学式是 ;
(4)这5个元素的氢化物分子中,①立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次序是(填化学式) ,其原因是
;
②电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是
;
(5)W和Q所形成的结构陶瓷材料的一种合成方法如下:W的氯化物与Q的氢化物加热反应,生成化合物W(QH2)4和HCL气体;W(QH2)4在高温下分解生成Q的氢化物和该陶瓷材料。上述相关反应的化学方程式(各物质用化学式表示)是
。
答案:(1)原子晶体。(2)NO2和N2O4(3)As2S5。(4)①NH3> AsH3 > PH3,因为前者中含有氢键,后两者构型相同,分子间作用力不同;②电子数相同的有SiH4、PH3和H2S结构分别为正四面体,三角锥和V形。(5)SiCl4 + 4NH3 = Si(NH2)4 + 4HCl,3Si(NH2)4 = 8NH3 + Si3N4
解析:本题可结合问题作答。W的氯化物为正四体型,则应为SiCl4或CCl4,又W与Q形成高温陶瓷,故可推断W为Si。
(1)SiO2为原子晶体。
(2)高温陶瓷可联想到Si3N4,Q为N,则有NO2与N2O4之间的相互转化关系。
(3)Y的最高价氧化的的水化物为强酸,且与Si、N等相邻,则只能是S。R为As,所以R的最高价化合物应为As2S5。
(4)显然x为P元素。①氢化物沸点顺序为NH3> AsH3 > PH3,因为前者中含有氢键后两者构型相同,分子间作用力不同。②SiH4、PH3和H2S的电子数均为18。,结构分别为正四面体,三角锥和V形。
(5)由题中所给出的含字母的化学式可以写出具体的物质,然后配平即可。
3.(09浙江卷28)(15分)单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硫、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450-500°C),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下:
a.四氯化硅遇水极易水解;
b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
c.有关物质的物理常数见下表:
物质
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8
—
315
—
熔点/℃
-70.0
-107.2
—
—
—
升华温度/℃
—
—
180
300
162
请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式 。
(2)装置A中g管的作用是 ;装置C中的试剂是 ;装置E中的h瓶需要冷却理由是 。
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是 (填写元素符号)。
(4)为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,是铁元素还原成Fe2+ ,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式是:
①滴定前是否要滴加指示剂? (填“是”或“否”),请说明理由 。
②某同学称取5.000g残留物,预处理后在容量瓶中配制成100ml溶液,移取25.00ml,试样溶液,用1.000×10-2mol· L-1KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时,消耗标准溶液20.00ml,则残留物中铁元素的质量分数是 。
答案: (1)MnO2 + 4H+ + 2Cl-Mn2+ + Cl2↑ + 2H2Owww.ks5.u.com(2)平衡压强 浓硫酸 使SiCl4 冷凝(3)Al、P、Cl(4)①否;KMnO4溶液自身可作指示剂;②4.480%
解析:制备四氯化硅的原料为Cl2和Si。A装置为Cl2的制备装置,B、C装置为除杂装置。先用B除去HCl,再用C(浓H2SO4)除去H2O蒸气。Cl2通入粗硅中反应,用冷水将产生SiCl4冷凝即可。(1)制取氯气用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应。(2)g管是将分液漏斗与烧瓶相连,则它们中的压强是相待的,这样便于盐酸能顺利滴下。SiCl4的沸点很低,只有57.7℃,而反应的温度达几百度,故需要冷凝收集。(3)从物质的物理性质表可发现,AlCl3,FeCl3和PCl5均易升华,故还应还有Al、P、Cl元素。(4)由于高锰酸钾本身是紫红色的,与Fe2+反应时,可以褪色,故而可以作为指示剂。根据方程式可以找出关系,5Fe2+~MnO4- ,n(Fe)= 10-2×20×10-3×5×100/25 =4×10-3mol。W (Fe)= 4×10-3×56/5 ×100% =4.48%。
十、氮及其化合物
1.(09全国卷Ⅱ6) 物质的量之比为2:5的锌与稀硝酸反应,若硝酸被还原的产物为N2O,反应结束后锌没有剩余,则该反应中被还原的硝酸与未被还原的硝酸的物质的量之比是
A. 1:4 B.1:5 C. 2:3 D.2:5
答案:Aw.w.w.k.s.5.u.c.o.m
解析:设2molZn参与反应,因Zn无剩余,则最终生成了2molZn(NO3)2,显然含有4molNO3- ,这部分是没有参与氧化还原反应的HNO3,根据得失电子守恒有:2×n(Zn)=n(HNO3)×4,则n(HNO3)=1mol,即有1molHNO3被还原。
2.(09江苏卷3)下列所列各组物质中,物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是
a
b
c
A
Al
AlCl3
Al(OH)3
B
HNO3
NO
NO2
C
Si
SiO2
H2SiO3
D
CH2=CH2
CH3CH2OH
CH3CHO
答案:B
解析:A项:(或者,(),(),的转化必须经过(反应方程式为:)和()这两步,所以A项不选;
B项:(),(),(),(),所以B项正确;
C项:(),必须经过两步
(、),
D项:(),(),(),就必须经过两步(和)
3.(09广东理科基础29)已知汽车尾气无害化处理反应
。下列说法不正确的是
A.升高温度可使该反应的逆反应速率降低
B.使用高效催化剂可有效提高正反应速率
C.反应达到平衡后,N0的反应速率保持恒定
D.单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时,反应达到平衡
答案:A
解析:升温,无论是正反应,还是逆反应,速率均加快,A项错;
催化剂可以加快化学反应速率,B项正确;
达平衡后,各组分的速率保持不变,C项正确;
由于CO和CO2的计量系数相等,故当两者同时消耗的量相等时,反应即达平衡,D项正确。
4.(09广东化学15)取五等份NO2 ,分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生反应:2NO2(g) N2O4(g),ΔH<0 反应相同时间后,分别测定体系中NO2的百分量(NO2%),并作出其随反应温度(T)变化的关系图。下列示意图中,可能与实验结果相符的是
答案:BD
解析:在恒容状态下,在五个相同的容器中同时通入等量的NO2,反应相同时间。那么则有两种可能,一是已达到平衡状态,二是还没有达到平衡状态,仍然在向正反应移动。若5个容器在反应相同时间下,均已达到平衡,因为该反应是放热反应,温度越高,平衡向逆反应方向移动,NO2的百分含量随温度升高而升高,所以B正确。若5个容器中有未达到平衡状态的,那么温度越高,反应速率越大,会出现温度高的NO2转化得快,导致NO2的百分含量少的情况,在D图中转折点为平衡状态,转折点左则为未平衡状态,右则为平衡状态,D正确。
5.(09上海卷4)用浓氯化铵溶液处理过的舞台幕布不易着火。其原因是
①幕布的着火点升高 ②幕布的质量增加
③氯化铵分解吸收热量,降低了温度 ④氯化铵分解产生的气体隔绝了空气
A.①② B.③④ C.③④ D.②④
答案:B
【解析】氯化铵分解吸收热量,能降低火焰温度,并且分解产物氯化氢和氨气能隔绝空气,均破坏了可燃物的燃烧条件,故能使幕布不宜着火。
6.(09上海卷7)在下列变化①大气固氮②硝酸银分解③实验室制取氨气中,按氮元素被氧化、被还原、既不被氧化又不被还原的顺序排列,正确的是
A.①②③ B.②①③ C.③②① D.③①②
答案:A
【解析】大气固氮是指在放电条件下将游离态的氮气转化为一氧化氮的过程,氮元素被氧化。硝酸银分解过程中氮元素化合价降低,被还原。实验室制氨气的反应不属于氧化还原反应,故A项正确。
7.(09上海卷20)对于常温下pH为1的硝酸溶液,下列叙述正确的是
A.该溶液lmL稀释至100mL后,pH等于3
B.向该溶液中加入等体积、pH为13的氢氧化钡溶液恰好完全中和
C.该溶液中硝酸电离出的与水电离出的之比值为。
D.该溶液中水电离出的是pH为3的硝酸中水电离出的的100倍
答案:AB
【解析】硝酸为强电解质,完全电离,稀释100倍,pH增大2,A项正确。硝酸电离出的c(H+)为0.1 mol/l,与水电离出的c(H+)为10-13 mol/l,二者之比应为1012,C项错。pH为3的硝酸中水电离出的c(H+)为10-11mol/l,故D项的比值应为1:100,D项错。
8.(09宁夏卷7) 将22.4L某气态氮氧化合物与足量的灼热铜粉完全反应后,气体体积11.2L(体积均在相同条件下测定),则该氮氧化合物的化学式为w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A.NO2 B.N2O2 C.N2O D.N2O4
答案:A解析:根据2NxOy+2yCu=2yCuO+xN2,以及题中数据反应后气体体积为反应前气体体积的一半,可以得到x=1,因此只有A选项符合题意。
9. (09全国卷Ⅰ29)(15分)已知周期表中,元素Q、R、W、Y与元素X相邻。Y的最高化合价氧化物的水化物是强酸。回答下列问题:
(1)W与Q可以形成一种高温结构陶瓷材料。W的氯化物分子呈正四面体结构,W的氧化物的晶体类型是 ;
(2)Q的具有相同化合价且可以相互转变的氧化物是 ;
(3)R和Y形成的二元化合物中,R呈现最高化合价的化合物的化学式是 ;
(4)这5个元素的氢化物分子中,①立体结构类型相同的氢化物的沸点从高到低排列次序是(填化学式) ,其原因是
;
②电子总数相同的氢化物的化学式和立体结构分别是
;
(5)W和Q所形成的结构陶瓷材料的一种合成方法如下:W的氯化物与Q的氢化物加热反应,生成化合物W(QH2)4和HCL气体;W(QH2)4
在高温下分解生成Q的氢化物和该陶瓷材料。上述相关反应的化学方程式(各物质用化学式表示)是
。
答案:(1)原子晶体。(2)NO2和N2O4(3)As2S5。(4)①NH3> AsH3 > PH3,因为前者中含有氢键,后两者构型相同,分子间作用力不同;②电子数相同的有SiH4、PH3和H2S结构分别为正四面体,三角锥和V形。(5)SiCl4 + 4NH3 = Si(NH2)4 + 4HCl,3Si(NH2)4 = 8NH3 + Si3N4
解析:本题可结合问题作答。W的氯化物为正四体型,则应为SiCl4或CCl4,又W与Q形成高温陶瓷,故可推断W为Si。(1)SiO2为原子晶体。(2)高温陶瓷可联想到Si3N4,Q为N,则有NO2与N2O4之间的相互转化关系。(3)Y的最高价氧化的的水化物为强酸,且与Si、N等相邻,则只能是S。R为As,所以R的最高价化合物应为As2S5。(4)显然x为P元素。①氢化物沸点顺序为NH3> AsH3 > PH3,因为前者中含有氢键后两者构型相同,分子间作用力不同。②SiH4、PH3和H2S的电子数均为18。,结构分别为正四面体,三角锥和V形。(5)由题中所给出的含字母的化学式可以写出具体的物质,然后配平即可。
10.(09北京卷27)(14分)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱的,按下图装置进行试验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将氧化成,而稀硝酸不能氧化。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。
可选药品:浓硝酸、3mo/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳
已知:氢氧化钠溶液不与反应,能与反应
(1) 实验应避免有害气体排放到空气中,装置③、④、⑥中乘放的药品依次是
(2) 滴加浓硝酸之前的操作时检验装置的气密性,加入药品,打开弹簧夹后
(3) 装置①中发生反应的化学方程式是
(4) 装置②的作用是 ,发生反应的化学方程式是
(5) 该小组得出的结论依据的试验现象是
(6) 试验结束后,同学们发现装置①中溶液呈绿色,而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致,而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别涉及了一下4个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是(选填序号字母)
a. 加热该绿色溶液,观察颜色变化
b. 加水稀释绿色溶液,观察颜色变化
c. 向该绿色溶液中通入氮气,观察颜色变化
d. 向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反映产生的气体,观察颜色变化
答案:(1)3mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液
(2)通入CO2一段时间,关闭弹簧夹,将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内
(3)Cu + 4HNO3(浓)= Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
(4)将NO2转化为NO 3NO2 + H2O =2HNO3 + NO
(5)装置③中液面上方气体仍为无色,装置④中液面上方气体由无色变为红棕色
(6)a c d
【解析】本题主要考查HNO3的性质、化学基本实验设计和评价能力。(1)根据装置特点和实验目的,装置⑤是收集NO,装置⑥中盛放NaOH溶液吸收NO2,因为要验证稀HNO3不能氧化NO,所以装置③中应该盛放稀硝酸。
(2)由于装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰,所以滴加浓HNO3
之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气,同时也需将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内防止反应产生的NO气体逸出。
(3)Cu与浓HNO3反应生成Cu(NO3)2、NO2、H2O:Cu + 4HNO3(浓)=Cu(NO3)2 + 2NO2↑ +2 H2O。
(4)装置②中盛放H2O,使NO2与H2O反应生成NO:3NO2 + H2O=2HNO3 + NO。
(5)NO通过稀HNO3溶液后,若无红棕色NO2产生,说明稀HNO3不能氧化NO,所以盛放稀HNO3装置的液面上方没有颜色变化即可说明之。装置④中盛放的是浓HNO3,若浓HNO3能氧化NO则装置④液面的上方会产生红棕色气体。
(6)要证明是Cu(NO3)2浓度过低或是溶解了NO2导致装置①中溶液呈绿色,一是可设计将溶解的NO2赶走(a、c方案)再观察颜色变化。二是增加溶液中Cu(NO3)2溶液的浓度(d方案)观察反应后的颜色变化。
11.(09四川卷27)(15分)已知A-O分别代表一种物质,它们之间的转化关系如下图所示(反应条件略去)。A、B、H分别是由短周期元素组成的单质。B与冷水缓慢反应,与沸水迅速反应,放出氢气。D是一种离子化合物,其阴阳离子的个数比为2:3,且能与水反就应得到两种碱。C为淡黄色固体化合物,O能与G的水溶液反应生成蓝色沉淀。
请回答下列问题:
(1)组成B单质的元素位于周期表第______________周期,第_______________族。化合物C的电子式为_________________________。
(2)J的沸点比硒化氢(H2Se)的沸点高,其原因是_________________。
(3)写出I与H在点燃条件下反应生成A和J的化学方程式:________________。
(4)写出D与足量的N反应生成E和F的化学方程式:_____________________。
(5)上图中,在同一反应里一种物质作氧化剂,又作还原剂,这样的反应共有_______个。
答案:(1)三(1分)II A (1分)(2分)
(2)水分子之间存在氢键且比硒化氢的分子间作用力强(2分)
(3)4NH3+3O22N2+6H2O(3分)
(4)Mg3N2+8HNO3=Mg(NO3)2+2NH4NO3(3分)
(5)2(3分)
【解析】框图推断题抓住题眼如根据B是由短周期元素组成的单质,B与冷水缓慢反应,与沸水迅速反应,放出氢气,可判断B为金属镁。D是一种离子化合物,其阴阳离子的个数比为2:3,就可以判断D为氮化镁,所以A为氮气。 C为淡黄色固体化合物, 判断为过氧化钠。O能与G的水溶液反应生成蓝色沉淀,说明有氢氧化铜生成。通过分析可得:A:氮气B:镁C:过氧化钠D:二氮化三镁E:硝酸镁F:硝酸铵G:氢氧化钠H:氧气I:氨气J:水K:硝酸钠L:一氧化氮M:二氧化氮N:硝酸O:硝酸铜
【点评】本题是典型的无机框图题,主要考查元素及其化合物的性质、化学方程式书写、氧化还原反应。
12.(09上海卷31)烟气中是NO和的混合物(不含)。
(1)根据废气排放标准,烟气最高允许含400mg。若中NO质量分数为0.85,则烟气中最高允许含NO__________L(标准状况,保留2位小数)。
(2)工业上通常用溶质质量分数为0.150的水溶液(密度1.16g/mL)作为
吸收剂,该碳酸钠溶液物质的量浓度为____________mol/L(保留2位小数)。
(3)已知: ①
②
含2000mg的烟气用质量分数为0.150的碳酸钠溶液吸收。若吸收率为80%,
吸收后的烟气__
_____排放标准(填“符合”或“不符合”),理由:____________________。
(4)加入硝酸可改变烟气中NO和NO2的比,反应为:
NO+2HNO3→3NO2+H2O
当烟气中时,吸收率最高。
烟气含2000mg,其中。
计算:(i)为了达到最高吸收率,烟气需用硝酸的物质的量(保留3位小数)。
(ii)烟气达到最高吸收率90%时,吸收后生成NaNO2的质量(假设上述吸收反应中,反应①比反应②迅速。计算结果保留1位小数)。
答案:(1)0.25(2)1.64(3)不符合 因吸收后烟气总体积减小,含量仍超过
(4)(i)
(ii)
解析:(1)1L烟气中最高允许含NO质量为400×10-3g×0.85=0.34g
其体积为
(2)此题考查物质的量浓度与质量分数的换算,可直接利用公式求解。
(3)若烟气中的其他成分不被吸收,刚好达到排放标准,但烟气中的CO2等酸性气体也能被吸收,所以吸收后烟气中NOx的含量仍超标。
13.(09海南卷20)(20分)
20-1.下列有关肥皂的叙述中错误的是:
A.肥皂与纯碱的去污原理相同
B.肥皂可以加速油污在水中的分散
C.肥皂是油脂在碱性条件下水解生成的
D.肥皂主要成分的分子中含有亲油基团和亲水基团
20-1答案:A
解析:纯碱的去污原理是利用水解呈碱性,使油脂水解,而肥皂则是利用含有的亲油基团和亲水基团.
20-2.下列使用化肥、农药的描述中正确的是:
A.高温多雨时比较适合施用钾肥
B.长期施用硫铵会造成土壤板结
C.石硫合剂必须与硫酸混合后才能施用
D.过磷酸钙必须经硫酸处理后才能施用
20-2答案:B
解析:A容易在成钾流失,C石硫合剂呈碱性,D过磷酸钙可直接使用,不需加入硫酸.
20-3.下列有关硬水及其软化的说法中错误的是:
A.离子交换法可以软化硬水
B.硬水中含有较多Ca2+、Mg2+
C.生产、生活使用的天然水必须经软化
D.加热可使暂时硬水中的Ca2+生成CaCO3沉淀
20-3答案:C
解析:本题可采用排除法,ABD肯定正确,C中是用天然水视具体情况不一定都要软化.
20-4(11分)
工业上常用氨氧化法生产硝酸,其过程包括氨的催化氧化(催化剂为铂铑合金丝网)、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。请回答下列问题:
(1)氨催化氧化的化学方程式为 :
(2)原料气中空气必须过量,其主要原因是 ;
(3)将铂铑合金做成薄丝网的主要原因是 ;
(4)水吸收二氧化氮生成硝酸为放热反应,其化学方程式为 ,为了提高水对二氧化氮的吸收率,可采取的措施为 (答2项)
答案:20-4(11 分) (3分)(2)提高氨的转化率和一氧化氮的转化率(2分)(3)增大单位质量的催化剂与反应物的接触面积(2分)
(4) 加压 降温
解析:本题较为基础,主要考查硝酸的工业制法。
十一、化学反应速率和化学平衡
1.(09安徽卷11)汽车尾气净化中的一个反应如下:w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
在恒容的密闭容器中,反应达到平衡后,改变某一条件,下列示意图正确的是:
答案:C
解析:该反应为气体计量数减小的放热反应,升高温度,平衡逆向移动,生成物浓度减小,反应物浓度增大,平衡常数减小,A选项错误;
同理,升高温度,平衡逆向移动,CO的转化率减小,B选项错误;
平衡常数只与热效应有关,与物质的量无关,C选项正确;
增加氮气的物质的量,平衡逆向移动,NO的转化率减小,D选项错误。
2.(09全国卷Ⅰ13)下图表示反应,,在某温度时的浓度随时间变化的曲线:
下列有关该反应的描述正确的是
A.第6后,反应就终止了
B.的平衡转化率为85%
C.若升高温度,的平衡转化率将大于85%
D.若降低温度,v正和v逆将以同样倍数减少
答案:Bw.w.w.k.s.5.u.c.o.m
解析:A项,6min时反应达平衡,但未停止,故错;
B项,X的变化量为1-0.15=0.85mol,转化率为0.85/1=85%,正确。D
H<0,反应为放热,故升高温度,平衡将逆向移动,则X的转化率减小,C项错;D项,降温,正、逆反应速率同时减小,但是降温平衡正向移动,故V正>V逆,即逆反应减小的倍数大,错误。
3.(09天津卷5)人体血液内的血红蛋白(Hb)易与O2结合生成HbO2,因此具有输氧能力,CO吸入肺中发生反应:CO+HbO2O2+HbCO ,37 ℃时,该反应的平衡常数K=220 。
HbCO的浓度达到HbO2浓度的0.02倍,会使人智力受损。据此,下列结论错误的是
A.CO与HbO2反应的平衡常数K=
B.人体吸入的CO越多,与血红蛋白结合的O2越少
C.当吸入的CO与O2浓度之比大于或等于0.02时,人的智力才会受损
D.把CO中毒的病人放入高压氧仓中解毒,其原理是使上述平衡向左移动
答案:C
解析:由反应方程式知,K的表达式正确,A对;CO与HbO2反应的平衡常数达220,可见其正向进行的程度很大,正确。K=,由题意知,K=220, 时,人受损,则C(CO)/C(O2)=9×10-5,C项错。D项,当O2浓度很大时,题中平衡将逆向移动,从而解救人,正确。
4.(09江苏卷14)I2在KI溶液中存在下列平衡:
某I2、、KI混合溶液中, 的物质的量浓度c()与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是
A. 反应 的△H>0w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
B.若温度为,反应的平衡常数分别为
C.若反应进行到状态D时,一定有
D.状态A与状态B相比,状态A的c(I2)大
答案:BC
解析:
随着温度的不断升高,的浓度逐渐的减小,说明反应向逆方向移动,也就意味着该反应是放热反应,所以,所以A项错;
因为,,所以当温度升高时,反应向逆方向移动,即;C项,
从图中可以看出D点并没有达到平衡状态,所以它要向A点移动,这时的浓度在增加,所以,C项正确;D项,从状态A到状态B,的浓度在减小,那么的浓度就在增加。
5.(09广东理科基础29)已知汽车尾气无害化处理反应为
下列说法不正确的是
A.升高温度可使该反应的逆反应速率降低
B.使用高效催化剂可有效提高正反应速率
C.反应达到平衡后,N0的反应速率保持恒定
D.单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时,反应达到平衡
答案:A
解析:升温,无论是正反应,还是逆反应,速率均加快,A项错;催化剂可以加快化学反应速率,B项正确;达平衡后,各组分的速率保持不变,C项正确;由于CO和CO2的计量系数相等,故当两者同时消耗的量相等时,反应即达平衡,D项正确。
6.(09福建卷10) 在一定条件下,Na2CO3溶液存在水解平衡:
。下列说法正确的是
A. 稀释溶液,水解平衡常数增大 B. 通入CO2,平衡朝正反应方向移动
C. 升高温度,减小 D. 加入NaOH固体,溶液PH减小
答案:B
解析:平衡常数仅与温度有关,故稀释时是不变的,A项错;CO2通入水中,相当于生成H2CO3,可以与OH-反应,而促进平衡正向移动,B项正确;升温,促进水解,平衡正向移动,故表达式的结果是增大的,C项错;D项,加入NaOH,碱性肯定增强,pH增大,故错。
7.(09福建卷12)某探究小组利用丙酮的溴代反应:()来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下,获得如下实验数据:
分析实验数据所得出的结论不正确的是w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A. 增大增大 B. 实验②和③的相等
C. 增大增大 D. 增大,增大
答案:D
解析:从表中数据看,①④中CH3COCH3,HCl的浓度是相同的,而④中Br2比①中的大,所以结果,时间变长,即速率变慢了,D项错。其他选项依次找出表中两组相同的数据,看一变量对另一变量的影响即可。
8. (09广东化学7)难挥发性二硫化钽(TaS2 )可采用如下装置提纯。将不纯的TaS2 粉末装入石英管一端,抽真空后引入适量碘并封管,置于加热炉中。反应如下:
TaS2 (s)+2I2 (g)TaI4 (g)+S2 (g)
下列说法正确的是
A.在不同温度区域,TaI4 的量保持不变
B. 在提纯过程中,I2 的量不断减少
C.在提纯过程中,I2 的作用是将TaS2 从高温区转移到低温区
D. 该反应的平衡常数与TaI4 和S2 的浓度乘积成反比
答案:C
解析:根据反应条件可知当温度不同时反应进行的主要方向不同所以A错误。
因为是在同一密闭系统中有质量守恒定律可知I2的量不可能不断减少,而是充当一个“搬运工”的角色,将TaS2从高温区转移到低温区,B错误。
根据平衡常数表达式可知K与Tal4 和S2 的浓度乘积成正比,D错误。
9.(09广东化学15)取五等份NO2 ,分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生反应:2NO2(g) N2O4(g),ΔH<0 反应相同时间后,分别测定体系中NO2的百分量(NO2%),并作出其随反应温度(T
)变化的关系图。下列示意图中,可能与实验结果相符的是
答案:BD
解析:在恒容状态下,在五个相同的容器中同时通入等量的NO2,反应相同时间。那么则有两种可能,一是已达到平衡状态,二是还没有达到平衡状态,仍然在向正反应移动。若5个容器在反应相同时间下,均已达到平衡,因为该反应是放热反应,温度越高,平衡向逆反应方向移动,NO2的百分含量随温度升高而升高,所以B正确。若5个容器中有未达到平衡状态的,那么温度越高,反应速率越大,会出现温度高的NO2转化得快,导致NO2的百分含量少的情况,在D图中转折点为平衡状态,转折点左则为未平衡状态,右则为平衡状态,D正确。
10.(09北京卷9)已知有相同容积的定容密封容器甲和乙,甲中加入和各0.1mol ,乙中加入HI 0.2mol,相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度,应采取的措施是
A.甲、乙提高相同温度 B 甲中加入0.1mol He,乙不改变
C.甲降低温度,乙不变 D 甲增加0.1mol ,乙增加0.1mol
答案:C
【解析】本题考查化学平衡移动、等效平衡。 在相同条件下,甲、乙容器中达平衡时是等效平衡,欲使甲中HI的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度,则甲中平衡向着正反应方向移动,同时乙向着逆反应方向移动或者不移动。选项A,甲、乙提高相同温度时,平衡均向逆反应方向移动,且达平衡是二者等效,HI浓度相等。选项B,加入稀有气体时,平衡不移动,二者HI浓度相等。选项C,甲降低温度平衡向着正反应方向移动,达平衡是HI浓度增大,而乙中HI浓度不变,符合题意。选项D,甲中增加等量的H2或I2,达平衡是HI浓度相等。
11. (09四川卷13)在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的X、Y,发生反应 kJ/mol。反应达到平衡时,Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示:
气体体积
C(Y)/mol·L-1
温度℃
1
2
3
100
1.00
0.75
0.53
200
1.20
0.09
0.63
300
1.30
1.00
0.70
下列说法正确的是
A.m>n B.Q<0
C.温度不变,压强增大,Y的质量分数减少
D.体积不变,温度升高,平衡向逆反应方向移动
答案:C
【解析】 根据题目信息可得,在温度相同的条件下,当体积扩大到原来的两倍时,Y的浓度降低的倍数小于2,所以可确定增大体积,平衡正向移动,根据平衡移动原理,增大体积,平衡向体积增大的方向移动,因此A错误,C项正确。当体积相同时,温度升高,Y的浓度增大,即平衡正向移动,所以此反应的正向为放热反应,B、D错误。
【点评】本题主要通过控制变量讨论化学平衡移动问题,对于学生的基本功要求较高。
12. (09重庆卷13)各可逆反应达平衡后,改变反应条件,其变化趋势正确的是
答案:D
解析:A项CH3COOH溶液中加入CH3COONa固体,CH3COOH溶液中CH3COO—浓度增加,电离平衡逆向移动,c(H+)减小,pH逐渐增大,A错误;B项加入KCl对平衡体系无影响,化学平衡不移动,B错误;C项恒温恒压,加入Ar,各反应物的物质的量不变,体积变大,各物质的量浓度成倍减小(等效于减压),化学平衡朝体积增大方向移动,H2的改变量减小,起始量不变,转化率减小,C错误;大暗暗选D。
13.(09海南卷4)在25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
下列说法错误的是:w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A.反应达到平衡时,X的转化率为50%
B.反应可表示为X+3Y2Z,其平衡常数为1600
C.增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大
D.改变温度可以改变此反应的平衡常数
答案:C
解析: 由 aX+ bY cZ
初始浓度/mol·L-1 0.1 0.2 0
平衡浓度/mol·L-1 0.05 0.05 0.1
转化浓度/mol·L-1 0.05 0.15 0.1
利用转化浓度之比等于化学计量数比可得到化学方程式为X+3Y2Z,这样再利用相关数据可得到A、B正确,D因为平衡常数是温度函数而正确。
点评:本题考查化学反应速率和化学平衡的相关知识。最快捷的方法是利用排除法,抓住化学平衡常数是温度函数,即可得到C错误。
14.(09宁夏卷10)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是
实验
反应温度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(mol·L-1)
V/mL
c/(mol·L-1)
V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
答案:D
解析:影响化学反应速率的因素众多,本题从浓度和和温度两个因素考查,非常忠实于新教材必修2,只要抓住浓度越大,温度越高反应速率越大,便可以选出正确答案D。
15.(09宁夏卷13)在一定温度下,反应1/2H2(g)+ 1/2X2(g) HX(g)的平衡常数为10。若将1.0mol的HX(g)通入体积为1.0L的密闭容器中,在该温度时HX(g)的最大分解率接近于
A. 5% B. 17% C. 25% D.33%
答案:B
解析:
1/2H2(g)+ 1/2X2(g) HX(g)的平衡常数K1为10,那么HX(g) 1/2H2(g)+ 1/2X2(g) 的平衡常数K2为1/10, 2HX(g) H2(g)+ X2(g) 的平衡常数K3为(1/10)2=0.01.设HX(g)分解xmol/L,有, 2HX(g) H2(g)+ X2(g)
1 0 0
x x x
1-x x x
K3= x·x/(1-x) 2= 0.01 ,得到x=0.17,所以, 该温度时HX(g)的最大分解率接近于B. 17%
16.(09全国卷Ⅱ27)(15分)w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
某温度时,在2L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z,它们的物质的量随时间的变化如表所示。
(1)根据左表中数据,在右图中画出X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线:
t/min
X/mol
Y/mol
Z/mol
0
1.00
1.00
0.00
1
0.90
0.80
0.20
3
0.75
0.50
0.50
5
0.65
0.30
0.70
9
0.55
0.10
0.90
10
0.55
0.10
0.90
14
0.55
0.10
0.90
(2) 体系中发生反应的化学方程式是______________;
(3) 列式计算该反应在0-3min时间内产物Z的平均反应速率:_______________;
(4) 该反应达到平衡时反应物X的转化率等于___________________________;
(5) 如果该反应是放热反应。改变实验条件(温度、压强、催化剂)得到Z随时间变化的曲线①、②、③(如右图所示)则曲线①、②、③所对应的实验条件改变分别是:
① _________________ ②________________ ③__________________
答案:
解析:本题考查化学反应速率和化学平衡的综合运用,注意图像和有关计算。
(1)根据题目中表格给出的数据,在坐标系中找出相应的点,然后用光滑的曲线描点即可。
(2)根据题意,可以利用“三步法”求解
开始 1.00 1.00 0
转化 0.45 0.9 0.9
平衡 0.55 0.1 0.9
根据各物质的量之比可得体系中发生反应的化学方程式是:。
(3)根据图像可知在3min时,生成物Z的物质的量为0.5mol, 其平均速率为0.083mol/L·min。
(4)X的转化率等于0.45。
(5)由题目所给图象可知,在1中,平衡时Z的物质的量小于原平衡的物质的量,说明平衡逆向移动,条件为升高温度。在2中,平衡时Z的物质的量与原平衡相同,且速率加快,条件为加入催化剂;在3中,平衡正向移动,且速率加快,条件为加压。
17.(09安徽卷28)(17分)Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水,通常是在调节好PH和浓度的废水中加入H2O2,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP,探究有关因素对该降解反应速率的影响。
[实验设计]控制p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在298K或313K(其余实验条件见下表),设计如下对比试验。
(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验
编号
实验目的
T/K
PH
c/10-3mol·L-1
H2O2
Fe2+
①
为以下实验作参考
298
3
6.0
0.30
②
探究温度对降解反应速率的影响
③
298
10
6.0
0.30
[数据处理]实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如右上图。
(2)请根据右上图实验①曲线,计算降解反应在50~150s内的反应速率:
(p-CP)= mol·L-1·s-1
[解释与结论]
(3)实验①、②
表明温度升高,降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小,请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因: 。
(4)实验③得出的结论是:PH等于10时, 。
[思考与交流]
(5)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息,给出一种迅速停止反应的方法:
答案:(1)
实验编号
实验目的
T/K
PH
c/10-3mol·L-1
H2O2
Fe2+
①
②
313
3
6.0
0.30
③
探究实验的对PH降解反应速率的影响
(2)8.0×10-6(3)过氧化氢在温度过高时迅速分解。
(4)反应速率趋向于零(或该降解反应趋于停止)
(5)将所取样品迅速加入到一定量的NaOH溶液中,使pH约为10(或将所取样品骤冷等其他合理答案均可)
解析:(1)实验①是参照实验,所以与实验①相比,实验②和③只能改变一个条件,这样才能起到对比实验的目的,则实验②是探究温度对反应速率的影响,则T=313K,pH=3,c(H2O2)=6.0 mol·L-1,c(Fe2+)=0.30 mol·L-1,实验③显然是探究pH的大小对反应速率的影响;(2)在50~150s内,△c(p-CP)=0.8mol·L-1,则v (p-CP)=0.08mol·L-1·s-1;(3)温度过高时,H2O2分解,c(H2O2)浓度减小,导致反应速率减小;(4)从图中看出,pH=10时,c(p-CP)不变,即反应速率为零,说明碱性条件下,有机物p-CP不能降解;
(5)从第(4)可以得出,在发言液中加入NaOH溶液,使溶液的pH迅速增大,反应停止。
18.(山东卷28)(14分)运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)合成氨反应反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,平衡 移动(填“向左”“向右”或“不”);,使用催化剂 反应的ΔH(填“增大”“减小”或“不改变”)。
(2)O2 (g)= O+2(g)+e- H1= 1175.7 kJ·mol-1
PtF6(g)+ e-1 PtF6-(g) H2= - 771.1 kJ·mol-1
O2+PtF6-(s)=O2+(g)+PtF6- H3=482.2 kJ·mol-1
则反应O2(g)+ PtF6 (g) = O2+PtF6- (s)的H=_____________ kJ·mol-1。
(3)在25℃下,向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCL2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成__________沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为____________。已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,KsP[Cu(OH)2]=2.2×10-20。
(4)在25℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH4*)=c(Cl-),则溶液显_____________性(填“酸”“碱”或“中”);用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=__________。
答案: (1)向左 不改变 (2)-77.6 (3)Cu(OH)2 Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2 ↓+2NH4+
(4)中 Kb=10-9/(a-0.01)mol·L-1.
解析:(1)在恒压条件下加入氩气,则容积增大,导致原平衡中各物质的浓度同等比例减小,所以平衡向气体体积增大的方向即向左移动;催化剂仅是改变化学反应速率,不会影响焓变。(2)根据盖斯定律,将化学方程式①+②-③叠加。
(3)Cu(OH)2 的Ksp小于Mg(OH)2的,所以离子的浓度商首先大于Cu(OH)2 的而先沉淀;由于氨水是弱碱,书写离子方程式时
不能拆开。
(4)由溶液的电荷守恒可得: c(H*)+c(NH4*)=c(Cl-)+c(OH-),已知c(NH4*)=c(Cl-),则有c(H*)=c(OH-),溶液显中性;电离常数只与温度有关,则此时NH3·H2O的电离常数
Kb= [c(NH4*)·c(OH-)]/c(NH3·H2O)= (0.01 mol·L-1·10-7mol·L-1)/(amol·L-1-0.01 mol·L-1)= 10-9/(a-0.01)mol·L-1.
19.(09江苏卷17)(8分)废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生,并减少污染。废旧印刷电路板经粉碎分离,能得到非金属粉末和金属粉末。
(1)下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中,不符合环境保护理念的是 (填字母)。
A.热裂解形成燃油 B.露天焚烧
C.作为有机复合建筑材料的原料 D.直接填埋
(2)用的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知:
====
====
====
在溶液中与反应生成和的热化学方程式为 。
(3)控制其他条件相同,印刷电路板的金属粉末用10℅和3.0的混合溶液处理,测得不同温度下铜的平均溶解速率(见下表)。
温度(℃)
20
30
40
50
60
70
80
铜平均溶解速率
()
7.34
8.01
9.25
7.98
7.24
6.73
5.76
当温度高于40℃时,铜的平均溶解速率随着反应温度升高而下降,其主要原因是 。
(4)在提纯后的溶液中加入一定量的和溶液,加热,生成沉淀。制备的离子方程式是 。
答案: (1)BD(2)Cu(s)+H2O2 (l)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l) △H=-319.68KJ.mol-1
(3)H2O2 分解速率加快(4)2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O2CuCl↓+SO42-+2H+
解析:(1)有关环保的比较容易。(2)主要考察盖斯定律的灵活运用。适当变形,注意反应热的计算。不要忽视热化学方程式的书写的注意事项。(3)考察影响化学反应速率的因素,结合双氧水的性质即可得出答案。(4)根据题目条件书写离子方程式常规题。
20.(09江苏卷20)(10分)联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料。N2H4与N2O4反应能放出大量的热。
(1)已知:2NO2(g)=====N2O4(g) △H=-57.20kJ·mol-1。一定温度下,在密闭容器中反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡。
其他条件不变时,下列措施能提高NO2转化率的是 (填字幕)
A.减小NO2的浓度 B.降低温度 C.增加NO2的浓度 D.升高温度
(2)25℃时,1.00gN2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l),放出19.14kJ的热量。则反应2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(l)的△H= kJ·mol-1
(3)17℃、1.01×105Pa,密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时,c(NO2)=0.0300 mol·L-1、c(N2O4)=0.0120 mol·L-1。计算反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K。
(4)现用一定量的Cu与足量的浓HNO3反应,制得1.00L已达到平衡的N2H4和NO2的混合气体(17℃、1.01×105Pa),理论上至少需消耗Cu多少克?
答案:(1)BC(2)-1224.96
(3)根据题意知平衡时:;
K=
答:平衡常数为13.3。
(4)由(3)可知,在17℃、1.01×105Pa达到平衡时,1.00L混合气体中:
则
由===可得
答:理论上至少需消耗Cu 1.73 g.
解析:(1)考查影响化学平衡移动的因素(2)简单的反应热计算要注意将质量转化为物质的量,还要注意比例关系。(3)(4)见答案
21.(09浙江卷27)(15分)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的和转变成和,化学方程式如下:
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的 0(填写“>”、“<”、“=”。
(2)前2s内的平均反应速率v(N2)=_____________。
(3)在该温度下,反应的平衡常数K= 。
(4)假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是 。
A.选用更有效的催化剂 B.升高反应体系的温度
C.降低反应体系的温度 D.缩小容器的体积
(5)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
①请在上表格中填入剩余的实验条件数据。
②请在给出的坐标图中,画出上表中的三个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明各条曲线是实验编号。
答案:(1)< (2) 1.88×10-4mol/(L·s) (3)5000 (4)C、D(5)①II: 280、1.20×10-3、5.80×10-3Ⅲ:1.2×10-3 、5.80×10-3
②
解析:(1)自发反应,通常为放热反应,即H小于0。(2)以NO计算,2s内NO的浓度变化为(10-2.5)×10-4mol/L,V(NO)=7.5×10-4/2 =3.75×10-4mol/(L·s)。根据速率之比等于计量系数比可知,V(N2)=1/2 V(NO)=1.875×10-4mol/(L·s)。
(3)==5000。
(4)催化剂不影响平衡的移动,A项错;该反应放热,故降温平衡正向移动,NO转化率增大,B项错,C项正确;缩小体积,即增大压强,平衡向体积减小的方向运动,即正向移动,D项正确。
(5)本题为实验探究题,目的是研究温度和催化剂的比表面积对速率的影响,研究时只能是一个变量在起作用,所以II中数据与I比较催化剂的比表面积增大了,故其他的数据应与I完全相同;III中数据与II比较,催化剂的比表面积数据未变,但是温度升高,故其他数据是不能改变的。实质I、II研究是催化剂的比表面积对速率的影响,II、III研究是温度对速率的影响。作图,可根据先拐先平的原则,即最里面的线先达平衡,速率快,应对应于III(因为其温度和催化剂的比表面积是三组中最高的),II比I快,因为两组温度相同,但是II中催化剂的比表面积大。
22.(10分)甲酸甲酯水解反应方程式为:
某小组通过实验研究该反应(反应过程中体积变化忽略不计)。反应体系中各组分的起始量如下表:
甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间(t)的变化如下图:
(1)根据上述条件,计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应速率,结果见下表:
请计算15~20min范围内甲酸甲酯的减少量为 mol,甲酸甲酯的平均反应速率
为 mol·min-1(不要求写出计算过程)。
(2)依据以上数据,写出该反应的反应速率在不同阶段的变化规律及其原因: 。
(3)上述反应的平衡常数表达式为:,则该反应在温度T1下的K值为 。
(4)其他条件不变,仅改变温度为T2(T2大于T1),在答题卡框图中画出温度T2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图。
答案:(1)0.045 9.0×10-3 (2)该反应中甲酸具有催化作用
①反应初期:虽然甲酸甲酯的量较大,但甲酸量很小,催化效果不明显,反应速率较慢。
②反应中期:甲酸量逐渐增多,催化效果显著,反应速率明显增大。③反应后期:甲酸量增加到一定程度后,浓度对反应速率的影响成主导因素,特别是逆反应速率的增大,使总反应速率逐渐减小,直至为零。(3)0.14
(4)
解析:(1)15min时,甲酸甲酯的转化率为6.7%,所以15min时,甲酸甲酯的物质的量为1-1.00mol×6.7%==0.933mol;20min时,甲酸甲酯的转化率为11.2%所以20min时,甲酸甲酯的物质的量为1-1.00mol×11.2%==0.888mol,所以15至20min甲酸甲酯的减少量为0.933mol-0.888mol=0.045mol,则甲酸甲酯的平均速率=0.045mol/5min==0.009mol·min-1。
(2)参考答案。(3)由图象与表格可知,在75min时达到平衡,甲酸甲酯的转化率为24%,所以甲酸甲酯转化的物质的量为1.00×24%=0.24mol,结合方程式可计算得平衡时,甲酸甲酯物质的量=0.76mol,水的物质的量1.75mol,甲酸的物质的量=0.25mol 甲醇的物质的量=0.76mol所以K=(0.76×0.25)/(1.75×0.76)=1/7
(4)因为升高温度,反应速率增大,达到平衡所需时间减少,所以绘图时要注意T2达到平衡的时间要小于T1,又该反应是吸热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,甲酸甲酯的转化率减小,所以绘图时要注意T2达到平衡时的平台要低于T1。
23.(09北京卷28)(15分)以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下:
(1)将燃烧黄铁矿的化学方程式补充完整
4 +11
(2)接触室中发生反应的化学方程式是 。
(3)依据工艺流程图判断下列说法正确的是(选填序号字母) 。
a. 为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎
b. 过量空气能提高的转化率
c. 使用催化剂能提高的反应速率和转化率
d. 沸腾炉排出的矿渣可供炼铁
(4)每160g气体与化合放出260.6kJ的热量,该反应的热化学方程是 。
(5)吸收塔排出的尾气先用氨水吸收,再用浓硫酸处理,得到较高浓度的和铵盐。
①既可作为生产硫酸的原料循环再利用,也可用于工业制溴过程中吸收潮湿空气中的。吸收的离子方程式是 。
② 为测定该铵盐中氮元素的质量分数,将不同质量的铵盐分别加入到50.00mL相同浓度的溶液中,沸水浴加热至气体全部逸出(此温度下铵盐不分解)。该气体经干燥后用浓硫酸吸收完全,测定浓硫酸增加的质量。
部分测定结果;
铵盐质量为10.00g和20.00g 时,浓硫酸增加的质量相同;铵盐质量为30.00g时,浓硫酸增加的质量为0.68g;铵盐质量为40.00g时,浓硫酸的质量不变。
计算:该铵盐中氮元素的质量分数是 %; 若铵盐质量为15.00g。 浓硫酸增加的质量为 。 (计算结果保留两位小数)
答案:(1)FeS2(2)(3)a b d
(4)SO3(g) + H2O(l) = H2SO4(l);ΔH=-130.3kJ/mol(5)①SO2 + Br2 + 2H2O = 4H+ + 2Br- + SO42-②14.56 2.31g
【解析】本题主要考查硫酸工业、热化学方程式的书写、计算等。
(1)根据原子守恒即可判断该物质为FeS2。
(2)SO2和O2在接触室发生反应生成SO3:2SO2 + O2 2SO3。
(3)选项a,将黄铁矿粉碎更增加反应接触面积而加快反应速率。选项b,增加空气(O2)浓度能提高SO2的转化率。选项c,催化剂对转化率无影响。选项d,矿渣中含有Fe2O3,可用于冶炼铁。
(4)160g SO3(g)与H2O(l)反应生成H2SO4(l)放出260.6kJ热量,则1mol SO3(g)与H2O(l)反应生成H2SO4(l)放出130.3kJ热量,则相关热化学方程式为: SO3(g) + H2O(l)=H2SO4(l);△H=-130.3kJ/mol。
(5)10g时说明铵盐不足,20g时说明氢氧化钠不足,由10.00g和20.00g 时浓硫酸增加的质量相同说明铵盐有酸式根产生的氨气, 氢氧化钠的物质的量浓度为Cmol/L
设10克中有Xmol的 (NH4)2SO4 和ymol的NH4HSO4则
132X + 115y=10…………………………………………………….(1)
10g时说明铵盐不足由N守恒知
n(NH3)=2X + y
20g时铵盐已经过量,氢氧化钠先和酸式根反应,则(NH4)2SO4为2Xmol,2ymol的NH4HSO4
HSO4— + OH— = SO42— + H2O
1 1
2y 2y
NH4+ + OH— = NH3 + H2O
1 1
50C×10—3—2y 50C×10—3—2y
由于产生的氨气一样多
n(NH3)=2X + y=50C×10—3—2y………………………………….(2)
30g时铵盐过量,则(NH4)2SO4为3Xmol,3ymol的NH4HSO4 n(NH3)=0.68/17=0.04mol
HSO4— + OH— = SO42— + H2O
1 1
3y 3y
NH4+ + OH— = NH3 + H2O
1 1
50C×10—3—3y 0.04
所以
50C×10—3—3y=0.04…………………………………………………….(3)
联立(1) (2) (3)解得
X=0.02mol y=0.064mol C=4.64mol/L
氮的质量百分含量= ×100%=(0.04+0.064) ×14/10×100%=14.56%
15g时铵盐已经过量,则(NH4)2SO4为1.5Xmol,1.5 ymol的NH4HSO4
HSO4— + OH— = SO42— + H2O
1 1
1.5y 1.5y
NH4+ + OH— = NH3 + H2O
1 1
50C×10—3—1.5y 50C×10—3—1.5y
n(NH3)= 50C×10—3—1.5y=50×4.64×10—3—1.5×0.064=0.136mol
m(NH3)=0.136×17=2.31g