
1.下列我國(guó)科技創(chuàng)新的產(chǎn)品設(shè)備在工作時(shí),由化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的是
A.長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭用偏二甲肼為燃料
B.嫦娥四號(hào)月球探測(cè)器上的太陽(yáng)能電池板
C.和諧號(hào)動(dòng)車(chē)以350km/h飛馳
D.世界首部可折疊柔屛手機(jī)通話
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【詳解】A.偏二甲肼為燃料發(fā)動(dòng)機(jī)能將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榱藙?dòng)能,而沒(méi)有將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,故A錯(cuò)誤;
B.太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,而沒(méi)有將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,故B錯(cuò)誤;
C.和諧號(hào)動(dòng)車(chē)將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榱藙?dòng)能,而沒(méi)有將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,故C錯(cuò)誤;
D.世界首部可折疊柔屏手機(jī)通話是原電池的應(yīng)用,是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,?shí)現(xiàn)了能量之間的轉(zhuǎn)化,故D正確。
答案選D。
2.用化學(xué)用語(yǔ)表示4Fe +C2HCl3 +5H+ = C2H6+4Fe2++3Cl-中的相關(guān)微粒,其中正確的是
A. 中子數(shù)為30,質(zhì)量數(shù)為56鐵原子:Fe B. Cl-的結(jié)構(gòu)示意圖:
C. C2H6的結(jié)構(gòu)式: D. C2HCl3的電子式:
【答案】C
【解析】
【詳解】A、根據(jù)原子構(gòu)成,左上角為質(zhì)量數(shù),左下角為質(zhì)子數(shù),即該核素為5626Fe,故A錯(cuò)誤;
B、原子失去電子,只是失去最外層電子數(shù),質(zhì)子數(shù)不變,Cl-結(jié)構(gòu)示意圖正確的是,故B錯(cuò)誤;
C、C2H6的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH3CH3,其結(jié)構(gòu)式為,故C正確;
D、沒(méi)有表示C和Cl最外層所有的電子,故D錯(cuò)誤;
3.下列敘述中,正確的是
①電解池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置②原電池是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置③金屬和石墨導(dǎo)電均為物理變化,電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化④不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),通過(guò)電解的原理有可能實(shí)現(xiàn)⑤電鍍過(guò)程相當(dāng)于金屬的“遷移”,可視為物理變化
A. ①②③④ B. ③④ C. ③④⑤ D. ④
【答案】B
【解析】
【詳解】①電解池是將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置,故①錯(cuò)誤;
②原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置,故②錯(cuò)誤;
③金屬和石墨導(dǎo)電均為物理變化,電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化,發(fā)生電能和化學(xué)能的轉(zhuǎn)化,一定發(fā)生化學(xué)變化,故③正確;
④不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),通過(guò)電解的原理有可能實(shí)現(xiàn),如銅和稀硫酸的反應(yīng),銅與電源的正極相連接,銅為陽(yáng)極被氧化,可生成硫酸銅,故④正確;
⑤電鍍時(shí)鍍層金屬在陽(yáng)極失電子,金屬陽(yáng)離子在陰極得電子析出金屬,是化學(xué)變化,故⑤錯(cuò)誤。
答案選B。
4.關(guān)于鋼鐵腐蝕和防護(hù)的說(shuō)法正確的是
A. 鋼鐵腐蝕以化學(xué)腐蝕為主
B. 鋼鐵腐蝕時(shí)的負(fù)極反應(yīng)是Fe-3e → Fe3+
C. 在鐵船殼上鑲嵌鋅塊能減緩船體的腐蝕
D. 水庫(kù)的鐵閘門(mén)接電源的正極能減緩腐蝕
【答案】C
【解析】
A. 鋼鐵腐蝕以電化學(xué)腐蝕為主,A錯(cuò)誤;B. 鋼鐵腐蝕時(shí)的負(fù)極反應(yīng)是Fe-2e-=Fe2+,B錯(cuò)誤;C. 鋅的金屬性強(qiáng)于鐵,在鐵船殼上鑲嵌鋅塊能減緩船體的腐蝕,C正確;D. 水庫(kù)的鐵閘門(mén)應(yīng)該接電源的負(fù)極能減緩腐蝕,D錯(cuò)誤,答案選C。
點(diǎn)睛:外加電流的陰極保護(hù)法是使被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備作為陰極(接電源負(fù)極),用惰性電極作為陽(yáng)極(接電源正極),在兩者之間連接直流電源。通電后,電子被強(qiáng)制流向被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備,從而使鋼鐵表面產(chǎn)生電子積累,抑制鋼鐵設(shè)備失去電子,起到保護(hù)的作用。
5.W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,W最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的3倍,Y在短周期元素中原子半徑最大,Z的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)之和為4。下列說(shuō)法不正確的是
A. 氫化物的穩(wěn)定性:X > W > Z
B. Z與W形成的某種物質(zhì)能使品紅溶液褪色
C. X與Y形成共價(jià)化合物
D. W與Y組成的某種物質(zhì)可以作為呼吸面具的供氧劑
【答案】C
【解析】
【分析】
W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,W最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的3倍,W位于第二周期,為氧元素;Y在短周期元素中原子半徑最大,Y是鈉元素,所以X是氟元素;Z的最高價(jià)與最低價(jià)代數(shù)之和為4,Z的最高價(jià)是+6價(jià),為硫元素。
【詳解】A. 非金屬越強(qiáng),氫化物越穩(wěn)定,則氫化物的穩(wěn)定性:X>W(wǎng)>Z,A正確;
B. Z與W形成的某種物質(zhì)能使品紅溶液褪色,該物質(zhì)是二氧化硫,B正確;
C. X與Y形成離子化合物NaF,C錯(cuò)誤;
D. W與Y組成的物質(zhì)可以作為呼吸面具的供氧劑,該物質(zhì)是過(guò)氧化鈉,D正確;
答案選C。
【點(diǎn)睛】準(zhǔn)確判斷出元素種類(lèi)以及靈活應(yīng)用元素周期律是解答的關(guān)鍵,注意“位—構(gòu)—性”推斷的核心是“結(jié)構(gòu)”,即根據(jù)結(jié)構(gòu)首先判斷其在元素周期表中的位置,然后根據(jù)元素性質(zhì)的相似性和遞變性預(yù)測(cè)其可能的性質(zhì);也可以根據(jù)其具有的性質(zhì)確定其在周期表中的位置,進(jìn)而推斷出其結(jié)構(gòu)。
6.1913年德國(guó)化學(xué)家哈伯發(fā)明了以低成本制造大量氨的方法,從而大大滿(mǎn)足了當(dāng)時(shí)日益增長(zhǎng)的人口對(duì)糧食的需求。下列是哈伯法的流程圖,其中為提高原料轉(zhuǎn)化率而采取的措施是( )。
A. ①②③ B. ②④⑤ C. ①③⑤ D. ②③④
【答案】B
【解析】
【詳解】合成氨氣的反應(yīng)是體積減小的、放熱的可逆反應(yīng)。
①凈化干燥的目的是減少副反應(yīng)的發(fā)生,提高產(chǎn)物的純度,不能提高轉(zhuǎn)化率,故①不符合;
②增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),可提高原料的轉(zhuǎn)化率,故②符合題意;
③催化劑只改變反應(yīng)速率,不影響平衡狀態(tài),不能提高轉(zhuǎn)化率,故③不符合;
④把生成物氨氣及時(shí)分離出來(lái),可以促使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率,故④符合題意。
⑤通過(guò)氮?dú)夂蜌錃獾难h(huán)使用,可以提高原料的利用率,故⑤符合題意;
即②④⑤正確;
答案選B。
【點(diǎn)睛】考查外界條件對(duì)反應(yīng)速率和平衡狀態(tài)的影響。
7.下列條件一定能使反應(yīng)速率加快的是( )
①增加反應(yīng)物的物質(zhì)的量?、谏邷囟取、墼龃蠓磻?yīng)體系的壓強(qiáng)?、懿粩喾蛛x出生成物?、菁尤隡nO2
A. 全部 B. ①②⑤ C. ② D. ②③
【答案】C
【解析】
①對(duì)于反應(yīng)物為純液體或固體時(shí),增大其物質(zhì)的量反應(yīng)速率不變;③對(duì)于有氣體參加或生成的化學(xué)反應(yīng),若體積不變,充入“惰性”氣體,則壓強(qiáng)增大,反應(yīng)速率不變;④不斷分離出生成物,使反應(yīng)速率減小或不變(純液體或固體時(shí));⑤MnO2不是所有反應(yīng)的催化劑。
8.一定溫度下,反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),在密閉容器中進(jìn)行,一段時(shí)間后達(dá)到平衡,下列措施不能使平衡發(fā)生移動(dòng)的是( )
①增加C的物質(zhì)的量?、诒3秩萜魅莘e不變,充入N2使體系壓強(qiáng)增大?、蹖⑷萜鞯娜莘e縮小一半?、鼙3謮簭?qiáng)不變,充入N2使容器容積變大
A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ③④
【答案】A
【解析】
①因濃度越大,化學(xué)反應(yīng)速率越快,但是固體量的增減不影響反應(yīng)速率,所以增加C(s)的量,反應(yīng)速率不變,平衡不移動(dòng),故①選;②保持體積不變,充入氮?dú)?,氮?dú)獠粎⑴c反應(yīng),反應(yīng)體系中的各物質(zhì)的濃度不變,則反應(yīng)速率不變,平衡不移動(dòng),故②選;③將容器的體積縮小一半,增大壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),故③不選;④保持壓強(qiáng)不變,充入氮?dú)?,使容器的體積變大,相當(dāng)減小壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),故④不選;故選A。
點(diǎn)睛:注意該反應(yīng)中有氣體參加和生成是解答本題的關(guān)鍵。對(duì)應(yīng)反應(yīng)C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),有氣體參加和生成,則溫度、壓強(qiáng)都能對(duì)化學(xué)反應(yīng)平衡產(chǎn)生影響。本題的易錯(cuò)點(diǎn)為①,注意C為固體。
9.下列事實(shí),不能用勒夏特列原理解釋的是( )
A. 反應(yīng)CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g) ΔHT2,故A錯(cuò)誤;升高溫度平衡正向移動(dòng),K增大,K(b)>K(c),a、c溫度相同,平衡常數(shù)相同,K(a)=K(c),所以K(b)> K(a)=K(c),故B錯(cuò)誤;溫度T1>T2,所以溫度b>a,壓強(qiáng)b點(diǎn)大于a點(diǎn),所以速率vb>va,故C錯(cuò)誤;當(dāng)n(NO2)∶n(N2O4)=1∶1時(shí),M=,故D正確。
17.下面是某化學(xué)研究小組探究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響的圖像,其中圖像和實(shí)驗(yàn)結(jié)論表達(dá)均正確的是
A. ①是其他條件一定時(shí),反應(yīng)速率隨溫度變化的圖像,正反應(yīng)ΔH<0
B. ②是在平衡體系的溶液中溶入少量KCl晶體后化學(xué)反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的圖像
C. ③是在有無(wú)催化劑存在下建立的平衡過(guò)程圖像,a是使用催化劑時(shí)的曲線
D. ④是一定條件下,向含有一定量A的容器中逐漸加入B時(shí)的圖像,壓強(qiáng)p1>p2
【答案】C
【解析】
【詳解】A.根據(jù)圖象知,升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則正反應(yīng)的△H>0,故A錯(cuò)誤;
B.該反應(yīng)實(shí)質(zhì)為Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3,鉀離子和氯離子不參加反應(yīng),則KCl濃度增大不影響化學(xué)平衡移動(dòng),故B錯(cuò)誤;
C.使用催化劑,反應(yīng)速率加快,縮短反應(yīng)時(shí)間,所以先達(dá)到平衡狀態(tài),故C正確;
D.該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變,改變壓強(qiáng)不影響平衡狀態(tài),即不影響A的轉(zhuǎn)化率,由于不斷加入B,A的轉(zhuǎn)化率增大,故D錯(cuò)誤。
故選C。
【點(diǎn)睛】解答此類(lèi)試題的關(guān)鍵是:(1)看清橫、縱坐標(biāo)代表的含義,理解圖示化學(xué)曲線的意義;(2)理清圖像變化的趨勢(shì),重點(diǎn)把握起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)。突破口在于抓住圖像中關(guān)鍵點(diǎn)的含義,在此基礎(chǔ)上結(jié)合化學(xué)原理作出正確的判斷。
18.2 mol A與2 mol B混合于2 L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g)若2 s后,A的轉(zhuǎn)化率為50%,測(cè)得v(D)=0.25 mol·L-1·s-1,下列推斷正確的是( ?。?br />
A. v(C)=v(D)=0.25 mol·L-1·s-1
B. z=3
C. B的轉(zhuǎn)化率為25%
D. C的體積分?jǐn)?shù)為20%
【答案】A
【解析】
【分析】
根據(jù)題中2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g)可知,本題考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡,運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比和勒夏特列原理分析。
【詳解】A. 2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g)可以用單位時(shí)間內(nèi)各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度變化來(lái)表示,如v(A)=;不同物質(zhì)表示的速率間有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d規(guī)律。反應(yīng)中A轉(zhuǎn)化2 mol×50%=1 mol,B轉(zhuǎn)化1 mol×=1.5 mol,v(C)=v(A)==0.25 mol·L-1·s-1= v(D),A項(xiàng)正確;
B.v(C)∶v(D)=0.25 mol·L-1·s-1∶0.25 mol·L-1·s-1=1∶1,z=2,B項(xiàng)錯(cuò)誤;
C.B的轉(zhuǎn)化率為×100%=75%,C項(xiàng)錯(cuò)誤;
D.反應(yīng)中A轉(zhuǎn)化2 mol×50%=1 mol,生成1molC,總物質(zhì)的量減少0.5mol,C的體積分?jǐn)?shù)也就是物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),為×100%≈28.6%,D項(xiàng)錯(cuò)誤;
答案選A。
19.(1)氯酸鉀熔化,粒子間克服了________的作用力;二氧化硅熔化,粒子間克服了________的作用力;碘的升華,粒子間克服了________的作用力。
(2)在H2、(NH4)2SO4、SiC、CO2、HF中,由極性鍵形成的非極性分子有________,由非極性鍵形成的非極性分子有________,能形成分子晶體的物質(zhì)是________,含有氫鍵的晶體的化學(xué)式是________,屬于離子晶體的是________,屬于原子晶體的是________,五種物質(zhì)的熔點(diǎn)由高到低的順序是____________________________。
(3)A、B、C、D為四種晶體,性質(zhì)如下:
A.固態(tài)時(shí)能導(dǎo)電,能溶于鹽酸
B.能溶于CS2,不溶于水
C.固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電,液態(tài)時(shí)能導(dǎo)電,可溶于水
D.固態(tài)、液態(tài)時(shí)均不導(dǎo)電,熔點(diǎn)為3500℃
試推斷它們的晶體類(lèi)型:
A________;B________;C________;D________。
(4)如圖中A~D是中學(xué)化學(xué)教科書(shū)上常見(jiàn)的幾種晶體結(jié)構(gòu)模型,請(qǐng)?zhí)顚?xiě)相應(yīng)物質(zhì)的名稱(chēng):A________;B________;C________;D________。
【答案】 (1). 離子鍵 (2). 共價(jià)鍵 (3). 分子間作用力 (4). CO2 (5). H2 (6). H2、CO2、HF (7). HF (8). (NH4)2SO4 (9). SiC (10). SiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H2 (11). 金屬晶體 (12). 分子晶體 (13). 離子晶體 (14). 原子晶體 (15). 氯化銫 (16). 氯化鈉 (17). 二氧化硅 (18). 金剛石
【解析】
【詳解】(1)氯酸鉀是離子晶體,熔化時(shí)破壞離子鍵;二氧化硅是原子晶體,熔化時(shí)破壞共價(jià)鍵;碘是分子晶體,升華時(shí)粒子間克服分子間作用力;故答案為:離子鍵;共價(jià)鍵;分子間作用力;
(2)由極性鍵形成的非極性分子有CO2,由非極性鍵形成的非極性分子有H2,能形成分子晶體的物質(zhì)是H2、CO2、HF,含有氫鍵的晶體的化學(xué)式是 HF,屬于離子晶體的是(NH4)2SO4,屬于原子晶體的是SiC,五種物質(zhì)的熔點(diǎn)由高到低的順序是 SiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H2,故答案為:CO2;H2;H2、CO2、HF;HF;(NH4)2SO4;SiC;SiC>(NH4)2SO4>HF>CO2>H2;
(3)根據(jù)晶體物理性質(zhì)分析,
A.固態(tài)時(shí)能導(dǎo)電,能溶于鹽酸,屬于金屬晶體;
B.能溶于CS2,不溶于水,屬于分子晶體;
C.固態(tài)時(shí)不導(dǎo)電,液態(tài)時(shí)能導(dǎo)電,可溶于水,屬于離子晶體;
D.固態(tài)、液態(tài)時(shí)均不導(dǎo)電,熔點(diǎn)為3 500℃,屬于原子晶體;
故答案:金屬晶體;分子晶體;離子晶體;原子晶體;
(4)由晶胞結(jié)構(gòu)模型可知A、B、C、D分別為氯化銫、氯化鈉、二氧化硅、金剛石,故答案為:氯化銫;氯化鈉;二氧化硅;金剛石;
【點(diǎn)睛】本題是綜合性試題,熟悉化學(xué)鍵、晶體類(lèi)型、常見(jiàn)晶體模型是解題的關(guān)鍵。
20.寫(xiě)出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。
(1)已知斷開(kāi)1molH—H鍵、1molN—H鍵、1molN≡N鍵需要的能量分別是436kJ、391kJ、946kJ,則N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________
(2)已知化學(xué)反應(yīng)A2(g)+B2(g)===2AB(g)的能量變化如圖所示,請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_______________________________________________
【答案】 (1). N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) △H=-92kJ?mol-1 (2). A2(g)+B2(g)═2AB(g) △H=+(a-b)kJ?mol-1
【解析】
【分析】
書(shū)寫(xiě)熱化學(xué)方程式,應(yīng)先寫(xiě)出化學(xué)方程式,標(biāo)注物質(zhì)的狀態(tài),再根據(jù)題目數(shù)據(jù)或圖像計(jì)算反應(yīng)熱。
【詳解】(1)在反應(yīng)N2+3H2?2NH3中,斷裂3molH-H鍵,1mol N≡N鍵共吸收的能量為:3×436kJ+946kJ=2254kJ,生成2mol NH3,共形成6mol N-H鍵,放出的能量為:6×391kJ=2346kJ,吸收的能量少,放出的能量多,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),放出的熱量為:2346kJ-2254kJ=92kJ,即N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) △H=-92kJ?mol-1,故答案為:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) △H=-92kJ?mol-1;
(2)圖中吸收熱量為(a-b)kJ,則熱化學(xué)方程式為A2(g)+B2(g)═2AB(g) △H=+(a-b)kJ?mol-1,故答案為:A2(g)+B2(g)═2AB(g) △H=+(a-b)kJ?mol-1。
21.Ⅰ.肼(N2H4)又稱(chēng)聯(lián)氨,常溫時(shí)是一種可燃性液體,可用作火箭燃料。
(1)已知在25℃、101kPa時(shí),16g N2H4在氧氣中完全燃燒生成氮?dú)猓懦?12kJ的熱量,則N2H4完全燃燒的熱化學(xué)方程式是_______________。
Ⅱ.如圖所示,某研究性學(xué)習(xí)小組利用上述燃燒原理設(shè)計(jì)一個(gè)肼(N2H4)—空氣燃料電池(如圖甲)并探究某些工業(yè)原理,其中乙裝置中X為陽(yáng)離子交換膜(即只允許陽(yáng)離子通過(guò))。
根據(jù)要求回答相關(guān)問(wèn)題:
(2)甲裝置中通入_________氣體的一極為正極,負(fù)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_________。
(3)乙裝置中石墨電極為_(kāi)_____極,其電極反應(yīng)式為_(kāi)__________;可以用______________檢驗(yàn)該反應(yīng)產(chǎn)物,電解一段時(shí)間后,乙池中的溶液呈__________性。
(4)圖中用丙裝置模擬工業(yè)中的_____________________原理,如果電解后丙裝置精銅質(zhì)量增加3.2g,則理論上甲裝置中肼消耗質(zhì)量為_(kāi)___________g。
(5)如果將丙中的粗銅電極換為Pt電極,則丙中總化學(xué)方程式為_(kāi)______________。
【答案】 (1). N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-624kJ/mol (2). 空氣 (3). N2H4-4e-+4OH-=4H2O+N2↑ (4). 陽(yáng) (5). 2Cl--2e-=Cl2↑ (6). 濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙 (7). 堿 (8). 粗銅的精煉 (9). 0.8 (10). 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4
【解析】
【分析】
依據(jù)熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)方法,標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對(duì)應(yīng)量的反應(yīng)熱寫(xiě)出熱化學(xué)方程式;乙裝置中石墨電極與電源正極連接,為陽(yáng)極,陽(yáng)極上是氯離子放電生成氯氣,檢驗(yàn)氯氣的方法是用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙,觀察是否變藍(lán),根據(jù)電解總反應(yīng)方程式,判斷溶液的酸堿性;根據(jù)同一閉合回路中轉(zhuǎn)移電子相等,列出關(guān)系式:N2H4~2Cu進(jìn)行分析求解;Pt電極為惰性電極,用惰性電極電解CuSO4溶液,根據(jù)離子放電的先后順序確定溶液的總反應(yīng)方程式。
【詳解】(1)16.0g氣態(tài)肼(N2H4)物質(zhì)的量為n(N2H4)=16g÷32g/mol=0.5mol,在氧氣中完全燃燒生成氮?dú)夂退懦鰺崃?12kJ,1mol氣態(tài)肼(N2H4)燃燒放熱624kJ,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-624kJ/mol;
(2)甲裝置中通入空氣的電極為正極,正極上空氣中的氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為:O2+4e-+2H2O=4OH-,負(fù)極N2H4失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:N2H4-4e-+4OH-=4H2O+N2↑;
(3)根據(jù)裝置圖可知:乙裝置中石墨電極連接甲裝置的正極,作陽(yáng)極,在陽(yáng)極上是氯離子放電生成氯氣,電極反應(yīng)式為:2Cl--2e-=Cl2↑;檢驗(yàn)氯氣的方法是用濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙,若觀察到濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán),就證明有氯氣產(chǎn)生;陽(yáng)極為惰性電極,電解飽和食鹽水的總反應(yīng)方程式為:2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH,可見(jiàn)電解一段時(shí)間后,乙池中的溶液呈堿性;
(4)丙裝置中粗銅連接電源的正極,作陽(yáng)極,精銅連接電源的負(fù)極,作陰極,電解質(zhì)為硫酸銅溶液,因此圖中用丙裝置模擬工業(yè)中的銅的精煉原理;由于在同一閉合回路中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目相等,所以根據(jù)關(guān)系式:N2H4~2Cu,n(Cu)=3.2g÷64g/mol=0.05mol,所以n(N2H4)=n(Cu)=×0.05mol=0.025mol,則m(N2H4)=0.025mol×32g/mol=0.8g;
(5)如果將丙中的粗銅電極換為Pt電極,由于Pt電極為惰性電極,因此陽(yáng)極上是溶液中的OH-失去電子,變?yōu)镺2,陰極上,溶液中的Cu2+獲得電子變?yōu)镃u單質(zhì),所以丙中總化學(xué)方程式為2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4。
22.為了在實(shí)驗(yàn)室利用工業(yè)原料制備少量氨氣,有人設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置(圖中夾持裝置均已去)。
實(shí)驗(yàn)操作:
①檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性后,關(guān)閉彈簧夾a、b、c、d、e。在A中加入鋅粒,向長(zhǎng)頸漏斗中注入一定量稀硫酸。打開(kāi)彈簧夾c、d、e,A中有氫氣產(chǎn)生。在F出口處收集氫氣并檢驗(yàn)其純度。
②關(guān)閉彈簧夾c,取下截去底部的細(xì)口瓶C,打開(kāi)彈簧夾a,將氫氣經(jīng)導(dǎo)管B驗(yàn)純后點(diǎn)燃,然后立即罩上無(wú)底細(xì)口瓶C,塞緊瓶塞,如上圖所示。氫氣繼續(xù)在瓶?jī)?nèi)燃燒,幾分鐘后火焰熄滅。
③用酒精燈加熱反應(yīng)管E,待無(wú)底細(xì)口瓶C內(nèi)水位下降到液面保持不變時(shí),打開(kāi)彈簧夾b,無(wú)底細(xì)口瓶C內(nèi)氣體經(jīng)D進(jìn)入反應(yīng)管E,片刻后F中的溶液變紅。
回答下列問(wèn)題:
(1)檢驗(yàn)氫氣純度的目的是______________________________________。
(2)C瓶?jī)?nèi)水位下降到液面保持不變時(shí),A裝置內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象是________,防止了實(shí)驗(yàn)裝置中壓強(qiáng)過(guò)大。此時(shí)再打開(kāi)彈簧夾b的原因是_________,C瓶?jī)?nèi)氣體的成分是____________。
(3)在步驟③中,先加熱鐵觸媒的原因是________________________。反應(yīng)管E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________________________
【答案】 (1). 防止發(fā)生爆炸 (2). 固液分離 (3). 讓C內(nèi)氣體進(jìn)入D和E (4). 氮?dú)夂蜌錃獾幕旌衔? (5). 使催化效果更好 (6). N2+3H22NH3
【解析】
【分析】
實(shí)驗(yàn)室制備氨氣,適宜選用的是:固態(tài)氯化銨與氫氧化鈣混合加熱;檢驗(yàn)氫氣純度的目的是:防止發(fā)生爆炸;C瓶?jī)?nèi)水位下降到液面保持不變時(shí),A裝置內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象是:固液分離,防止了實(shí)驗(yàn)裝置中壓強(qiáng)過(guò)大;此時(shí)再打開(kāi)彈簧夾b的原因是:讓C內(nèi)氣體進(jìn)入D和E;C瓶?jī)?nèi)氣體的成份是:氮?dú)夂蜌錃獾幕旌衔?;在步驟③中,先加熱鐵觸媒的原因是:使催化效果更好,氮?dú)夂蜌錃庠阼F觸煤和加熱的條件下生成氨氣。
【詳解】(1)檢驗(yàn)氫氣純度的目的是:防止發(fā)生爆炸;故答案為:防止發(fā)生爆炸;
(2)A裝置內(nèi)發(fā)生的現(xiàn)象是:固液分離,防止了實(shí)驗(yàn)裝置中壓強(qiáng)過(guò)大;此時(shí)再打開(kāi)彈簧夾b的原因是:讓C內(nèi)氣體進(jìn)入D和E;C瓶?jī)?nèi)氣體的成份是:氮?dú)夂蜌錃獾幕旌衔?;故答案為:固液分離;讓C內(nèi)氣體進(jìn)入D和E;氮?dú)夂蜌錃獾幕旌衔铮?br />
(3)在步驟③中,先加熱鐵觸媒的原因是:使催化效果更好,氮?dú)夂蜌錃庠阼F觸煤和加熱的條件下生成氨氣,反應(yīng)方程式為:N2+3H22NH3;故答案為:使催化效果更好;N2+3H22NH3。
【點(diǎn)睛】本題考查化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、氣體的驗(yàn)純和氨氣的合成等,掌握相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)是解答的關(guān)鍵。
23.(I)已知在448℃時(shí),反應(yīng)H2(g)+I(xiàn)2(g)2HI(g)的平衡常數(shù)K1為49,則該溫度下反應(yīng)H2(g)+I(xiàn)2(g)HI(g)的平衡常數(shù)K2為_(kāi)___________。
(II)在一定體積的密閉容器中進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化學(xué)平衡常數(shù)(K)和溫度(t)的關(guān)系如表所示:
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列問(wèn)題:
(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=________。
(2)該反應(yīng)為_(kāi)_______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
(3)能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是________。
A.容器中壓強(qiáng)不變 B.混合氣體中c(CO)不變
C.v正(H2)=v逆(H2O) D.c(CO2)=c(CO)
(4)某溫度下,平衡濃度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),試判斷此時(shí)的溫度為_(kāi)_______℃。
(5)在800℃時(shí),發(fā)生上述反應(yīng),某時(shí)刻測(cè)得容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度分別為c(CO2)為2mol·L-1,c(H2)為1.5mol·L-1,c(CO)為1mol·L-1,c(H2O)為3mol·L-1,則下一時(shí)刻,反應(yīng)將________(填“正向”或“逆向”)進(jìn)行。
【答案】 (1). 7 (2). (3). 吸熱 (4). BC (5). 830 (6). 逆向
【解析】
【詳解】(I).448℃時(shí),反應(yīng)H2(g)+I2(g)?2HI(g)的平衡常數(shù)K1為49,反應(yīng)H2(g)+I(xiàn)2(g)HI(g)的平衡常數(shù)K2為,故答案為:7;
(II)(1)平衡常數(shù)為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比,則CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)的平衡常數(shù)K=,故答案為:;
(2)由溫度升高,平衡常數(shù)變大可知,升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故答案為:吸熱;
(3)A.該反應(yīng)為氣體的物質(zhì)的量不變的反應(yīng),則容器中壓強(qiáng)始終不變,不能作為判定平衡的方法,故A錯(cuò)誤;
B.混合氣體中c(CO)不變,則達(dá)到化學(xué)平衡,故B正確;
C.v(H2)正=v(H2O)逆,則對(duì)于氫氣來(lái)說(shuō)正逆反應(yīng)速率相等,則達(dá)到平衡,故C正確;
D.c(CO2)=c(CO),該反應(yīng)不一定達(dá)到平衡,濃度關(guān)系取決于反應(yīng)物的起始量和轉(zhuǎn)化率,故D錯(cuò)誤;故答案為:BC;
(4)c(CO2)?c(H2)=c(CO)?c(H2O)時(shí),平衡常數(shù)K=1,則該溫度為830℃,故答案為:830;
(5)在800℃時(shí),K=0.9,Qc===1>K,所以化學(xué)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,故答案為:逆向。
【點(diǎn)睛】考查化學(xué)平衡的計(jì)算,明確平衡常數(shù)的計(jì)算方法及平衡常數(shù)與反應(yīng)方程式的關(guān)系、平衡的判定等即可解答。
24.室溫下,[Cu(NH3) 4]( NO3) 2與液氨混合并加入Cu可制得一種黑綠色晶體。
(1)基態(tài)Cu2+核外電子排布式是______。
(2)黑綠色晶體的晶胞如圖所示,寫(xiě)出該晶體的化學(xué)式:______。
(3)[Cu(NH3)4]2+中配位體的空間結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)為_(kāi)_____
(4)中N原子軌道的雜化類(lèi)型是______。與互為等電子體的一種分子為_(kāi)_____(填化學(xué)式)。
(5)氨極易溶于水的原因是______。
(6)金屬銅的堆積方式如圖所示:若該晶胞參數(shù)a=658pm,則該晶胞密度為_(kāi)_______(列出計(jì)算表達(dá)式)g·cm-3。
。
【答案】 (1). [Ar]3d9 (2). Cu3N (3). (4). sp2 (5). SO3 (6). 氨氣分子與水分子都是極性分子,氨氣與水能形成分子間氫鍵,且氨氣易與水反應(yīng)生成一水合氨 (7).
【解析】
【詳解】(1)Cu原子核外有29個(gè)電子,Cu原子失去4s、3d能級(jí)上各一個(gè)電子生成Cu2+,根據(jù)構(gòu)造原理書(shū)寫(xiě)Cu2+的核外電子排布式為:[Ar]3d9,故答案為:[Ar]3d9;
(2)該晶胞中N原子個(gè)數(shù)=,Cu原子個(gè)數(shù)=,則N、Cu原子個(gè)數(shù)之比1:3,其化學(xué)式為Cu3N,故答案為:Cu3N;
(3)該配離子中N原子提供孤電子對(duì)、銅離子提供空軌道形成配位鍵,該離子結(jié)構(gòu)為,故答案為:;
(4)該離子中N原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=3+,且不含孤電子對(duì),根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論判斷N原子雜化類(lèi)型為sp2;與NO3-互為等電子體的分子中含有4個(gè)原子且價(jià)電子數(shù)為24,為SO3等,故答案為:sp2;SO3;
(5)氨氣分子與水分子都是極性分子,極性溶質(zhì)易溶于極性溶劑中,氨氣與水能形成分子間氫鍵,且氨氣易與水反應(yīng)生成一水合氨,故答案為:氨氣分子與水分子都是極性分子,氨氣與水能形成分子間氫鍵,且氨氣易與水反應(yīng)生成一水合氨;
(6)由圖可知,金屬銅采用面心立方堆積,每個(gè)晶胞含有4個(gè)銅原子,故晶體的密度=,故答案為:。
【點(diǎn)睛】本題考查物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì),涉及晶胞計(jì)算、氫鍵、等電子體等知識(shí)點(diǎn),注意均攤法在晶胞計(jì)算中的靈活運(yùn)用。
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