安徽省A10联盟2022-2023高二下学期4月期中考试化学试题

安徽省A10联盟2022-2023学年高二下学期4月期中考试化学试题
一、单选题
1.化学与生活密切相关,下列事实、现象或应用中,不能用勒夏特列原理解释的是(  )
A.CO中毒者应及时移至空气流通处,必要时应放入高压氧舱
B.去除锅炉水垢中的,先用溶液浸泡处理
C.镀锡铁皮的镀层破损后,铁皮会加速腐蚀
D.施肥时不宜将草木灰与铵态氮肥混合使用
【答案】C
【知识点】化学平衡移动原理
【解析】【解答】A.CO中毒原理为:,中毒者应及时移至空气流通处,有利于CO与血红蛋白分离而解毒,必要时应放入高压氧舱,A不符题意;
B.B.去除锅炉水垢中的硫酸钙,先用碳酸钠溶液将硫酸钙转化为碳酸钙,能用平衡移动原理解释,B不符题意;
C.镀层破损后,锡、铁和电解质溶液构成原电池,铁为负极,铁皮腐蚀加快,与平衡移动原理无关,C符合题意;
D.D.草木灰中的碳酸钾与铵盐水解相互促进,有更多的铵盐转化为氨气,脱离土壤,降低肥效,D不符题意。
故答案为:C.
【分析】思路分析:勒夏特列原理即时平衡移动原理,包含化学平衡,水解平衡,电离平衡,沉淀溶解平衡等等。
2.下列说法不正确的是(  )
A.铅蓄电池充电时阴极反应式为
B.常温下,pH为a的醋酸钠溶液中水电离出的为
C.对平衡体系缩小体积,再次平衡变大
D. 、 ,则
【答案】A
【知识点】热化学方程式;化学平衡移动原理;水的电离;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.铅蓄电池充电时阴极反应为二氧化铅氧化铅发生还原反应生成硫酸铅,A错误;
B.醋酸钠溶液中的OH-均来自水的电离,当其pH为a时,溶液中的OH-,醋酸根离子水解促进水的电离且使得溶液显碱性,则水电离出的=,B正确;
C.对平衡体系缩小体积,平衡正向移动使四氧化二氮变大,根据平衡常数不变,再次平衡二氧化氮浓度也变大,C正确;
D.固体硫单质的能量低于气态硫单质,故反应放热更多,焓变负的数值更多,故,D正确。
故答案为:A。
【分析】易错分析:A书写电极反应方程式时要注意电解质溶液环境,看生成的离子能否共存。
3.根据下列图示所得出的结论正确的是(  )
A.由图甲可知,该反应反应物所含化学键的键能总和大于生成物所含化学键的键能总和
B.由图乙能制备并能较长时间观察其颜色
C.由图丙可验证Zn与盐酸反应有电子转移
D.由图丁可证明:
【答案】D
【知识点】化学反应中能量的转化;弱电解质在水溶液中的电离平衡;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由图可知,该反应为放热反应,则反应物所含化学键的键能小于生成物所含化学键的键能总和,A错;
B.该装置中Fe为阴极,无法生成二价铁,则无法制备氢氧化亚铁,B错误;
C.验证盐酸与Zn反应有电子转移,要实现化学能持续转化为电能,应该把Zn电极放入溶液中,把石墨电极放入盐酸中,C错误;
D.由于更弱的电解质存在电离平衡,在稀释过程中电离出更多的氢离子,故更弱的电解质稀释相同的倍数,pH变化相对较小,故,D正确。
故答案为:D。
【分析】易错分析:C.(1)判断电池类型→确认电池原理→核实电子、离子移动方向。(2)确定电池两极→判断电子、离子移动方向→书写电极反应和电池反应。(3)充电电池→放电时为原电池→失去电子的一极为负极。
D.起始pH相同,稀释相同倍数后,弱酸pH变化小,从而判断电离常数。
4.在T℃时,将足量的某碳酸氢盐()固体置于真空恒容容器中,存在如下平衡:已知反应达平衡时体系的总压强为p。则下列叙述正确的是(  )
A.当混合气体中的体积分数不变时,说明反应达到平衡状态
B.向平衡体系中加入适量,再次平衡后增大
C.向平衡体系中充入适量的,逆反应速率增大
D.该温度下用压强表示的化学平衡常数为
【答案】C
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡移动原理;化学平衡的计算
【解析】【解答】A.该反应属于固体分解反应,混合气体中二氧化碳的体积分数恒为50%,故混合气体中二氧化碳的体积分数不变,不能说明反应达到平衡状态,A错误;
B.根据化学平衡常数,温度不变常数不变,向平衡体系加入适量,再次平衡后二氧化碳浓度也不变,B错误;
C.向平衡体系中充入适量的二氧化碳,生成物浓度增大,逆反应速率增大,C正确;
D.反应达平衡时体系的总压强为p,则,故该温度下化学平衡常数为,D错误。
故答案为:C。
【分析】易错分析:和M2CO3都是固体,浓度为定值,二者物质的量多少不会影响平衡移动,并且水蒸气和二氧化碳始终为1:1,不能用二氧化碳体积分数作为判断平衡标志依据。
5.下列操作会导致实验结果偏大的是(  )
A.配制一定物质的量浓度的NaOH溶液时,未进行洗涤操作
B.实验时用醋酸代替盐酸测定中和热ΔH
C.用标准NaOH溶液滴定醋酸来测定其浓度,选择甲基橙作指示剂
D.用标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,酸式滴定管未用待测液润洗
【答案】B
【知识点】中和滴定
【解析】【解答】A.配制一定物质的量浓度的NaOH溶液时未进行洗涤操作,导致NaOH损失,因此所配的NaOH溶液浓度偏小,A不符题意;
B.醋酸为弱酸,中和过程中,醋酸电离吸热,导致所测中和热△H偏大,B符合题意;
C.标准NaOH溶液与醋酸反应生成的醋酸钠为强碱弱酸盐,在溶液中水解使溶液呈碱性,若用甲基橙为指示剂,当溶液刚好变色时醋酸不能完全反应,导致测得醋酸的浓度偏小,C不符题意;
D.酸式滴定管未用待测液润洗,导致c(酸)偏小,消耗的NaOH的体积偏小,实验结果偏小,D不符题意。
故答案为:B.
【分析】A.误差分析思路:利用c=m/v,看该不当操作是影响溶质质量m,还是影响溶液体积V,然后进行分析即可。
B.测定中和热时必须为稀强酸强碱反应测定。
C.酸碱指示剂选择原则:滴定终点时溶液酸碱性进行判断,若为中性,甲基橙和酚酞都可以,酸性选择甲基橙,碱性选择酚酞。
6.已知磷酸二氢钾()可用作高磷钾复合肥料,工业上可通过制备。已知25℃时,、、。下列关于0.1溶液的说法正确的是(  )
A.该溶液中
B.该溶液中
C.向该溶液中滴加少量NaOH溶液,其离子方程式为
D.25℃,的化学平衡常数为
【答案】A
【知识点】盐类水解的原理
【解析】【解答】A.因为的电离和水解均很微弱,故,A正确;
B.根据物料守恒,该溶液中,B错误;
C.向该溶液中滴加少量NaOH溶液,其离子方程式为:,C错误;
D.25℃时,反应的化学平衡常数,D错误。
故答案为:A。
【分析】1.弄清楚溶液中的微粒情况,写出电离平衡和水解平衡;2.结合电荷守恒、物料守恒等进行比较离子浓度大小和计算即可。
7.某传统锌-空气二次电池的放充电原理如下图所示:
下列叙述正确的是(  )
A.放电时,电子从Zn电极流出经电解液向多孔铜电极移动
B.放电时,负极反应式仅为
C.充电时,Zn电极上“钝化”的ZnO不容易得电子
D.放电时,CO2做氧化剂被还原为K2CO3
【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.电子只能沿导线流出,不能经过电解质溶液,所以放电时,电子从Zn电极流出,经外电路向多孔铜电极移动,A错误;
B.由图可判断,放电时,负极Zn失电子产物与电解质反应生成 [Zn(OH)4]2-,则反应式还有,B错误;
C.由图可判断,充电时,Zn电极上“钝化”的ZnO不能转化为[Zn(OH)4]2-,也就不能转化为Zn,所以ZnO不容易得电子,C正确;
D.放电时,CO2转化为K2CO3,CO2的化合价没有变化,D错误;
故答案为:C。
【分析】Zn的金属活动性比Cu强,且Cu与电解质不反应,所以Zn作负极,Cu作正极。
8.一定温度下,向足量的AgBr固体中加入100mL水,充分搅拌,慢慢加入NaCl固体,随着增大,溶液中的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是(  )
A.该温度下
B.从Y点到Z点发生的离子反应为
C.AgBr与AgCl在一定条件下可以相互转化
D.P点溶液中
【答案】B
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A.AgBr在水中溶解部分电离出的Ag+和Br-的浓度相等,结合图像可得到,取X点可知,Ag+和Br-的浓度相等,为8x10-7mol/L,所以,Ksp(AgBr)=6.4x10-13A正确;
B.从Y点到Z点发生的离子反应为:,B错误;
C.有分析可知,溴化银比氯化银更难溶,可以进行转化。
D.Z点,AgCl和AgBr均为饱和溶液,所以,则D正确
故答案为:B。
【分析】1.弄清楚横纵坐标含有,图像变化趋势以及含义,2.充分利用图像的特殊点位进行计算,如起点、交点、终点。
9.2022年夏季,让公众对全球气候变暖有了“切身感受”,温室气体排放是导致全球变暖的主要原因。1997年《京都议定书》中规定控制的6种温室气体为:、、、氢氟碳化合物(HFCs)、全氟碳化合物(PFCs)、六氟化硫()。下列有关说法正确的是(  )
A.中有4个π键 B.O、F均为p区元素
C.属于非极性分子 D.为正四面体结构
【答案】B
【知识点】极性分子和非极性分子;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A.甲烷中有4个σ键,无π键,故A错误;
B.基态O原子核外电子排布为1s22s22p4,基态F原子核外电子排布式为1s22s22p5,则O、F均为p区元素,故B正确;
C.一氧化二氮属于直线型分子,但结构并不对称,属于极性分子,故C错误;
D..六氟化硫中心S原子的价层电子对数为6,采用sp3d2杂化,不含孤电子对,则其空间构型为正八面体结构,故D错误
故答案为:B.
【分析】孤对电子数计算公式为:孤电子数=1/2*(a-xb) ,其中a为中心原子的价电子数,x为与中心原子结合的原子数,b为中心原子结合的原子最多能接受的电子数,再确定共用电子对数,从而确定价层电子对数,确定中心原子杂化方式和VSEPR模型名称 ,实际空间构型就是 VSEPR模型去掉孤对电子后的构型。
10.下列各项性质的比较中正确的是(  )
A.熔点:
B.沸点:
C.酸性:
D.水溶性:
【答案】C
【知识点】晶体熔沸点的比较;相似相溶原理及其应用
【解析】【解答】A.钠原子半径大于铝原子半径,价电子数铝大于钠,因此熔点:,A错误;
B.第ⅤA族氢化物的沸点从上到下逐渐升高,由于氨气分子间含有氢键,沸点最高,所以沸点:,B错误;
C.氯的电负性大于氢,导致中氢氧键极性增强,更容易电离出氢离子,故酸性:,C正确;
D.饱和一元醇随着相对分子质量的增大水溶性逐渐减小,水溶性:,D错误;
故答案为:C.
【分析】思路分析:1.比较物质熔沸点,首选判断晶体类型,一般原子晶体大于离子晶体大于分子晶体;若分子晶体看分子间是否含有氢键;2.判断有机酸酸性,看吸电子基团的强弱即可。
11.卤化钠(NaX)和四卤化钛()的熔点如图所示:下列有关说法不正确的是(  )
A.Ti原子的价电子排布式为
B.分子中存在极性共价键
C.晶格能:
D.分子间作用力:
【答案】B
【知识点】晶格能的应用;分子晶体;极性键和非极性键
【解析】【解答】A.Ti的原子序数为22,基态原子的价电子排布式为,A正确;
B.是离子晶体,B错误;
C.离子半径越小,离子的电荷越多,晶格能越大,离子晶体的熔沸点越高,所以晶格能:NaF>NaCl>NaBr>NaI,C正确;
D. 为分子晶体,随相对分子质量增加,分子间作用力增大,熔点升高,D正确;
故答案为:B.
【分析】根据图可知,氟化钠、氯化钠、溴化钠、碘化钠为离子晶体;离子半径越小,晶格能越大,熔沸点越高;四氯化钛、四溴化钛、市碘化钛为分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大。
12.白磷在氯气中燃烧能生成、,受热失去两个Cl原子生成,其中分子结构如图所示:
下列叙述正确的是(  )
A.分子中所有P-Cl键键能都一样
B.分子的空间构型为平面正三角形
C.、中P原子均为杂化
D.分子中键角(Cl-P-Cl)有3种
【答案】D
【知识点】键能、键长、键角及其应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A.由图可知,五氯化磷分子中所有P-C键的键长有两类,故P-C键键能不都一样,A错误;
B.三氯化磷分子中有一对孤电子对和三对成键电子对,故空间构型为三角锥形,B错误;
C.三氯化磷的价层电子对数为4,五氯化磷的价层电子对数为5,C错误;
D.由图可知,键角(Cl-P-Cl)有90°、120°、180°三种,D正确;
故答案为:D。
【分析】孤对电子数计算公式为:孤电子数=1/2*(a-xb) ,其中a为中心原子的价电子数,x为与中心原子结合的原子数,b为中心原子结合的原子最多能接受的电子数,再确定共用电子对数,从而确定价层电子对数,确定中心原子杂化方式和VSEPR模型名称 ,实际空间构型就是 VSEPR模型去掉孤对电子后的构型。
13.配离子的球棍模型如图所示。下列关于该配离子的说法中错误的是(  )
A.有4个配位原子
B.中的铜采用杂化
C.为配离子的配体,的VSEPR模型为四面体形
D.若用两个代替两个,可以得到两种不同结构的配离子
【答案】B
【知识点】配合物的成键情况
【解析】【解答】A.氮原子是配位原子,有4个氨气提供4个配位原子,A正确;
B.若铜采用sp3杂化,四个氮原子不应在同一平面,B错误;
C.氨气的VSEPR模型为四面体形,空间构型为三角锥形,C正确;
D.若用两个水代替两个氨气,水中的O原子做配位原子,此时O、N配位原子在同一平面内,O、N配位原子的位置有两种位置关系;
故答案为:B。
【分析】易错分析:B.AB4型分子,没有孤对电子,可能是平面四边形,也可能是四面体构型,若采用sp3杂化,不应该在同一个平面,所以不是SP3杂化。
14.X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素,其中Y元素电负性在同周期中最小,Z的3p轨道有三个未成对电子,W的原子序数是X原子价电子数的4倍。下列说法正确的是(  )
A.第一电离能:
B.元素X与Z性质相似
C.最高价含氧酸的酸性:
D.X、Z、W形成的单质均属于分子晶体
【答案】A
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.主族元素同周期从左向右第一电离能呈增大趋势,P的3p能级处于半满稳定状态,其第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能:P>S>Na,A正确;
B.碳与磷的性质显然不具有相似性,B错误;
C.元素非金属性越强,其最高价含氧酸的酸性越强,因非金属性:S>P,所以最高价含氧酸的酸性:,C错误;
D.C元素形成的单质可能是共价晶体如金刚石,也可能是混合型晶体如石墨,S元素和P元素形成的单质是分子晶体,D错误;
故答案为:A。
【分析】根据题意可判断X为C元素,Y为Na元素,Z为P元素,W为S元素,根据题意解答即可。
15.GaN是研制微电子器件、光电子器件的第三代半导体材料,其晶胞结构如下。
已知:GaN、GaP、GaAs的熔点高,且熔融状态均不导电;晶胞参数为a cm。
下列说法正确的是(  )
A.GaN为离子晶体
B.熔点:GaNC.N原子与Ga原子的最短距离为cm
D.与N原子相连的Ga原子构成的几何体为正方体
【答案】C
【知识点】原子晶体(共价晶体);晶体熔沸点的比较;晶胞的计算
【解析】【解答】A.根据“GaN、GaP、GaAs的熔点高,且熔融状态均不导电”,可判断GaN为共价晶体,A错误;
B.GaN、GaP、GaAs都属于共价晶体,N、P、As是同一主族元素,原子半径:NGaP>GaAs,B错误;
C.N原子与Ga原子的最短距离为晶胞体对角线的四分之一,即为cm,C正确;
D.由晶胞结构判断,与N原子相连的Ga原子有4个,这4个Ga原子构成的几何体为正四面体,D错误。
故答案为:C。
【分析】A.根据结构为空间网状结构,为共价晶体;
B.共价晶体熔沸点看共价键强弱,键长越短,键能越大;
C.类比金刚石结构,N原子与Ga原子的最短距离为晶胞体对角线的四分之一。
二、原理综合题
16. 为高效漂白剂和氧化剂,可用于纸浆、纸张和各种纤维的漂白,也在环境治理中有所应用。
(1)已知
则    (用含a、b式子表示)。
(2)浓度均为0.1 和混合溶液呈酸性,则溶液中微粒浓度大小关系:   (填“>”“<”或“=”)。
(3)工业上可用电解法制备,其工作原理如图所示(NaCl足量),电解一段时间后,将Pt(A)电极区的溶液除去微量二氧化氯后,喷雾干燥即得粗品。
M处是外接直流电源的   极(填“正”或“负”);离子交换膜应选择   (填“阴”或“阳”)离子交换膜;当外电路转移0.1mol电子时,理论上Pt(B)电极区电解质溶液质量减少   g。
(4)以为氧化剂是一种新型脱除NO方法,其原理为:
第一步:NO在碱性环境中被氧化为,反应为:;
第二步:继续被氧化为,反应为:。
①溶液吸收NO的过程中,适当增加压强,对NO的脱除率的影响是   (填“提高”“无影响”或“降低”)。
②在50℃时,将NO匀速通过足量浓度为 碱性溶液,3min后,测得溶液中浓度为。则该时间段内平均反应速率   (反应前后溶液的体积变化忽略不计)。
【答案】(1)(2a+3b)
(2)<
(3)负;阳;5.85
(4)提高;
【知识点】反应热和焓变;化学反应速率的影响因素;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)根据盖斯定律,已知反应;,可得目标方程,
(2)和混合溶液,根据电荷守恒:,因为,所以;
(3)Pt(A)电极上,,发生还原反应,M为电源的负极,Pt(B)电极上,发生反应:,钠离子通过离子交换膜向Pt(A)电极移动,所以离子交换膜为阳离子交换膜;当外电路转移0.1mol电子时,有0.1mol氯离子发生反应,有0.1mol钠离子转移至Pt(A)电极区,故,Pt(B)电极区电解质溶液质量减少0.1mol氯化钠,质量为5.85g。
(4)增加压强,第一步反应平衡正向移动,NO的脱除率提高;,反应速率之比等于化学计量数之比,所以
【分析】(1)根据盖斯定律,观察已知方程和目标方程,消除无关物质即可得到。
(2)弄清楚溶液中的化学平衡,判断粒子存在形式,根据电荷守恒和物料守恒判断即可。
(3)(1)判断电池类型→确认电池原理→核实电子、离子移动方向。(2)确定电池两极→判断电子、离子移动方向→书写电极反应和电池反应。(3)充电电池→放电时为原电池→失去电子的一极为负极。(4)电极反应→根据电荷守恒、原子守恒配平电极方程式
17.我国含硫天然气资源丰富,甲烷与硫化氢重整制氢和天然气脱硫具有重要的现实意义。
(1)甲烷与硫化氢重整制氢反应为,其过程中反应ⅰ、ⅱ及其相对能量变化示意图为:
反应在   (填“高温”或“低温”)下可自发进行;已知CH4的燃烧热ΔH为-890.3 kJ/mol,则表示CH4燃烧热的热化学方程式为   。
(2)在恒压条件下,起始时按(同时通入一定量的N2进行稀释,N2不参与反应)向某密闭容器中充入反应混合物,温度变化对平衡时反应混合物中、、、的物质的量分数(ω)的影响如图所示:
①研究发现,在800~870℃温度区间内,随温度升高,H2S在平衡时反应混合物中含量迅速下降,而CS2的含量几乎为0,其原因可能是   ;
②研究发现,当温度大于900℃时,平衡混合物中非常接近4。则N点对应温度下,CH4的平衡转化率为   ;保持其他条件不变,若起始时不通入N2进行稀释,则CH4的平衡转化率会   (填“降低”“升高”或“无影响”)
(3)天然气中的H2S可用Na2CO3溶液吸收,电解吸收足量H2S气体后的溶液可得到有工业应用价值的。
①已知25℃,H2CO3、H2S的电离常数Ka如下表所示:
 
写出Na2CO3溶液吸收足量H2S气体的离子方程式   。
②Na2S2O3在酸性较强环境下不能稳定存在,其原因为   (用离子方程式解释)。
【答案】(1)高温;CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
(2)反应ⅱ的活化能比反应ⅰ大,在较低温度下,反应ⅱ未发生或其他合理答案; 或33.3%;降低
(3);
【知识点】反应热和焓变;化学平衡移动原理;化学平衡转化过程中的变化曲线;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)由盖斯定律可知,反应的,又反应,根据自发反应条件,高温时反应自发。根据题意,表示CH4燃烧热的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
(2)在800~870℃温度区间内,H2S含量下降,而CS2含量几乎为0,说明主要发生的是反应i,反应ii几乎未发生,原因可能为反应ⅱ的活化能比反应ⅰ大,在较低温度下,反应ⅱ未发生;温度大于900℃时,平衡混合物中ω(H2)/ω(CS2) 非常接近4,说明主要发生CH4(g)+2H2S(g) CS2(g)+4H2(g),故N点主要发送该反应,同时N点H2S和H2的物质的量分数相等,假设初始投入的CH4为1 mol,H2S为2 mol,转化的CH4为x mol,可列出三段式
则2-2x=4x,x=1/3,故CH4转化率为1/3
若起始时不通入N2,由于容器恒压,则各反应气体分压同等程度增大,等效于对反应CH4(g)+2H2S(g) CS2(g)+4H2(g) 加压,根据等效平衡原理,CH4的转化率将降低
若起始时不通入N2,由于容器恒压,则各反应气体分压同等程度增大,等效于对反应CH4(g)+2H2S(g) CS2(g)+4H2(g) 加压,根据等效平衡原理,CH4的转化率将降低
(3)由题意可得Ka1(H2CO3)>Ka1(H2S)>Ka2(H2CO3)>Ka2(H2S),故Na2CO3溶液吸收足量H2S气体后生成NaHCO3和NaHS。反应离子方程式为:;在酸性条件下会分解为S和SO2,反应为:。
【分析】第(1)问,由盖斯定律可得目标反应为吸热反应,高温下可自发进行;
第(2)问中,在800~870℃温度区间内,H2S含量下降,而CS2含量几乎为0,说明主要发生的是反应i,反应ii几乎未发生;根据温度大于900℃时,平衡混合物中ω(H2)/ω(CS2) 非常接近4,说明主要发生CH4(g)+2H2S(g) CS2(g)+4H2(g),根据N点H2S和H2物质的量分数相等可列三段式求解得CH4平衡转化率。
第(3)问,根据H2CO3和H2S的电离常数可知Na2CO3溶液吸收足量H2S气体后生成NaHCO3和NaHS。
三、填空题
18.(2023高二下·安徽期中)最近,科学家发现对LiTFSI(一种亲水有机盐,结构如下图所示)进行掺杂和改进,能显著提高锂离子电池传输电荷的能力。
请回答下列问题:
(1)若同学将基态氮原子的电子排布图画为 ,该排布图违背的规则有   。
(2)LiTFSI中所含元素中,电负性最大的三种元素电负性由小到大的顺序为   (填元素符号,下同);LiTFSI中的第二周期非金属元素第一电离能由小到大的顺序为   。
(3)LiTFSI中存在的化学键有   。
a.离子键 b.极性键 c.金属键 d.氢键
(4) 中氮原子的杂化类型为   。
(5)常见的含硫微粒有:、、、、等,其中的空间构型为   ;、中键角较大的是   。
【答案】(1)能量最低原理、洪特规则
(2)N(3)ab
(4)
(5)三角锥形;
【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)根据所画的N原子电子排布图,该排布图违背的规则有能量最低原理、洪特规则;
(2)元素非金属性越强,电负性越强,故LiTFSI中所含元素C、S、N、O、F、Li中,电负性最大的三种元素电负性由小到大的顺序为N结构中存在的第二周期非金属元素有C、N、O、F四种元素,同周期元素随原子序数增大,第一电离能呈增大趋势,N原子2p轨道是半满结构,比较稳定,第一电离能比O原子大,第一电离能由小到大顺序为C(3)根据LiTFSI的离子结构可知,LiTFSI中存在的化学键有离子键及阴离子中各非金属原子之间形成的极性共价键
(4)图中氮原子均为单键,杂化类型为sp3
SO32-中S形成3个共价单键键,一对孤电子,故为sp3杂化,空间构型为三角锥形;二氧化硫中S形成2个单键,一对孤电子,故为sp2杂化,为V形,三氧化硫中S形成3个共价单键键,无孤电子,也是sp2杂化,中S原子上有孤对电子,对成键电子排斥力更大,故键角较大的是三氧化硫
【分析】易错分析:(2)同周期元素,从左往右,电负性逐渐增大,电离能呈现增大趋势,但是Be和N元素反常。
(3)切记氢键不是化学键,是分子间作用力。
(4)对于氮原子,一般来说,形成单键,为sp3杂化,双键为sp2杂化,三键为sp杂化。
(5)孤对电子数计算公式为:孤电子数=1/2*(a-xb) ,其中a为中心原子的价电子数,x为与中心原子结合的原子数,b为中心原子结合的原子最多能接受的电子数,再确定共用电子对数,从而确定价层电子对数,确定中心原子杂化方式和VSEPR模型名称 ,实际空间构型就是 VSEPR模型去掉孤对电子后的构型。
四、结构与性质
19.在钢铁中添加有固定组成的铝铬合金颗粒,可以增强钢铁的耐腐蚀性、硬度和机械性能。
(1)钢铁中含有适量的碳元素。基态C原子中,核外存在   对自旋相反的电子,电子占据最高能级的电子云轮廓图为   形。
(2)实验测得FeCl3在蒸汽状态下实际存在形式为Fe2Cl6,其分子的球棍模型如图所示。
其中铁的配位数为   ;Fe2Cl6属于非极性分子的原因为   。
(3)某铝铬合金的晶胞结构如图(1)所示,晶胞俯视图如图(2)所示,则该铝铬合金的化学式可表示为   ;若NA表示阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度为    g cm-3 (用含a、c和的代数式表示)。
【答案】(1)2;哑铃
(2)4;Fe2Cl6分子中正负电荷中心重合(或其他合理答案)
(3)AlCr2;
【知识点】配合物的成键情况;晶胞的计算;极性分子和非极性分子
【解析】【解答】(1)基态C原子的轨道表示式为,则原子核外存在2对自旋相反的电子,电子占据的最高能级为2p,电子云轮廓图为哑铃形。答案为:2;哑铃
(2)由Fe2Cl6的球棍模型可知,每个Fe原子与周围的4个Cl原子以共价键(或配位键)相连,则铁的配位数为4;从图中可以看出,Fe2Cl6的结构对称,正负电荷重合,则属于非极性分子,原因为:Fe2Cl6分子中正负电荷中心重合(或其他合理答案)。
(3)在晶胞中,含Al原子个数为=2,含Cr原子个数为=4,Al、Cr原子的最简整数比为1:2,则该铝铬合金的化学式可表示为AlCr2;若NA表示阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度为=g cm-3。
【分析】(1)画出基态碳原子的轨道表达式,判断自旋相反电子以及能量最高能级。
(2)配位数即时距离铁最近的其他原子数目;由图可知,分子空间结构为对称结构,为非极性分子
(3)利用均摊法,算出晶胞化学式,根据p=M/NAV计算即可。
安徽省A10联盟2022-2023学年高二下学期4月期中考试化学试题
一、单选题
1.化学与生活密切相关,下列事实、现象或应用中,不能用勒夏特列原理解释的是(  )
A.CO中毒者应及时移至空气流通处,必要时应放入高压氧舱
B.去除锅炉水垢中的,先用溶液浸泡处理
C.镀锡铁皮的镀层破损后,铁皮会加速腐蚀
D.施肥时不宜将草木灰与铵态氮肥混合使用
2.下列说法不正确的是(  )
A.铅蓄电池充电时阴极反应式为
B.常温下,pH为a的醋酸钠溶液中水电离出的为
C.对平衡体系缩小体积,再次平衡变大
D. 、 ,则
3.根据下列图示所得出的结论正确的是(  )
A.由图甲可知,该反应反应物所含化学键的键能总和大于生成物所含化学键的键能总和
B.由图乙能制备并能较长时间观察其颜色
C.由图丙可验证Zn与盐酸反应有电子转移
D.由图丁可证明:
4.在T℃时,将足量的某碳酸氢盐()固体置于真空恒容容器中,存在如下平衡:已知反应达平衡时体系的总压强为p。则下列叙述正确的是(  )
A.当混合气体中的体积分数不变时,说明反应达到平衡状态
B.向平衡体系中加入适量,再次平衡后增大
C.向平衡体系中充入适量的,逆反应速率增大
D.该温度下用压强表示的化学平衡常数为
5.下列操作会导致实验结果偏大的是(  )
A.配制一定物质的量浓度的NaOH溶液时,未进行洗涤操作
B.实验时用醋酸代替盐酸测定中和热ΔH
C.用标准NaOH溶液滴定醋酸来测定其浓度,选择甲基橙作指示剂
D.用标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,酸式滴定管未用待测液润洗
6.已知磷酸二氢钾()可用作高磷钾复合肥料,工业上可通过制备。已知25℃时,、、。下列关于0.1溶液的说法正确的是(  )
A.该溶液中
B.该溶液中
C.向该溶液中滴加少量NaOH溶液,其离子方程式为
D.25℃,的化学平衡常数为
7.某传统锌-空气二次电池的放充电原理如下图所示:
下列叙述正确的是(  )
A.放电时,电子从Zn电极流出经电解液向多孔铜电极移动
B.放电时,负极反应式仅为
C.充电时,Zn电极上“钝化”的ZnO不容易得电子
D.放电时,CO2做氧化剂被还原为K2CO3
8.一定温度下,向足量的AgBr固体中加入100mL水,充分搅拌,慢慢加入NaCl固体,随着增大,溶液中的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是(  )
A.该温度下
B.从Y点到Z点发生的离子反应为
C.AgBr与AgCl在一定条件下可以相互转化
D.P点溶液中
9.2022年夏季,让公众对全球气候变暖有了“切身感受”,温室气体排放是导致全球变暖的主要原因。1997年《京都议定书》中规定控制的6种温室气体为:、、、氢氟碳化合物(HFCs)、全氟碳化合物(PFCs)、六氟化硫()。下列有关说法正确的是(  )
A.中有4个π键 B.O、F均为p区元素
C.属于非极性分子 D.为正四面体结构
10.下列各项性质的比较中正确的是(  )
A.熔点:
B.沸点:
C.酸性:
D.水溶性:
11.卤化钠(NaX)和四卤化钛()的熔点如图所示:下列有关说法不正确的是(  )
A.Ti原子的价电子排布式为
B.分子中存在极性共价键
C.晶格能:
D.分子间作用力:
12.白磷在氯气中燃烧能生成、,受热失去两个Cl原子生成,其中分子结构如图所示:
下列叙述正确的是(  )
A.分子中所有P-Cl键键能都一样
B.分子的空间构型为平面正三角形
C.、中P原子均为杂化
D.分子中键角(Cl-P-Cl)有3种
13.配离子的球棍模型如图所示。下列关于该配离子的说法中错误的是(  )
A.有4个配位原子
B.中的铜采用杂化
C.为配离子的配体,的VSEPR模型为四面体形
D.若用两个代替两个,可以得到两种不同结构的配离子
14.X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素,其中Y元素电负性在同周期中最小,Z的3p轨道有三个未成对电子,W的原子序数是X原子价电子数的4倍。下列说法正确的是(  )
A.第一电离能:
B.元素X与Z性质相似
C.最高价含氧酸的酸性:
D.X、Z、W形成的单质均属于分子晶体
15.GaN是研制微电子器件、光电子器件的第三代半导体材料,其晶胞结构如下。
已知:GaN、GaP、GaAs的熔点高,且熔融状态均不导电;晶胞参数为a cm。
下列说法正确的是(  )
A.GaN为离子晶体
B.熔点:GaNC.N原子与Ga原子的最短距离为cm
D.与N原子相连的Ga原子构成的几何体为正方体
二、原理综合题
16. 为高效漂白剂和氧化剂,可用于纸浆、纸张和各种纤维的漂白,也在环境治理中有所应用。
(1)已知
则    (用含a、b式子表示)。
(2)浓度均为0.1 和混合溶液呈酸性,则溶液中微粒浓度大小关系:   (填“>”“<”或“=”)。
(3)工业上可用电解法制备,其工作原理如图所示(NaCl足量),电解一段时间后,将Pt(A)电极区的溶液除去微量二氧化氯后,喷雾干燥即得粗品。
M处是外接直流电源的   极(填“正”或“负”);离子交换膜应选择   (填“阴”或“阳”)离子交换膜;当外电路转移0.1mol电子时,理论上Pt(B)电极区电解质溶液质量减少   g。
(4)以为氧化剂是一种新型脱除NO方法,其原理为:
第一步:NO在碱性环境中被氧化为,反应为:;
第二步:继续被氧化为,反应为:。
①溶液吸收NO的过程中,适当增加压强,对NO的脱除率的影响是   (填“提高”“无影响”或“降低”)。
②在50℃时,将NO匀速通过足量浓度为 碱性溶液,3min后,测得溶液中浓度为。则该时间段内平均反应速率   (反应前后溶液的体积变化忽略不计)。
17.我国含硫天然气资源丰富,甲烷与硫化氢重整制氢和天然气脱硫具有重要的现实意义。
(1)甲烷与硫化氢重整制氢反应为,其过程中反应ⅰ、ⅱ及其相对能量变化示意图为:
反应在   (填“高温”或“低温”)下可自发进行;已知CH4的燃烧热ΔH为-890.3 kJ/mol,则表示CH4燃烧热的热化学方程式为   。
(2)在恒压条件下,起始时按(同时通入一定量的N2进行稀释,N2不参与反应)向某密闭容器中充入反应混合物,温度变化对平衡时反应混合物中、、、的物质的量分数(ω)的影响如图所示:
①研究发现,在800~870℃温度区间内,随温度升高,H2S在平衡时反应混合物中含量迅速下降,而CS2的含量几乎为0,其原因可能是   ;
②研究发现,当温度大于900℃时,平衡混合物中非常接近4。则N点对应温度下,CH4的平衡转化率为   ;保持其他条件不变,若起始时不通入N2进行稀释,则CH4的平衡转化率会   (填“降低”“升高”或“无影响”)
(3)天然气中的H2S可用Na2CO3溶液吸收,电解吸收足量H2S气体后的溶液可得到有工业应用价值的。
①已知25℃,H2CO3、H2S的电离常数Ka如下表所示:
 
写出Na2CO3溶液吸收足量H2S气体的离子方程式   。
②Na2S2O3在酸性较强环境下不能稳定存在,其原因为   (用离子方程式解释)。
三、填空题
18.(2023高二下·安徽期中)最近,科学家发现对LiTFSI(一种亲水有机盐,结构如下图所示)进行掺杂和改进,能显著提高锂离子电池传输电荷的能力。
请回答下列问题:
(1)若同学将基态氮原子的电子排布图画为 ,该排布图违背的规则有   。
(2)LiTFSI中所含元素中,电负性最大的三种元素电负性由小到大的顺序为   (填元素符号,下同);LiTFSI中的第二周期非金属元素第一电离能由小到大的顺序为   。
(3)LiTFSI中存在的化学键有   。
a.离子键 b.极性键 c.金属键 d.氢键
(4) 中氮原子的杂化类型为   。
(5)常见的含硫微粒有:、、、、等,其中的空间构型为   ;、中键角较大的是   。
四、结构与性质
19.在钢铁中添加有固定组成的铝铬合金颗粒,可以增强钢铁的耐腐蚀性、硬度和机械性能。
(1)钢铁中含有适量的碳元素。基态C原子中,核外存在   对自旋相反的电子,电子占据最高能级的电子云轮廓图为   形。
(2)实验测得FeCl3在蒸汽状态下实际存在形式为Fe2Cl6,其分子的球棍模型如图所示。
其中铁的配位数为   ;Fe2Cl6属于非极性分子的原因为   。
(3)某铝铬合金的晶胞结构如图(1)所示,晶胞俯视图如图(2)所示,则该铝铬合金的化学式可表示为   ;若NA表示阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度为    g cm-3 (用含a、c和的代数式表示)。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】化学平衡移动原理
【解析】【解答】A.CO中毒原理为:,中毒者应及时移至空气流通处,有利于CO与血红蛋白分离而解毒,必要时应放入高压氧舱,A不符题意;
B.B.去除锅炉水垢中的硫酸钙,先用碳酸钠溶液将硫酸钙转化为碳酸钙,能用平衡移动原理解释,B不符题意;
C.镀层破损后,锡、铁和电解质溶液构成原电池,铁为负极,铁皮腐蚀加快,与平衡移动原理无关,C符合题意;
D.D.草木灰中的碳酸钾与铵盐水解相互促进,有更多的铵盐转化为氨气,脱离土壤,降低肥效,D不符题意。
故答案为:C.
【分析】思路分析:勒夏特列原理即时平衡移动原理,包含化学平衡,水解平衡,电离平衡,沉淀溶解平衡等等。
2.【答案】A
【知识点】热化学方程式;化学平衡移动原理;水的电离;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.铅蓄电池充电时阴极反应为二氧化铅氧化铅发生还原反应生成硫酸铅,A错误;
B.醋酸钠溶液中的OH-均来自水的电离,当其pH为a时,溶液中的OH-,醋酸根离子水解促进水的电离且使得溶液显碱性,则水电离出的=,B正确;
C.对平衡体系缩小体积,平衡正向移动使四氧化二氮变大,根据平衡常数不变,再次平衡二氧化氮浓度也变大,C正确;
D.固体硫单质的能量低于气态硫单质,故反应放热更多,焓变负的数值更多,故,D正确。
故答案为:A。
【分析】易错分析:A书写电极反应方程式时要注意电解质溶液环境,看生成的离子能否共存。
3.【答案】D
【知识点】化学反应中能量的转化;弱电解质在水溶液中的电离平衡;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由图可知,该反应为放热反应,则反应物所含化学键的键能小于生成物所含化学键的键能总和,A错;
B.该装置中Fe为阴极,无法生成二价铁,则无法制备氢氧化亚铁,B错误;
C.验证盐酸与Zn反应有电子转移,要实现化学能持续转化为电能,应该把Zn电极放入溶液中,把石墨电极放入盐酸中,C错误;
D.由于更弱的电解质存在电离平衡,在稀释过程中电离出更多的氢离子,故更弱的电解质稀释相同的倍数,pH变化相对较小,故,D正确。
故答案为:D。
【分析】易错分析:C.(1)判断电池类型→确认电池原理→核实电子、离子移动方向。(2)确定电池两极→判断电子、离子移动方向→书写电极反应和电池反应。(3)充电电池→放电时为原电池→失去电子的一极为负极。
D.起始pH相同,稀释相同倍数后,弱酸pH变化小,从而判断电离常数。
4.【答案】C
【知识点】化学平衡的影响因素;化学平衡移动原理;化学平衡的计算
【解析】【解答】A.该反应属于固体分解反应,混合气体中二氧化碳的体积分数恒为50%,故混合气体中二氧化碳的体积分数不变,不能说明反应达到平衡状态,A错误;
B.根据化学平衡常数,温度不变常数不变,向平衡体系加入适量,再次平衡后二氧化碳浓度也不变,B错误;
C.向平衡体系中充入适量的二氧化碳,生成物浓度增大,逆反应速率增大,C正确;
D.反应达平衡时体系的总压强为p,则,故该温度下化学平衡常数为,D错误。
故答案为:C。
【分析】易错分析:和M2CO3都是固体,浓度为定值,二者物质的量多少不会影响平衡移动,并且水蒸气和二氧化碳始终为1:1,不能用二氧化碳体积分数作为判断平衡标志依据。
5.【答案】B
【知识点】中和滴定
【解析】【解答】A.配制一定物质的量浓度的NaOH溶液时未进行洗涤操作,导致NaOH损失,因此所配的NaOH溶液浓度偏小,A不符题意;
B.醋酸为弱酸,中和过程中,醋酸电离吸热,导致所测中和热△H偏大,B符合题意;
C.标准NaOH溶液与醋酸反应生成的醋酸钠为强碱弱酸盐,在溶液中水解使溶液呈碱性,若用甲基橙为指示剂,当溶液刚好变色时醋酸不能完全反应,导致测得醋酸的浓度偏小,C不符题意;
D.酸式滴定管未用待测液润洗,导致c(酸)偏小,消耗的NaOH的体积偏小,实验结果偏小,D不符题意。
故答案为:B.
【分析】A.误差分析思路:利用c=m/v,看该不当操作是影响溶质质量m,还是影响溶液体积V,然后进行分析即可。
B.测定中和热时必须为稀强酸强碱反应测定。
C.酸碱指示剂选择原则:滴定终点时溶液酸碱性进行判断,若为中性,甲基橙和酚酞都可以,酸性选择甲基橙,碱性选择酚酞。
6.【答案】A
【知识点】盐类水解的原理
【解析】【解答】A.因为的电离和水解均很微弱,故,A正确;
B.根据物料守恒,该溶液中,B错误;
C.向该溶液中滴加少量NaOH溶液,其离子方程式为:,C错误;
D.25℃时,反应的化学平衡常数,D错误。
故答案为:A。
【分析】1.弄清楚溶液中的微粒情况,写出电离平衡和水解平衡;2.结合电荷守恒、物料守恒等进行比较离子浓度大小和计算即可。
7.【答案】C
【知识点】电极反应和电池反应方程式;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.电子只能沿导线流出,不能经过电解质溶液,所以放电时,电子从Zn电极流出,经外电路向多孔铜电极移动,A错误;
B.由图可判断,放电时,负极Zn失电子产物与电解质反应生成 [Zn(OH)4]2-,则反应式还有,B错误;
C.由图可判断,充电时,Zn电极上“钝化”的ZnO不能转化为[Zn(OH)4]2-,也就不能转化为Zn,所以ZnO不容易得电子,C正确;
D.放电时,CO2转化为K2CO3,CO2的化合价没有变化,D错误;
故答案为:C。
【分析】Zn的金属活动性比Cu强,且Cu与电解质不反应,所以Zn作负极,Cu作正极。
8.【答案】B
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A.AgBr在水中溶解部分电离出的Ag+和Br-的浓度相等,结合图像可得到,取X点可知,Ag+和Br-的浓度相等,为8x10-7mol/L,所以,Ksp(AgBr)=6.4x10-13A正确;
B.从Y点到Z点发生的离子反应为:,B错误;
C.有分析可知,溴化银比氯化银更难溶,可以进行转化。
D.Z点,AgCl和AgBr均为饱和溶液,所以,则D正确
故答案为:B。
【分析】1.弄清楚横纵坐标含有,图像变化趋势以及含义,2.充分利用图像的特殊点位进行计算,如起点、交点、终点。
9.【答案】B
【知识点】极性分子和非极性分子;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A.甲烷中有4个σ键,无π键,故A错误;
B.基态O原子核外电子排布为1s22s22p4,基态F原子核外电子排布式为1s22s22p5,则O、F均为p区元素,故B正确;
C.一氧化二氮属于直线型分子,但结构并不对称,属于极性分子,故C错误;
D..六氟化硫中心S原子的价层电子对数为6,采用sp3d2杂化,不含孤电子对,则其空间构型为正八面体结构,故D错误
故答案为:B.
【分析】孤对电子数计算公式为:孤电子数=1/2*(a-xb) ,其中a为中心原子的价电子数,x为与中心原子结合的原子数,b为中心原子结合的原子最多能接受的电子数,再确定共用电子对数,从而确定价层电子对数,确定中心原子杂化方式和VSEPR模型名称 ,实际空间构型就是 VSEPR模型去掉孤对电子后的构型。
10.【答案】C
【知识点】晶体熔沸点的比较;相似相溶原理及其应用
【解析】【解答】A.钠原子半径大于铝原子半径,价电子数铝大于钠,因此熔点:,A错误;
B.第ⅤA族氢化物的沸点从上到下逐渐升高,由于氨气分子间含有氢键,沸点最高,所以沸点:,B错误;
C.氯的电负性大于氢,导致中氢氧键极性增强,更容易电离出氢离子,故酸性:,C正确;
D.饱和一元醇随着相对分子质量的增大水溶性逐渐减小,水溶性:,D错误;
故答案为:C.
【分析】思路分析:1.比较物质熔沸点,首选判断晶体类型,一般原子晶体大于离子晶体大于分子晶体;若分子晶体看分子间是否含有氢键;2.判断有机酸酸性,看吸电子基团的强弱即可。
11.【答案】B
【知识点】晶格能的应用;分子晶体;极性键和非极性键
【解析】【解答】A.Ti的原子序数为22,基态原子的价电子排布式为,A正确;
B.是离子晶体,B错误;
C.离子半径越小,离子的电荷越多,晶格能越大,离子晶体的熔沸点越高,所以晶格能:NaF>NaCl>NaBr>NaI,C正确;
D. 为分子晶体,随相对分子质量增加,分子间作用力增大,熔点升高,D正确;
故答案为:B.
【分析】根据图可知,氟化钠、氯化钠、溴化钠、碘化钠为离子晶体;离子半径越小,晶格能越大,熔沸点越高;四氯化钛、四溴化钛、市碘化钛为分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大。
12.【答案】D
【知识点】键能、键长、键角及其应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A.由图可知,五氯化磷分子中所有P-C键的键长有两类,故P-C键键能不都一样,A错误;
B.三氯化磷分子中有一对孤电子对和三对成键电子对,故空间构型为三角锥形,B错误;
C.三氯化磷的价层电子对数为4,五氯化磷的价层电子对数为5,C错误;
D.由图可知,键角(Cl-P-Cl)有90°、120°、180°三种,D正确;
故答案为:D。
【分析】孤对电子数计算公式为:孤电子数=1/2*(a-xb) ,其中a为中心原子的价电子数,x为与中心原子结合的原子数,b为中心原子结合的原子最多能接受的电子数,再确定共用电子对数,从而确定价层电子对数,确定中心原子杂化方式和VSEPR模型名称 ,实际空间构型就是 VSEPR模型去掉孤对电子后的构型。
13.【答案】B
【知识点】配合物的成键情况
【解析】【解答】A.氮原子是配位原子,有4个氨气提供4个配位原子,A正确;
B.若铜采用sp3杂化,四个氮原子不应在同一平面,B错误;
C.氨气的VSEPR模型为四面体形,空间构型为三角锥形,C正确;
D.若用两个水代替两个氨气,水中的O原子做配位原子,此时O、N配位原子在同一平面内,O、N配位原子的位置有两种位置关系;
故答案为:B。
【分析】易错分析:B.AB4型分子,没有孤对电子,可能是平面四边形,也可能是四面体构型,若采用sp3杂化,不应该在同一个平面,所以不是SP3杂化。
14.【答案】A
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.主族元素同周期从左向右第一电离能呈增大趋势,P的3p能级处于半满稳定状态,其第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能:P>S>Na,A正确;
B.碳与磷的性质显然不具有相似性,B错误;
C.元素非金属性越强,其最高价含氧酸的酸性越强,因非金属性:S>P,所以最高价含氧酸的酸性:,C错误;
D.C元素形成的单质可能是共价晶体如金刚石,也可能是混合型晶体如石墨,S元素和P元素形成的单质是分子晶体,D错误;
故答案为:A。
【分析】根据题意可判断X为C元素,Y为Na元素,Z为P元素,W为S元素,根据题意解答即可。
15.【答案】C
【知识点】原子晶体(共价晶体);晶体熔沸点的比较;晶胞的计算
【解析】【解答】A.根据“GaN、GaP、GaAs的熔点高,且熔融状态均不导电”,可判断GaN为共价晶体,A错误;
B.GaN、GaP、GaAs都属于共价晶体,N、P、As是同一主族元素,原子半径:NGaP>GaAs,B错误;
C.N原子与Ga原子的最短距离为晶胞体对角线的四分之一,即为cm,C正确;
D.由晶胞结构判断,与N原子相连的Ga原子有4个,这4个Ga原子构成的几何体为正四面体,D错误。
故答案为:C。
【分析】A.根据结构为空间网状结构,为共价晶体;
B.共价晶体熔沸点看共价键强弱,键长越短,键能越大;
C.类比金刚石结构,N原子与Ga原子的最短距离为晶胞体对角线的四分之一。
16.【答案】(1)(2a+3b)
(2)<
(3)负;阳;5.85
(4)提高;
【知识点】反应热和焓变;化学反应速率的影响因素;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)根据盖斯定律,已知反应;,可得目标方程,
(2)和混合溶液,根据电荷守恒:,因为,所以;
(3)Pt(A)电极上,,发生还原反应,M为电源的负极,Pt(B)电极上,发生反应:,钠离子通过离子交换膜向Pt(A)电极移动,所以离子交换膜为阳离子交换膜;当外电路转移0.1mol电子时,有0.1mol氯离子发生反应,有0.1mol钠离子转移至Pt(A)电极区,故,Pt(B)电极区电解质溶液质量减少0.1mol氯化钠,质量为5.85g。
(4)增加压强,第一步反应平衡正向移动,NO的脱除率提高;,反应速率之比等于化学计量数之比,所以
【分析】(1)根据盖斯定律,观察已知方程和目标方程,消除无关物质即可得到。
(2)弄清楚溶液中的化学平衡,判断粒子存在形式,根据电荷守恒和物料守恒判断即可。
(3)(1)判断电池类型→确认电池原理→核实电子、离子移动方向。(2)确定电池两极→判断电子、离子移动方向→书写电极反应和电池反应。(3)充电电池→放电时为原电池→失去电子的一极为负极。(4)电极反应→根据电荷守恒、原子守恒配平电极方程式
17.【答案】(1)高温;CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
(2)反应ⅱ的活化能比反应ⅰ大,在较低温度下,反应ⅱ未发生或其他合理答案; 或33.3%;降低
(3);
【知识点】反应热和焓变;化学平衡移动原理;化学平衡转化过程中的变化曲线;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)由盖斯定律可知,反应的,又反应,根据自发反应条件,高温时反应自发。根据题意,表示CH4燃烧热的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
(2)在800~870℃温度区间内,H2S含量下降,而CS2含量几乎为0,说明主要发生的是反应i,反应ii几乎未发生,原因可能为反应ⅱ的活化能比反应ⅰ大,在较低温度下,反应ⅱ未发生;温度大于900℃时,平衡混合物中ω(H2)/ω(CS2) 非常接近4,说明主要发生CH4(g)+2H2S(g) CS2(g)+4H2(g),故N点主要发送该反应,同时N点H2S和H2的物质的量分数相等,假设初始投入的CH4为1 mol,H2S为2 mol,转化的CH4为x mol,可列出三段式
则2-2x=4x,x=1/3,故CH4转化率为1/3
若起始时不通入N2,由于容器恒压,则各反应气体分压同等程度增大,等效于对反应CH4(g)+2H2S(g) CS2(g)+4H2(g) 加压,根据等效平衡原理,CH4的转化率将降低
若起始时不通入N2,由于容器恒压,则各反应气体分压同等程度增大,等效于对反应CH4(g)+2H2S(g) CS2(g)+4H2(g) 加压,根据等效平衡原理,CH4的转化率将降低
(3)由题意可得Ka1(H2CO3)>Ka1(H2S)>Ka2(H2CO3)>Ka2(H2S),故Na2CO3溶液吸收足量H2S气体后生成NaHCO3和NaHS。反应离子方程式为:;在酸性条件下会分解为S和SO2,反应为:。
【分析】第(1)问,由盖斯定律可得目标反应为吸热反应,高温下可自发进行;
第(2)问中,在800~870℃温度区间内,H2S含量下降,而CS2含量几乎为0,说明主要发生的是反应i,反应ii几乎未发生;根据温度大于900℃时,平衡混合物中ω(H2)/ω(CS2) 非常接近4,说明主要发生CH4(g)+2H2S(g) CS2(g)+4H2(g),根据N点H2S和H2物质的量分数相等可列三段式求解得CH4平衡转化率。
第(3)问,根据H2CO3和H2S的电离常数可知Na2CO3溶液吸收足量H2S气体后生成NaHCO3和NaHS。
18.【答案】(1)能量最低原理、洪特规则
(2)N(3)ab
(4)
(5)三角锥形;
【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)根据所画的N原子电子排布图,该排布图违背的规则有能量最低原理、洪特规则;
(2)元素非金属性越强,电负性越强,故LiTFSI中所含元素C、S、N、O、F、Li中,电负性最大的三种元素电负性由小到大的顺序为N结构中存在的第二周期非金属元素有C、N、O、F四种元素,同周期元素随原子序数增大,第一电离能呈增大趋势,N原子2p轨道是半满结构,比较稳定,第一电离能比O原子大,第一电离能由小到大顺序为C(3)根据LiTFSI的离子结构可知,LiTFSI中存在的化学键有离子键及阴离子中各非金属原子之间形成的极性共价键
(4)图中氮原子均为单键,杂化类型为sp3
SO32-中S形成3个共价单键键,一对孤电子,故为sp3杂化,空间构型为三角锥形;二氧化硫中S形成2个单键,一对孤电子,故为sp2杂化,为V形,三氧化硫中S形成3个共价单键键,无孤电子,也是sp2杂化,中S原子上有孤对电子,对成键电子排斥力更大,故键角较大的是三氧化硫
【分析】易错分析:(2)同周期元素,从左往右,电负性逐渐增大,电离能呈现增大趋势,但是Be和N元素反常。
(3)切记氢键不是化学键,是分子间作用力。
(4)对于氮原子,一般来说,形成单键,为sp3杂化,双键为sp2杂化,三键为sp杂化。
(5)孤对电子数计算公式为:孤电子数=1/2*(a-xb) ,其中a为中心原子的价电子数,x为与中心原子结合的原子数,b为中心原子结合的原子最多能接受的电子数,再确定共用电子对数,从而确定价层电子对数,确定中心原子杂化方式和VSEPR模型名称 ,实际空间构型就是 VSEPR模型去掉孤对电子后的构型。
19.【答案】(1)2;哑铃
(2)4;Fe2Cl6分子中正负电荷中心重合(或其他合理答案)
(3)AlCr2;
【知识点】配合物的成键情况;晶胞的计算;极性分子和非极性分子
【解析】【解答】(1)基态C原子的轨道表示式为,则原子核外存在2对自旋相反的电子,电子占据的最高能级为2p,电子云轮廓图为哑铃形。答案为:2;哑铃
(2)由Fe2Cl6的球棍模型可知,每个Fe原子与周围的4个Cl原子以共价键(或配位键)相连,则铁的配位数为4;从图中可以看出,Fe2Cl6的结构对称,正负电荷重合,则属于非极性分子,原因为:Fe2Cl6分子中正负电荷中心重合(或其他合理答案)。
(3)在晶胞中,含Al原子个数为=2,含Cr原子个数为=4,Al、Cr原子的最简整数比为1:2,则该铝铬合金的化学式可表示为AlCr2;若NA表示阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度为=g cm-3。
【分析】(1)画出基态碳原子的轨道表达式,判断自旋相反电子以及能量最高能级。
(2)配位数即时距离铁最近的其他原子数目;由图可知,分子空间结构为对称结构,为非极性分子
(3)利用均摊法,算出晶胞化学式,根据p=M/NAV计算即可。

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