山东省潍坊市五县市2022-2023学年高一下学期期中考试化学试卷
一、单选题
1.化学与生产、生活密切相关。下列说法正确的是( )
A.跨年夜燃放的烟花应用了某些金属元素的焰色试验
B.“嫦娥五号”使用的太阳能电池阵和锂离子电池组,均可将化学能转变成电能
C.二氧化硅是常温下性质稳定的半导体材料,常被用来制造芯片
D.金属铝表面覆盖一层致密的氧化膜,因此铝制餐具可以较长时间存放碱性食物
2.下列实验中,既有离子键断裂又有共价键断裂的是( )
A.加热水使其气化 B.固体溶于水
C.加热融化氯化镁固体 D.将氨气通入水中制备氨水
3.已知核内有b个中子,A原子的质量数为M,则所含电子的物质的量是( )
A. B. C. D.
4. 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.中所含阴离子数为
B.标准状况下,11.2L乙醇中含有共价键数目为
C.1mol重水比1mol水多个质子
D.铅蓄电池中,理论上当正极增加3.2g时,电路中通过的电子数目为
5.下列有关元素周期表的说法正确的是( )
A.最外层电子数相同的元素一定是同一族的元素
B.第IA族和VIIA族的元素只能形成离子键
C.IIIB族到IIB族10个纵列的元素中有非金属元素
D.同主族不同周期的原子其原子序数可能相差2、16、26、36等
6.a、b、c、d四种元素在周期表中的位置如图。下列说法错误的是( )
a
b
c d
A.a元素的某种核素可能没有中子
B.若b的单质可作半导体材料,则c的单质可能为半导体材料
C.若a的核电荷数为z,则b的核电荷数可能为z+9
D.若b的最高价氧化物对应水化物为,则a的氢化物的化学式为
7.甲酸是基本有机化工原料之一,广泛用于农药、皮革、染料、医药和橡胶等工业。某科研团队利用光催化制甲酸如图所示:已知:2CO2+2H2O=2HCOOH+O2△H>0。下列说法错误的是( )
A.电极电势:电极N高于电极M
B.该装置把光能和化学能转化为电能
C.正极电极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH
D.若制得9.2gHCOOH,不考虑气体溶解,整套装置质量增加5.6g
8.短周期元素a、b、c、d、e的原子序数依次增大;a的一种核素常用来鉴定一些文物的年代;b的氢化物的水溶液呈碱性;c、d为金属元素,且d原子最外层电子数等于其K层电子数;若往e单质的水溶液中滴加少量紫色石蕊溶液,可观察到先变红后褪色。下列说法正确的是( )
A.a的常见单质中不存在化学键
B.简单离子半径大小顺序为e>b>c>d
C.b、e两元素可形成离子化合物
D.d的单质在空气中燃烧只能生成一种化合物
9.硫的两种晶体形态的相图如图所示,其燃烧的热化学方程式为: ;。相图:用于描述不同温度(T/℃)、压强(p/Pa)下硫单质的转化及其存在状态的图像。下列说法正确的是( )
A.斜方硫和单斜硫互为同位素
B.
C.F→G过程为固态硫的气化,该过程中有化学键的断裂
D.温度高于119℃且压强小于0.4Pa时,单斜硫液化
10.一种以太阳能热源分解水的历程如图所示:
已知:过程I:
过程II:
下列说法正确的是( )
A.转化过程中FeO作催化剂
B.该过程说明,常温下FeO易溶于水
C.
D.2mol液态水所具有的能量高于2mol氢气和1mol氧气的能量
二、多选题
11.探究小组在25℃和101kPa下进行中和热测定,取用的盐酸和的NaOH溶液(密度均为)。实验数据如下:
实验序号 起始温度 终止温度 温度差
HCl NaOH 平均值
1 25.4 25.0 25.2 28.5 3.3
2 24.5 24.5 24.5 27.5 3.00
3 25.0 24.5 24.75 26.5 1.75
已知:中和后生成的溶液的比热容为,该实验条件下,中和热的理论值为。下列说法正确的是( )
A.该实验计算出中和热的平均值低于理论值
B.造成实验误差的原因可能是溶液混合后未及时盖好量热计杯盖
C.实验时,可用的醋酸代替盐酸
D.实验中,NaOH溶液用量越大,所测中和热数值越大
12.下列实验设计能达到实验目的的是( )
实验目的 实验设计
A 验证非金属性:Br>I 将少量溴水加入KI溶液中,再加入CCl4,振荡,静置,可观察到下层液体呈紫色
B 除去Al2O3固体中的少量Fe2O3 将混合物投入足量NaOH溶液中,然后依次进行过滤、洗涤、干燥
C 检验食盐中是否添加KIO3 将少量食盐加入烧杯中,加水溶解,向溶液中滴加淀粉KI溶液,观察溶液是否变蓝色
D 验证金属的活泼性:Zn>Cu 设计如图原电池:
A.A B.B C.C D.D
三、单选题
13.实验室从含碘废液(除外,含有、、等)中回收碘,其实验过程如下:
下列说法错误的是( )
A.还原操作将还原为的目的是使中的碘进入水层
B.操作X中振荡时,分液漏斗下口应倾斜向下
C.操作X时,由分液漏斗下口放出
D.回收碘时,通过过滤操作从碘的悬浊液中分离出碘单质
14. 电池(KOH为电解液)的工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.工作时,电流方向为NiOOH电极→导线→Zn电极→电解质溶液→NiOOH电极
B.工作一段时间后,电解液pH减小
C.负极电极反应式为
D.当电路中转移时,电解液质量增加6.5g
四、多选题
15.常温下,和溶于水及受热分解的能量变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.受热分解是放热反应
B.
C.常温下,溶于水的热化学方程式为:
D.将溶于水会使溶液温度升高
五、元素或物质推断题
16.五种短周期主族元素a、b、c、d、e随原子序数的递增,其原子半径的相对大小、最高正化合价或最低负化合价的变化如图所示:
回答下列问题:
(1)元素d在周期表中的位置是 ,c、d、e的简单离子半径由大到小的顺序为 (用离子符号表示)。
(2)下列可作为比较d和e金属性强弱依据的是_______(填序号)。
A.测两种元素单质的硬度和熔、沸点
B.比较单质作为还原剂时失去电子数目的多少
C.比较两种元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
D.比较单质与同浓度盐酸反应置换出氢气的难易程度
(3)已知硒(Se)与c同主族,关于硒及其化合物的说法正确的是_______(填序号)。
A.既有氧化性又有还原性
B.气态氢化物的稳定性强于氯化氢
C.硒单质具有强氧化性
D.最高价氧化物对应水化物的化学式为
(4)化合物可作环保型阻燃材料,受热时按如下方程式分解:
。
①该化合物作阻燃剂的两条依据是 、 。
②在25℃、101kPa下,已知12g的单质d在中完全燃烧后恢复至原状态,放热302.4kJ,该反应的热化学方程式是 。
(5)工业上常用单质e和金属氧化物反应制备金属单质: ;利用上述方法可制取Ba的主要原因是_______(填序号)。
A.高温时e的活泼性大于Ba B.高温有利于BaO分解
C.高温时比稳定 D.Ba的沸点比e的低
六、工业流程题
17.碲(Te)是第5周期VIA族元素,其化合物可用作石油裂化的催化剂。一种从碲化铜渣(主要成分为,含有Au、Ag等杂质)中回收碲的工艺流程如下:
已知:熔点为733℃,微溶于水,可溶于强酸和强碱。
回答下列问题:
(1)Te的原子结构示意图为 ,Te与S的气态氢化物热稳定性由强到弱顺序为 (用氢化物的化学式表示)。
(2)“焙烧”的化学方程式 (碲元素转化为)。
(3)“滤渣1”进行“碱浸”时发生反应的离子方程式为 ,滤渣2的主要成分是 (填化学式)。
(4)“滤液2”加入氧化剂双氧水,双氧水中的溶质的电子式为 。
(5)“还原”制备碲粉时,加入与最合理的物质的量之比为 。
七、元素或物质推断题
18.如图所示为元素周期表的一部分,表中每个字母分别代表一种元素。
回答下列问题:
(1)d的阴离子的结构示意图为 。
(2)a和c形成的原子个数比为1:1的化合物中所含化学键类型为 。
(3)d和e的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序 (用化学式表示)。
(4)为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某同学设计了如下实验(夹持装置略)
实验过程:
I.打开、,打开活塞1,当B和C中的溶液都变为黄色时,关闭。
II.继续通气体,当B中溶液变为棕红色时,关闭活塞1。
III. ……
①装置a的名称为 。
②过程I,B、C中的溶液都变黄色的原因 (用离子方程式表示)。
③过程II的目的是 。
④过程III的目的是验证溴的氧化性强于碘。简述操作过程 。
八、原理综合题
19.联氨()又称肼,是一种应用广泛的化工原料,常用作火箭和燃料电池的燃料。回答下列问题:
(1)已知:①
②
③
写出常温下燃烧生成氮气和液态水的热化学方程式 。
已知部分键能数据如下:
化学键
键能/ 942 500 154 462
则断裂中键所需的能量是 kJ。
(2)工业上一种制备联氨的方法为,若制备,转移电子的物质的量为 mol。
(3)一种联氨燃料电池的工作原理如图所示。放电一段时间,电解质溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”),负极反应式为 ,若电池工作时消耗,则消耗氧气的体积为 L(标准状况)。
九、实验题
20.探究学习小组同学为验证Cl的非金属性强于S,的氧化性强于,设计如目实验装置:
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为 ,A装置中发生反应的离子方程式为 。
(2)能证明Cl的非金属性强于S的反应的离子方程式为 ,从原子结构角度看Cl的非金属性强于S的原因是 。
(3)装置H中的试剂为 。
(4)能证明的氧化性强于的明显实验现象是 ,对应的化学反应方程式为 。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】硅和二氧化硅;焰色反应;铝的化学性质;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.金属元素发生焰色反应,会呈现出不同的颜色。燃放的烟花就是某些金属发生焰色反应所呈现出来的色彩。故A正确。
B.二者原理是不同的,“嫦娥五号”用的太阳能电池是将太阳能转化为电能。锂离子电池组是将化学能转变为电能。故B错误。
C.二氧化硅具有良好的导光性,常用于制作光纤,用来制造芯片的晶体硅。故C错误。
D.铝餐具表面的氧化铝是两性氧化物能和碱反应。所以铝制餐具不可以长时间存放碱性物质。故D错误。
故选:A
【分析】本题主要考察的是物质的性质和应用。将化学与实际生活联系起来,侧重于学生对问题的分析与应用能力。
2.【答案】B
【知识点】离子键的形成;共价键的形成及共价键的主要类型
【解析】【解答】A.加热水使其气化,水只是状态发生了变化,破坏的是分子间作用力,不破坏化学键,故A错误;
B.NaHSO4固体溶于水发生电离,电离方程式为 NaHSO4=Na++H++SO42-,有共价键和离子键的断裂,故B正确;
C.熔融MgCl2能电离,电离方程式为MgCl2=Mg2++2Cl-,只有离子键的断裂,故C错误;
D.将氨气通入水中发生反应NH3+H20=NH3·H2O,只有共价键的形成,故D错误。
故选:B
【分析】本题考查的是化学键的变化,考察判断分析能力,活泼金属和活泼非金属之间易形成离子键,非金属元素之间易形成共价键,既有离子键断裂,又有共价键断裂,说明该物质中既含离子键又含共价键。
3.【答案】C
【知识点】物质的量的相关计算
【解析】【解答】A2+核内有b个中子,A原子的质量数为M ,A2+的核外电子数为M-b-2,
则mgA2+的物质的量= mg/Mg/mol=(m/M)mol;
mgA2+所含电子的物质的量为 =(M-b-2)×(m/M)mol 。
故选C
【分析】本题考查的是物质的量的计算,根据公式n=m/M可以解答。
4.【答案】D
【知识点】原子中的数量关系;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A.Na2O2中的阴离子是O2-,则7.8gNa2O2中所含的阴离子数目为7.8g/78g/mol×NAmol-1=0.1NA;故A错误;
B.标准状况下,乙醇为液体,不能用气体标准摩尔体积计算,故B错误;
C. 1mol重水和1mol水的质子 一样多,质子数都是10mol,故C错误;
D.铅蓄电池中,正极反应式是PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O,正极的PbO2转变成PbSO4,则每增重64g,转移2mol电子,同比例计算,当正极增加3.2g时, 电路中通过的电子数目0.1NA;故D正确。
故选:D
【分析】Na2O2中的阴离子是O2-,气体摩尔体积使用的对象是气体,本题考察的是阿伏加德罗常数,侧重考察学生的化学计算能力。
5.【答案】D
【知识点】离子键的形成;元素周期表的结构及其应用;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.最外层电子数相同的元素不一定是同一族的元素,如0族元素He和第IA族元素的原子最外层均为2个电子,过渡元素铁钴镍外层也都是2个电子,故A错误;
B.第IA的H和第VIA族的元素还可以形成共价键,如HF、HCl、HBr、HI,故B错误;
C.元素周期表中IIB族到IIB族10个纵列的元素称为过渡元素,都是金属元素,故C错误;
D.从第一周期到第七周期,每一周期的元素种类数分别为2、8、8、18、18、32、32,同主族不同周期的原子其原子序数可能相差2,如H和Li,也可能相差16,如Li和K;也可能相差26、,如处于过渡元素之后的第二周期与第四周期的同主族元素相差26,也可能相差36,如处于过渡元素之后的第三周期与第五周期的同主族元素相差36,故D正确;
故选D
【分析】本题考查的是元素周期表,要熟记元素周期表的结构、族与列的关系,氢元素与卤素形成共价化合物,过渡元素都是金属元素。
6.【答案】A
【知识点】元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A.由图中位置可知,a元素不可能为H元素,则a元素的某种核素有中子,故A错误;
B.若b的单质可作半导体材料,b为Si元素时,c为Ge元素,c的单质可作半导体材料,故B正确;
C.当a位于第二周期时,则b位于第三周期,二、三周期同主族原子序数之差为8,如a为硼时b为硅,核电荷数相差9,则若a的核电荷数为z,则b的核电荷数可能为z+9,故C正确;
D.若b的最高价氧化物对应水化物为H2bO4,可知b的最高正价为+6价,a的最低价为-3价,则a的氢化物的化学式为aH3,故D正确;
故选:A。
【分析】本题考查的是元素周期表中元素的位置关系、结构与性质,图中a不可能位于第一周期,单质可作半导体材料的常见的是硅单质。
7.【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.可判断出M极为负极,N极为正极,故电极电势:电极N高于电极M,故A正确;
B该装置利用光能制备甲酸,故该装置把光能转化为电能和化学能,故B错误;
C.N极为正极,电极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH,故C正确;
D.9.2gHCOOH的物质的量为0.2mol,由总反应2CO2+2H2O=2HCOOH+O2可知,该装置吸收0.2mol二氧化碳,放出0.1mol氧气,故增加质量为0.2molx44g/mol-0.1molx32g/mol=5.6g,故D正确;
故选:B
【分析】本题考查的是原电池的电极反应和计算,由图可知,M极氧元素价态升高失电子,故 M极为负极,电极反应式为2H2O-4e-=O2个+4H+,N极为正极,电极反应式为CO2+2e-+2H+= HCOOH,正极的电极电势比负极的电极电势高。
8.【答案】B
【知识点】原子中的数量关系;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】分析可得:a为C元素,b为N元素,c为Na元素,d为Mg元素,e为Cl元素
A.碳元素单质有金刚石,石墨,C60等, a的常见单质中存在共价键,故A错误;
B. 简单离子半径大小顺序为 :Cl->N3->Na+>Mg2+,故B正确;
C. b、e两元素只形成共价化合物,故C错误 ;
D.Mg 单质在空气中燃烧与氧气反应时生成MgO,与氮气反应生成Mg3N2,与二氧化碳反应生成MgO和C,故D错误。
故选B
【分析】本题考查的元素周期表,根据性质推断元素,熟练掌握元素化合物的知识。掌握离子半径的比较,镁单质在空气中燃烧可以与氧气反应与氮气反应,与二氧化碳反应。
9.【答案】C
【知识点】盖斯定律及其应用;同位素及其应用
【解析】【解答】A. 斜方硫和单斜硫互为同素异形体,故A错误;
B.在压力相同时,升温由斜方硫转化为单斜硫,则斜方硫转化为单斜硫时吸热,说明单斜硫能量高,则二者等量燃烧时,单斜硫放出的热量多,则△H1> △H2,故B错误;
C.图中F → G过程为固态硫的气化,在该过程中,斜方硫先转化为单斜硫,再变成气体,斜方硫转化成单斜硫属于化学变化,该过程中有化学键的断裂,故C正确;
D.由图像可看出:温度高于119℃且压强小于0.4Pa,为气态,温度高于119且压强大于0.4Pa, 单斜硫液化 。故D正确。
【分析】本题考查盖斯定律,看图像分析问题,从图像上有气、液、固三种形态。同种元素的不同单质互称同素异形体,质子数相同中子数不同的同一元素互称同位素。
10.【答案】C
【知识点】化学反应中能量的转化;反应热和焓变;盖斯定律及其应用;催化剂
【解析】【解答】A.过程 I生成了FeO, 过程II FeO参与反应,则该转化过程中FeO为反应的中间体,故A错误;
B.在过程Ⅱ:3FeO (s) +H2O (I) =H2(g) +Fe3O4 (s)ΔH=128.9kJ·mol 可知, FeO与水反应吸热,常温下不溶于水,不反应,故B错误;
C. 由盖斯定律- I-2xⅡ得到2H2 (g) +O2(g)=2H2O (1) ΔH=-313.2kJ·mol-1-2x128.9kJ·mol-1=-571.0kJ·mol 1,故C正确;
D.由C选项可知,2H2 (g) +O2(g)=2H2O (1) ΔH=-571.0kJ·mol<0为放热反应,故2 mol液态水所具有的能量低于2mol氢气和1mol氧气的能量,故D错误;
故选:C。
【分析】催化剂参与化学反应,反应前后质量和性质不会发生变化;ΔH>0时,反应吸热;ΔH<0时,反应放热;化学反应中能量的计算用盖斯定律来算。
11.【答案】A,B
【知识点】反应热和焓变;中和热;有关反应热的计算
【解析】【解答】A.第3次得到温度差误差较大,应该舍弃,所以平均温度差为(3.30℃+3.00℃)/2= 3.15℃,
50mL0.50mol·L-1的HCl和50mL0.55mol·L-1的NaOH溶液的质量 m =100mLx 1g/cm3=100g,
c =4.18J/(g·℃),代入公式Q= cm△T得生成0.025mol的水放出热量 = 4.18J/ (g ·° C) x 100g x3.15℃=1.3167kJ,即该实验测得的中和热为-(1.3167kJ/0.025mol ) = -52.67kJ/mol,中和热是57.3kJ·mol-l,则学生测得的数据比理论值低,故A正确;
B.溶液混合后未及时盖好量热计杯盖,测得的热量偏小,所以测得中和热的数值偏小,故B正确;
C.醋酸电离要吸热,用0.50mol·L-的醋酸代替盐酸溶液进行上述实验,测得的中和热数值会偏小,故C错误;
D.中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1molH2O所放出的热量,与酸碱的用量无关,所以不管 NaOH溶液再大,中和热数值都相等,故D错误
故选:AB。
【分析】测出的化学实验数据要判断数据的有效性,不合适的应舍弃,再根据公式计算数据。造成实验误差的因素要了解清楚。掌握中和热的定义并理解。中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1molH2O所放出的热量。
12.【答案】A,D
【知识点】化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.溴水氧化KI生成碘,反应方程式为KI+Br2=KBr+I2,碘易溶于四氯化碳,四氯化碳不溶于水、密度比水大,则下层液体呈紫色,可验证非金属性:Br>I,故A正确;
B. Al2O3 与NaOH溶液反应, 是将原物质除去,不能除杂,故B错误;
C.酸性溶液中碘酸钾与KI发生氧化还原反应生成碘,题目中缺少酸性条件,溶液不会变蓝,故C错误;
D.图中为原电池,Zn为负极,Cu为正极,则金属的活泼性:Zn>Cu,故D正确;
故选:AD。
【分析】本题考查化学实验方案的评价,侧重分析与实验能力的考查。碘易溶于四氯化碳,四氯化碳不溶于水、密度大于水的密度,Al2O3 与NaOH溶液反应:Al2O3 +2NaOH=2NaAlO2+H2O;碘酸钾与KI在酸性条件中发生氧化还原反应生成碘:KIO3+5 KI+3 H2SO4=3 K2SO4+3I2+3H2O。原电池的两极必须是两种活泼性不同的金属材料,或者一种是金属,另一种是非金属,但是都必须导电.且若两极是两种活泼性不同的金属材料,则金属性负极比正极的活泼型大。
13.【答案】B
【知识点】物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.碘微溶于水,但碘离子易溶于水, 还原操作将I2还原为I-为是了使更多的碘元素进入水溶液应将碘还原为碘离子, A正确;
B.萃取振荡时,分液漏斗上口应倾斜向下,下口斜向上,B错误;
C.由于CCl4密度比水大,所以在分液时CCl4应该从分液漏斗下口放出,C正确;
D.过滤用于分离不溶于水的固体和溶液,故回收碘时,通过过滤操作从碘的悬浊液中分离出碘单质,D正确;
故选B。
【分析】含碘废液含有CCI4、l2、I-等,加入Na2SO3溶液还原碘单质为碘离子,使更多的碘元素进入水溶液,分液得到的溶液中通入氯气氧化碘离子为碘单质,富集碘元素。
14.【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.原电池工作时,电流从正极流出经过导线流向负极,再经过电解质溶液流回正极,即电流方向为NiOOH电极→导线→Zn电极→电解质溶液→NiOOH电极,故A正确;
B.原电池工作时,总反应为Zn+2OH-+2NiOOH=ZnO+2Ni (OH) 2,则电解液碱性减弱、pH减小,故B正确;
C.Zn作负极,负极反应式为2Zn-2e +4OH-= 2ZnO+2H2O,故C正确;
D.原电池工作时总反应为Zn+2KOH+2NiOOH=K2ZnO2+2Ni (OH)2,转移电子2e ,Ni (OH) 2是沉淀,不在电解质溶液中,电解液中溶质的变化是损失了OH-,得到了ZnO22-,则电路中转移0.2mol电子时,电解液增加的质量为6.5g/mol-×0.1mol-0.2g=6.3g,故D错误;
故选:D。
【分析】考查原电池题目时,写出总反应方程式解答问题:Zn+2KOH+2NiOOH=K2ZnO2+2Ni (OH)2,电流方向是从正极流向负极,电解液的酸碱用溶液中H+和OH-的量来判断。
15.【答案】A,D
【知识点】化学反应中能量的转化;反应热和焓变
【解析】【解答】A.由图可知,CuSO4 ·5H2O (s) = CuSO4(s)+ 5H2O (l) △H1为吸热反应,故A错误;
B.由图可知△H - △H = △H1,则△H = △H1 + △H ,故B正确;
C.常温下, CuSO4(s)溶于水的热化学方程式为:CuSO4(s)+Cu2+(aq) + SO42- (aq)△H ,故C正确;
D.由图可知,CuSO4·5H O(s)溶于水需要吸收能量,则会使溶液温度降低,故D错误;
故选:AD。
【分析】本题考查反应热与焓变,要注意焓变的正负判断,学会分析图来解决问题。由图可知CUSO4.5H2O(s)溶于水需要吸收能量。则会使溶液温度降低。
16.【答案】(1)第3周期IIA族;
(2)C;D
(3)A;D
(4)分解过程中吸收热量;分解生成的MgO、 熔点高,能阻燃;
(5)D
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】五种短周期主族元素a、b、c、d、e随原子序数的递增,由原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化图可知,a为H,b为C,C为O,d为Mg,e为Al。
(1)分析可知,元素d即镁元素,位于周期表第3周期ⅡIA族,电子层相同的的离子,核电荷数越大,离子半径越小,即c、d、e的简单离子半径由大到小的顺序为r(O -)>r(Mg2+) > r(Al3+),故答案为: 元素d在周期表中的位置是 :第3周期IIA族; c、d、e的简单离子半径由大到小的顺序为 r(O2-) > r(Mg2+) >r(Al3+);
(2)A.测两种元素单质的硬度和熔、沸点,与金属性无关,故A错误;
B.比较单质作还原剂时失去的电子数目的多少,不能比较金属性,故B错误;
C.比较两种元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱,能比较金属性强弱。金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,故C正确;
D.比较单质与同浓度盐酸反应的难易程度,可比根据金属性,金属性越强,与稀盐酸反应越容易,故D正确;
故选CD
(3)硒(Se)与O同主族与S同主族,则Se的最外层电子数为6,其最高化合价为+6价;Se位于S的下一个周期,则Se的非金属性比O弱,
A.SeO2中Se为+4价,处于Se的中间价态,根据价态规律,元素化合价处于中间价态时既有氧化性又有还原性,故A正确;
B.Se的非金属性比S弱,非金属性越强气态氢化物越稳定,则Se的气态氢化物的稳定性比S元素的弱,S元素的气态氢化物的稳定性比氯的气态氢化物的稳定性弱,则Se的气态氢化物的稳定性比氯化氢弱,故B正确;
c.硒单质中硒元素的化合价为0价,不是最高价,因而不具有强氧化性,故C错误;
d.其最高化合价为+6价,最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2SeO4,故D正确,
故答案为:AD;
(4)①分解反应是吸热反应,会降低温度,生成的氧化镁和氧化铝都是熔点很高的氧化物,附着在表面会阻止燃烧。②在25°、101Kpa下,已知12gMg的物质的量为: 12g/24g/mol =0.5mol, 0.5molMg在O2气体中完全燃烧后恢复至原状态,放热302.4kJ,4molMg完全燃烧热=4x302.4kJ= -1209.6kJ,该反应的热化学方程式为:2Mg (s) + O2(g) = 2MgO (s) △H = -1209.6kJ/mol-1
(5)高温条件下:反应式为2Al +4BaO=3Ba↑+BaO· Al2O3可知制取Ba的主要原因是Ba的沸点比Al的低,从平衡体系中逸出,平衡正向移动,故答案为:D。
【分析】根据所学的知识a为H,b为C,c为O,d为Mg,e为Al,以此来解答,半径比较时根据"电子层相同的的离子,核电荷数越大,离子半径越小"这个规律比较, 金属性强弱依据与元素单质的硬度和熔、沸点和单质作为还原剂时失去电子数目的多少无关 。
17.【答案】(1);
(2)
(3);Au、Ag
(4)
(5)1∶3
【知识点】画元素的原子结构示意图;用电子式表示简单的离子化合物和共价化合物的形成;制备实验方案的设计;离子方程式的书写;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】(1)Te的核电荷数为52,则Te的原子结构示意图为 ;和S处于同一主族,同一主族从上至下,非金属性逐渐减弱,非金属性:S>Te,非金属性越强,该元素的气态氢化物越稳定,Te与S的气态氢化物热稳定性由强到弱顺序为H2S > H2Te,
故答案为: ,H2S > H Te ;
(2)碲元素转化为TeO2,则Cu2Te与硫酸、空气中的氧气反应生成TeO2、硫酸铜和水,则化学方程式为
故答案为:
(3)由(2)可知滤渣1时TeO2,则TeO2可与 OH 反应生成TeO32 ,该反应的离子方程式为TeO2+2OH =TeO32 + H2O;碲化铜渣(主要成分为Cu2Te,含有Au、 Ag等杂质),而Au、Ag不与碱反应,则滤渣2的主要成分是Au、Ag,故答案为:
TeO2 +2OH =TeO + H2O; Au、Ag;
(4)H2O2为共价化合物,结构式为H-0-0-H,则电子式为 ,
故答案为 ;
(5)由图可知,Na2TeO4可与H2SO4、 Na2SO3反应生成Te和Na2SO4,该反应的化学方程式为
Na2TeO4 + H2SO4 + 3Na2SO3= Te + 4Na2SO4 + H2O由方程式可得加入H2SO4与Na2SO3最合理的物质的量之比为1:3,
故答案是1:3。
【分析】碲化铜渣通过焙烧转化为TeO2,加入水,除去可溶性杂质,此时滤渣1成分为TeO2、Au、Ag,加入NaOH,Au、Ag不与NaOH反应,但把TeO2可转化为TeO3,通过过滤除去Au、Ag,向滤液中加双氧水,利用其氧化性将TeO32-氧化为TeO42-,最后加入H2SO4与Na2SO3还原为Te。将流程图分析透彻再去做题。
18.【答案】(1)
(2)离子键、(非极性)共价键
(3)
(4)恒压滴液漏斗;;确认C中黄色溶液中无 ,排除 对溴置换碘实验的干扰;打开活塞2,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞2,取下D振荡、静置
【知识点】画元素的原子结构示意图;化学键;元素周期表的结构及其应用;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】由题给元素周期表可知,a、b、c、d、e分别代表的元素是钠、镁、氧、硫、氯,
(1)d即为硫元素,其核电荷数为16,其阴离子核外电子数为18,其阴离子的结构示意图为:
故答案为:
(2)a和c形成的原子个数比为1:1的化合物为Na2O2,其中含有离子键和非极性共价键,
故答案为:离子键、(非极性)共价键(2分);
(3)d和e的最高价氧化物对应水化物分别为H2SO4和HClO4,由于硫的非金属性比铝弱,故酸性HClO4 > H2SO4,
故答案为:HClO4 > H2SO4;
(4)①装置A的名称是恒压滴液漏斗;
故答案为:恒压滴液漏斗;
②过程1,B、C中的溶液都变黄色的原因是氯气和溴化钾反应生成溴和氯化钾,其反应的离子方程式为:Cl2+ 2Br-=Br2 + 2Cl ,
故答案为:Cl2+ 2Br-=Br2 + 2Cl ,
③由题给装置可知过程II的目的是确认C中黄色溶液中无Cl2,排除Cl2对溴置换碘实验的干扰,
故答案为:确认C中黄色溶液中无Cl2,排除Cl2对溴置换碘实验的干扰;
④过程Ⅲ的目的是验证溴的氧化性强于碘,可打开活塞2,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞2,取下D振荡、静置;
故答案为:打开活塞2,将少量C中溶液滴入 D中,关闭活塞2,取下D振荡、静置。
【分析】本题考查的是对元素周期表中元素位置的掌握,由题给元素周期表可知,a、b、c、d、e分别代表的元素是钠、镁、氧、硫、氯,再结合有关的性质和元素周期律进行分析解答,实验操作题要弄清每个流程设置的意义。
19.【答案】(1) ;356.75
(2)
(3)减小;;22.4
【知识点】盖斯定律及其应用;原电池工作原理及应用;物质的量的相关计算
【解析】【解答】(1)根据盖斯定律(①-②+4x③) 得N2H4(l)+O2 (g)=N2(g) + 2H2O (l) △H=0.5×(-1038-204-44x 4)kJ/mol-709kJ.mol-l
则N2H4(l)的燃烧热的热化学方程式为 N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H = -709kJ.mol-l
设N2H4中N-H键的键能为xkJ/mol,N2H4(l) + O2(g)=N2(g) + 2H2O (l)
△H =反应物总键能一生成物总键能= (4x+154+500-942-4x462)k/mol=-709k/mol,x=356.75,
故答案为: 356.75;
(2)n(N2H4)=40000g/32g/mol=1250mol,该反应中N元素化合价由-3价转化为-2价,则生成1molN2H4转移电子的物质的量为1mol x 2x[(-2) -(-3)] = 2mol,据此计算制备40kgN2H4转移电子的物质的量为1250molx2=2500mol,
故答案为:2500;
(3)根据图知,N2H4失电子和OH-反应生成N2,消耗OH-导致溶液碱性减弱,溶液的pH值减小,负极反应式为N2H4 +4OH - 4e = N2↑+4H2O,正极反应式为O2 + 2H2O + 4e = 4OH ,
n(N2H)=32g/32g/mol =1mol,根据负极反应式知,消耗1molN2H4 ,失去4mol电子,则正极上消耗1molO2,标况下氧气的体积= 1mol x 22.4L/mol = 22.4L,
故答案为:减小;N2H4 +4OH - 4e = N2↑+4H2O;22.4。
【分析】根据盖斯定律,焓变=反应物总键能一生成物总键能,分析溶液中pH的变化时,就看溶液中OH-和H+的量,标况下氧气的体积= 物质的量x 22.4L/mol。
20.【答案】(1)圆底烧瓶;
(2);原子半径 小于 ,核电荷数Cl大于S,原子核对外层电子的吸引力Cl大于S
(3)碱石灰
(4)E中干燥管内产生大量白烟,干燥管内液面上升;
【知识点】氯气的实验室制法;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】(1) 仪器a的名称为圆底烧瓶,A装置中发生反应的离子方程式为2MnO4+16H++10Cl-=2Mn2++ 5Cl2↑+8H2O,
故答案为: 圆底烧瓶,2MnO4+16H++10Cl-=2Mn2++ 5Cl2↑+8H2O;
(2)单质的氧化性越强,则元素的非金属性越强,则C中的反应能证明Cl的非金属性强于S离子方程式为Cl2+S2-=S↓+2Cl-;由于原子半径r(Cl)小于r(S),核电荷数 Cl大于S,原子核对外层电子的吸引力Cl大于 S,则Cl的非金属性强于S,
故答案为:Cl2+S2-=S↓+2Cl-;原子半径r(Cl)小于r(S),核电荷数Cl大于S,原子核对外层电子的吸引力Cl大于S;
(3)装置H中的试剂为干燥剂:碱石灰,故答案为:碱石灰;
故答案为:E中干燥管内产生大量白烟,干燥管内液面上升;3Cl +8NH3 N2 + 6NHCl。
(4)E中氨气与氯气发生反应:3Cl2+ 8NH3=N2 + 6NHCl,有白烟生成,E中液面上升,此反应说明氧化性: Cl2>N2,
故答案为:E中干燥管内产生大量白烟,干燥管内液面上升;3Cl2+ 8NH3=N2 + 6NHCl。
【分析】装置A中,浓盐酸和高锰酸钾溶液发生反应:2MnO4+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O,生成的氯气通过饱和食盐水除去杂质HCI气体后,打开装置C上方的止水夹,氯气会通入C中发生反应: Cl2+S2-=S↓+2Cl-,溶液变浑浊,说明氧化性:Cl2>S;浸有NaOH溶液的棉花团用于吸收氯气尾气,将C装置上方的止水夹关闭,打开通往D装置的止水夹,则氯气会在D装置中被干燥,从而进入装置E的装置E的是干燥、纯净的氯气,装置F中,固体氢氧化钙和氯化铵在加热条件下反应生成氨气、氯化钙和水,生成的氨气经干燥管中的碱石灰干燥后,在E中与氯气混合,发生反应:3Cl2+ 8NH3=N2 + 6NHCl。
山东省潍坊市五县市2022-2023学年高一下学期期中考试化学试卷
一、单选题
1.化学与生产、生活密切相关。下列说法正确的是( )
A.跨年夜燃放的烟花应用了某些金属元素的焰色试验
B.“嫦娥五号”使用的太阳能电池阵和锂离子电池组,均可将化学能转变成电能
C.二氧化硅是常温下性质稳定的半导体材料,常被用来制造芯片
D.金属铝表面覆盖一层致密的氧化膜,因此铝制餐具可以较长时间存放碱性食物
【答案】A
【知识点】硅和二氧化硅;焰色反应;铝的化学性质;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.金属元素发生焰色反应,会呈现出不同的颜色。燃放的烟花就是某些金属发生焰色反应所呈现出来的色彩。故A正确。
B.二者原理是不同的,“嫦娥五号”用的太阳能电池是将太阳能转化为电能。锂离子电池组是将化学能转变为电能。故B错误。
C.二氧化硅具有良好的导光性,常用于制作光纤,用来制造芯片的晶体硅。故C错误。
D.铝餐具表面的氧化铝是两性氧化物能和碱反应。所以铝制餐具不可以长时间存放碱性物质。故D错误。
故选:A
【分析】本题主要考察的是物质的性质和应用。将化学与实际生活联系起来,侧重于学生对问题的分析与应用能力。
2.下列实验中,既有离子键断裂又有共价键断裂的是( )
A.加热水使其气化 B.固体溶于水
C.加热融化氯化镁固体 D.将氨气通入水中制备氨水
【答案】B
【知识点】离子键的形成;共价键的形成及共价键的主要类型
【解析】【解答】A.加热水使其气化,水只是状态发生了变化,破坏的是分子间作用力,不破坏化学键,故A错误;
B.NaHSO4固体溶于水发生电离,电离方程式为 NaHSO4=Na++H++SO42-,有共价键和离子键的断裂,故B正确;
C.熔融MgCl2能电离,电离方程式为MgCl2=Mg2++2Cl-,只有离子键的断裂,故C错误;
D.将氨气通入水中发生反应NH3+H20=NH3·H2O,只有共价键的形成,故D错误。
故选:B
【分析】本题考查的是化学键的变化,考察判断分析能力,活泼金属和活泼非金属之间易形成离子键,非金属元素之间易形成共价键,既有离子键断裂,又有共价键断裂,说明该物质中既含离子键又含共价键。
3.已知核内有b个中子,A原子的质量数为M,则所含电子的物质的量是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【知识点】物质的量的相关计算
【解析】【解答】A2+核内有b个中子,A原子的质量数为M ,A2+的核外电子数为M-b-2,
则mgA2+的物质的量= mg/Mg/mol=(m/M)mol;
mgA2+所含电子的物质的量为 =(M-b-2)×(m/M)mol 。
故选C
【分析】本题考查的是物质的量的计算,根据公式n=m/M可以解答。
4. 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.中所含阴离子数为
B.标准状况下,11.2L乙醇中含有共价键数目为
C.1mol重水比1mol水多个质子
D.铅蓄电池中,理论上当正极增加3.2g时,电路中通过的电子数目为
【答案】D
【知识点】原子中的数量关系;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A.Na2O2中的阴离子是O2-,则7.8gNa2O2中所含的阴离子数目为7.8g/78g/mol×NAmol-1=0.1NA;故A错误;
B.标准状况下,乙醇为液体,不能用气体标准摩尔体积计算,故B错误;
C. 1mol重水和1mol水的质子 一样多,质子数都是10mol,故C错误;
D.铅蓄电池中,正极反应式是PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O,正极的PbO2转变成PbSO4,则每增重64g,转移2mol电子,同比例计算,当正极增加3.2g时, 电路中通过的电子数目0.1NA;故D正确。
故选:D
【分析】Na2O2中的阴离子是O2-,气体摩尔体积使用的对象是气体,本题考察的是阿伏加德罗常数,侧重考察学生的化学计算能力。
5.下列有关元素周期表的说法正确的是( )
A.最外层电子数相同的元素一定是同一族的元素
B.第IA族和VIIA族的元素只能形成离子键
C.IIIB族到IIB族10个纵列的元素中有非金属元素
D.同主族不同周期的原子其原子序数可能相差2、16、26、36等
【答案】D
【知识点】离子键的形成;元素周期表的结构及其应用;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.最外层电子数相同的元素不一定是同一族的元素,如0族元素He和第IA族元素的原子最外层均为2个电子,过渡元素铁钴镍外层也都是2个电子,故A错误;
B.第IA的H和第VIA族的元素还可以形成共价键,如HF、HCl、HBr、HI,故B错误;
C.元素周期表中IIB族到IIB族10个纵列的元素称为过渡元素,都是金属元素,故C错误;
D.从第一周期到第七周期,每一周期的元素种类数分别为2、8、8、18、18、32、32,同主族不同周期的原子其原子序数可能相差2,如H和Li,也可能相差16,如Li和K;也可能相差26、,如处于过渡元素之后的第二周期与第四周期的同主族元素相差26,也可能相差36,如处于过渡元素之后的第三周期与第五周期的同主族元素相差36,故D正确;
故选D
【分析】本题考查的是元素周期表,要熟记元素周期表的结构、族与列的关系,氢元素与卤素形成共价化合物,过渡元素都是金属元素。
6.a、b、c、d四种元素在周期表中的位置如图。下列说法错误的是( )
a
b
c d
A.a元素的某种核素可能没有中子
B.若b的单质可作半导体材料,则c的单质可能为半导体材料
C.若a的核电荷数为z,则b的核电荷数可能为z+9
D.若b的最高价氧化物对应水化物为,则a的氢化物的化学式为
【答案】A
【知识点】元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A.由图中位置可知,a元素不可能为H元素,则a元素的某种核素有中子,故A错误;
B.若b的单质可作半导体材料,b为Si元素时,c为Ge元素,c的单质可作半导体材料,故B正确;
C.当a位于第二周期时,则b位于第三周期,二、三周期同主族原子序数之差为8,如a为硼时b为硅,核电荷数相差9,则若a的核电荷数为z,则b的核电荷数可能为z+9,故C正确;
D.若b的最高价氧化物对应水化物为H2bO4,可知b的最高正价为+6价,a的最低价为-3价,则a的氢化物的化学式为aH3,故D正确;
故选:A。
【分析】本题考查的是元素周期表中元素的位置关系、结构与性质,图中a不可能位于第一周期,单质可作半导体材料的常见的是硅单质。
7.甲酸是基本有机化工原料之一,广泛用于农药、皮革、染料、医药和橡胶等工业。某科研团队利用光催化制甲酸如图所示:已知:2CO2+2H2O=2HCOOH+O2△H>0。下列说法错误的是( )
A.电极电势:电极N高于电极M
B.该装置把光能和化学能转化为电能
C.正极电极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH
D.若制得9.2gHCOOH,不考虑气体溶解,整套装置质量增加5.6g
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.可判断出M极为负极,N极为正极,故电极电势:电极N高于电极M,故A正确;
B该装置利用光能制备甲酸,故该装置把光能转化为电能和化学能,故B错误;
C.N极为正极,电极反应式为CO2+2e-+2H+=HCOOH,故C正确;
D.9.2gHCOOH的物质的量为0.2mol,由总反应2CO2+2H2O=2HCOOH+O2可知,该装置吸收0.2mol二氧化碳,放出0.1mol氧气,故增加质量为0.2molx44g/mol-0.1molx32g/mol=5.6g,故D正确;
故选:B
【分析】本题考查的是原电池的电极反应和计算,由图可知,M极氧元素价态升高失电子,故 M极为负极,电极反应式为2H2O-4e-=O2个+4H+,N极为正极,电极反应式为CO2+2e-+2H+= HCOOH,正极的电极电势比负极的电极电势高。
8.短周期元素a、b、c、d、e的原子序数依次增大;a的一种核素常用来鉴定一些文物的年代;b的氢化物的水溶液呈碱性;c、d为金属元素,且d原子最外层电子数等于其K层电子数;若往e单质的水溶液中滴加少量紫色石蕊溶液,可观察到先变红后褪色。下列说法正确的是( )
A.a的常见单质中不存在化学键
B.简单离子半径大小顺序为e>b>c>d
C.b、e两元素可形成离子化合物
D.d的单质在空气中燃烧只能生成一种化合物
【答案】B
【知识点】原子中的数量关系;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】分析可得:a为C元素,b为N元素,c为Na元素,d为Mg元素,e为Cl元素
A.碳元素单质有金刚石,石墨,C60等, a的常见单质中存在共价键,故A错误;
B. 简单离子半径大小顺序为 :Cl->N3->Na+>Mg2+,故B正确;
C. b、e两元素只形成共价化合物,故C错误 ;
D.Mg 单质在空气中燃烧与氧气反应时生成MgO,与氮气反应生成Mg3N2,与二氧化碳反应生成MgO和C,故D错误。
故选B
【分析】本题考查的元素周期表,根据性质推断元素,熟练掌握元素化合物的知识。掌握离子半径的比较,镁单质在空气中燃烧可以与氧气反应与氮气反应,与二氧化碳反应。
9.硫的两种晶体形态的相图如图所示,其燃烧的热化学方程式为: ;。相图:用于描述不同温度(T/℃)、压强(p/Pa)下硫单质的转化及其存在状态的图像。下列说法正确的是( )
A.斜方硫和单斜硫互为同位素
B.
C.F→G过程为固态硫的气化,该过程中有化学键的断裂
D.温度高于119℃且压强小于0.4Pa时,单斜硫液化
【答案】C
【知识点】盖斯定律及其应用;同位素及其应用
【解析】【解答】A. 斜方硫和单斜硫互为同素异形体,故A错误;
B.在压力相同时,升温由斜方硫转化为单斜硫,则斜方硫转化为单斜硫时吸热,说明单斜硫能量高,则二者等量燃烧时,单斜硫放出的热量多,则△H1> △H2,故B错误;
C.图中F → G过程为固态硫的气化,在该过程中,斜方硫先转化为单斜硫,再变成气体,斜方硫转化成单斜硫属于化学变化,该过程中有化学键的断裂,故C正确;
D.由图像可看出:温度高于119℃且压强小于0.4Pa,为气态,温度高于119且压强大于0.4Pa, 单斜硫液化 。故D正确。
【分析】本题考查盖斯定律,看图像分析问题,从图像上有气、液、固三种形态。同种元素的不同单质互称同素异形体,质子数相同中子数不同的同一元素互称同位素。
10.一种以太阳能热源分解水的历程如图所示:
已知:过程I:
过程II:
下列说法正确的是( )
A.转化过程中FeO作催化剂
B.该过程说明,常温下FeO易溶于水
C.
D.2mol液态水所具有的能量高于2mol氢气和1mol氧气的能量
【答案】C
【知识点】化学反应中能量的转化;反应热和焓变;盖斯定律及其应用;催化剂
【解析】【解答】A.过程 I生成了FeO, 过程II FeO参与反应,则该转化过程中FeO为反应的中间体,故A错误;
B.在过程Ⅱ:3FeO (s) +H2O (I) =H2(g) +Fe3O4 (s)ΔH=128.9kJ·mol 可知, FeO与水反应吸热,常温下不溶于水,不反应,故B错误;
C. 由盖斯定律- I-2xⅡ得到2H2 (g) +O2(g)=2H2O (1) ΔH=-313.2kJ·mol-1-2x128.9kJ·mol-1=-571.0kJ·mol 1,故C正确;
D.由C选项可知,2H2 (g) +O2(g)=2H2O (1) ΔH=-571.0kJ·mol<0为放热反应,故2 mol液态水所具有的能量低于2mol氢气和1mol氧气的能量,故D错误;
故选:C。
【分析】催化剂参与化学反应,反应前后质量和性质不会发生变化;ΔH>0时,反应吸热;ΔH<0时,反应放热;化学反应中能量的计算用盖斯定律来算。
二、多选题
11.探究小组在25℃和101kPa下进行中和热测定,取用的盐酸和的NaOH溶液(密度均为)。实验数据如下:
实验序号 起始温度 终止温度 温度差
HCl NaOH 平均值
1 25.4 25.0 25.2 28.5 3.3
2 24.5 24.5 24.5 27.5 3.00
3 25.0 24.5 24.75 26.5 1.75
已知:中和后生成的溶液的比热容为,该实验条件下,中和热的理论值为。下列说法正确的是( )
A.该实验计算出中和热的平均值低于理论值
B.造成实验误差的原因可能是溶液混合后未及时盖好量热计杯盖
C.实验时,可用的醋酸代替盐酸
D.实验中,NaOH溶液用量越大,所测中和热数值越大
【答案】A,B
【知识点】反应热和焓变;中和热;有关反应热的计算
【解析】【解答】A.第3次得到温度差误差较大,应该舍弃,所以平均温度差为(3.30℃+3.00℃)/2= 3.15℃,
50mL0.50mol·L-1的HCl和50mL0.55mol·L-1的NaOH溶液的质量 m =100mLx 1g/cm3=100g,
c =4.18J/(g·℃),代入公式Q= cm△T得生成0.025mol的水放出热量 = 4.18J/ (g ·° C) x 100g x3.15℃=1.3167kJ,即该实验测得的中和热为-(1.3167kJ/0.025mol ) = -52.67kJ/mol,中和热是57.3kJ·mol-l,则学生测得的数据比理论值低,故A正确;
B.溶液混合后未及时盖好量热计杯盖,测得的热量偏小,所以测得中和热的数值偏小,故B正确;
C.醋酸电离要吸热,用0.50mol·L-的醋酸代替盐酸溶液进行上述实验,测得的中和热数值会偏小,故C错误;
D.中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1molH2O所放出的热量,与酸碱的用量无关,所以不管 NaOH溶液再大,中和热数值都相等,故D错误
故选:AB。
【分析】测出的化学实验数据要判断数据的有效性,不合适的应舍弃,再根据公式计算数据。造成实验误差的因素要了解清楚。掌握中和热的定义并理解。中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1molH2O所放出的热量。
12.下列实验设计能达到实验目的的是( )
实验目的 实验设计
A 验证非金属性:Br>I 将少量溴水加入KI溶液中,再加入CCl4,振荡,静置,可观察到下层液体呈紫色
B 除去Al2O3固体中的少量Fe2O3 将混合物投入足量NaOH溶液中,然后依次进行过滤、洗涤、干燥
C 检验食盐中是否添加KIO3 将少量食盐加入烧杯中,加水溶解,向溶液中滴加淀粉KI溶液,观察溶液是否变蓝色
D 验证金属的活泼性:Zn>Cu 设计如图原电池:
A.A B.B C.C D.D
【答案】A,D
【知识点】化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.溴水氧化KI生成碘,反应方程式为KI+Br2=KBr+I2,碘易溶于四氯化碳,四氯化碳不溶于水、密度比水大,则下层液体呈紫色,可验证非金属性:Br>I,故A正确;
B. Al2O3 与NaOH溶液反应, 是将原物质除去,不能除杂,故B错误;
C.酸性溶液中碘酸钾与KI发生氧化还原反应生成碘,题目中缺少酸性条件,溶液不会变蓝,故C错误;
D.图中为原电池,Zn为负极,Cu为正极,则金属的活泼性:Zn>Cu,故D正确;
故选:AD。
【分析】本题考查化学实验方案的评价,侧重分析与实验能力的考查。碘易溶于四氯化碳,四氯化碳不溶于水、密度大于水的密度,Al2O3 与NaOH溶液反应:Al2O3 +2NaOH=2NaAlO2+H2O;碘酸钾与KI在酸性条件中发生氧化还原反应生成碘:KIO3+5 KI+3 H2SO4=3 K2SO4+3I2+3H2O。原电池的两极必须是两种活泼性不同的金属材料,或者一种是金属,另一种是非金属,但是都必须导电.且若两极是两种活泼性不同的金属材料,则金属性负极比正极的活泼型大。
三、单选题
13.实验室从含碘废液(除外,含有、、等)中回收碘,其实验过程如下:
下列说法错误的是( )
A.还原操作将还原为的目的是使中的碘进入水层
B.操作X中振荡时,分液漏斗下口应倾斜向下
C.操作X时,由分液漏斗下口放出
D.回收碘时,通过过滤操作从碘的悬浊液中分离出碘单质
【答案】B
【知识点】物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.碘微溶于水,但碘离子易溶于水, 还原操作将I2还原为I-为是了使更多的碘元素进入水溶液应将碘还原为碘离子, A正确;
B.萃取振荡时,分液漏斗上口应倾斜向下,下口斜向上,B错误;
C.由于CCl4密度比水大,所以在分液时CCl4应该从分液漏斗下口放出,C正确;
D.过滤用于分离不溶于水的固体和溶液,故回收碘时,通过过滤操作从碘的悬浊液中分离出碘单质,D正确;
故选B。
【分析】含碘废液含有CCI4、l2、I-等,加入Na2SO3溶液还原碘单质为碘离子,使更多的碘元素进入水溶液,分液得到的溶液中通入氯气氧化碘离子为碘单质,富集碘元素。
14. 电池(KOH为电解液)的工作原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.工作时,电流方向为NiOOH电极→导线→Zn电极→电解质溶液→NiOOH电极
B.工作一段时间后,电解液pH减小
C.负极电极反应式为
D.当电路中转移时,电解液质量增加6.5g
【答案】D
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.原电池工作时,电流从正极流出经过导线流向负极,再经过电解质溶液流回正极,即电流方向为NiOOH电极→导线→Zn电极→电解质溶液→NiOOH电极,故A正确;
B.原电池工作时,总反应为Zn+2OH-+2NiOOH=ZnO+2Ni (OH) 2,则电解液碱性减弱、pH减小,故B正确;
C.Zn作负极,负极反应式为2Zn-2e +4OH-= 2ZnO+2H2O,故C正确;
D.原电池工作时总反应为Zn+2KOH+2NiOOH=K2ZnO2+2Ni (OH)2,转移电子2e ,Ni (OH) 2是沉淀,不在电解质溶液中,电解液中溶质的变化是损失了OH-,得到了ZnO22-,则电路中转移0.2mol电子时,电解液增加的质量为6.5g/mol-×0.1mol-0.2g=6.3g,故D错误;
故选:D。
【分析】考查原电池题目时,写出总反应方程式解答问题:Zn+2KOH+2NiOOH=K2ZnO2+2Ni (OH)2,电流方向是从正极流向负极,电解液的酸碱用溶液中H+和OH-的量来判断。
四、多选题
15.常温下,和溶于水及受热分解的能量变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.受热分解是放热反应
B.
C.常温下,溶于水的热化学方程式为:
D.将溶于水会使溶液温度升高
【答案】A,D
【知识点】化学反应中能量的转化;反应热和焓变
【解析】【解答】A.由图可知,CuSO4 ·5H2O (s) = CuSO4(s)+ 5H2O (l) △H1为吸热反应,故A错误;
B.由图可知△H - △H = △H1,则△H = △H1 + △H ,故B正确;
C.常温下, CuSO4(s)溶于水的热化学方程式为:CuSO4(s)+Cu2+(aq) + SO42- (aq)△H ,故C正确;
D.由图可知,CuSO4·5H O(s)溶于水需要吸收能量,则会使溶液温度降低,故D错误;
故选:AD。
【分析】本题考查反应热与焓变,要注意焓变的正负判断,学会分析图来解决问题。由图可知CUSO4.5H2O(s)溶于水需要吸收能量。则会使溶液温度降低。
五、元素或物质推断题
16.五种短周期主族元素a、b、c、d、e随原子序数的递增,其原子半径的相对大小、最高正化合价或最低负化合价的变化如图所示:
回答下列问题:
(1)元素d在周期表中的位置是 ,c、d、e的简单离子半径由大到小的顺序为 (用离子符号表示)。
(2)下列可作为比较d和e金属性强弱依据的是_______(填序号)。
A.测两种元素单质的硬度和熔、沸点
B.比较单质作为还原剂时失去电子数目的多少
C.比较两种元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
D.比较单质与同浓度盐酸反应置换出氢气的难易程度
(3)已知硒(Se)与c同主族,关于硒及其化合物的说法正确的是_______(填序号)。
A.既有氧化性又有还原性
B.气态氢化物的稳定性强于氯化氢
C.硒单质具有强氧化性
D.最高价氧化物对应水化物的化学式为
(4)化合物可作环保型阻燃材料,受热时按如下方程式分解:
。
①该化合物作阻燃剂的两条依据是 、 。
②在25℃、101kPa下,已知12g的单质d在中完全燃烧后恢复至原状态,放热302.4kJ,该反应的热化学方程式是 。
(5)工业上常用单质e和金属氧化物反应制备金属单质: ;利用上述方法可制取Ba的主要原因是_______(填序号)。
A.高温时e的活泼性大于Ba B.高温有利于BaO分解
C.高温时比稳定 D.Ba的沸点比e的低
【答案】(1)第3周期IIA族;
(2)C;D
(3)A;D
(4)分解过程中吸收热量;分解生成的MgO、 熔点高,能阻燃;
(5)D
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】五种短周期主族元素a、b、c、d、e随原子序数的递增,由原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化图可知,a为H,b为C,C为O,d为Mg,e为Al。
(1)分析可知,元素d即镁元素,位于周期表第3周期ⅡIA族,电子层相同的的离子,核电荷数越大,离子半径越小,即c、d、e的简单离子半径由大到小的顺序为r(O -)>r(Mg2+) > r(Al3+),故答案为: 元素d在周期表中的位置是 :第3周期IIA族; c、d、e的简单离子半径由大到小的顺序为 r(O2-) > r(Mg2+) >r(Al3+);
(2)A.测两种元素单质的硬度和熔、沸点,与金属性无关,故A错误;
B.比较单质作还原剂时失去的电子数目的多少,不能比较金属性,故B错误;
C.比较两种元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱,能比较金属性强弱。金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,故C正确;
D.比较单质与同浓度盐酸反应的难易程度,可比根据金属性,金属性越强,与稀盐酸反应越容易,故D正确;
故选CD
(3)硒(Se)与O同主族与S同主族,则Se的最外层电子数为6,其最高化合价为+6价;Se位于S的下一个周期,则Se的非金属性比O弱,
A.SeO2中Se为+4价,处于Se的中间价态,根据价态规律,元素化合价处于中间价态时既有氧化性又有还原性,故A正确;
B.Se的非金属性比S弱,非金属性越强气态氢化物越稳定,则Se的气态氢化物的稳定性比S元素的弱,S元素的气态氢化物的稳定性比氯的气态氢化物的稳定性弱,则Se的气态氢化物的稳定性比氯化氢弱,故B正确;
c.硒单质中硒元素的化合价为0价,不是最高价,因而不具有强氧化性,故C错误;
d.其最高化合价为+6价,最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2SeO4,故D正确,
故答案为:AD;
(4)①分解反应是吸热反应,会降低温度,生成的氧化镁和氧化铝都是熔点很高的氧化物,附着在表面会阻止燃烧。②在25°、101Kpa下,已知12gMg的物质的量为: 12g/24g/mol =0.5mol, 0.5molMg在O2气体中完全燃烧后恢复至原状态,放热302.4kJ,4molMg完全燃烧热=4x302.4kJ= -1209.6kJ,该反应的热化学方程式为:2Mg (s) + O2(g) = 2MgO (s) △H = -1209.6kJ/mol-1
(5)高温条件下:反应式为2Al +4BaO=3Ba↑+BaO· Al2O3可知制取Ba的主要原因是Ba的沸点比Al的低,从平衡体系中逸出,平衡正向移动,故答案为:D。
【分析】根据所学的知识a为H,b为C,c为O,d为Mg,e为Al,以此来解答,半径比较时根据"电子层相同的的离子,核电荷数越大,离子半径越小"这个规律比较, 金属性强弱依据与元素单质的硬度和熔、沸点和单质作为还原剂时失去电子数目的多少无关 。
六、工业流程题
17.碲(Te)是第5周期VIA族元素,其化合物可用作石油裂化的催化剂。一种从碲化铜渣(主要成分为,含有Au、Ag等杂质)中回收碲的工艺流程如下:
已知:熔点为733℃,微溶于水,可溶于强酸和强碱。
回答下列问题:
(1)Te的原子结构示意图为 ,Te与S的气态氢化物热稳定性由强到弱顺序为 (用氢化物的化学式表示)。
(2)“焙烧”的化学方程式 (碲元素转化为)。
(3)“滤渣1”进行“碱浸”时发生反应的离子方程式为 ,滤渣2的主要成分是 (填化学式)。
(4)“滤液2”加入氧化剂双氧水,双氧水中的溶质的电子式为 。
(5)“还原”制备碲粉时,加入与最合理的物质的量之比为 。
【答案】(1);
(2)
(3);Au、Ag
(4)
(5)1∶3
【知识点】画元素的原子结构示意图;用电子式表示简单的离子化合物和共价化合物的形成;制备实验方案的设计;离子方程式的书写;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】(1)Te的核电荷数为52,则Te的原子结构示意图为 ;和S处于同一主族,同一主族从上至下,非金属性逐渐减弱,非金属性:S>Te,非金属性越强,该元素的气态氢化物越稳定,Te与S的气态氢化物热稳定性由强到弱顺序为H2S > H2Te,
故答案为: ,H2S > H Te ;
(2)碲元素转化为TeO2,则Cu2Te与硫酸、空气中的氧气反应生成TeO2、硫酸铜和水,则化学方程式为
故答案为:
(3)由(2)可知滤渣1时TeO2,则TeO2可与 OH 反应生成TeO32 ,该反应的离子方程式为TeO2+2OH =TeO32 + H2O;碲化铜渣(主要成分为Cu2Te,含有Au、 Ag等杂质),而Au、Ag不与碱反应,则滤渣2的主要成分是Au、Ag,故答案为:
TeO2 +2OH =TeO + H2O; Au、Ag;
(4)H2O2为共价化合物,结构式为H-0-0-H,则电子式为 ,
故答案为 ;
(5)由图可知,Na2TeO4可与H2SO4、 Na2SO3反应生成Te和Na2SO4,该反应的化学方程式为
Na2TeO4 + H2SO4 + 3Na2SO3= Te + 4Na2SO4 + H2O由方程式可得加入H2SO4与Na2SO3最合理的物质的量之比为1:3,
故答案是1:3。
【分析】碲化铜渣通过焙烧转化为TeO2,加入水,除去可溶性杂质,此时滤渣1成分为TeO2、Au、Ag,加入NaOH,Au、Ag不与NaOH反应,但把TeO2可转化为TeO3,通过过滤除去Au、Ag,向滤液中加双氧水,利用其氧化性将TeO32-氧化为TeO42-,最后加入H2SO4与Na2SO3还原为Te。将流程图分析透彻再去做题。
七、元素或物质推断题
18.如图所示为元素周期表的一部分,表中每个字母分别代表一种元素。
回答下列问题:
(1)d的阴离子的结构示意图为 。
(2)a和c形成的原子个数比为1:1的化合物中所含化学键类型为 。
(3)d和e的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序 (用化学式表示)。
(4)为验证卤素单质氧化性的相对强弱,某同学设计了如下实验(夹持装置略)
实验过程:
I.打开、,打开活塞1,当B和C中的溶液都变为黄色时,关闭。
II.继续通气体,当B中溶液变为棕红色时,关闭活塞1。
III. ……
①装置a的名称为 。
②过程I,B、C中的溶液都变黄色的原因 (用离子方程式表示)。
③过程II的目的是 。
④过程III的目的是验证溴的氧化性强于碘。简述操作过程 。
【答案】(1)
(2)离子键、(非极性)共价键
(3)
(4)恒压滴液漏斗;;确认C中黄色溶液中无 ,排除 对溴置换碘实验的干扰;打开活塞2,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞2,取下D振荡、静置
【知识点】画元素的原子结构示意图;化学键;元素周期表的结构及其应用;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】由题给元素周期表可知,a、b、c、d、e分别代表的元素是钠、镁、氧、硫、氯,
(1)d即为硫元素,其核电荷数为16,其阴离子核外电子数为18,其阴离子的结构示意图为:
故答案为:
(2)a和c形成的原子个数比为1:1的化合物为Na2O2,其中含有离子键和非极性共价键,
故答案为:离子键、(非极性)共价键(2分);
(3)d和e的最高价氧化物对应水化物分别为H2SO4和HClO4,由于硫的非金属性比铝弱,故酸性HClO4 > H2SO4,
故答案为:HClO4 > H2SO4;
(4)①装置A的名称是恒压滴液漏斗;
故答案为:恒压滴液漏斗;
②过程1,B、C中的溶液都变黄色的原因是氯气和溴化钾反应生成溴和氯化钾,其反应的离子方程式为:Cl2+ 2Br-=Br2 + 2Cl ,
故答案为:Cl2+ 2Br-=Br2 + 2Cl ,
③由题给装置可知过程II的目的是确认C中黄色溶液中无Cl2,排除Cl2对溴置换碘实验的干扰,
故答案为:确认C中黄色溶液中无Cl2,排除Cl2对溴置换碘实验的干扰;
④过程Ⅲ的目的是验证溴的氧化性强于碘,可打开活塞2,将少量C中溶液滴入D中,关闭活塞2,取下D振荡、静置;
故答案为:打开活塞2,将少量C中溶液滴入 D中,关闭活塞2,取下D振荡、静置。
【分析】本题考查的是对元素周期表中元素位置的掌握,由题给元素周期表可知,a、b、c、d、e分别代表的元素是钠、镁、氧、硫、氯,再结合有关的性质和元素周期律进行分析解答,实验操作题要弄清每个流程设置的意义。
八、原理综合题
19.联氨()又称肼,是一种应用广泛的化工原料,常用作火箭和燃料电池的燃料。回答下列问题:
(1)已知:①
②
③
写出常温下燃烧生成氮气和液态水的热化学方程式 。
已知部分键能数据如下:
化学键
键能/ 942 500 154 462
则断裂中键所需的能量是 kJ。
(2)工业上一种制备联氨的方法为,若制备,转移电子的物质的量为 mol。
(3)一种联氨燃料电池的工作原理如图所示。放电一段时间,电解质溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”),负极反应式为 ,若电池工作时消耗,则消耗氧气的体积为 L(标准状况)。
【答案】(1) ;356.75
(2)
(3)减小;;22.4
【知识点】盖斯定律及其应用;原电池工作原理及应用;物质的量的相关计算
【解析】【解答】(1)根据盖斯定律(①-②+4x③) 得N2H4(l)+O2 (g)=N2(g) + 2H2O (l) △H=0.5×(-1038-204-44x 4)kJ/mol-709kJ.mol-l
则N2H4(l)的燃烧热的热化学方程式为 N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l) △H = -709kJ.mol-l
设N2H4中N-H键的键能为xkJ/mol,N2H4(l) + O2(g)=N2(g) + 2H2O (l)
△H =反应物总键能一生成物总键能= (4x+154+500-942-4x462)k/mol=-709k/mol,x=356.75,
故答案为: 356.75;
(2)n(N2H4)=40000g/32g/mol=1250mol,该反应中N元素化合价由-3价转化为-2价,则生成1molN2H4转移电子的物质的量为1mol x 2x[(-2) -(-3)] = 2mol,据此计算制备40kgN2H4转移电子的物质的量为1250molx2=2500mol,
故答案为:2500;
(3)根据图知,N2H4失电子和OH-反应生成N2,消耗OH-导致溶液碱性减弱,溶液的pH值减小,负极反应式为N2H4 +4OH - 4e = N2↑+4H2O,正极反应式为O2 + 2H2O + 4e = 4OH ,
n(N2H)=32g/32g/mol =1mol,根据负极反应式知,消耗1molN2H4 ,失去4mol电子,则正极上消耗1molO2,标况下氧气的体积= 1mol x 22.4L/mol = 22.4L,
故答案为:减小;N2H4 +4OH - 4e = N2↑+4H2O;22.4。
【分析】根据盖斯定律,焓变=反应物总键能一生成物总键能,分析溶液中pH的变化时,就看溶液中OH-和H+的量,标况下氧气的体积= 物质的量x 22.4L/mol。
九、实验题
20.探究学习小组同学为验证Cl的非金属性强于S,的氧化性强于,设计如目实验装置:
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为 ,A装置中发生反应的离子方程式为 。
(2)能证明Cl的非金属性强于S的反应的离子方程式为 ,从原子结构角度看Cl的非金属性强于S的原因是 。
(3)装置H中的试剂为 。
(4)能证明的氧化性强于的明显实验现象是 ,对应的化学反应方程式为 。
【答案】(1)圆底烧瓶;
(2);原子半径 小于 ,核电荷数Cl大于S,原子核对外层电子的吸引力Cl大于S
(3)碱石灰
(4)E中干燥管内产生大量白烟,干燥管内液面上升;
【知识点】氯气的实验室制法;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】(1) 仪器a的名称为圆底烧瓶,A装置中发生反应的离子方程式为2MnO4+16H++10Cl-=2Mn2++ 5Cl2↑+8H2O,
故答案为: 圆底烧瓶,2MnO4+16H++10Cl-=2Mn2++ 5Cl2↑+8H2O;
(2)单质的氧化性越强,则元素的非金属性越强,则C中的反应能证明Cl的非金属性强于S离子方程式为Cl2+S2-=S↓+2Cl-;由于原子半径r(Cl)小于r(S),核电荷数 Cl大于S,原子核对外层电子的吸引力Cl大于 S,则Cl的非金属性强于S,
故答案为:Cl2+S2-=S↓+2Cl-;原子半径r(Cl)小于r(S),核电荷数Cl大于S,原子核对外层电子的吸引力Cl大于S;
(3)装置H中的试剂为干燥剂:碱石灰,故答案为:碱石灰;
故答案为:E中干燥管内产生大量白烟,干燥管内液面上升;3Cl +8NH3 N2 + 6NHCl。
(4)E中氨气与氯气发生反应:3Cl2+ 8NH3=N2 + 6NHCl,有白烟生成,E中液面上升,此反应说明氧化性: Cl2>N2,
故答案为:E中干燥管内产生大量白烟,干燥管内液面上升;3Cl2+ 8NH3=N2 + 6NHCl。
【分析】装置A中,浓盐酸和高锰酸钾溶液发生反应:2MnO4+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O,生成的氯气通过饱和食盐水除去杂质HCI气体后,打开装置C上方的止水夹,氯气会通入C中发生反应: Cl2+S2-=S↓+2Cl-,溶液变浑浊,说明氧化性:Cl2>S;浸有NaOH溶液的棉花团用于吸收氯气尾气,将C装置上方的止水夹关闭,打开通往D装置的止水夹,则氯气会在D装置中被干燥,从而进入装置E的装置E的是干燥、纯净的氯气,装置F中,固体氢氧化钙和氯化铵在加热条件下反应生成氨气、氯化钙和水,生成的氨气经干燥管中的碱石灰干燥后,在E中与氯气混合,发生反应:3Cl2+ 8NH3=N2 + 6NHCl。