下列化学用语的表示不正确的是
A. Na2S 的电子式:A
A项,Na2S中存在离子键,Na2S正确的电子式为,错误;B项,HClO的结构式为H-O-Cl,正确;C项,2,2- 二甲基丙烷的结构简式为,正确;D项,35Cl-、37Cl-的核电荷数都为17,核外电子数都为18, 既可表示35Cl-,也可以表示37Cl-,正确;答案选A。
下列说法错误的是
A. 液氨汽化时要吸收大量的热,常用作制冷剂
B. 压减燃煤、严格控车、调整产业是治理雾霾的有效措施
C. 手机外壳上贴的碳纤维外膜是一种新型的无机非金属材料
D. 纯碱可用于生产普通玻璃,也可用来治疗胃酸过多的病症
知识点:化学
D
设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是
A. 常温常温下,0.1molH2O2中含有极性共价键的数目为0.1NA
B. 电解饱和食盐水时,当阴极产生22.4LH2时,电路中转移的电子数为2NA
C. 100mL12mol·L-1的浓HNO3 与过量Cu反应转移电了的数目为0.6NA
D. 标准状况下,11.2L由CH4和C2H4组成的混合气体中含有氢原子的数目为2NA
知识点:化学
D
试题分析:A、H2O2的结构式为H—O—O—H,极性键是O-H,非极性键O-O键,故0.1mol H2O2中含有极性共价键的数目为0.2NA,错误;B、缺少温度和压强,无法确定22.4 L H2的物质的量,无法确定电路中转移的电子数,错误;C、浓硝酸与过量金属铜反应与进程有关,一开始发生反应:发生开始生成硝酸铜、二氧化氮和水,随着反应的进行,硝酸的浓度逐渐变稀,铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,100mL 12mol·L-1的浓HNO3与过量Cu反应转移电子的数目介于0.6NA和0.9NA之间,错误;D、CH4和C2H4分子中均含有4个氢原子,标准状况下,11.2L由CH4和C2H4组成的混合气体的物质的量为0.5mol,含有氢原子的数目为2NA,正确。
常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 水电离的c(H+)=1×10-13mol/L 的溶液中:K+、Na+、SiO32-、SO42-
B. 1.0mol/L的CH3COOH溶液:K+、Fe3+、NO3-、Cl-
C. 在c(OH-):c(H+)=1×1012的溶液: NH4+、Ca2+、Cl-、K+
D. 滴入酚酞试剂不变色的溶液:Na+、CO32-、NO3-、SO32-
知识点:化学
B
A项,常温下水电离的c(H+)=1×10-13mol/L 的溶液的pH=1或pH=13,溶液可能呈酸性也可能呈碱性,若溶液呈酸性,SiO32-不能大量存在,若溶液呈碱性,离子能大量共存;B项,CH3COOH溶液中离子相互间不反应,能大量共存;C项,c(OH-):c(H+)=1×1012的溶液呈碱性,NH4+不能大量存在;D项,酚酞的变色范围为8.2~10,滴入酚酞试剂不变色的溶液可能呈酸性、中性或碱性,在酸性条件下,CO32-、SO32-不能大量存在,同时酸性条件下NO3-会与SO32-发生氧化还原反应不能大量共存;一定能大量共存的是B,答案选B。
点睛:离子不能大量共存的原因有:(1)离子间发生复分解反应生成沉淀(如H+与SiO32-等)、弱电解质、气体(如H+与CO32-、SO32-等);(2)离子间发生氧化还原反应,如H+、NO3-与SO32-等;(3)离子间发生络合反应,如Fe3+与SCN-等;(4)离子间发生双水解反应,如Al3+、Fe3+与HCO3-、CO32-等;(5)注意题干的附加条件,如无色溶液中不含MnO4-、Cu2+、Fe3+、Fe2+等;常温下水电离的c(H+)<1×10-7mol/L溶液、与Al反应放出H2的溶液既可能呈酸性也可能呈碱性。
某化工采用稀NaOH 溶液脱除CO2,若碱洗脱除后所得废液的pH 约为13 (已知:相同温度下饱和Na2CO3溶液的pH约为12),则下列说法正确的是
A. 该溶液中:c (OH-) >c (Na+) >c (CO32-)>c(HCO3-)>c (H+)
B. 该溶液中:c (Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(CO32-)+c(HCO3-)
C. 加水稀释该溶液,恢复至原温度,pH增大,Kw不变
D. 该溶液pH 约为13 的原因:CO32-+H2O=HCO3-+OH-
知识点:化学
B
碱洗脱除CO2后所得废液的pH约为13,大于相同温度下饱和Na2CO3溶液的pH,说明碱洗脱除CO2后所得废液中的溶质为NaOH和Na2CO3,Na2CO3在溶液中存在水解平衡:CO32-+H2OHCO3-+OH-、HCO3-+H2OH2CO3+OH-。A项,该溶液中c(Na+)>c(OH-),错误;B项,溶液中的电荷守恒式为c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(CO32-)+c(HCO3-),正确;C项,加水稀释恢复至原温度,溶液中c(OH-)减小,pH减小,水的离子积KW不变,错误;D项,该溶液pH约为13的原因是NaOH=Na++OH-,错误;答案选B。
硫黄制酸在我国的工业发展进程中具有重要地位,其工业流程示意图如下。已知硫磺的燃烧热△H=-297kJ·mol-1。下列说法正确的是
B
A项,根据硫磺的燃烧热ΔH=-297kJ·mol-1可写出热化学方程式:S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-297kJ/mol,根据示意图,燃烧室II中为液态S燃烧,S(s)→S(l)吸热,则S(l)+O2(g)=SO2(g)ΔH<-297kJ/mol,错误;B项,在接触室中主要发生SO2的催化氧化反应,反应的化学方程式为:2SO2+O22SO3,正确;C项,催化剂可以提高SO2催化氧化反应的反应速率,但不能提高平衡转化率,错误;D项,从接触室IV导出的气体中含有SO3、SO2、O2、N2等,在吸收塔V中SO3被98.3%的浓硫酸吸收,排出的气体a中仍含有大气污染物SO2,不能直接排放到大气中,错误;答案选B。
全氮类物质具有高密度、超高能量及爆轰产物无污染等优点。中国科学家成功合成全氮阴离子N5-,N5-是制备全氮类物质N5+N5-的重要中间体,下列说法中,不正确的是
A. 全氮类物质属于绿色能源 B. 每个N5+中含有35 个质子
C. 每个N5-中含有35 个电子 D. N5+N5-结构中含共价键
知识点:化学
C
A、根据全氮类物质具有高密度、超高能量及爆炸产物无污染等优点可知A正确。B、N5+的质子数为7*5=35,B正确。C、N5-含有的电子数为5*7+1=36,C错误。D、 N5+N5-结构中含阳离子N5+和阴离子N5-,为离子键,属于离子化合物,N5+中有5个氮原子,氮原子间为共价键,N5-含有5个氮原子,氮原子间为共价键,D正确。正确答案为C
已知:2Fe3++2I-D
A项,实验i向混合液中加入K3[Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀,说明混合液中有Fe2+,说明FeCl3与KI反应生成Fe2+,正确;B项,实验ii向混合液中加入KSCN溶液,溶液变红说明混合液中含有Fe3+,正确;C项,实验i中加入K3[Fe(CN)6]溶液发生反应:3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓,Fe2+浓度减小,实验iii中加入CCl4,CCl4将I2从水溶液中萃取出来,平衡向正反应方向移动,Fe2+浓度增大,实验iii水溶液中c(Fe2+)大于实验i中c(Fe2+),正确;D项,实验iii中再加入4滴0.1mol/LFeCl2溶液,Fe2+浓度增大,平衡向逆反应方向移动,I2浓度减小,振荡静置,CCl4层溶液颜色变浅,错误;答案选D。
一定条件下,利用CO2合成CH3OH 的反应如下:CO2(g)+3H2(g)C
A项,根据图示升高温度CH3OH的产率降低,反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH (g)+H2O(g) 向逆反应方向移动,ΔH1<0,升高温度CO的产率增大,反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)向正反应方向移动,ΔH2>0,正确;B项,反应有气体参与,增大压强有利于加快合成反应的速率,正确;C项,由图像可见,温度越高CH3OH的产率越低,错误;D项,根据化学平衡常数的概念,合成CH3OH反应的平衡常数表达式是K= ,正确;答案选C。
点睛:化学平衡图像题的解题方法
一看图像:看面(纵、横坐标的意义),看线(线的走向和变化趋势),看点(起点、拐点、终点、最高点、最低点),看辅助线(如等温线、等压线、平衡线),看量的变化(如浓度变化、温度变化)。
二想规律:联想外界条件对化学反应速率、化学平衡的影响。
三作判断:利用原理,结合图像,分析图像中所代表化学反应速率、化学平衡的线,作出判断。
某离子反应涉及到H2O、ClO-、NH4+、OH-、N2、Cl-等微粒,其中N2、ClO-的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列说法正确的是
D
由图可见随着时间的推移,ClO-物质的量减小,N2物质的量增加,ClO-为反应物,N2为生成物,根据原子守恒,Cl-为生成物,NH4+为反应物,反应可表示为ClO-+NH4+→N2+Cl-。A项,在反应中Cl元素的化合价由ClO-中+1价降至Cl-中-1价,Cl-为还原产物,错误;B项,在反应中N元素的化合价由NH4+中-3价升至N2中0价,升高3价,NH4+为还原剂,消耗1molNH4+转移3mol电子,错误;C项,根据得失电子守恒可配平:3ClO-+2NH4+→N2+3Cl-,结合原子守恒和电荷守恒,配平为3ClO-+2NH4++2OH-=N2+3Cl-+5H2O,反应后碱性减弱,错误;D项,根据上述分析NH4+被ClO-氧化成N2,正确;答案选D。
常温时,用0.1000mol/LNaOH溶液滴定25.00mL0.1000mol/L 某一元酸HX 溶液,滴定过程中pH变化曲线如图所示,下列说法不正确的是
A
A项,在滴定过程中溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(X-),在A点溶液呈酸性c(H+)>c(OH-),则A点c(Na+)<c(X-)错误;B项,由图知B点溶液pH=7.0,溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),正确;C项,由图知,当加入25.00mL NaOH溶液时NaOH与HX恰好完全反应得到0.05mol/L的NaX溶液,由图知0.05mol/LNaX溶液的pH≈9.0,正确;D项,C点加入25.00mLNaOH溶液,此时NaOH与HX恰好完全反应得到0.05mol/L的NaX溶液,NaX溶液的pH>7,则HX为一元弱酸,此时存在的主要平衡是X-的水解平衡,水解离子方程式为X-+ H2OHX+OH-,正确;答案选A。
点睛:酸碱中和滴定pH曲线中各点粒子浓度大小比较中巧用守恒可简化解题过程,三个守恒为:物料守恒(即某种原子或原子团守恒);电荷守恒(溶液呈电中性);质子守恒(电解质溶液中,电离、水解等过程中得到的质子数等于失去的质子数)。
短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X、Y、Z、W原子的最外层电子数之和为18,X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,Y是地壳中含量最高的元素,Z2+与Y2-具有相同的电子层结构。下列说法正确的是
A. Y 分别与Z、W形成的化合物中化学键类型不相同
B. 单质的沸点: Y>Z
C. X、Y、Z 三种元素不可能形成离子化合物
D. X 的最高价氧化物对应的水化物的酸性比W 的强
知识点:化学
A
X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,X为C元素;Y是地壳中含量最高的元素,Y为O元素;Z2+与Y2-具有相同的电子层结构,Z为Mg元素;X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,且最外层电子数之和为18,W为S元素。A项,Y与Z形成的化合物为MgO,MgO中化学键为离子键,Y与W形成的化合物为SO2、SO3,SO2、SO3中化学键为共价键,化学键类型不同,正确;B项,Y的单质有O2、O3,常温下呈气态,Mg常温下呈固态,单质的沸点:Y<Z,错误;C项,C、O、Mg形成离子化合物MgCO3,错误;D项,非金属性C<S,则X(C)的最高价氧化物对应水化物的酸性比W(S)的弱,错误;答案选A。
乙酸橙花酯是一种食用香料,其结构简式如图所示,关于该有机物的下列叙述中不正确的是
C
①乙酸橙花酯的不饱和度为3,其分子式为C12H20O2,正确;②乙酸橙花酯中含碳碳双键,能被酸性KMnO4溶液氧化,使酸性KMnO4溶液褪色,能与溴水发生加成反应,使溴水褪色,错误;③含碳碳双键能发生加成反应、氧化反应和加聚反应,含酯基能发生取代反应,正确;④乙酸橙花酯的不饱和度为3,苯环的不饱和度为4,它的同分异构体中不可能有芳香族化合物,错误;⑤该物质中含一个酯基,1mol该有机物水解时只能消耗1molNaOH,正确;⑥碳碳双键可与H2发生加成反应,酯基不能与H2反应,1mol该有机物在一定条件下和H2反应,共消耗2mol H2,错误;不正确的有②④⑥,答案选C。
点睛:有机物反应消耗H2、Br2、NaOH的定量分析:1mol碳碳双键、碳碳三键分别与1mol、2molH2(或Br2)发生加成反应;1mol苯环可与3molH2发生加成反应;1mol醛基、羰基分别与1molH2发生加成反应;羧基、酯基不能与H2发生加成反应;1mol酚羟基的邻、对位苯环氢可与1molBr2发生取代反应;1mol卤原子、酚羟基、羧基、酯基可与1molNaOH反应(1mol酚酯基消耗2molNaOH)。
在一隔热系统中,向20.00mL0.1000mol·L-1的醋酸溶液中逐滴加入0.1000mol·L-1的NaOH 溶液,测得混合溶液的温度变化如图。下列相关说法正确的是
A
A项,a点加入10mLNaOH溶液,醋酸和NaOH反应后得到等物质的量浓度的CH3COONa和CH3COOH的混合溶液,溶液中的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),物料守恒为2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),两式整理得c(CH3COO-)-c(CH3COOH) =2 c(H+)-2 c(OH-),正确;B项,从a到b,加入NaOH溶液继续发生中和反应,CH3COO-物质的量增大,CH3COOH物质的量减小,则在溶液中逐渐减小,错误;C项,b点温度最高,醋酸与NaOH恰好完全反应得到CH3COONa溶液,CH3COONa属于强碱弱酸盐对水的电离起促进作用,c点加入40mLNaOH溶液,醋酸和NaOH反应后得到等物质的量浓度的CH3COONa和NaOH的混合溶液,NaOH电离的OH-对水的电离起抑制作用,水的电离程度:b点>c点,错误;D项,随着NaOH溶液的不断加入,溶液的酸性减弱,碱性增强,溶液的pH:a点<b点<c点,错误;答案选A。
点睛:本题的易错点是水的电离程度的比较,开始CH3COOH电离的H+对水的电离起抑制作用;滴入NaOH溶液生成CH3COONa,CH3COONa发生水解对水的电离起促进作用,随着NaOH溶液的滴入水的电离程度增大;当CH3COOH与NaOH恰好完全反应时,水的电离程度达最大;继续加入NaOH溶液,过量的NaOH电离的OH-对水的电离起抑制作用,水的电离程度又减小。
已知甲、乙、丙、X是4种中学化学中常见的物质,其转化关系如图,则甲和X不可能是
C
A、甲为C,X为O2,则乙为CO,CO继续与氧气反应,生成CO2,CO2+C2CO,符合转化关系,故错误;B、过量的SO2与氢氧化钠反应,生成乙,乙为NaHSO3,NaHSO3与NaOH反应,生成Na2SO3,Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3,符合转化关系,故错误;C、无论氯气过量与否,铁和氯气生成FeCl3,FeCl3不与Cl2反应,不符合转化关系,故正确;D、AlCl3与少量NaOH反应生成Al(OH)3,因为氢氧化铝表现两性,与NaOH继续反应生成AlO2-,加入甲发生:3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓,符合转化关系,故错误。
用电解法可提纯含有某些含氧酸根杂质的粗KOH溶液,其工作原理如图所示,下列有关说法错误的是
C
根据图示,通入粗氢氧化钾的电极是阳极,阳极反应式为4OH--4e-===2H2O+O2↑;通入水的电极是阴极,电极反应为,K+通过交换膜从阳极区移向阴极区,生成氢氧化钾,纯净的KOH溶液从b口导出,阴极区附近溶液的pH会增大,故C错误;
下列实验方案中,不能达到实验目的是
选项
实验目的
实验方案
A
证明氧化性:H2O2比Fe3+强
用硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO3)2溶液中,溶液变黄色
B
鉴别溴蒸气和NO2
分别通入硝酸银溶液中,产生淡黄色沉淀的是溴蒸汽
C
证明盐类水解是吸热反应
在醋酸钠溶液中滴入酚酞试液,加热后红色加深
D
证明难溶物存在沉淀溶解平衡
往黄色固体难溶物PbI2加水中振荡,静置取上层淸液加入NaI固体产生黄色沉淀
知识点:化学
A
试题分析:A.不能排除硝酸根离子的影响,应在硫酸铁溶液中加入硫酸酸化的过氧化氢,故A错误;B.二氧化氮通入到硝酸银溶液,有气体生成,而溴蒸气通入到硝酸银溶液中生成AgBr浅黄色沉淀,现象不同,能鉴别,故B正确;C.醋酸钠溶液中滴入酚酞试液,加热后若红色加深,则升高温度促进水解,即水解反应为吸热反应,故C正确;D.碘离子浓度增大,平衡逆向进行,能证明难溶物存在沉淀溶解平衡,故D正确;故选A。
【名师点晴】本题考查化学实验方案的评价,涉及物质的检验、盐类的水解以及难溶电解质的溶解平衡等知识,侧重于学生的分析能力、实验能力和评价能力的考查,为高考常见题型和高频考点,注意把握实验的严密性和合理性。
二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色易溶于水的气体,常用作饮用水消毒。实验室通过如下过程制备二氧化氯。下列说法正确的是
B
A项,由图示电解NH4Cl和盐酸的混合溶液制得H2和NCl3溶液,反应的离子方程式为NH4++3Cl-+2H+ 3H2↑+NCl3,错误;B项,NCl3溶液中加入NaClO2溶液生成ClO2、NH3和溶液X,NaClO2被氧化成ClO2,NCl3被还原成NH3,反应的化学方程式为6NaClO2+NCl3+3H2O=6ClO2↑+NH3↑+3NaCl+3NaOH,溶液X中大量存在的阴离子为Cl-、OH-,正确;C项,ClO2是一种黄绿色易溶于水的气体,饱和食盐水不仅吸收NH3而且吸收ClO2,不能用饱和食盐水除去ClO2中的NH3,错误;D项,明矾作为净水剂的原因是:Al3+发生水解生成Al(OH)3胶体吸附水中的悬浮物,明矾不能除去饮用水中残留的NaClO2,错误;答案选B。
氨对人类的生产生活具有重要影响。
(1)氨的制备与利用。
①工业合成氨的化学方程式是____________________。
②氨催化氧化生成一氧化氮反应的化学方程式是____________________ 。
(2)氨的定量检测。
水体中氨气和铵根离子(统称氨氮)总量的检测备受关注。利用氨气传感器检测水体中氨氮含量的示意图如图1:
(1) ①N2+3H2 2NH3 ②4NH3+5O2 4NO+6H2O
(2) ①c(OH-) 增大,使NH4++OH-NH3·H2ONH3+H2O 平衡正向移动,利于生成氨气,被空气吹出 ②3.4
(3) ①CH3COO--8e-+2H2O=2CO2+7H+ ②NH4+在好氧微生物反应器中转化为NO3-:NH4++2O2=NO3-+2H++H2O,NO3- 在MFC 电池正极转化为N2:2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O
试题分析:本题考查工业上合成氨和氨催化氧化反应方程式的书写,外界条件对电离平衡的影响,氧化还原反应的计算,原电池原理和电极反应式的书写。
(1)①工业上用N2和H2化合成氨气,反应的化学方程式为N2+3H2 2NH3。
②氨发生催化氧化生成NO和水,反应的化学方程式为4NH3+5O2 4NO+6H2O。
(2)①在氨氮水样中存在平衡:NH4++OH- NH3·H2ONH3+H2O,加入NaOH溶液电离出OH-,OH-浓度增大,平衡正向移动,有利于生成NH3,而被空气吹出。
②水样中N元素的化合价为-3价,则1mol水样中氮原子被氧化为N2转移3mol电子,转移电子物质的量为6×10-4mol,被氧化的NH3物质的量为2×10-4mol,被氧化的NH3的质量为2×10-4mol×17g/mol=3.4mg,水样中氨氮含量为3.4mg÷1L=3.4mg/L。
②根据图示知NH4+去除的原理是:NH4+在好氧微生物反应器中转化为NO3-:NH4++2O2=NO3-+2H++H2O,NO3- 在MFC 电池正极转化为N2:2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O。
严重的雾霾天气,给人们的出行及身体造成了极大的危害。研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的形成及处理具有重要意义。
(1)500℃时,在催化剂存在条件下,分别将2molSO2和1moO2置于恒压容器甲和恒容容器乙中(两容器起始容积相同),充分反应,二者均达到平衡后:
①两容器中SO2的转化率关系是甲____________ 乙(填“>”、“ <”或“=”)。
②在容器乙中,反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2的转化率提高的是___________(填字母)。
a.温度和容器体积不变,充入1.0mol He b.温度和容器体积不变,充入1.0mol O2
c.在其他条件不变时,充入lmolSO3 d.在其他条件不变时,改用高效催化剂
(2) 利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。
①在钠碱循环法中,Na2SO3溶液可作为吸收液,可由NaOH 溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是____________________。
②吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-)
91:9
1:1
9:91
pH
8.2
7.2
6.2
由上表判断,NaHSO3溶液显_____性(填“酸、” “碱”或“中”),用化学平衡原理解释:_____________。
(3)用CH4催化还原NO2可以消除氮氧化物的污染,例如:
CH4(g)+4NO2(g) =4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g), △H=-574kJ·mo1-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g), △H=-1160kJ·mol-1
若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为_____________(阿伏加德罗常数的值用NA表示),放出的热量为____________kJ。
(4)工业上合成氨所需氢气的制备过程中,其中的一步反应为:CO(g)+H2O(g)(1) ①> ②b (2) ①2OH-+SO2=SO32-+H2O ②酸性 HSO3-存在HSO3-H++SO32-和HSO3-+H2OH2SO3+OH-,HSO3-的电离程度大于水解程度
(3)1.60NA (或1.6NA) 173.4 (4)2.67
试题分析:本题考查化学平衡常数的计算,外界条件对化学平衡的影响,反应热的计算,弱酸酸式盐溶液酸碱性的判断。
(1)①SO2发生催化氧化反应的方程式为2SO2+O2 2SO3,该反应的正反应为气体分子数减小的反应,甲为恒压容器,建立平衡过程中容器的体积减小,甲相当于在乙达平衡后增大压强,增大压强平衡向正反应方向移动,反应物的转化率增大,两容器中SO2的转化率:甲>乙。
② a项,温度和容器体积不变,充入1.0mol He,各物质的浓度不变,平衡不发生移动,SO2的转化率不变;b项,温度和容器体积不变,充入1.0mol O2,增大O2的浓度,平衡向正反应方向移动,SO2的转化率增大;c项,在其他条件不变时,充入lmolSO3,增大SO3浓度,平衡向逆反应方向移动,SO2的转化率减小;d项,在其他条件不变时,改用高效催化剂,平衡不发生移动,SO2的转化率不变;能使SO2转化率提高的是b,答案选b。
(2)①SO2属于酸性氧化物,与NaOH反应生成Na2SO3和H2O,反应的化学方程式为SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,离子方程式为SO2+2OH-=SO32-+H2O。
②NaHSO3溶液中S元素主要以HSO3-形式存在,HSO3-微弱发生电离,n(HSO3-):n(SO32-)>>1:1,根据表中数据,NaHSO3溶液呈酸性。原因是:在NaHSO3溶液中既存在HSO3-的电离平衡HSO3-H++SO32-,又存在HSO3-的水解平衡HSO3-+H2OH2SO3+OH-,且HSO3-的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性。
(3)将反应编号:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mo1-1(①式)
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ·mol-1(②式)
应用盖斯定律,将(①式+②式)÷2得,CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)ΔH=(-574kJ/mol-1160kJ/mol)÷2=-867kJ/mol,CH4还原NO2至N2的热化学方程式为:CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)ΔH=-867kJ/mol,在该反应中C元素的化合价由CH4中的-4价升至CO2中的+4价,消耗1molCH4转移8mol电子,n(CH4)= =0.2mol,标准状况下4.48LCH4反应转移1.6mol电子,转移电子数为1.6NA。放出的热量为867kJ/mol×0.2mol=173.4kJ。
(4)用三段式,设CO(g)、H2O(g)起始物质的量浓度依次为amol/L、2amol/L,从起始到平衡过程中转化CO物质的量浓度为xmol/L
CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+H2(g)
c(起始)(mol/L) a 2a 0 0
c(转化)(mol/L) x x x x
c(平衡)(mol/L) a-x 2a-x x x
(a-x):(2a-x)=1:6,x=0.8a,平衡时CO、H2O(g)、CO2、H2物质的量浓度依次为0.2amol/L、1.2amol/L、0.8amol/L、0.8amol/L,平衡常数K== 2.67。
点睛:第(2)问中酸式盐溶液酸碱性的判断规律:(1)强酸的酸式盐在溶液中完全电离出H+,溶液呈酸性如HSO4-溶液等。(2)弱酸的酸式盐在溶液中既存在弱酸阴离子的水解平衡又存在弱酸阴离子的电离平衡,溶液的酸碱性取决于电离程度和水解程度的相对大小,若弱酸阴离子的水解程度大于电离程度,溶液呈碱性如HCO3-等;若弱酸阴离子的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性如HSO3-、HC2O4-等。
二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料,工业上以软锰矿、菱锰矿为原料来制备。某软锰矿主要成分为MnO2,还含有Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物,其处理流程图如下:
(1) MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O
(2)充分氧化过量的Fe2+ 4
(3)CuS、ZnS (4)Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+ (5) 47.3
试题分析:本题以软锰矿制备MnO2的流程为载体,考查流程的分析,物质的分离和提纯,溶度积的计算和沉淀的转化,电解原理和电极反应式的书写,氧化还原滴定测定物质的纯度。
(1)软锰矿中加入H2SO4和过量FeSO4溶液“酸浸”时MnO2被还原为MnSO4,则FeSO4被氧化成Fe2(SO4)3,“酸浸”时发生的主要反应的化学方程式为:MnO2+2FeSO4+2H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O。
(2)“酸浸”时除了MnO2被还原成MnSO4外,Fe、Al、Zn、Cu也溶解转化为FeSO4、Al2(SO4)3、ZnSO4、CuSO4,酸浸后过滤得到的滤液中含MnSO4、Fe2(SO4)3、FeSO4、Al2(SO4)3、ZnSO4、CuSO4;向此滤液中加入氨水并搅拌,其中“搅拌”不仅能加快反应速率,还能将Fe2+充分氧化转化成Fe3+;加入氨水调节pH使Al3+、Fe3+完全转化成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀形成滤渣A,由于Al(OH)3、Fe(OH)3类型相同且Al(OH)3的溶度积大于Fe(OH)3的溶度积,使Fe3+、Al3+完全沉淀,只要使Al3+完全沉淀,即c(Al3+)<1×10-5mol/L,c(Al3+)·c3(OH-)=10-35,c(OH-) =1×10-10mol/L,c(H+)<1×10-4mol/L,pH>4,pH至少达到4能使Fe3+、Al3+沉淀完全。
(3)加入氨水调节pH至5.4经过滤后滤渣A为Fe(OH)3、Al(OH)3,滤液中含MnSO4、ZnSO4、CuSO4、(NH4)2SO4,向滤液中加入MnS并加热至沸,发生沉淀的转化形成难溶的ZnS、CuS将Zn2+、Cu2+除去,过滤得到的滤渣B的成分为ZnS、CuS。
(4)根据题意电解过程中MnSO4被氧化成MnO2,则阳极电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+。
(5)MnO2与足量酸性KI反应的离子方程式为:MnO2+4H++2I-=Mn2++I2+2H2O,得出关系式:MnO2~I2~2Na2S2O3,n(MnO2)=n(Na2S2O3)= 0.08mol/L×0.025L=0.005mol,m(MnO2)=0.005mol×87g/mol=0.435g,该样品纯度为100%=47.3%。
聚甲基丙烯酸酯纤维广泛用于制作光导纤维。已知A 为某种聚甲基丙烯酸酯纤维的单体,其转化关系如下:
(1)加聚反应 羧基、碳碳双键 (2)
(3)2,2-二甲基丙酸
(4)
+2Ag(NH3)2OH +2Ag↓+3NH3+H2O
(5)
(6)
试题分析:本题考查有机推断,涉及有机物的命名,有机反应类型的判断,有机反应方程式的书写,限定条件同分异构体的书写,有机合成路线的设计。根据E→F→G的反应条件知,E中含醇羟基,F中含醛基,G中含羧基,结合G是分子式为C7H6O2的芳香化合物,则G的结构简式为,F的结构简式为,E的结构简式为,E的分子式为C7H8O。A的分子式为C11H12O2,A的不饱和度为6,A是聚甲基丙烯酸酯的单体,A为甲基丙烯酸酯,A中含一个酯基,A在稀硫酸作用下发生水解反应生成E和B(可简化为A+H2O→E+B),结合名称和E的结构简式,A的结构简式为 ;E属于醇,则B的结构简式为;B能与H2发生加成反应生成C,C的结构简式为;C与乙醇发生酯化反应生成D,D的结构简式为(CH3)2CHCOOCH2CH3。
(1)反应①为A发生加聚反应生成聚甲基丙烯酸酯。B的结构简式为 ,B中的官能团名称为碳碳双键、羧基。
(2)A的结构简式为 。
(3)C的结构简式为,C属于饱和一元酸,H是C的同系物,H也属于饱和一元酸,H的相对分子质量比C大14,H为C4H9COOH,H的核磁共振氢谱仅有2个吸收峰,H的结构简式为(CH3)3CCOOH,H的系统名称为2,2-二甲基丙酸。
(4)反应④为F的银镜反应,反应的化学方程式为 +2Ag(NH3)2OH +2Ag↓+3NH3+H2O。
(5)B的结构简式为,B的同分异构体能与NaOH溶液反应且能发生银镜反应,则B的同分异构体中含HCOO-,B的同分异构体的核磁共振氢谱有三组吸收峰,且峰面积之比为1:1:4,则符合条件的B的同分异构体的结构简式为 。
(6)合成 必须合成其单体 。甲苯与Cl2在光照下发生甲基上H的取代反应生成氯代烃,氯代烃经两步反应的生成物能与HCN反应,结合题给信息,氯代烃经两步反应的生成物中含醛基,氯代烃先发生水解反应生成醇,醇氧化成醛,则过程为。
点睛:有机推断常以框图题的形式出现,解题的关键是确定突破口。常用的突破口有:(1)有机物的特征物理性质,如常温下呈气态的烃的含氧衍生物为HCHO,有果香味的为低级酯等。(2)特征的反应条件或反应试剂,如能与银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液反应的有机物含醛基、能与O2/Cu反应的有机物含醇羟基、能与FeCl3显色的有机物含酚羟基等。(3)特征的反应类型,如能发生消去反应的有机物含卤原子或醇羟基,能与H2加成的有机物可能含碳碳双键、碳碳三键、苯环、醛基、羰基,连续的两步氧化反应一般为RCH2OHRCHORCOOH等。(4)由定量数据分析,如1mol—CHO完全反应生成2molAg或1molCu2O,1mol—COOH与足量NaHCO3完全反应产生1molCO2,1个—CHO转变为1个—COOH相对分子质量增加16,1个醇羟基被氧化成醛或酮后相对分子质量减小2等。