2014-2015学年重庆市沙坪坝区南开中学高一(上)月考化学试卷(9
月份)
一、选择题
1.下列有关用途的说法中,错误的是:( ) A.液态钠可用作核反应堆的传热介质 B.在过渡元素中找寻半导体材料
C.考古时利用l4
C测定一些文物的年代
D.SiO2是制造水泥、人造宝石、单晶硅的原料
2.下列有关仪器使用方法或实验操作正确的是( ) A.洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱中烘干
B.用容量瓶配制溶液时,若加水超过刻度线,立即用滴管吸出多余的液体 C.加热坩埚时需垫石棉网
D.用分液漏斗分液时,上层液体应从上口倒出
3.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述中不正确的是( ) A.常温常压下,1mol甲基(﹣CH3)含有的电子数为9NA
B.1 mol FeCl3跟水完全反应转化为氢氧化铁胶体后胶体粒子的数目小于NA C.标况下,2.24LHF中含有的电子数为NA D.1mol 金刚砂(SiC)中含有4NA碳硅键
4.下列说法合理的是( )
A.若X+和Y2﹣
的核外电子层结构相同,则原子序数:X>Y
B.由水溶液的酸性:HCI>H2S,可推断出元素的非金属性:CI>S C.邻羟基苯甲醛沸点高于对羟基苯甲醛是因为形成了分子内氢键 D.H﹣F、H﹣O、H﹣N三种共价键的极性逐渐增强
5.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.1.0 mol?L﹣1KNO溶液:H+、Fe 2+、SCN ﹣、SO2﹣
34
B.pH=0的溶液:Al3+、Cu(NH2+﹣2﹣
3)4、F 、SO4
C.c(ClO﹣)=1.0mol?L﹣1的溶液:Na+、SO2﹣2﹣2﹣
3、S、SO4
D.=10
﹣10
的溶液:K+、Ba2+、NO﹣﹣
3、Cl
6.下列各组顺序排列正确的是( )
A.密度:Na>K>Li B.热稳定性:HCl>H2S>H2O
C.酸性:HH﹣3+﹣
2CO3<2SiO3<HNO3 D.离子半径:F>A1>CI
1
7.已知:CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=a kJ?molCH4(g)+2O2(g)=CO2
﹣1
(g)+2H2O(g)△H=b kJ?mol则下列叙述正确的是( ) A.C﹣H键键长小于H﹣H键
﹣1
B.甲烷的燃烧热为b kJ?mol
﹣1
C.2CH3OH(g)=2CH4(g)+O2(g)△H=2(a﹣b) kJ?mol
D.当甲醇和甲烷物质的量之比为l:2时,其完全燃烧生成CO2和H2O(g)时,放出的热量为c kJ,则该混合物中甲醇的物质的量为c/(a+2b)mol
二、解答题(共4小题,满分58分) 8.(16分)A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期元素,其中只有一种是金属元素.A、
2﹣+
D元素原子最外层电子数相同,且A和D可形成离子化合物,C和D具有相同的电子数,E元素的最高正化合价与最低负化合价之和为2.由这些元素组成的物质,其组成和结构信息如下表: 物质 组成和结构信息 甲 含有非极性共价键的常见二元离子化合物 ﹣乙 含有极性键和非极性键的18e分子 丙 化学组成为BE,熔点高,可作超硬耐磨涂层材料 丁 化学组成为DBA4的离子化合物 请用化学用语回答下列问题: +
(1)D的结构示意图为__________;
(2)C、D、E的氢化物按熔点由高到低排列的顺序为__________; (3)乙属于__________分子(填“极性”或“非极性”),其的电子式为__________, (4)将少量甲投入到AlCl3溶液中反应的离子方程式为__________;
(5)丙属于__________晶体,丙中每个原子均形成4个共价键,其中有一个配位键,提供空轨道的是__________;氮化硼晶体的熔点要比丙晶体高,其原因是__________. 9.(14分)汽车尾气中CO、NOx以及燃煤废弃中的SO2都是大气污染物,对它们的治理具有重要意义.
﹣1
Ⅰ.CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=﹣574kJ?mol.
﹣1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=一1160kJ?mol (1)甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为__________;
Ⅱ.吸收SO2和NO,获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素):
﹣1
4+﹣﹣﹣
(2)装置Ⅱ中,酸性条件下,NO被Ce 氧化的产物主要是NO3、NO2,写出只生成NO3的离子方程式__________;
4+
(3)装置Ⅲ的作用之一是再生Ce,其原理如下图所示.
4+
①生成的Ce从电解槽的__________(填字母序号)口流出;
2
②生成S2O4的电极反应式为__________;
﹣﹣13﹣
(4)已知进入装置Ⅳ的溶液中,NO2的浓度为a g?L,要使1m该溶液中的NO2完全转化为NH4NO3,至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2__________L.(用含a代数式表示,计算结果保留整数)
2﹣
﹣1﹣1
10.(14分)某实验小组用0.50mol?LNaOH溶液和0.50mol?L.1硫酸溶液进行中和热的测定.
﹣1
Ⅰ.配制0.50mol?L硫酸溶液
﹣3
(1)若配制250mL硫酸溶液,则须用量筒量取密度为1.84g?cm、质量分数为98%的浓硫酸__________mL.
Ⅱ.测定稀硫酸和稀氢氧化钠溶液中和热的实验装置如右图所示: (2)仪器A的名称为__________;
(3)装置中碎泡沫塑料的作用是__________;
﹣1
(4)写出该反应中和热的热化学方程式:(中和热为57.3kJ?mol)__________; (5)取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表. ①表中的温度差平均值为__________℃;
﹣1﹣1﹣3
②近似认为0.50mol?L NaOH溶液和0.50mol?L硫酸溶液的密度都是1g?cm,中和后生
﹣1
成溶液的比热容c=4.18J?(g?℃).则中和热△H=__________ (取小数点后一位). 实验次数 起始温度t1/℃ 终止温度温度差(t2﹣ H2SO4 t2/℃ t1)/℃ NaOH 1 26.6 26.6 26.6 29.1 2 27.0 27.4 27.2 31.2 3 25.9 25.9 25.9 29.8 4 26.4 26.2 26.3 30.4 ﹣1③上述实验数值结果与57.3kJ?mol有偏差,产生此实验偏差的原因可能是(填字母)__________.
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.一次性把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度.
平均值 3
11.(14分)四氯化锡是无色液体,熔点﹣33“C,沸点114℃.氯气与金属锡在加热时反应可以用来制备SnCl4,SnCl4极易水解,在潮湿的空气中发烟.实验室可以通过题1O图装置制备少量SnCl4 (夹持装置略).
(1)仪器C的名称为__________;
(2)装置Ⅰ中发生反应的离子方程式为__________;
(3)装置Ⅱ中的最佳试剂为__________,装置Ⅶ的作用为__________;
(4)若装置连接顺序为Ⅰ﹣Ⅱ一Ⅳ一Ⅴ一Ⅵ一Ⅶ,在Ⅳ中除生成SnCl4外,还会生成的含锡的化合物的化学式为__________.
(5)Ⅳ中加热的作用之一是促进氯气与锡粉反应,加热的另一作用为__________;
(6)若Ⅳ中用去锡粉11.9g,反应后,Ⅵ中锥形瓶里收集到23.8g SnCl4,则SnCl4的产率为__________.
4
2014-2015学年重庆市沙坪坝区南开中学高一(上)月考化学试卷(9月份)
一、选择题
1.下列有关用途的说法中,错误的是:( ) A.液态钠可用作核反应堆的传热介质 B.在过渡元素中找寻半导体材料
l4
C.考古时利用C测定一些文物的年代
D.SiO2是制造水泥、人造宝石、单晶硅的原料
【考点】元素周期律和元素周期表的综合应用;硅和二氧化硅. 【专题】元素周期律与元素周期表专题;碳族元素. 【分析】A.金属具有良好的热传导效率;
B.周期表中金属与非金属的分界处找到半导体材料; 14
C.C能发生衰变,用于考古;
D.二氧化硅是制造水泥、人造宝石、单质硅的重要材料.
【解答】解:A.金属具有良好的热传导效率,液态钠可用作核反应堆的传热介质,故A正确;
B.在周期表中金属与非金属的分界处元素具有一定的金属性、非金属性,可以在此找到半导体材料,在过渡元素中找寻催化剂、耐高温耐腐蚀的材料,故B错误; 14l4
C.C能发生衰变,考古时利用C测定一些文物的年代,故C正确;
D.制造水泥用到黏土,黏土中含有硅酸盐与二氧化硅等,用焦炭与二氧化硅反应制得粗硅,二氧化硅可以用于制备人造宝石,二氧化硅是制造水泥、人造宝石、单质硅的重要材料,故D正确; 故选B.
【点评】本题考查了元素周期表与元素周期律、元素化合物的相关应用,难度不大,注意对基础知识的理解掌握.
2.下列有关仪器使用方法或实验操作正确的是( ) A.洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱中烘干
B.用容量瓶配制溶液时,若加水超过刻度线,立即用滴管吸出多余的液体 C.加热坩埚时需垫石棉网
D.用分液漏斗分液时,上层液体应从上口倒出
【考点】分液和萃取;直接加热的仪器及使用方法;配制一定物质的量浓度的溶液. 【专题】化学实验常用仪器及试剂;化学实验基本操作. 【分析】A.带刻度仪器不能烘干; B.物质的物质的量减少; C.坩埚能直接加热;
D.上层液体从上口倒出,下层液体从下层倒出.
【解答】解:A.不能用烘箱烘干带刻度仪器,会造成误差,故A错误; B.若如题操作,物质的物质的量减少,体积不变,浓度减小,故B错误; C.坩埚不需要用石棉网,故C错误;
D.用分液漏斗分液时,下层液体从下层放出,然后上层液体从上口倒出,故D正确. 故选D.
5
【点评】本题考查了化学实验基本操作,包括仪器使用,误差分析等,难度不大,侧重对基础知识的巩固,注意对基础知识的理解掌握.
3.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述中不正确的是( ) A.常温常压下,1mol甲基(﹣CH3)含有的电子数为9NA
B.1 mol FeCl3跟水完全反应转化为氢氧化铁胶体后胶体粒子的数目小于NA C.标况下,2.24LHF中含有的电子数为NA D.1mol 金刚砂(SiC)中含有4NA碳硅键 【考点】阿伏加德罗常数.
【专题】阿伏加德罗常数和阿伏加德罗定律.
【分析】A.甲基中含有9个电子,1mol甲基含有9mol电子;
B.氢氧化铁胶粒为氢氧化铁的聚集体,则胶粒数目一定小于1mol;
C.标准状况下,氟化氢的状态不是气体,不能使用标况下的气体摩尔体积计算其物质的量; D.金刚砂中,每个C连4个Si,1mol金刚砂中含有4mol碳硅键.
【解答】解:A.甲基中含一个未成对单电子,故1mol甲基含有9mol电子,含有的电子数为9NA,故A正确;
B.1 mol FeCl3跟水完全反应转化为氢氧化铁胶体后,由于氢氧化铁胶粒为氢氧化铁的聚集体,则胶体粒子的数目小于NA,故B正确;
C.标况下HF是液体,不能用气体摩尔体积计算2.24L氟化氢的物质的量,故C错误; D.金刚砂(SiC)与金刚石结构类似,一个C连4个Si,故1mol金刚砂含有4NA碳硅键,故D正确; 故选C.
【点评】本题考查阿伏加德罗常数的有关计算和判断,题目难度中等,注意掌握好以物质的量为中心的各化学量与阿伏加德罗常数的关系,选项C为易错点,明确标况下氟化氢不是气体.
4.下列说法合理的是( )
+2﹣
A.若X和Y的核外电子层结构相同,则原子序数:X>Y
B.由水溶液的酸性:HCI>H2S,可推断出元素的非金属性:CI>S C.邻羟基苯甲醛沸点高于对羟基苯甲醛是因为形成了分子内氢键 D.H﹣F、H﹣O、H﹣N三种共价键的极性逐渐增强
【考点】非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律;元素电离能、电负性的含义及应用;极性键和非极性键;氢键的存在对物质性质的影响. 【专题】元素周期律与元素周期表专题;化学键与晶体结构.
+2﹣
【分析】A、若X和Y的核外电子层结构相同,则X位于Y的下一个周期,据此回答; B、元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强,则非金属性越强;
C、邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,而对羟基苯甲醛能够形成分子间氢键,分子内氢键要弱于分子间氢键;
D、根据电负性差值越小,极性越弱来回答.
【解答】解:A、根据题意,X位于Y的下一个周期,故原子序数X>Y,故A正确; B、比较最高价氧化物对应水化物的酸性,才能比较非金属性,故B错误;
C、由于邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,而对羟基苯甲醛能够形成分子间氢键,而分子内氢键要弱于分子间氢键,所以邻羟基苯甲醛比对羟基苯甲醛熔、沸点低,故C错误;
6
D、电负性差值越小,极性越弱,元素电负性同周期从左到右依次增大,故H﹣F,H﹣O,H﹣N极性依次降低,故D错误; 故选A.
【点评】本题考查了元素周期表中非金属性、电负性等知识,难度不大.
5.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
﹣1+2+﹣2﹣
A.1.0 mol?LKNO3溶液:H、Fe 、SCN 、SO4
3+2+﹣2﹣
B.pH=0的溶液:Al、Cu(NH3)4、F 、SO4
﹣﹣1+2﹣2﹣2﹣
C.c(ClO)=1.0mol?L的溶液:Na、SO3、S、SO4
D.=10
﹣10
的溶液:K、Ba、NO3、Cl
+2+﹣﹣
【考点】离子共存问题. 【专题】离子反应专题.
【分析】A.硝酸盐在酸性条件下具有强氧化性; B.pH=0的溶液,显酸性;
C.离子之间发生氧化还原反应;
D.=10
+
﹣10
的溶液,溶液显碱性.
﹣
2+
3+
﹣
【解答】解:A.H、NO3会将Fe 氧化成Fe,与SCN 不共存,故A错误;
﹣
B.pH=0说明溶液呈酸性,不能与F共存生成弱电解质,故B错误;
﹣2﹣2﹣
C.ClO具有氧化性,与SO3、S不共存,故C错误;
D.=10
﹣10
的溶液,溶液显碱性,四种离子之间不反应,可大量共存,故D正确;
故选D.
【点评】本题考查离子的共存,为高频考点,把握习题中的信息及常见离子之间的反应为解答的关键,侧重复分解反应、氧化还原反应的离子共存考查,注意根据题干判断溶液具有的性质如酸性、碱性、氧化性等,题目难度不大.
6.下列各组顺序排列正确的是( )
A.密度:Na>K>Li B.热稳定性:HCl>H2S>H2O
﹣3+﹣
C.酸性:H2CO3<H2SiO3<HNO3 D.离子半径:F>A1>CI
【考点】非金属在元素周期表中的位置及其性质递变的规律;微粒半径大小的比较. 【专题】元素周期律与元素周期表专题.
【分析】A.碱金属的密度呈递增趋势,钠钾反常; B.元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定;
C.元素的非金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强;
D.电子层数越多,半径越大,电子层结构相同的离子,原子序数越大,半径越小,
【解答】解:A.碱金属的密度呈递增趋势,钠钾反常,密度大小:Na>K>Li,故A正确; B.元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,非金属性:O>Cl>S,则氢化物稳定性:H2O>HCl>H2S,故B错误;
7
C.元素的非金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强,非金属性:Si<C<N,则酸性:H2SiO3<H2CO3<HNO3,故C错误;
﹣
D.电子层数越多,半径越大,则三种离子中Cl的半径最大,电子层结构相同的离子,原
﹣3+﹣﹣3+
子序数越大,半径越小,则F>A1,所以离子半径:Cl>F>A1,故D错误. 故选A.
【点评】本题考查了元素周期律和碱金属的物理性质,主要涉及了非金属性、离子半径等知识,题目难度不大.
7.已知:CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=a kJ?molCH4(g)+2O2(g)=CO2
﹣1
(g)+2H2O(g)△H=b kJ?mol则下列叙述正确的是( ) A.C﹣H键键长小于H﹣H键
﹣1
B.甲烷的燃烧热为b kJ?mol
﹣1
C.2CH3OH(g)=2CH4(g)+O2(g)△H=2(a﹣b) kJ?mol
D.当甲醇和甲烷物质的量之比为l:2时,其完全燃烧生成CO2和H2O(g)时,放出的热量为c kJ,则该混合物中甲醇的物质的量为c/(a+2b)mol 【考点】热化学方程式;燃烧热. 【专题】化学反应中的能量变化.
【分析】A、原子半径越大,其键长越长; B、燃烧热应生成稳定氧化物; C、根据盖斯定律来计算焓变;
D、根据热化学方程式的系数和焓变的关系利用方程式进行计算.
【解答】解:A、碳的原子半径大于氢原子,故C﹣H键键长大于H﹣H键,故A错误; B、燃烧热应生成稳定氧化物,不能使水蒸气,应该是液态水,故B错误;
C、根据盖斯定律,将两个反应都乘以2,再相减,得到:2CH3OH(g)=2CH4(g)+O2(g)△H=2
﹣1
(a﹣b) kJ?mol,故C正确; D、设:甲醇和甲烷物质的量分别为n、2n,则甲醇放出的热量是na,甲烷放出的热量是2nb,即na+2nb=c,解得n=,则该混合物中甲醇的物质的量为,故D错误. 故选C.
【点评】本题考查了化学反应与能量,难度不大,涉及了一定量盖斯定律计算.
二、解答题(共4小题,满分58分) 8.(16分)A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期元素,其中只有一种是金属元素.A、
2﹣+
D元素原子最外层电子数相同,且A和D可形成离子化合物,C和D具有相同的电子数,E元素的最高正化合价与最低负化合价之和为2.由这些元素组成的物质,其组成和结构信息如下表: 物质 组成和结构信息 甲 含有非极性共价键的常见二元离子化合物 ﹣乙 含有极性键和非极性键的18e分子 丙 化学组成为BE,熔点高,可作超硬耐磨涂层材料 丁 化学组成为DBA4的离子化合物 请用化学用语回答下列问题:
﹣1
8
(1)D的结构示意图为;
(2)C、D、E的氢化物按熔点由高到低排列的顺序为NaH>H2O>PH3; (3)乙属于极性分子(填“极性”或“非极性”),其的电子式为
3
+
,
(4)将少量甲投入到AlCl3溶液中反应的离子方程式为6Na2O2+4Al+6H2O=4Al(OH)
+
3↓+3O2↑+12Na;
(5)丙属于原子晶体,丙中每个原子均形成4个共价键,其中有一个配位键,提供空轨道的是B;氮化硼晶体的熔点要比丙晶体高,其原因是磷原子半径比氮原子大,N﹣B共价键键长比B﹣P小,则键能大.
【考点】位置结构性质的相互关系应用;晶体的类型与物质熔点、硬度、导电性等的关系;极性分子和非极性分子.
【专题】元素周期律与元素周期表专题;化学键与晶体结构.
【分析】A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期元素,其中只有一种是金属元素.A、D元素原子最外层电子数相同,且A和D可形成离子化合物,则A为H,D为Na,形成NaH
2﹣+
为离子化合物;C和D具有相同的电子数,则C的质子数为11﹣1﹣2=8,即C为O元素;E元素的最高正化合价与最低负化合价之和为2,则最高价为+5价,最低价为﹣3价,E为比Na原子序数大的第三周期元素,为P元素;
含有非极性共价键的常见二元离子化合物,则甲为Na2O2;
﹣
含有极性键和非极性键的18e分子,则乙为H2O2;
化学组成为BE,熔点高,可作超硬耐磨涂层材料,为原子晶体,E为P,则B的化合价为+3价,即B为硼元素;
化学组成为DBA4的离子化合物,即丁为NaBH4,然后结合元素化合物知识来解答. 【解答】解:A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期元素,其中只有一种是金属元素.A、D元素原子最外层电子数相同,且A和D可形成离子化合物,则A为H,D为Na,形成NaH
2﹣+
为离子化合物;C和D具有相同的电子数,则C的质子数为11﹣1﹣2=8,即C为O元素;E元素的最高正化合价与最低负化合价之和为2,则最高价为+5价,最低价为﹣3价,E为比Na原子序数大的第三周期元素,为P元素;
含有非极性共价键的常见二元离子化合物,则甲为Na2O2;
﹣
含有极性键和非极性键的18e分子,则乙为H2O2;
化学组成为BE,熔点高,可作超硬耐磨涂层材料,为原子晶体,E为P,则B的化合价为+3价,即B为硼元素;
化学组成为DBA4的离子化合物,即丁为NaBH4,综上所述:A是H、B是硼、C是氧、D是钠、E是磷,
(1)钠的质子数为11,其离子的结构示意图为,故答案为:;
(2)NaH是离子晶体熔点高,水是分子晶体但含有氢键故熔点较高,PH3熔点最低,则C、D、E的氢化物按熔点由高到低排列的顺序为NaH>H2O>PH3, 故答案为:NaH>H2O>PH3;
9
(3)过氧化氢正负电荷中心不重合,故是极性分子,其电子式为性;
;
3
,故答案为:极
(4)少量甲投入到AlCl3溶液中反应的离子方程式为6Na2O2+4Al+6H2O=4Al(OH)
+
3↓+3O2↑+12Na,
3+
故答案为:6Na2O2+4Al+6H2O=4Al(OH)3↓+3O2↑+12Na;
(5)由丙熔点高硬度大具有原子晶体的特点,则属于原子晶体,配位键的形成需要一方提供孤电子对另一方提供空轨道,则B原子提供空轨道;原子晶体影响熔点高低的主要因素是共价键强弱,主要体现在半径上,半径越大,键能越小,熔点越低,则氮化硼晶体的熔点要比丙(BP)晶体高,其原因是磷原子半径比氮原子大,N﹣B共价键键长比B﹣P小,则键能大,
故答案为:原子;B;磷原子半径比氮原子大,N﹣B共价键键长比B﹣P小,则键能大. 【点评】本题考查位置、结构、性质的关系及应用,为高频考点,把握原子结构、电子排布、元素的位置推断元素为解答的关键,侧重元素周期表和元素周期律、元素化合物的性质及分析、推断能力的考查,题目难度不大. 9.(14分)汽车尾气中CO、NOx以及燃煤废弃中的SO2都是大气污染物,对它们的治理具有重要意义.
﹣1
Ⅰ.CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=﹣574kJ?mol.
﹣1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=一1160kJ?mol
(1)甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O
﹣1
(g)△H=﹣867kJ?mol;
Ⅱ.吸收SO2和NO,获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如下(Ce为铈元素):
﹣
(2)装置Ⅱ中,酸性条件下,NO被Ce 氧化的产物主要是NO3、NO,写出只生成NO3
4+3+﹣+
的离子方程式NO+2H2O+3Ce=3Ce+NO3+4H;
4+
(3)装置Ⅲ的作用之一是再生Ce,其原理如下图所示.
4+
①生成的Ce从电解槽的a(填字母序号)口流出;
2﹣﹣+2﹣
②生成S2O4的电极反应式为2HSO3+2H+2e﹣=S2O4+2H2O;
﹣﹣13﹣
(4)已知进入装置Ⅳ的溶液中,NO2的浓度为a g?L,要使1m该溶液中的NO2完全转化为NH4NO3,至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2243aL.(用含a代数式表示,计算结果保留整数)
4+
﹣
﹣2
10
【考点】用盖斯定律进行有关反应热的计算;电解原理. 【专题】化学反应中的能量变化;电化学专题.
﹣
【分析】(1)已知①CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣574kJ?mol1﹣1
,②CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣1 160kJ?mol,根据盖斯定律△H=,消去NO进行计算;
4+3+
(2)NO被氧化为硝酸根,Ce被还原为Ce,酸性环境,缺氧补水,缺氢补氢离子完成方程式;
4+
(3)①生成Ce为氧化反应,发生在阳极上,连接电源正极,因此从a口流出;
﹣2﹣
②反应物是HSO3被还原成S2O4,得到电子;
﹣﹣13﹣
(4)NO2的浓度为a g?L,要使1m该溶液中的NO2完全转化为NH4NO3,则失去电子数目是:1000×(5﹣3)a/46,设消耗标况下氧气的体积是V,则失电子数目是:V÷22.4×2×(2﹣0),根据电子守恒进行计算. 【解答】解:(1)已知①CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣574kJ?mol﹣1﹣1
,②CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣1 160kJ?mol,根据盖斯定律△H=,消去NO,故甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为CH4(g)+2NO2
﹣1
(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣867kJ?mol,故答案为:CH4(g)+2NO2(g)═N2
﹣1
(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣867kJ?mol;
4+3+
(2)NO被氧化为硝酸根,Ce被还原为Ce,酸性环境,缺氧补水,缺氢补氢离子,所以离
4+3+﹣+
子方程式为:NO+2H2O+3Ce=3Ce+NO3+4H,
4+3+﹣+
故答案为:NO+2H2O+3Ce=3Ce+NO3+4H;
4+
(3)①生成Ce为氧化反应,发生在阳极上,连接电源正极,因此从a口流出,故答案为:a;
﹣2﹣﹣+2﹣
②反应物是HSO3被还原成S2O4,得到电子,电极反应式为:2HSO3+2H+2e﹣=S2O4+2H2O,
﹣+2﹣
故答案为:2HSO3+2H+2e﹣=S2O4+2H2O;
﹣﹣13﹣
(4)NO2的浓度为a g?L,要使1m该溶液中的NO2完全转化为NH4NO3,则失去电子数目是:1000×(5﹣3)a/46,设消耗标况下氧气的体积是V,则失电子数目是:
×2×(2
﹣0),根据电子守恒:=×2×(2﹣0),解得V=243a,故答案为:
243a.
【点评】本题综合考查学生含氮元素、含硫元素物质的性质知识,注意知识的梳理和归纳是关键,难度中等.
11
10.(14分)某实验小组用0.50mol?LNaOH溶液和0.50mol?L.1硫酸溶液进行中和热的测定.
﹣1
Ⅰ.配制0.50mol?L硫酸溶液
﹣3
(1)若配制250mL硫酸溶液,则须用量筒量取密度为1.84g?cm、质量分数为98%的浓硫酸6.8mL.
Ⅱ.测定稀硫酸和稀氢氧化钠溶液中和热的实验装置如右图所示: (2)仪器A的名称为环形玻璃棒;
(3)装置中碎泡沫塑料的作用是保温、隔热、减少热量损失;
(4)写出该反应中和热的热化学方程式:(中和热为57.3kJ?mol)H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=﹣57.3kJ/mol;
(5)取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表. ①表中的温度差平均值为4.0℃;
﹣1﹣1﹣3
②近似认为0.50mol?L NaOH溶液和0.50mol?L硫酸溶液的密度都是1g?cm,中和后生
﹣1
成溶液的比热容c=4.18J?(g?℃).则中和热△H=﹣53.5kJ/mol (取小数点后一位). 实验次数 起始温度t1/℃ 终止温度温度差(t2﹣ H2SO4 t2/℃ t1)/℃ NaOH 1 26.6 26.6 26.6 29.1 2 27.0 27.4 27.2 31.2 3 25.9 25.9 25.9 29.8 4 26.4 26.2 26.3 30.4 ﹣1③上述实验数值结果与57.3kJ?mol有偏差,产生此实验偏差的原因可能是(填字母)ad. a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.一次性把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度.
﹣1
﹣1﹣1
平均值
【考点】中和热的测定.
【专题】化学反应中的能量变化. 【分析】I.(1)c=n/V体积
3
=m/MV=wρv/M×0.25L=98%×1.84g/cm×V/98g/mol×0.25L=0.5mol/L故v=6.8ml; II.(2)为充分的搅拌,用环形玻璃棒搅拌棒;(3)碎泡沫的作用是保温、隔热、减少热量损失;
(4)稀强酸、稀强碱反应生成1mol液态水时放出57.3kJ的热量,应生成1mol液态水;
12
(5)①根据表格数据求得温差平均值;
②50mL0.50mol/L氢氧化钠与30mL0.50mol/L硫酸溶液进行中和反应生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol,溶液的质量为:80ml×1g/ml=80g,温度变化的值为△T=4℃,则生成0.025mol水放出的热量为Q=m?c?△T=80g×4.18J/(g?℃)×4.0℃=1337.6J,即1.3376KJ,所以实验测得的中和热△H=﹣1.3376KJ/0.025mol=﹣53.5kJ/mol; ③a.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小;
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠体积偏大,放出的热量偏高,中和热的数值偏大;
c.尽量一次快速将NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,不允许分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中;
d.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4测温度,硫酸的起始温度偏高,测得的热量偏小,中和热的数值偏小. 【解答】解:I.(1)c=n/V体积
3
=m/MV=wρv/M×0.25L=98%×1.84g/cm×V/98g/mol×0.25L=0.5mol/L,故v=6.8mL,故答案为:6.8; II.(2)为充分的搅拌,用环形玻璃棒搅拌棒,故答案为:环形玻璃棒;
(3)碎泡沫的作用是保温、隔热、减少热量损失,故答案为:保温、隔热、减少热量损失; (4)稀强酸、稀强碱反应生成1mol液态水时放出57.3kJ的热量,应生成1mol液态水,热化学方程式为H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=﹣57.3kJ/mol,故答案为:H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=﹣57.3kJ/mol;
(5)①根据表格数据求得温差平均值为℃=4.0℃,故答案为:4.0; ②50mL0.50mol/L氢氧化钠与30mL0.50mol/L硫酸溶液进行中和反应生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol,溶液的质量为:80ml×1g/ml=80g,温度变化的值为△T=4℃,则生成0.025mol水放出的热量为Q=m?c?△T=80g×4.18J/(g?℃)×4.0℃=1337.6J,即1.3376KJ,所以实验测得的中和热△H=﹣1.3376KJ/0.025mol=﹣53.5kJ/mol;故答案为:﹣53.5kJ/mol;
③a.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故a选;
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数,会导致所量的氢氧化钠体积偏大,放出的热量偏高,中和热的数值偏大,故b不选;
c.尽量一次快速将NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,不允许分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,可保证实验成功,故c不选;
d.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4测温度,硫酸的起始温度偏高,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故选; 故答案为:ad.
【点评】本题考查热化学方程式以及反应热的计算,题目难度大,注意理解中和热的概念、把握热化学方程式的书写方法,以及测定反应热的误差等问题. 11.(14分)四氯化锡是无色液体,熔点﹣33“C,沸点114℃.氯气与金属锡在加热时反应可以用来制备SnCl4,SnCl4极易水解,在潮湿的空气中发烟.实验室可以通过题1O图装置制备少量SnCl4 (夹持装置略).
13
(1)仪器C的名称为蒸馏烧瓶;
(2)装置Ⅰ中发生反应的离子方程式为MnO2+4H+2ClMn+Cl2↑+2H2O; (3)装置Ⅱ中的最佳试剂为饱和氯化钠溶液,装置Ⅶ的作用为防止空气中水蒸气进入Ⅵ中,SnCl4水解;
(4)若装置连接顺序为Ⅰ﹣Ⅱ一Ⅳ一Ⅴ一Ⅵ一Ⅶ,在Ⅳ中除生成SnCl4外,还会生成的含锡的化合物的化学式为.
(5)Ⅳ中加热的作用之一是促进氯气与锡粉反应,加热的另一作用为;
(6)若Ⅳ中用去锡粉11.9g,反应后,Ⅵ中锥形瓶里收集到23.8g SnCl4,则SnCl4的产率为.
【考点】制备实验方案的设计. 【专题】综合实验题.
+﹣
【分析】由装置图可知装置Ⅰ应为制备氯气装置,涉及离子反应为MnO2+4H+2Cl
Mn+Cl2↑+2H2O,装置Ⅱ为饱和食盐水,装置Ⅲ为浓硫酸,氯气经除杂,干燥后与
锡在装置Ⅳ中反应生成SnCl4,经冷却后在装置Ⅵ中收集,因SnCl4极易水解,应防止空气中的水蒸气进入装置Ⅵ中,以此解答该题. (1)认识常见的化学实验仪器
(2)A为制备氯气装置,在加热条件下进行,应为浓盐酸和二氧化锰的反应 (3)B为饱和食盐水,C为浓硫酸,氯气经除杂,干燥后与锡在D中反应生成SnCl4,因SnCl4极易水解,F可起到防止空气中的水蒸气进入E中 (4)若没有III,则SnCl4会水解产生Sn(OH)4 (5)加热促进SnCl4气化,便于分离
(6)Sn+2Cl2=△=SnCl4,11.9gSn即0.1mol完全反应可生成SnCl426.1g,故产率为23.8/26.1×100%=91.2%
+﹣
【解答】解:由装置图可知装置Ⅰ应为制备氯气装置,涉及离子反应为MnO2+4H+2ClMn+Cl2↑+2H2O,装置Ⅱ为饱和食盐水,装置Ⅲ为浓硫酸,氯气经除杂,干燥后与
锡在装置Ⅳ中反应生成SnCl4,经冷却后在装置Ⅵ中收集,因SnCl4极易水解,应防止空气中的水蒸气进入装置Ⅵ中.
(1)仪器C的名称为蒸馏烧瓶,故答案为:蒸馏烧瓶;
(2)装置Ⅰ中浓盐酸与MnO2在加热时发生反应产生氯气.发生反应的离子方程式为:MnO2+4H+2Cl
+
﹣2+2+
+
﹣
2+
Mn+Cl2↑+2H2O,
+
﹣
2+
故答案为:MnO2+4H+2Cl
Mn+Cl2↑+2H2O;
14
2+
(3)由于盐酸有挥发性,所以在制取的氯气中含有杂质HCl,在与金属锡反应前要除去,因此装置Ⅱ中的最佳试剂为除去HCl同时还可以减少氯气消耗的饱和食盐水;SnCl4极易水解,在潮湿的空气中发烟.为了防止盐水解,所以要防止起水解.装置Ⅶ的作用为防止空气中的水蒸气进入Ⅵ中使SnCl4水解,
故答案为:饱和氯化钠溶液;防止空气中水蒸气进入Ⅵ中,SnCl4水解;
(4)未反应的氯气没有除去,缺少尾气处理装置,故答案为:缺少尾气处理装置; (5)如果没有装置Ⅲ,则在氯气中含有水蒸汽,所以在Ⅳ中除生成SnCl4外,还会生成SnCl4水解产生的含锡的化合物Sn(OH)4或SnO2,故答案为:Sn(OH)4或SnO2等;
(6)若Ⅳ中用去锡粉11.9g,则n(Sn)=0.1mol,理论上产生的SnCl4的物质的质量是m(SnCl4)=0.1mol×261g/mol=26.1g所以反应后,若Ⅵ中锥形瓶里收集到23.8gSnCl4,则SnCl4的产率为答案解析
×100%=91.2%,故答案为:91.2%.
【点评】本题考查物质的制备,涉及仪器的识别、氯气的实验室制取方法、实验操作的目的、盐的水解、物质产率的计算等知识,为高考常见题型和高频考点,侧重于学生的分析能力、实验能力的考查,注意把握题给信息,结合物质的性质设计实验步骤,题目难度不大.
15
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