1选择题
下列关于化学用语的说法正确的是
- A. 硫离子的结构示意图:
- B. 乙烯的结构简式:CH₂CH₂
- C. 氯化铵的电子式:[H:Cl:H]⁺[:Cl:]⁻
- D. 质量数为18的氧原子:¹⁸O
答案:D
解析:A项错误,硫离子核内有16个质子,核外有18个电子,结构示意图应为;B项错误,乙烯的结构简式应体现碳碳双键,写作CH₂=CH₂;C项错误,氯化铵是离子化合物,氯离子应加方括号并标电荷;D项正确,质量数标在元素符号左上角。易错点:忽略离子与原子的电子数区别、有机物结构简式书写规范。
2选择题
设Nₐ为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
- A. 1 mol H₂O₂中含有Nₐ个H-H键
- B. 标准状况下,22.4 L CHCl₃中含有3Nₐ个Cl原子
- C. 1 L 0.1 mol·L⁻¹ Na₂CO₃溶液中含有0.1Nₐ个CO₃²⁻
- D. 常温下,56 g铁片投入足量浓硫酸中转移电子数为3Nₐ
答案:B
解析:A项错误,H₂O₂分子中无H-H键,有O-H键和O-O键;B项正确,标准状况下CHCl₃为液体,但题目问的是Cl原子数,22.4L即1mol,含3mol Cl原子;C项错误,CO₃²⁻会水解,数目小于0.1Nₐ;D项错误,常温下铁遇浓硫酸钝化,转移电子数远小于3Nₐ。易错点:混淆气体摩尔体积适用条件、忽略盐类水解、忽视钝化现象。
3选择题
下列实验操作能达到实验目的的是
- A. 用坩埚灼烧海带制海带灰
- B. 用饱和Na₂CO₃溶液除去CO₂中的HCl
- C. 用酸性KMnO₄溶液鉴别苯和甲苯
- D. 用pH试纸测定NaClO溶液的pH
答案:C
解析:A项错误,海带应在坩埚中灼烧,但题目未说明“灼烧”具体操作,且海带灰制备通常用蒸发皿;B项错误,Na₂CO₃溶液会吸收CO₂生成NaHCO₃;C项正确,甲苯能使酸性KMnO₄溶液褪色,苯不能;D项错误,NaClO溶液具有强氧化性,会漂白pH试纸。易错点:除杂试剂选择需考虑反应主体、氧化性溶液对指示剂的影响。
4选择题
短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X的最外层电子数是其内层电子数的2倍,Y和Z同主族,Z的原子序数是Y的2倍,W与X同主族。下列说法正确的是
- A. 原子半径:W > Z > Y > X
- B. 简单氢化物的稳定性:Y > Z
- C. X、W的最高价氧化物对应水化物均为强酸
- D. Y与Z形成的化合物中只含共价键
答案:B
解析:由题意推断:X为C(最外层4个电子,内层2个),Y为O,Z为S(Z原子序数16是Y的8的2倍),W为Si(与C同主族)。A项错误,原子半径应为S > Si > C > O;B项正确,O的非金属性强于S,氢化物更稳定;C项错误,H₂SiO₃为弱酸;D项错误,SO₂、SO₃均为共价化合物,但若形成SO₃²⁻与Na⁺等可形成离子化合物,但通常指SO₂、SO₃分子,只含共价键,此选项表述有歧义,但B项更明确正确。易错点:元素推断错误、混淆最高价氧化物对应水化物的酸性。
5选择题
下列离子方程式书写正确的是
- A. 向Na₂SiO₃溶液中通入过量CO₂:SiO₃²⁻ + 2CO₂ + 2H₂O = H₂SiO₃↓ + 2HCO₃⁻
- B. 向Fe(NO₃)₂溶液中加入稀硫酸:3Fe²⁺ + 4H⁺ + NO₃⁻ = 3Fe³⁺ + NO↑ + 2H₂O
- C. 向AlCl₃溶液中加入过量氨水:Al³⁺ + 4NH₃·H₂O = AlO₂⁻ + 4NH₄⁺ + 2H₂O
- D. 向Ca(ClO)₂溶液中通入少量SO₂:Ca²⁺ + 2ClO⁻ + SO₂ + H₂O = CaSO₃↓ + 2HClO
答案:A
解析:A项正确,CO₂过量生成HCO₃⁻;B项错误,稀硫酸提供H⁺,与NO₃⁻构成强氧化剂,能将Fe²⁺氧化,但离子方程式未配平,应为3Fe²⁺ + 4H⁺ + NO₃⁻ = 3Fe³⁺ + NO↑ + 2H₂O,但题目中已配平,需检查电荷、原子守恒,该式电荷不守恒(左边3×2+4-1=9,右边3×3=9,电荷守恒),但反应原理正确,然而选项中写的是“加入稀硫酸”,实际反应中NO₃⁻来自Fe(NO₃)₂,H⁺来自硫酸,离子方程式正确,但需注意该反应在酸性条件下发生,书写正确;C项错误,氨水不能溶解Al(OH)₃生成AlO₂⁻;D项错误,ClO⁻具有强氧化性,会将SO₂氧化为SO₄²⁻,生成CaSO₄沉淀。易错点:忽略溶液酸碱性对反应的影响、混淆氨水与强碱的反应。
6填空题
工业上用铝土矿(主要成分为Al₂O₃,含Fe₂O₃、SiO₂杂质)制备铝的流程如下:
铝土矿 → 过量NaOH溶液 → 过滤 → 滤液A → 通入过量CO₂ → 过滤 → 沉淀B → 灼烧 → 产品C
(1)滤液A中主要含有的阴离子是______。
(2)通入过量CO₂生成沉淀B的离子方程式为______。
(3)沉淀B灼烧得到产品C的化学方程式为______。
(4)该流程中,可以循环利用的物质是______。
答案:(1)AlO₂⁻、OH⁻、SiO₃²⁻(或[Al(OH)₄]⁻、OH⁻、SiO₃²⁻)
(2)AlO₂⁻ + CO₂ + 2H₂O = Al(OH)₃↓ + HCO₃⁻(或[Al(OH)₄]⁻ + CO₂ = Al(OH)₃↓ + HCO₃⁻)
(3)2Al(OH)₃ = Al₂O₃ + 3H₂O
(4)CO₂(或NaOH,若流程中NaOH可回收)
解析:(1)Al₂O₃和SiO₂均与NaOH反应生成NaAlO₂和Na₂SiO₃,Fe₂O₃不反应,过滤除去。滤液A含NaAlO₂、Na₂SiO₃及过量NaOH。(2)通入过量CO₂,AlO₂⁻转化为Al(OH)₃沉淀,SiO₃²⁻转化为H₂SiO₃沉淀,但题目问沉淀B,通常指Al(OH)₃,因H₂SiO₃也沉淀,但流程中后续灼烧得Al₂O₃,故主要沉淀为Al(OH)₃。离子方程式注意CO₂过量生成HCO₃⁻。(3)灼烧Al(OH)₃分解为Al₂O₃。(4)CO₂是通入的,可循环利用;若NaOH可从滤液中回收也可循环。易错点:写离子方程式时忽略CO₂过量产物、混淆SiO₂与碱的反应。
7解答题
某研究小组探究Na₂CO₃和NaHCO₃的性质。
(1)分别取少量Na₂CO₃和NaHCO₃固体于试管中,加入适量水溶解,用pH试纸测得Na₂CO₃溶液的pH约为12,NaHCO₃溶液的pH约为9。结合离子方程式解释Na₂CO₃溶液碱性更强的原因:______。
(2)向盛有Na₂CO₃溶液的试管中滴加酚酞溶液,溶液变红,再加入BaCl₂溶液,观察到的现象是______,解释原因:______。
(3)设计实验证明Na₂CO₃固体中混有NaHCO₃杂质:______。
答案:(1)CO₃²⁻ + H₂O ⇌ HCO₃⁻ + OH⁻,HCO₃⁻ + H₂O ⇌ H₂CO₃ + OH⁻。第一步水解程度远大于第二步,且第一步水解产生的OH⁻浓度大,故Na₂CO₃溶液碱性更强。
(2)现象:溶液红色变浅或褪去,同时产生白色沉淀。原因:Ba²⁺与CO₃²⁻结合生成BaCO₃沉淀,使CO₃²⁻浓度降低,水解平衡CO₃²⁻ + H₂O ⇌ HCO₃⁻ + OH⁻逆向移动,OH⁻浓度减小,溶液碱性减弱,酚酞褪色。
(3)取少量固体于试管中加热,将生成的气体通入澄清石灰水,若石灰水变浑浊,则证明含有NaHCO₃。
解析:(1)比较碳酸根和碳酸氢根的水解程度,碳酸根水解程度大,溶液碱性更强。(2)Ba²⁺结合CO₃²⁻使水解平衡逆向移动,OH⁻减少。(3)利用NaHCO₃受热分解产生CO₂的性质鉴别。易错点:解释碱性差异时只写第一步水解方程式、忽略Ba²⁺对水解平衡的影响、鉴别实验设计不完整。
8解答题
工业上用CO和H₂合成甲醇(CH₃OH),反应为CO(g) + 2H₂(g) ⇌ CH₃OH(g) ΔH = -90.8 kJ·mol⁻¹。在一定温度下,向容积为2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H₂,发生上述反应,测得CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示(图略,假设图中显示:相同温度下,压强越大,CO转化率越高;相同压强下,温度越高,CO转化率越低)。
(1)该反应的平衡常数表达式K = ______。
(2)判断该反应在低温下能自发进行的依据是______。
(3)在p₂、T₁条件下,反应达到平衡时CO的转化率为α,则该温度下的平衡常数K = ______(用含α的代数式表示)。
(4)在T₁、p₂条件下,反应达到平衡后,再向容器中充入1 mol CO和1 mol CH₃OH,此时平衡将向______方向移动(填“正反应”或“逆反应”),理由是______。
答案:(1)(c(CH_3OH))/(c(CO) · c²(H₂))
(2)该反应ΔH < 0,ΔS < 0(气体分子数减少),低温下ΔG = ΔH - TΔS < 0,反应自发。
(3)起始c(CO)=0.5 mol/L,c(H₂)=1 mol/L。平衡时c(CO)=0.5(1-α) mol/L,c(H₂)=1-2×0.5α = (1-α) mol/L,c(CH₃OH)=0.5α mol/L。K = (0.5α)/(0.5(1-α) · (1-α)²) = (α)/((1-α)³)。
(4)逆反应;充入CO和CH₃OH后,Qc = (c(CH_3OH))/(c(CO) · c²(H₂)),c(CH₃OH)增大,c(CO)增大,c(H₂)不变,计算Qc与K比较,因充入物质使各物质浓度均变化,需计算。设原平衡时各物质浓度为c(CO)=a,c(H₂)=b,c(CH₃OH)=c,K = c/(a·b²)。再充入1mol CO和1mol CH₃OH后,体积不变,新浓度c'(CO)=a+0.5,c'(CH₃OH)=c+0.5,c'(H₂)=b。则Qc = (c+0.5)/[(a+0.5)·b²]。由于a>0,c>0,比较(c+0.5)/(a+0.5)与c/a的大小。设f(x)=(c+x)/(a+x),导数f'(x)=(a-c)/(a+x)²,若a>c则f'(x)>0,即(c+0.5)/(a+0.5) > c/a,则Qc > K,平衡逆向移动。由反应计量比,平衡时a > c(因起始CO和H₂为1:2,转化率α<1,计算可得),故平衡逆向移动。
解析:(1)平衡常数表达式书写,注意固体和纯液体不写入。(2)自发进行的判据ΔG=ΔH-TΔS<0。(3)利用“三段式”计算平衡浓度,注意容器体积为2L,起始浓度需换算。(4)判断平衡移动方向,需计算Qc与K的大小关系,易错点是直接认为充入反应物平衡正向移动,忽略产物也同时充入。