故答案为:当pH=8时Al3+已经完全转化为Al(OH)3,若不经过滤除去,当继续加入NaOH时Al(OH)3会溶解,引入杂质离子AlO?2;
(4)Na2CrO4溶液得到Na2CrO4晶体,可以采取蒸发浓缩、冷却结晶的方法。 故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶。
????????△???
9.答案:K2Cr2O7+14HCl(浓)2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O;0.5;Cl?浓度、H+浓度对反应都
有影响;向A试管中加入适量NaCl固体,加热,把湿润的淀粉KI试纸放在试管口附近;㈠若试纸变蓝,则假设1成立;
㈡若试纸未变蓝,则假设2或3成立;向B试管中加入适量浓硫酸,加热,把湿润的淀粉KI试纸放在试管口附近;㈠若试纸变蓝,则假设2成立 ㈡若试纸未变蓝,结合步骤2中的㈡,则假设3成立
解析:解:(1)Cr元素化合价变化为:K2Cr2O7→CrCl3,化合价由+6→+3价,一个Cr原子得3个电子,两个Cr原子得6个电子;Cl元素的化合价变化为:HCl→Cl2,化合价由?1价→0价,一个原子失去一个电子,所以其最小公倍数为6,K2Cr2O7的系数为1,作还原剂的HCl的系数为6,再根据原子守恒判断其它分子的计量数,根据元素守恒,生成物中的未知物为水.所以该方程式为:K2Cr2O7+14HCl=2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O,
根据以上分析可知,转移6mol电子生成3mol氯气、同时还原1molK2Cr2O7,则转移3mol电子消耗0.5molK2Cr2O7,
故答案为:K2Cr2O7+14HCl(浓)
????????△???
2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O;0.5;
(2)①根据假设1和假设2可知假设3应为:Cl?浓度、H+浓度对反应都有影响, 故答案为:Cl?浓度、H+浓度对反应都有影响;
②依据假设可知:步骤1为对照实验标准,步骤2、3中分别改变Cl?浓度、H+浓度,可通过加入NaCl实现改变Cl?浓度,可通过加入浓硫酸改变H+浓度,然后用湿润的淀粉KI实质检验是否产生Cl2, 故答案为:
步骤2:向A试管中加入适量NaCl固体,加热,把湿润的淀㈠若试纸变蓝,则假设1成立; 粉KI试纸放在试管口附近 步骤3:向B试管中加入适量浓硫酸,加热,把湿润的淀粉KI试纸放在试管口附近 . (1)根据题意,Cr被还原为Cr3+,Cl?被氧化为Cl2,然后依据氧化还原反应电子得失守恒和原子守恒可写出方程式.依据方程式,消耗1molK2Cr2O7转移电子6mol,转移3mol电子时消耗0.5molK2Cr2O7; (2)①根据假设1和假设2,假设3应为假设1、2的综合;
㈡若试纸未变蓝,则假设2或3成立 ㈠若试纸变蓝,则假设2成立 ㈡若试纸未变蓝,结合步骤2中的㈡,则假设3成立 第11页,共15页
②依据假设,可知步骤1为对照实验标准,步骤2、3应分别改变氯离子浓度、氢离子浓度,改变氯离子浓度可通过加入NaCl实现,改变氢离子浓度可通过加入浓硫酸实现,然后用湿润的淀粉KI实质检验是否产生Cl2.
本题考查性质实验方案设计与评价,涉及氧化还原反应方程式书写及计算、化学实验原理、实验设计、化学实验操作等知识,题目难度中等,注意掌握氧化还原反应的实质及配平方法,明确物质性质实验方案设计与评价方法.
10.答案:(1) CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g) ΔH=+77 kJ·mol?1
(2) 0.0024 mol·L?1·min?1;7.2×10?5;1.0×10?2
(3) CD
(4) ①Co2+?e?=Co3+
②6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+
解析:
本题考查热化学方程式书写、化学平衡图象、影响化学平衡因素、平衡常数与反应速率计算、原电池等,掌握基础是解本题的关键,题目难度中等。
(1)I:CH4(g)+H2O (g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ?mol?1 II:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=?129.0kJ?mol?1
依据盖斯定律,Ⅰ+Ⅱ得到:CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g))△H=+77kJ?mol?1 故答案为:CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g))△H=+77kJ?mol?1;
(2)将1.0molCH4和2.0molH2O ( g )通入容积固定为100L的反应室,在一定条件下发生反应I,由图象可知100℃甲烷转化率为50%,故参加反应的甲烷为1mol×50%=0.5mol,则: CH4(g)+H2O (g)=CO(g)+3H2(g) 起始量(mol):1.0 2.0 0 0 变化量(mol):0.4 0.4 0.4 1.2 平衡量(mol):0.6 1.6 0.4 1.2
假设100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示该反应的平均反应速率=
1.2mol
100L
5min
=0.0024mol?
L?1?min?1,100℃时反应I的平衡浓度为c(CH4)=0.006mol/L,c(H2O)=0.016mol/L,c(CO)=0.004mol/L,c(H2)=0.012mol/L,平衡常数K=
0.004×0.01230.006×0.016
达到化学平衡时υ正=υ逆,=7.2×10?5,
第12页,共15页
3
即k正c(CH4)c(H2O)=k逆c(CO)c(H2),k=c(CH
逆
k正
c(CO)c3(H2)
4)c(H2O)
=K,k逆=1.0×10?2,
故答案为:0.0024 mol?L?1?min?1;7.2×10?5;1.0×10?2;
(3)A.平衡后将容器的容积压缩到原来的2,压强增大,平衡向正反应方向移动,生成物的浓度增大,由于平衡常数不变,结合平衡常数可知,平衡时反应物各组分的浓度都增大,故A错误; B.压强增大,正、逆反应速率都增大,但正反应速率增大更多,故B错误; C.压强增大,平衡向正反应方向移动,CH3OH 的物质的量增加,故C正确;
D.压强增大,平衡向正反应方向移动,氢气的物质的量减小、甲醇的物质的量增大,故重新平衡
c(H2)c(CH3OH)
1
减小,故D正确;
E.平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变,故E错误, 故答案为:CD;
(4)负极发生氧化反应,甲醇在负极失去电子,碱性条件下生成碳酸根与水,负极电极反应式为:CH3OH?6e?+8OH?=CO2?3+6H2O,
故答案为:CH3OH?6e?+8OH?=CO2?3+6H2O;
(5)①、通电后,将Co2+氧化成Co3+,电解池中阳极失电子发生氧化反应,电极反应为Co2+?e?=Co3+;
故答案为:Co2+?e?=Co3+;
②、以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化,自身被还原为Co2+,结合原子守恒与电荷守恒可知,还原生成H+,配平书写离子方程式为:6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+; 故答案为:6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+。
11.答案:F;sp3;正四面体;CCl4等;16NA;aNA
解析:解:X、Y、Z为前四周期元素且原子序数依次增大.X与氢元素可形成:H2X、H2X2两种化合物,且在常温下均为液态,则Y为O元素,形成的两种化合物为H2O、H2O2;Y基态原子的M层电子数是K层的3倍,则M层电子数为6,故Y为S元素;Z2+的3d轨道中有10个电子,Z原子核外电子数为2+8+18+2=30,故Z为Zn.
(1)同周期随原子序数增大,第一电离能呈增大趋势,X(O元素)所在周期中第一电离能最大的主族元素是F元素;H2O2分子结构式为H?O?O?H,分子中O原子价层电子对数为2+原子的杂化方式是sp3杂化,故答案为:F;sp3; (2)①SO2?4中S原子价层电子对数为4+正四面体;
6+2?2×4
2
6?1×22
388
=4,故O
=4,没有孤电子对,故为正四面体构型,故答案为:
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②原子总数相同、价电子总数相同的微粒互为等电子体,故与SO2?4互为等电子体分子为CCl4等,故答案为:CCl4等;
(3)[Zn(NH3)4]Cl2中Zn2+与NH3形成4个配位键,NH3中含有3个N?H键,均为σ键,故
1mol[Zn(NH3)4]Cl2含有(4+3×4)mol=16molσ键,则含有σ键的数目为16NA,故答案为:16NA; (4)晶胞中S原子数目为4,Zn原子数目为8×8+6×2=4,故晶胞质量为4×为ag?cm?3,则该晶胞的体积为:(4×
32+65NA
388
A
1132+65NA
g,晶体的密度
A
g)÷ag?cm?3=aNcm3,故答案为:aNcm3.
388
X、Y、Z为前四周期元素且原子序数依次增大.X与氢元素可形成:H2X、H2X2两种化合物,且在常温下均为液态,则Y为O元素,形成的两种化合物为H2O、H2O2;Y基态原子的M层电子数是K层的3倍,则M层电子数为6,故Y为S元素;Z2+的3d轨道中有10个电子,Z原子核外电子数为2+8+18+2=30,故Z为Zn,据此解答.
本题是对物质结构的考查,涉及核外电子排布、电离能、杂化理论、分子构型、等电子体、化学键、晶胞计算等,难度中等,(3)为易错点,学生容易忽略配位键.
12.答案:C7H7O3N 甲苯 取代反应
基 被氧化)
或
羟基、醛
保护酚羟基(防止酚羟基
解析:解:C发生信息(I)中的反应生成D,D发生氧化反应生成E,结合C原子数可知,A为
,
B为C的结构简式为,D为,D氧化生成E为,,
E与氢氧化钠反应、酸化得到F为生反应生成G为
,由信息(II)可知,F在浓硫酸、浓硝酸加热条件下发,G发生还原反应得到抗结肠炎药物H;
(1)H的分子式是C7H7O3N,A为
,A的化学名称是甲苯。反应②的类型是取代反应,
故答案为:C7H7O3N;甲苯;取代反应; (2)D的结构简式是
,F为
,F中含有的官能团的名称是醛基、羟基,
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故答案为:;羟基、醛基;
(3)E与足量NaOH溶液反应的化学方程式是
,
故答案为:
;
(4)设计C→D和E→F两步反应的共同目的是保护酚羟基(防止酚羟基被氧化), 故答案为:保护酚羟基(防止酚羟基被氧化);
(5)化合物X是H的同分异构体,X遇FeCl3溶液不发生显色反应,其核磁共振氢谱显示有3种不同化学环境的氢,峰面积比为3:2:2,可知含1个甲基、1个?NO2,符合要求的X的结构简式为
或
故答案为:
(6)以A为原料合成化合物后发生还原反应,流程为
,
故答案为:
。
或
,
;
,甲苯先发生硝化反应生成邻硝基甲苯,再发生氧化反应、最
C发生信息(I)中的反应生成D,D发生氧化反应生成E,A为结合C原子数可知,B为,,
C的结构简式为,D为,D氧化生成E为,E与氢氧
化钠反应、酸化得到F为成G为
(6)以A为原料合成化合物后发生还原反应。
,由信息(II)可知,F在浓硫酸、浓硝酸加热条件下发生反应生,G发生还原反应得到抗结肠炎药物H;
,甲苯先发生硝化反应生成邻硝基甲苯,再发生氧化反应、最
本题考查有机物的合成,为高频考点,把握官能团的变化、碳链变化、有机反应为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意有机物性质的应用,题目难度中等。
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