非选择题规范练71.硼是第ⅢA 族元素,单质硼在加热条件下能与多种非金属反应。
某同学欲利用氯气和单质硼反应制备三氯化硼。
已知BCl 3的沸点为12.5 ℃,熔点为-107.3 ℃,遇水剧烈反应。
(1)选用图F7-1所示的装置(可以重复选用)进行实验,装置依次连接的合理顺序为 。
图F7-1(2)图中g 管的作用是 ,装置E 的作用是 。
(3)开始实验时,先点燃 (填“A ”或“C ”)处的酒精灯。
(4)请写出BCl 3遇水变质的化学方程式: 。
(5)硼酸是一元弱酸,其钠盐化学式为Na[B(OH)4],则硼酸在水中的电离方程式是 。
(6)实验完成后,某同学向F (溶液中各物质的浓度分别为0.05 mol/L NaClO 、0.05 mol/L NaCl 、0.1 mol/L NaOH)中滴加品红溶液,发现溶液褪色。
现设计实验探究溶液褪色的原因,请将表中数据补充完整,完成实验方案。
x= ,结论: 。
2.铬渣(铬主要以Cr2O3形式存在,同时含有Al2O3、SiO2等杂质)是铬电镀过程中产生的含铬污泥,实现其综合利用,可减少铬产生的环境污染。
铬渣综合利用工艺流程如下:图F7-2请回答下列问题:(1)焙烧得到的产物含有Na2CrO4和一种无污染的气体,则生成Na2CrO4的反应方程式为。
(2)除去浸出液中的杂质最好加入(填试剂名称)来调节pH。
除去铝元素的离子方程式为。
(3)理论上加入醋酸铅、硝酸铅均可以得到铬酸铅沉淀,工艺流程中不选用醋酸铅的原因是。
(4)铬酸铅是一种用于水彩和油彩的颜料,遇到空气中的硫化物颜色会变黑,该过程的化学方程式为。
(5)实验室常利用Cr3+在碱性溶液中的还原性,使其转化为Cr-,从而实现与Al3+的分离,这个过程中需要加入的试剂是(填化学式),分离操作是。
3.碳和氯元素及其化合物与人类的生产、生活密切相关。
Ⅰ.氯的化合物合成、转化一直是科学研究的热点。
氯胺(NH2Cl)是一种长效缓释含氯消毒剂,有缓慢而持久的杀菌作用,可以杀死H7N9禽流感病毒,其消毒原理为与水缓慢反应生成强氧化性的物质,该反应的化学方程式为。
Ⅱ.碳的化合物的转换在生产、生活中具有重要的应用。
特别是CO2的低碳转型对抵御气候变化具有重要意义。
(1)在三个容积均为1 L的密闭容器中以不同的氢碳比充入H2和CO2,在一定条件下发生反应2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH,CO2的平衡转化率与温度的关系如图F7-3所示(α、β、2.0分别代表三种氢碳比时的变化曲线)。
图F7-3请回答下列问题:①反应的ΔH0,氢碳比αβ,氢碳比为2.0时,Q点v正v逆。
(填“大于”或“小于”)②若起始时,CO2的浓度为0.5 mol·L-1,氢气的浓度1.0 mol/L;则P点对应温度的平衡常数为。
(2)已知:碳酸(H2CO3)的电离平衡常数为K a1=4.3×10-7、K a2=5.6×10-11;草酸(H2C2O4)的电离平衡常数为K a1=6.0×10-2、K a2=6.0×10-5。
①下列微粒可以大量共存的是(填字母)。
a.C-、HC2- b.H2CO3、C2-c.C2-、HC- d.H2C2O4、HC-②若将等物质的量浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合,溶液中各种离子(除OH-外)浓度由大到小的顺序是。
4.[选修3:物质结构与性质] 氮的化合物在农药生产及工业制造业等领域用途非常广泛,请根据提示回答下列相关问题:(1)基态氮原子的价层电子排布式为,碳、氮、氧元素的第一电离能由小到大的顺序为(用元素符号表示)。
(2)NH4Cl中氮原子的杂化方式为,与N互为等电子体的一种非极性分子的化学式为。
(3)NH4Cl受热易分解产生氨气,向CuSO4溶液中通入氨气至过量,产生蓝色沉淀,随后沉淀溶解得到深蓝色溶液,该溶液中存在配离子的结构式(用“→”表示配位键)为。
(4)氨(NH3)和膦(PH3)是两种三角锥形气态氢化物,其键角分别为107°和93.6°,试分析PH3的键角小于NH3的原因: 。
(5)第ⅤA族气态氢化物沸点如图7-4所示,试解释沸点PH3<NH3,PH3<AsH3<SbH3的原因:。
图F7-4(6)氮化镓是具有重要应用价值的半导体,其部分晶体结构如图F7-5所示,每个晶胞中Ga原子个数为个,若晶胞底边长为a nm,高为c nm,则氮化镓的晶体密度为(用含a、c的代数式表示,阿伏伽德罗常数的值用N A表示)g/cm3。
图F7-55.[选修5:有机化学基础]H是一种新型香料的主要成分之一,其结构中含有三个六元环。
H的合成路线如下(部分产物和部分反应条件略去):图F7-6已知:①B中核磁共振氢谱图显示分子中有6种不同环境的氢原子。
②RCH CH2+CH2CHR'CH2CH2+RCH CHR'。
③D和G是同系物。
请回答下列问题:(1)用系统命名法命名(CH3)2C CH2: 。
(2)写出D分子中含有的官能团名称: 。
(3)写出F与足量氢氧化钠溶液在加热条件下反应的化学方程式:。
(4)写出E在铜催化下与O2反应所得生成物的结构简式: 。
(5)同时满足下列条件:①与FeCl3溶液发生显色反应;②能发生水解反应;③苯环上有两个取代基的G的同分异构体有种(不包括立体异构),其中核磁共振氢谱为5组峰的是(写结构简式)。
非选择题规范练71.(1)ABDCEDF(2)保持气压平衡,便于分液漏斗中的液体流入蒸馏烧瓶冷凝并收集BCl3(3)A(4)BCl3+3H2O H3BO3+3HCl(5)H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+(6)4.0NaClO使品红溶液褪色,溶液碱性越强褪色越慢[解析] (1)单质硼在加热条件下能与多种非金属反应,BCl3的沸点为12.5 ℃,熔点为-107.3 ℃,遇水剧烈反应,所以必须先制备干燥洁净的氯气,A为制取氯气的装置,然后将所得氯气通过B装置以除去氯气中的氯化氢,再通过D装置干燥后将氯气通入C装置中,在加热条件下与硼反应,产生的三氯化硼气体进入E装置冷却收集起来,再连接D装置干燥防止外界水蒸气进入,最后连接F装置进行尾气处理。
(3)开始实验时,先点燃A处的酒精灯制取氯气,使后面反应装置中充满干燥的氯气,防止硼与O2等发生副反应。
(4)BCl3遇水水解变质生成硼酸及盐酸。
(5)硼酸是一元弱酸,其钠盐化学式为Na[B(OH)4],则硼酸在水中的电离方程式是H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+。
(6)设计实验探究不同溶液使品红褪色的原因,通常采用控制变量法,根据②③可知,溶液总体积为8.0 mL,则x=4.0,实验①③有NaClO则褪色,实验②没有NaClO则不褪色,实验①与实验③对比,碱性条件下,褪色慢。
2.(1)5Cr2O3+14NaOH+6NaNO310Na2CrO4+3N2↑+7H2O(2)硝酸Al-+H++H2O Al(OH)3↓(3)不引入新的杂质,得到的NaNO3可以循环利用(4)PbCrO4+H2S PbS+H2CrO4(5)NH3·H2O、H2O2过滤[解析] (1)焙烧得到的产物含有Na2CrO4和一种无污染的气体氮气,则生成Na2CrO4的反应方程式为5Cr2O3+14NaOH+6NaNO310Na2CrO4+3N2↑+7H2O。
(2)为了不引入新的杂质,除去浸出液中的杂质最好加入硝酸来调节pH。
除去铝元素的离子方程式为Al-+H++H2O Al(OH)3↓。
(3)工艺流程中不选用醋酸铅的原因是不引入新的杂质,得到的NaNO3可以循环利用。
(4)铬酸铅遇到空气中的硫化物颜色会变黑,该过程的化学方程式为PbCrO4+H2S PbS+H2CrO4。
(5)加入NH3·H2O 提供碱性环境,而且将Al3+转化为氢氧化铝沉淀,NH3·H2O不会溶解氢氧化铝沉淀,加入H2O2将Cr3+氧化为Cr-,不会引入杂质,所以这个过程中需要加入的试剂是NH3·H2O、H2O2,分离操作是过滤。
3.Ⅰ. NH2Cl+ H2O NH3+HClO或NH2Cl+2H2O NH3·H2O+HClOⅡ. (1)①小于大于大于②512(2)①bc②c(H+)>c(HC2-)>c(C2-)>c(HC-)>c(C-)[解析] Ⅰ.氯胺与水缓慢反应,N-与水电离出来的H+结合成氨气,Cl+与OH-结合生成强氧化性的物质HClO,该反应的化学方程式为NH2Cl+H2O NH3+HClO或NH2Cl+2H2ONH3·H2O+HClO。
Ⅱ.(1) ①根据图像可知,随着温度的升高CO2的转化率降低,则升高温度平衡向逆反应方向移动,逆反应方向吸热,正反应方向放热,ΔH小于0; 氢碳比越大,CO2的转化率越大,根据图像可知,氢碳比α大于β;氢碳比为2.0时,Q点的CO2的转化率小于P点,反应会继续向右进行,达到平衡,v正大于v逆;②P点CO2的平衡转化率为50%,平衡时CO2、H2、C2H4、H2O的浓度分别为0.25 mol/L、0.25 mol/L、0.125 mol/L、0.5 mol/L,此时K==512。
(2)①根据碳酸和草酸的电离平衡常数可知,酸性H2C2O4>HC2->H2CO3>HC-,C-与HC2-反应而不能大量共存;H2CO3与C2-不反应,能大量共存;C2-与HC-不反应,能大量共存;H2C2O4与HC-反应而不能大量共存,答案选bc。
②二元弱酸第一步电离比第二步电离强得多,根据碳酸和草酸的电离平衡常数可知,若将等物质的量浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合,溶液中氢离子浓度最大,草酸的第二步电离比碳酸的第一步电离程度大,故各种离子(除OH-外)浓度由大到小的顺序是c(H+)>c(HC2-)>c(C2-)>c(HC-)>c(C-)。
4.(1)2s22p3C<O<N(2)sp3CH4(或SiH4)(3)(4) N的电负性强于P,对成键电子对吸引能力更强,成键电子对离中心原子更近,成键电子对之间距离更小,排斥力更大致使键角更大,因而PH3的键角小于NH3(5)NH3分子间存在氢键;分子结构相似,相对分子质量不断增大,分子间作用力不断增强(6)6[解析] (1)氮元素的核电荷数为7,其原子最外层有5个电子,则基态氮原子的价层电子排布式为2s22p3,碳、氮、氧元素均为第二周期主族元素,第一电离能呈增大趋势,但氮的2p轨道为半充满结构,相对稳定,第一电离能偏大,则三种元素的第一电离能由小到大的顺序为C<O<N。