2008高考化学二轮复习总结规律专题资料包

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2008高考化学重要实验现象小结
1. 镁条在空气中燃烧:
发出耀眼的强光,放出大量的热,生成白烟的同时生成白色物质。
2. 木炭在空气中燃烧:
发出白光,放出热量。
3. 硫在空气中燃烧:
发出明亮的蓝紫色火焰,放出热量,生成一种有刺激性的气味。
4. 铁丝在氧气中燃烧:
剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体。
5. 加热试管中碳酸氢铵:
有刺激性气味产生,试管上有液体生成。
6. 氢气在空气种燃烧:
火焰呈现淡蓝色。
7. 氢气在氯气种燃烧:
发出苍白色火焰,产生大量的热。
8. 在试管中用氢气还原氧化铜:
黑色的氧化铜变为红色物质,试管口有液滴生成。
9. 用木炭还原氧化铜:
使生成的气体通人澄清石灰水,黑色氧化铜变为有光泽的金属颗粒,石灰水变浑浊。
10. 一氧化碳在空气中燃烧:
发出蓝色的火焰,放出热量。
11. 加热试管中的硫酸铜晶体:
蓝色晶体逐渐变为白色粉末,且试管口有液滴生成。
12. 钠在氯气中燃烧:
剧烈燃烧,生成白色固体。
13. 点燃纯净气体:
发出淡蓝色火焰,烧杯内壁有液滴生成。
14. 将氯气通入无色KI溶液中:
溶液中有褐色的物质生成。
15. 细铜丝在氯气中燃烧后加入水:
有棕色的烟生成,加水后生成绿色的溶液。
16. 强光照射氢气、氯气的混合气体:
迅速发生反应发生爆炸。
17. 新制氯水中呈黄绿色,光照有气泡生成,久置氯水成无色。
18. 氯水中加石蕊试液:
先变红色后褪色。
19. 红磷在氯气中燃烧:
有白色烟雾生成。
20. 湿润的淀粉碘化钾遇氯气:
试纸变蓝
21. 氯气遇到润湿的有色布条:
有色布条的颜色褪色。
22. 溴(碘)水中加入四氯化炭:
溶液分层,上层接近无色,下层接近橙(紫)色。
23. 细铜丝在蒸气中燃烧:
细铜丝发红后生成黑色物质。
24. 铁粉与硫粉混合后加热到红热:
放出大量的热,生成黑色物质。
25. 硫化氢气体不完全燃烧(在火焰上罩上干冷蒸发皿):
火焰呈淡蓝色(蒸发皿底部有淡黄色的粉末)。
26. 硫化氢气体完全燃烧(在火焰上罩上干冷烧杯):
火焰呈淡黄色,生成有刺激性气味的气体(烧杯中有液滴生成)。
27. 氯化铁溶液中通人硫化氢气体:
溶液由棕黄色变为浅绿色,并有黄色沉淀生成。
28. 集气瓶中混有硫化氢和二氧化硫:
瓶内有浅黄色粉末生成。
29. 二氧化硫气体通人品红溶液:
红色褪去,加热后又恢复原来的颜色。
30. 过量的铜投入盛有浓硫酸试管中,加热反应完毕后,待溶液冷却后加入水:
有刺激性气体生成且气体有刺激性气味。
31. 钠在空气中燃烧:
火焰呈蓝色,生成淡黄色物质。
32. 把水滴入盛有过氧化钠的试管,放入带火星的木条:
33. 木条复燃。
34. 加热碳酸氢钠固体,并通人石灰水:
澄清的石灰水变浑浊。
35. 氨气与氯化氢相遇:
有大量白烟产生。
36. 加热氯化氨与氢氧化钙的混合物:
有刺激性气体产生。
37. 加热氯化氨:
在试管中有白色晶体产生。
38. 无色试剂瓶中浓硝酸授阳光照射;
瓶中部分显棕色,硝酸呈黄色。
39. 铜片与浓硝酸反应:
反应激烈,有棕红色气体产生。
40. 铜片与稀硝酸反应:
试管下端产生无色气体,气体上升逐渐变成棕红色。
41. 在硅酸钠溶液中加入稀盐酸:
有白色胶状沉淀。
42. 在氢氧化铁胶体中加入硫酸镁溶液:
胶体变浑浊。
43. 将点燃的镁条伸人二氧化碳的集气瓶中:
剧烈燃烧,有黑色物质附着于集气瓶内壁。
44. 向硫酸铝溶液中加入氨水:
生成蓬松的白色絮状沉淀。
45. 向Fe3+的溶液中加入氢氧化钠:
有白色絮状物出现,立即转变为灰绿色,最后转变成红褐色沉淀。
46. 向Fe3+溶液中加入KSCN溶液;
溶液变血红色。
47. 向天然水中加入少量肥皂液:
泡末逐渐减少且有沉淀生成。
1
本卷第 页(共4页)高考化学考点解析全程复习考点:碳族元素 碳及其化合物
1.复习重点
1.碳族元素原子结构的特点、碳族元素化合价为正四价和正二价;
2.碳族元素的性质及其递变规律;
3.碳和硅的性质、用途。
2.难点聚焦
碳和硅的化学性质
化学性质 碳 硅
还原性 与单质反应 (不稳定)
与氧化物反应
与酸反应 不与、等反应,但有:
与水或碱溶液反应
与反应
专题三 二氧化碳和二氧化硅的结构、性质比较(见表7—7)
项目
类别 酸性氧化物 酸性氧化物
晶体类型 分子晶体 原子晶体
熔点和沸点 低 高,硬度大
化学性质 不溶于水,与水也不反应
联系
3 硅及其化合物的特性
1. Si的还原性大于C,但C却能在高温下还原出Si:
2. 非金属单质跟碱液作用一般无放出,但Si却放出H2:
3. 非金属单质一般不跟非氧化性酸作用,但Si能与HF作用:
4. 非金属单质一般为非导体,但Si为半导体。
5. SiO2是的酸酐,但它不溶于水,不能直接将它与水作用制备H2SiO3。
6. 非金属氧化物的熔沸点一般较低,但SiO2的却很高。
7. 酸性氧化物一般不与酸作用,但SiO2能跟HF作用:
8. 无机酸一般易溶于水, 却难溶于水。
9. 因H2CO3的酸性大于H2SiO3,所以在Na2SiO3溶液中通入CO2能发生下列反应:,但在高温下
也能发生。
10. Na2SiO3的水溶液称水玻璃,但它与玻璃的成分大不相同,硅酸钠水溶液(即水玻璃)俗称泡花碱,但它却是盐的溶液,并不是碱溶液。
4 硅与碱溶液的反应特点
硅与强碱溶液反应的实质是什么?究竟哪种物质是氧化剂?根据化学方程式:
进行分析,似乎和都是氧化剂,其实不然。上述反应实际分两步进行


其中反应①为氧化还原反应,反应②为非氧化还原反应。合并①②两式得总反应方程式。其中NaOH既不是氧化剂,也不是还原剂,只是反应物、起氧化作用的只是H2O。所以H2O是①式的氧化剂,也是总反应的氧化剂。为表示反应的实质(或要求标出电子转移方向和数目时),可写成:
11.碳及其化合物的知识网络
硅及其化合物的知识网络
3.例题精讲
[例1] 下列关于碳族元素的说法正确的是 [ ]
  A.单质都是无色晶体
  B.单质中硅单质熔点最高
  C.碳族元素形成的化合物种类最多
  D.在化合物中最稳定的化合价都是+4价
  分析: 对选项A:在碳族元素所形成的单质中,只有金刚石为无色晶体,故A是错的。
  对选项B:在碳族元素形成的单质中,金刚石、晶体硅为原子晶体,金刚石的熔点比晶体硅高。本族单质的熔点与卤族元素单质熔点递变趋势不同,卤族单质熔点从F2→I2依次升高,碳族元素单质由C→Pb熔点呈降低趋势,故B项是错误的。
  对选项C:碳族元素位于周期表中部,易形成共价化合物特别是碳元素是构成种类繁多的有机物的最重要元素。
  对选项D:Pb的稳定价态为+2,故选项D也是错误的。
  答案:C
  [例2] 通过硅、磷、硫、氯与氢气反应的情况及氢化物的稳定性说明它们非金属性的强弱,并用原子结构理论加以解释。
  分析: 元素非金属性越强,越容易与氢气发生反应,生成的气态氢比物越稳定。比较硅、磷、硫、氯与氢气反应的难易程度,就可以得知它们非金属性的强弱。
  答案:硅只有在高温下才能跟氢起反应生成气态氢化物SiH4。磷的蒸气和氢气能起反应生成气态氢化物PH3,但相当困难。在加热时硫蒸气能跟氢气化合生成气态氢化物H2S。氯气跟氢气在光照或点燃时就能发生爆炸而化合,生成气态氢化物HCl。这几种氢化物稳定性由小到大的顺序是:SiH4<PH3<H2S<HCl。由以上事实可知非金属性由弱到强的顺序是Si<P<S<Cl。根本原因在于:硅、磷、硫、氯核外电子层数相同,随原子序数的递增最外层电子数逐渐增加,原子半径递减,核对外层电子引力增强,元素的非金属性也就逐渐增强。
   [例3] 最近,科学家研制得一种新的分子,它具有空心的类似足球状结构,化学式为C60,下列说法正确的是 [ ]
  A.C60是一种新型的化合物
  B.C60和石墨都是碳的同素异形体
  C.C60中含离子键
  D.C60的式量是720
   分析: 足球烯C60是课本正文中未曾学到过的,但只要明确单质、化合物、同素异形体、化学键、式量的概念,对各选项进行认真辩析,不难作答。C60是由同种元素(碳)组成的纯净物,属于单质;碳原子之间以共价键相结合;C60和石墨都是由碳元素形成的不同单质,都是碳的同素异形体,C60的式量=12×60=720。解题方法为概念辩析法。
  答案:BD
  [例4] 如果发现114号新元素(位于第7周期IVA族),下列有关X可能具有的性质合理的是 [ ]。
  A.X是非金属元素
  B.X的+2价化合物比+4价化合物稳定
  C.XO2具有强氧化性
  D.X有稳定的气态氢化物
  分析:根据碳族元素性质递变规律,可推知114号元素的金属性比铅还强,一定是金属元素。它的稳定价态应与铅相同,即为+2价,所以XO比XO2稳定。X4+离子另得电子变成X2+,所以XO2具有强氧化性。X是金属元素,不可能存在稳定的气态氢化物。
  答案:BC
  [例5] 近年来,科学家在氦的气氛中给石墨电极通电,石墨挥发,在其挥发的黑烟中发现了C60,它与金刚石互称①。它是一种具有空心类似足球状结构的新分子,碳原子之间存在②键,它的摩尔质量是③,而金刚石是一种④结构的⑤晶体,碳原子间通过⑥键结合,含有碳原子构成的环,则最小环上有⑦(填数字)个碳原子,每个碳原子上的两个碳碳键的夹角都是⑧(填角度)。
  分析:从C60分子组成便知,它是由碳元素组成的一种单质,与金刚石互为同素异形体。在分子中,碳原子与碳原子之间以共价键结合,它的摩尔质量可由化学式求,即12×60=720g/mol。金刚石是一种正四面体型空间网状结构,晶体中一个碳原子位于正四面体中心,四个碳原子以共价键与它结合,分别位于正四面体的四个顶点上。形成最小的环,含的碳原子数必须通过平时分析教材中插图或模型而知,键角为109°28′。本题着重考学生同素异形体概念及培养三维空间思维能力。
  答案:①同素异形体②共价③720g/mol④空间网状⑤原子⑥共价⑦6⑧109°28′。
   [例6] 二氧化硅的熔沸点较高的原因是 [ ]
  A.二氧化硅中,硅氧原子个数之比为1∶2
  B.二氧化硅晶体是立体网状的原子晶体
  C.二氧化硅中,SI-O键的键能大
  D.二氧化硅晶体中原子以共价键相结合
  分析:此题难度不大,但涉及二氧化硅晶体结构的重点知识。二氧化硅熔沸点较高的原因,是由于其晶体里SI-O键的键能很高,并形成了一种立体网状的原子晶体,熔融它需消耗较多的能量。所以,本题应选B、C两个选项。
  答案:BC
  [例7] 下列说法正确的是 [ ]
  A.二氧化硅溶于水显酸性
  B.二氧化碳通入水玻璃中可以得到原硅酸
  C.因为高温时二氧化硅与碳酸钠反应放出二氧化碳,所以硅酸的酸性比碳酸强
  D.二氧化硅是酸性氧化物,它不溶于任何酸
  分析:此题是关于硅及其化合物性质的选择题,宜采用筛选法。
  A.SiO2很难溶于水,无法显酸性。
  B.原硅酸酸性比碳酸弱,CO2通入水玻璃(Na2SiO3溶液)会发生强酸制取弱酸的复分解反应:
Na2SiO3+2H2O+CO2==Na2CO3+H4SiO4↓
  C.高温时如下反应可以进行:
SiO2+Na2CO3==Na2SiO3+CO2↑
  但因为CO2成气态逸出,并不说明硅酸比碳酸强,硅酸和碳酸酸性强弱的比较是指在水溶液中的情况。
  D.SiO2可以溶于氢氟酸中,这是SiO2的一个重要特性。
SiO2+4HF==SiF4↑+2H2O
   答案:B
  [例8] 碳化硅(SiC)的一种晶体具有类似金刚石的结构,其中碳原子和硅原子的位置是交替的。在下列三种晶体①金刚石、②晶体硅、③碳化硅中,它们的熔点从高到低的顺序是: [ ]
  A. ①③②   B. ②③①
  C. ③①②   D. ②①③
   分析:此题是给出新情境的信息迁移题。给出的新情境,是碳化硅的一种晶体具有类似金刚石的结构;此题的考查内容,是化学键与晶体结构。
  所列三种晶体均是原子晶体,结构相似,晶体内的结合力是呈空间网状的共价键:
  共价键键长:C—C键<C—Si键<Si—Si键
  共价键键能:C—C键>C—Si键>Si—Si键
 共价键键长越短,键能越大,则原子晶体的熔点越高。所以三者的熔点由高到低的顺序是:金刚石、碳化硅、晶体硅。
答案:A
[例9] 物质A是一种高熔点化合物,不溶于硫酸,硝酸等强酸。A与纯碱熔融反应,生成化合物B,同时放出气体C;把气体C通过B的溶液中,则得到化合物D;D在干燥空气中转变为化合物E;将E加热又得到化合物A。试写出A、B、C、D、E的化学式:A____、B____、C____、D____、E____。
  分析:此题应根据对实验现象的分析,得出结论。A是不溶于硫酸、硝酸等强酸的高熔点化合物,它能与纯碱熔融反应,而且放出气体C,可初步判断A可能是SiO2,B可能是Na2SiO3,C可能是CO2。若把CO2通过Na2SiO3溶液中,会得到胶状沉淀H4SiO4,H4SiO4在干燥空气中易脱水生成H2SiO3,H2SiO3只有加热才能生成SiO2。这些都是与题目所给出的实验现象相符合,这就证实A确实是SiO2。A判断出来了,其它物质的推断就迎刃而解。
  答案:A:SiO2、B:Na2SiO3、C:CO2、D:H4SiO4、E:H2SiO3
   [例10] 下列关于二氧化硅的说法是否正确?简释理由。
  A.二氧化硅分子是由1个硅原子和两个氧原子构成;
  B.二氧化硅又叫硅酐;
  C.二氧化硅与水化合生成对应水化物硅酸;
  D.二氧化硅为酸酐与碱反应不与酸反应;
  E.二氧化硅与碳酸钠反应生成CO2,所以硅酸酸性比碳酸强。
  分析:判断是非题,一般属于概念性知识多,判断的正确率决定于掌握知识的正确性和完整性。A错,二氧化硅为原子晶体,晶体是氧原子与硅原子个数比为2∶1的网状主体结构,没有分子,SiO2为化学式而非分子式;
  B对,二氧化硅是硅酸的酸酐;
  C错,二氧化硅是不溶于水的酸酐;
  D错,二氧化硅为酸酐,具有酸酐的通性,能于碱反应,但二氧化硅具有特性,可与氢氟酸反应;
  E错,二氧化硅与碳酸钠反应生成硅酸钠是在高温,利用CO2的挥发性,促使反应完成,并不能说明硅酸酸性强于碳酸。
  答案:B
  [例11] (1)怎样用化学方法检验生石灰里混有的石英和石灰石?并写出有关的化学方程式。
  (2)怎样用一种试剂鉴别硅酸钠、硫酸钠、碳酸钠3瓶未知液?并写出实验现象及结论。
  分析:(1)生石灰的成分是氧化钙,若不含杂质,加盐酸能完全溶解并且无气体生成。加盐酸充分反应后仍有不溶于水的固体,说明有石英杂质存在。加盐酸溶解,但放出无色无味并能使石灰水变浑的气体,说明生石灰中含有石灰石。
CaO+2HCl=CaCl2+H2O
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
  (2)三种未知液均为钠盐,故应根据酸根离子的特性选择鉴别方法。碳酸盐和硅酸盐都能与盐酸反应,但现象不同,所以能用盐酸鉴别。用三支小试管分别取三种未知液各少许,分别滴加稀盐酸,有气体生成的是碳酸钠溶液,有白色胶状沉淀生成的是硅酸钠溶液,无明显现象的是硫酸钠溶液。
  答案:见分析
   [例12] 如何用所提供的试剂和方法除去各粉末状混合物中的杂质(括号内为杂质)。将所选答案的编号填入在表内相应的空格内(如果不需要外加试剂,则对应答案栏可空着)。
  1.可供选择的试剂:A.盐酸 B.氢氧化钠溶液 C.氧气D.水 E.二氧化碳
  Ⅰ.可选用的操作:①水洗 ②加热 ③高温灼烧 ④过滤 ⑤结晶
   分析:可根据二氧化硅是不溶于水的酸性氧化物;它可跟强碱反应,不跟酸(氢氟酸除外)反应;它受热不分解等性质。而三氧化二铁,碳酸钙跟盐酸反应;硅酸、氯化铵能受热分解。通过一定操作,除去杂质。除杂过程中所发生的化学方程式如下:
  (1)SiO2+2NaOH==Na2SiO3+H2O
  (3)Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O
  (4)CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O
  (5)H2SiO3SiO2+H2O
  (6)NH4ClNH3↑+HCl↑
  答案:(1)B,④ (2)D,④,⑤ (3)A,④ (4)A,④ (5)③ (6)②
   [例13] 锗是ⅣA族元素,它的单质晶体是一种良好的半导体材料,广泛用于电子工业,锗可以从燃烧的烟道灰中提取,其过程如下:
  试写出上述过程中①、③、④步反应的化学方程式。
  ①_________________;
  ③_________________;
  ④_________________;
  分析:Ge为ⅣA族,最高正价为+4价,其氧化物为GeO2,又+4价稳定,与盐酸不发生氧化还原反应,只发生碱性氧化物与酸的反应。锗酸的化学式用硅酸迁移即得:H4GeO4或H2GeO3。
  ①GeO2+4HCl==GeCl4+2H2O
  ③H4GeO4GeO2+2H20
  (或H2GeO3GeO2+H2O)
  ④GeO2+2H2Ge+2H2O
   答案:见分析
4.实战演练
一、选择题
1.以下气体因与人体的血红蛋白作用而引起中毒的是
A.Cl2 B.SO2
C.H2S D.CO
2.对反应方程式:SiO2+3CSiC+2CO↑,有关叙述正确的是
A.反应中SiO2是氧化剂,C只作还原剂
B.Si4+被还原了,而C只被氧化了
C.在反应中C既是氧化剂又是还原剂
D.在反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
3.实验室用石灰石和盐酸制取CO2时,最佳的除杂试剂和方法是
A.水、浓H2SO4、洗气
B.饱和Na2CO3溶液、浓H2SO4、洗气
C.饱和NaHCO3溶液、浓H2SO4、洗气
D.NaOH溶液、浓H2SO4、洗气
4.下列各组物质中不起反应的是
A.SiO2与纯碱共熔
B.CO2通入Na2SiO3溶液
C.SiO2与大理石共熔
D.SiO2和浓H2SO4共热
5.将4.14 g Pb经充分氧化后得到氧化物的质量为4.46 g,则生成的氧化物化学式为
A.PbO2 B.Pb3O4
C.PbO D.Pb2O5
6.由10 g含有杂质的CaCO3和足量盐酸反应,产生了0.1 mol CO2,推断杂质的组成可能是
A.KHCO3和MgCO3 B.K2CO3和Na2CO3
C.MgCO3和Na2CO3 D.Na2CO3和NaHCO3
7.某二价金属的碳酸盐和碳酸氢盐的混合物与足量盐酸反应。消耗H+和产生CO2的物质的量之比为5∶4,该混合物中碳酸盐和碳酸氢盐的物质的量之比为
A.1∶2 B.2∶3
C.3∶4 D.4∶5
8.将m g CaCO3与n g KHCO3分别加入100 mL 0.5 mol·L-1的盐酸中,若反应后两种溶液的质量相等,则m与n的关系是
A.m=n≤2.5 B.m=n>2.5?
C.m=n≥5 D.m<n<2.5
9.把100 g Na2CO3和NaHCO3的混合物同足量的盐酸反应,放出22.4 L(标准状况)的CO2,则混合物中Na2CO3的质量分数是
A.68.9% B.70.3%
C.73.5% D.77.1%
10.把x mol CO2通入含y mol Ca(OH)2的澄清石灰水中充分反应,下列叙述中错误的是
A.当x≤y时,生成100x g沉淀
B.当x≥y时,生成100y g沉淀
C.当y<x<2y时,生成100(2y-x) g沉淀
D.当x≥2y时,产生的沉淀全部溶解
11.下列关于硅的说法不正确的是
A.硅是非金属元素,它的单质是灰黑色有金属光泽的固体
B.硅的导电性能介于金属和绝缘体之间,是良好的半导体材料
C.硅的化学性质不活泼,常温下不与任何物质起反应
D.加热到一定温度时,硅能与氢气、氧气等非金属反应
12.下列物质中能与二氧化硅起化学反应的是
①浓硝酸 ②水 ③王水 ④氢氟酸 ⑤KOH溶液
A.①② B.②④
C.④⑤ D.③④
13.能证明金刚石和石墨属于同素异形体的事实是
A.都具有较高的熔点
B.都难溶于一般的溶剂
C.在O2里充分燃烧都只生成CO2
D.在一定条件下,金刚石和石墨可以相互转化
14.由CO2和CO组成的混合气体,经分析测知含氧质量分数为70%,则该混合气体中CO和CO2的体积比为
A.1∶3 B.7∶33
C.33∶7 D.3∶1
15.将CO2通入下列物质的溶液中不与其反应的是
①Na2CO3 ②Na2SiO3 ③NaAlO2 ④C6H5ONa ⑤Ca(ClO)2 ⑥CaCl2 ⑦CaCO3
A.①③④⑤⑥ B.①和⑥
C.只有① D.只有⑥
16.已知金刚砂SiC是原子晶体,则①金刚石②晶体硅③SiC,三者的熔沸点高低顺序正确的是
A.①>③>② B.③>②>①
C.②>①>③ D.③>①>②
17.某混合气体的质量百分组成为CO占22%、O2占48%、N2占20%、H2占10%,则此混合气体的平均式量为
A.27.32 B.12.5
C.20.17 D.17.95
二、非选择题(共49分)
18.(14分)将n mol木炭粉和1 mol FeO在反应器中混合,隔绝空气加强热。
(1)可能发生的化学反应有:
①FeO+C===Fe+CO↑
②2FeO+C===2Fe+CO2↑
③FeO+CO===Fe+CO2↑

(2)若n<,充分反应后,反应器中的固体物质是 ,气体产物是 。
(3)若n>1,充分反应后,反应器中的固体物质是 ,气体产物是 。
(4)若反应的气体产物是混合物,n的取值范围是 。
(5)若反应的气体产物是混合物,且混合物中CO和CO2的物质的量相等,则n的值为 。
19.(8分)水蒸气通过灼热的煤所产生的混合气,其主要成分是CO、H2,还含有CO2和水蒸气。请用下列装置设计一个实验,以确认上述混合气中含有CO和H2。
(1)上图所示装置的正确连接顺序是(填各接口的代码字母):
混合气→( )( )接( )( )接( )( )接( )( )接( )( )。
(2)确认混合气体中含有H2的实验现象是 。其理由是 。
20.(12分)(2002年全国高考理综试题)在25℃,101 kPa条件下,将15 L O2通入10 L CO和H2的混合气体中,使其完全燃烧,干燥后,恢复至原来的温度和压强。
(1)若剩余气体的体积是15 L,则原CO和H2的混合气体中,V(CO)= L,V(H2)= L。
(2)若剩余气体的体积为a L,则原CO和H2的混合气体中,V(CO)∶V(H2)= 。
(3)若剩余气体的体积为a L,则a的取值范围是 。
21.(7分)将CO2通入0.02 mol 氢氧化钠的溶液中,产物在低温低压下蒸干,得到固体物质1.37 g。由此计算通入的CO2在标准状况下的体积是多少L
22.(8分)C和CaCO3的混合物在空气中加强热后,CaCO3完全分解,C被完全氧化,若生成物中CO2的质量与原混合物的质量相等,求原混合物中C的质量分数。
附参考答案
一、1.D 2.C 3.C 4.D?
5.解析:4.14 g Pb为0.02 mol,而反应中增加氧的质量为:4.46 g-4.14 g=0.32 g,即0.02 mol,所以Pb和O的原子个数之比为1∶1。
答案:C?
6.解析:看式量,要一个大于100,一个小于100即可。?
答案:CD?
7.B 8.A 9.D 10.B 11.C 12.C 13.C 14.D 15.D 16.A 17.B?
二、18.(1)CO2+C===2CO (2)Fe和FeO CO2 (3)Fe和C CO (4)<n<1
(5)2/3?
19.(1)(E)(F)接(C)(D)接(A)(B)[或(B)(A)]接(I)(J)接(G)(H)?
(2)黑色CuO变红,无水硫酸铜变蓝 因为H2通过灼热的CuO后生成Cu和水蒸气,水蒸气使无水CuSO4变蓝。?
20.(1)5 5 (2)(a-10)∶(20-a) (3)10<a<20?
21.0.336 L 22.17.35%
C(适量)
-H2O
Ca2+
①CaO(△)
②CaCO3 (△)
Na2CO3 (高温)
NaOH(溶液)
C(高温)足量
C(高温)
H2
(高温)
Cl2 (高温)
HF
F2
①O2(△)
②FeO (高温)
H2
O2 (自燃)
SiCl4
SiC
H4SiO4
SiF4
CaSiO3
SiO2
Si
SiH4
H2SiO3
CO2,H2O
NaOH
Na2SiO3
Ca(HCO3)2
CO2 (水)
①OH―
②加热
Ca(OH)2
CO2 、H2O

Ca2+
Ca(OH)2
①高温②H+
H+
NaOH
H2O
NaOH
Na2O2
C、CO
Mg (点燃)
①O2 (点)
②CuO
(△)
Si、Cl2 (△)
CaO

H2O

O2 (点燃)
NH3·H2O

热的碳
②CuO
①O2
O2 (不足)
O2(不足)
不完全燃烧
SiC 、CCl4
O2
NaHCO3
Na2CO3
H2CO3
CH4
NH4HCO3
有机物
CO
C2H2
CaC2
CaCO3
CO2
C
1
本卷第 页(共17页)2008高三复习化学计算专题讲座
一. 本周教学内容:
化学计算—1及理综试卷
二. 重点、难点:
1. 化学计算复习建议。
2. 化学计算的基本类型
3. 有关物质的量的基本计算。
三. 具体内容:
(一)化学计算复习建议
化学基本计算是建立在化学知识基础上的计算,它与基本概念、基础理论及化学用语等知识融合在一起。复习化学计算时可从以下几个方面进行。
1. 深刻理解有关概念和理论
化学计算中的很大一部分内容是概念计算,对概念的正确理解是解决有关计算的前提,所以要深刻理解有关概念及理论。属于此部分的计算有溶解度、质量分数、物质的浓度的计算与换算、物质的量、微粒数目、质量、气体体积及物质的量浓度的计算与换算等。在这部分计算中,应正确把握概念之间的区别与联系,避免由于概念不清而出错。如:溶解度表示的是溶质质量与溶剂质量的关系,物质的量浓度表示的是溶质的物质的量与溶剂体积的关系。
如0.1molNH4Cl溶液中各离子浓度关系的确定,需从盐类水解角度分析:NH4Cl为强酸弱碱盐,所以c(Cl-)c(NH4+),又因水解的是一小部分离子,所以c(NH4+)比c(H+)、c(OH-)均大,在根据水解后溶液显酸性,可知c(H+)c(OH-),最后得出离子浓度关系为c(Cl-)c(NH4+)c(H+)c(OH-)
2. 不断总结小规律
化学计算中经常用到一些量的对应关系,复习中应注意总结出来,并在理解的基础上熟练掌握。如活泼金属与非氧化性酸的反应中各物质量的对应关系有:R~xH+~H2(R为金属原子,x为金属在化合物中的价态)。像这样的规律还有很多,如等物质的量的铝与足量H+及强碱溶液反应后产生等物质的量的H2;金属钠与水反应放出H2与等量Na转化为Na2O2后再与水反应放出的O2恰好可化合生成水;Al3+与OH-的物质的量之比为1:3时,恰好生成Al(OH)3,为1:4时恰好生成AlO2-;同温同压下,同质量的气体体积比与式量比成反比;同温同压下气体的密度比等于式量之比等等。
3. 积累解题思路
在计算的复习中,应注意各类习题解题思路的积累。如“守恒”思维在解决计算问题时应用十分广泛,化学反应中宏观上有质量守恒,微观上有原子数守恒;氧化还原反应中有化合价升降总数相等,得失电子总数相等的守恒;在任何溶液中都有正负电荷总数相等的电荷守恒等。
再比如:惰性电极电解盐溶液时,若只产生一种气体,溶液中新产生的OH-或H+与气体的关系为H2~2OH-或4H+~O2。
又如在Na2S溶液中,从电荷守恒出发,可得:c(Na+)+ c(H+)=2c(S2-)+c
(HS-)+c(OH-);从Na+ 与S2-在晶体中有数目比2:1的关系出发,可推出c(Na+)与所含S2-的浓度关系为:c(Na+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S);在比如在含等物质的量的CH3COOH与CH3COONa的溶液中,由混合物溶液显酸性确定c(H+)>c(OH-),再根据此溶液中只含四种只带一个单位电荷的离子及溶液电中性的关系可推出:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。由电解质溶液理论可知,上述混合液中CH3COOH的电离抑制了CH3COO-的水解,所以c(CH3COO-)比c(CH3COOH)略大。没有CH3COOH时,CH3COONa中c(CH3COO-)与c(Na+)数相等,所以该混合溶液中还有以下关系:c(CH3COO-)c(Na+)c(CH3COO-)c(H+)c(OH-)
以上各例是“守恒”思想在电解质溶液中的具体应用。在氧化还原反应中常应用“守恒”思想去解题。例如:在反应5NH4NO32HNO3+4N2+9H2O中,求被氧化的氮原子与被还原的氮原子的物质的量之比,就可先依据氧化还原理论分析出氧化产物和还原产物均是N2,从而得出被氧化,被还原,再根据二者之间得失电子数相等确定对应关系必为5 ~3,所以结果为5:3
在计算复习时,除可从上面所述三个方面进行外,还有其它许多方法。任何方法都需要通过一定量的练习,在练习中注意各种题型的解法,才能不断发展思维能力,提高化学计算水平。
(二)化学计算基本公式及知识结构
1. 式量、分子式、最简式之间关系
2. 物质的量、气体摩尔体积、摩尔质量、物质的量浓度、质量分数、溶解度之间的关系
3. 水的离子积、c(H+)、c(OH-)、pH之间的关系
(1)Kw= c(H+)·c(OH-)=10-14(25℃时)
(2)pH=-1g c(H+)
4. 化学方程式的意义及计算类型
5. 结构关系:
【典型例题】
[例1] 求出下面物质的物质的量
(1)3.20 g H2SO4
(2)360.0 mL 氮气和氧气的混合物(标准状况)
(3)9.23×1024个负电子
解析:
(1)根据公式n=得:n(H2SO4)==0.0327 mol
(2)根据公式n=得:
n混=n(N2)+n(O2)==0.0161 mol
(3)根据公式n=得:n(e-)==15.3 mol
答案:(1)0.0327 mol(2)0.0161 mol(3)15.3 mol
[例2] 下列叙述中,正确的组合是( )
① 一定温度和压强下,各种气态物质体积的大小,由构成气体的分子大小决定
② 一定温度和压强下,各种气态物质体积的大小,由构成气体的分子数决定
③ 不同的气体,若体积不同,则它们所含的分子数也不同
④ 一定温度和压强下,各种气体的物质的量决定了它们的体积
A. ①② B. ②④ C. ①③ D. ③④
解析:(排除法)本题是对影响气体体积因素的考查.从微观来看,影响物质体积的因素有三个:
(1)构成物质的粒子数多少;(2)粒子的大小;(3)粒子间的距离。固体和液体的分子间距离较小,其体积主要是由(1)决定的;气体分子间距离较大,其体积主要是由(1)、(3)决定的;气体分子间的距离比气体分子本身的直径大的多,一般在10倍左右,即:对同一种物质而言,V(g)≈1000V(l)≈1000V(s)。
则本题中,① 不正确,备选项中有①者不可选,A、C被排除。
② 正确,因已言明是气体,且温度压强一定,即分子间距离已定,则气体的体积大小只能由气体的分子数多少所决定,这样备选项中,无②不可选,D被排除,由此已知答案为B。
下面给出对③、④两项的分析:
③ 不正确。因为指代不明,即不知道气体存在的条件,若有前提:同温同压,则此说法正确。
④ 正确,原因同②。
答案:B
[例3] 将体积比为3∶2的二氧化碳和二氧化硫混合均匀,并升温到120℃,则混合气体的平均摩尔质量为( )
A. 52 g·mol-1
B. 44 g·mol-1
C. 42 g·mol-1
D. 66 g·mol-1
解析:通常,本题有两种解法,公式法和中间值法。
方法1(公式法):由混 =总得:
混==52g·mol-1
方法2(中间值法):因为混合气体为CO2和SO2的混合物,所以下列关系成立:
44g·mol-1=M(CO2)<混<M(SO2)=64g·mol-1
观察备选项,只有混=52g·mol-1符合题意
答案:A
评注:本题给出的温度只是一个干扰项.温度的高低对混合气体的平均摩尔质量及纯净物的摩尔质量无影响。
[例4] 设阿伏加德罗常数的符号为NA,标准状况下,某O2和N2的混合气体m g含有b个分子,则n g该混合物在相同状况下所占的体积(L)应是( )
A. L·mol-1
B. L·mol-1
C. L·mol-1
D. L·mol-1
解析:通常,本题有两种解法,计算法和推断法。
方法1(计算法):n g该混合物在相同条件下的分子数、物质的量、体积分别是
N=×n g=n=V=22.4 L·mol-1·
方法2(推算法):所求体积应是V=nVm,则D首先被淘汰;当质量相同时物质的量n=,所求体积与NA成反比,C被淘汰;所求体积与质量成正比:质量越大体积越大,这样B项被淘汰。
答案:A
评注:虽然计算法更符合初学者的传统思维习惯,但推断有时是更好的解题方法。本题备选项中单位为“L· mol-1”看似错误,但各备选项NA中都隐藏着一个单位,即mol-1,“
L·mol-1”与“mol-1”的运算结果要为“L”,NA必须在分母中,由此也可排除C、D选项。
[例5] 某混合气体中各物质的质量分数分别是氢气为72%,一氧化碳为28%,计算此混合气体的平均摩尔质量。
解析:(赋值法)为方便计算,取混合物100g,则
n(H2)==36 moln(CO)==1.0 mol
===2.7g·mol-1
答案:混合气体的平均摩尔质量为2.7g·mol-1
[例7] 在10℃时,有体积为3 L和1 L的容器,如图所示,图中左右两容器内分别充入氢气和氧气,压力各为p1和p2,开启阀门,点燃,反应后将气体冷却至原温度。试求:
(1)在10℃时,反应前在p1下氧气的体积是_____________。
(2)在10℃时,反应后容器内压强为p,则下列说法一定正确的是___________。
A. p1>p B. p2>p C. p< D. 无法确定
解析:(1)由题意,反应前后,气体的温度相等,即T1=T2,所以下式成立:
p1V1=p2V2
由此可得:V1===L即p1下,O2的体积是L。
(2)发生的反应为:
2H2+O2 =2H2O
在10℃时,水为液体,反应后容器内气体分子总数减少,由pV=nRT可知,压强变小,则p<p1或p<p2,即二者只具其一,不能确定,但p<是正确的。
答案:(1)L (2)C
[例6] 为了测定某烷烃样品(丁烷,并含少量丙烷等气态烃)的平均式量,设计了下面的实验:
① 取一个配有合适胶塞的洁净、干燥的锥形瓶,准确称量,得到质量m1
② 往锥形瓶中通入干燥的该烷烃样品,塞好胶塞,准确称量,重复操作,直到前后两次称量结果基本相同,得到质量m2
③ 往锥形瓶内加满水,塞好胶塞,称量得到质量m3
已知实验时的温度t(K),压强p(kPa),水的密度ρ水(g·L-1),空气的平均式量29.0、密度ρ空气(g·L-1)
回答下列问题:
(1)本实验的原理是(具体说明)什么?
(2)步骤②中为什么要重复操作,直到前后两次称量结果基本相同?
(3)具体说明本实验中怎样做到每次测量都是在相同体积下进行的?
(4)本实验中收集气体样品的操作,可选用的方法是(填图中标号)________。
(5)锥形瓶内空气的质量(m空气)是_____________________(列出算式)。
(6)瓶中样品的质量(m样品)是_________________________(列出算式)。
(7)由实验测得烷烃的平均式量是______________________(列出算式)。
解析:考查学生对阿伏加德罗定律的理解程度,同时考查学生对一些最基本的实验操作目的和方法是否掌握和理解.根据阿伏加德罗定律,同温、同压下,同体积的各种气体都含有相同的分子数,所以同温、同压下,两种同体积的不同气体的质量之比()等于它们的相对分子质量之比(),=。这样,如果已知其中一种气体的相对分子质量,就可以测定另一种气体的相对分子质量.本实验是在同温、同压下,分别测定同体积含杂质的丁烷气和空气的质量(m样品、m空气)来求得样品气的平均相对分子质量(M样品)。为了保证锥形瓶内的空气完全被排出,并充满样品气,本实验中采取了化学分析(如酸碱滴定)中常用的测平行数据的方法,即重复操作,直到两次称量结果基本相同为止.在实验中,为了保证每次测量都是在相同体积(V瓶)下进行的,最简单的做法是,在第一次称量前,塞好胶塞后,在瓶口处的胶塞上做一记号,以后每次测量,胶塞塞入瓶口的位置都以此为准。由于本实验要求准确称量锥形瓶中样品的质量,因此样品气必须是干燥的,不能选排水集气法收集。又因为样品气体比空气重,所以只能选用向上排气法来收集样品气,而必须把导管插入瓶底才能把瓶内的空气赶尽。在实验中:
① m1=m瓶+m空气,②m2=m瓶+m样品,③m3=m瓶+m水,
③-①得m3-m1=m水-m空气
因为m水≥m空气
所以m水=m3-m1(小量忽略法)
所以V瓶==m空气=ρ空气×
②-①得 m样品=(m2-m1)+m空气
因为=
所以M样品=M空气×=29.0×
答案:(1)根据阿伏加德罗定律,同温、同压下,两种同体积的不同气体的质量之比等于它们的相对分子质量之比。
(2)为了保证瓶内空气已完全被排出,并充满了样品气。
(3)第一次称量前,锥形瓶塞紧胶塞后,在瓶口处的胶塞上做一记号,以后每次测量,胶塞塞入瓶口的位置都以此为准。
(4)D
(5)×ρ空气
(6)(m2-m1)+m空气[或答:(m2-m1)+×ρ空气]
(7)29.0×[或答:29×+29.0;29.0××+29.0]
[例7] 标准状况下,AL氯化氢气体溶于1L水中,所得溶液密度为ρg·mL-1,则该溶液中溶质的质量分数为______,溶液的物质的量浓度为______。
解析:
(1)这类型题目的基本入手点是什么?
(2)请思考、讨论得出解题的正确思路。
思考,讨论,回答:
(1)解题的基本思路是从溶质的质量分数和浓度的定义公式入手:
a%=m(溶质)/m(溶液)×100%
c=n/V
(2)所得溶液中,溶质的质量为:
m(溶质)=36.5g·mol-1×AL/22.4L·mol-1
溶液的质量为:
m(溶液)=(36.5A/22.4+1000)g
根据溶质的质量分数的定义得到:
a%=36.5A/(36.5A+22400)×100%
(3)所得溶液中,溶质的物质的量为:
n(溶质)=AL/22.4L·mol-1
溶液的体积为:
V=(36.5A/22.4+1000)/1000ρ(L)
根据溶液的物质的量浓度的定义得到:c=1000ρA/(36.5 A+22400)mol·L-1
答案:见解析
小结:溶液的质量等于溶质和水的质量相加,但溶液的体积不等于溶质和水的体积相加,也不等于水的体积。溶液的体积一定用其质量除以密度来计算。
[例8] 体积比为1∶1∶1的氯化钠、氯化镁和氯化铝溶液,分别加入等体积、等浓度的硝酸银溶液,均恰好完全反应生成氯化银沉淀,则这三种溶液的物质的量浓度之比为 。
解析:(1)三个反应的实质是什么?消耗等量的硝酸银说明什么?
(2)请思考、讨论得出解题的正确思路。
讨论,思考,回答:
(1)这三个反应的实质均为:Cl-+Ag+→AgCl↓
消耗等量的硝酸银说明三种溶液中C1-的物质的量相等。
(2)设:n(Cl-)=1mol
则:n(NaCl)=1mol
n(MgCl2)=1/2 mol
n(AlCl3)=1/3 mol
根据c=n/V,体积相同时浓度和物质的量成正比,因此浓度比为:
1∶(1/2):(1/3)=6∶3∶2
答案:见解析
小结:此类型题目的关键是找出与浓度有关的n和V的比例关系,从而得到浓度的比例关系。
[例9] 标准状况下,一圆底烧瓶充满氯化氢气体,倒扣于水槽中,假设溶液没有损失,则所得溶液的物质的量浓度为:______。
解析:(1)解题基本入手点是什么?
(2)请思考、讨论得出解题的正确思路。
讨论,思考,回答:
(1)解题基本入手点是公式:c=n/V
(2)设烧瓶体积为VL,标准状况下,充满氯化氢气体,则氯化氢的物质的量为:V/22.4mol,由于氯化氢极易溶于水,则溶液将充满烧瓶,所得溶液的体积为VL。因此,烧瓶内盐酸溶液的浓度为:1/22.4mol·L-1。所得溶液的浓度与烧瓶的体积无关。
讨论题二:标准状况下,用圆底烧瓶收集氨气,当混合气的平均式量为19时,停止收集,并将其倒扣于水槽中,假设溶液没有损失,则所得溶液的物质的量浓度为:______。
讨论,思考,回答:
根据混合气的平均式量为19,算出氨气和空气的体积比5∶1,若设烧瓶的体积为6L,则其中的氨气为5L,5/22.4 mol。空气为1L。氨气极易溶于水,而空气不溶于水,因此进入烧瓶的水形成的溶液的体积为5L,溶液浓度为:1/22.4 mol·L-1。回答:氨气极易溶于水,而空气不溶于水,因此氨气所占的体积也就是所得氨水溶液的体积。因此,无论氨气和空气的比例如何,溶液的浓度均为1/22.4mol·L-1。因此讨论题一和讨论题二的结果是相同的,无论烧瓶的体积如何。
讨论题三:标准状况下,将二氧化氮和氧气按4∶1的体积比混合后,充满一烧瓶,倒扣于水槽中,当反应不再进行时,假设溶液没有损失,则所得溶液的物质的量浓度为:____。
讨论,思考,回答:
根据:4NO2+O2+2H2O=4HNO3
若设烧瓶体积为1L,则NO2为4/5L,生成硝酸4/(5×22.4)mol,所得溶液体积为1L,因此,溶液浓度为1/28 mol·L-1。由于烧瓶内的气体的总物质的量和生成硝酸的物质的量为5∶4,因此所得溶液浓度为:(4/5)×(1/22.4)mol·L-1。
讨论题四:标准状况下,将一氧化氮、二氧化氮和氧气的混合气充满一烧瓶,倒扣于水槽中,当反应不再进行时,溶液充满烧瓶,假设溶液没有损失,则所得溶液的浓度范围是:
______。
讨论,思考,回答:
根据:4NO2+O2+2H2O=4HNO3
4NO+3O2+2H2O=4HNO3
假定全部是二氧化氮和氧气的混合气,则其体积比一定为4∶1,所得硝酸溶液的浓度为:1/28mol·L-1。
假定全部是一氧化氮和氧气的混合气,则其体积比一定为4∶3,所得硝酸溶液的浓度为:4/(7×22.4)=1/39.2mol·L-1。因此,若为一氧化氮、二氧化氮和氧气的混合气,所得硝酸溶液的浓度范围是:1/39.2mol·L-1<c<1/28 mol·L-1。
小结:此类型题目的基本思路是从公式c=n/V入手,找出溶质的物质的量和溶液的体积之间的关系。
[例10] 氯气在下列液体中溶解度最小的是( )
A. 水    B. 饱和食盐水
C. 氢氧化钠溶液   D. 饱和石灰水
解析:氯气溶于水中发生如下反应:
Cl2+H2OH++Cl-+HClO
当氯气溶于氢氧化钠溶液或饱和石灰水时,由于生成的盐酸和次氯酸与碱反应,可加速氯气在溶液中的溶解,并生成金属氯化物和次氯酸盐。
而在饱和食盐水中,由于存在下列溶解平衡:
NaClNa++Cl-
溶液中氯离子浓度已达饱和,抑制了氯气在溶液中的溶解。因此氯气在饱和食盐水中溶解度最小,应选B。
答案:见解析
评注:由于饱和食盐水中溶解平衡的存在,溶液中氯离子浓度已达饱和,对氯气在溶液中的溶解起抑制作用,和化学平衡中增大生成物浓度使平衡向逆方向移动的道理相同。
[例11] 将90℃饱和氯化铵溶液680g,蒸发100g水再冷却至40℃,将析出晶体多少克?已知90℃时溶解度为71.3g,40℃时溶解度为45.8g。
解析:
解法1——比例式法
按两步计算的:
(1)求90℃时蒸发100g水将析出多少克晶体。
由90℃氯化铵的溶解度可知,100g水最多能溶71.3g 氯化铵,所以在90℃蒸发100g水将析出71.3g氯化铵。
(2)析出晶体后,余下508.7g饱和溶液,从90℃降温至40℃将析出晶体多少克。
设508.7g饱和氯化铵溶液从90℃降温至40℃可析出晶体的质量为x,可根据比例关系解x。
508.7g∶x=171.3g∶25.5g
x=75.7g
蒸发水100g和降温后,共析出晶体
75.7g+71.3g=147g。
评注:有关溶解度计算的常用的一种方法:比例式法。上述比例关系只适用于析出的晶体不含结晶水时的有关计算,而且要注意,若原溶液不是饱和溶液,上述比例关系不成立。
解法2守恒法
即高温下饱和液中溶质的质量=析晶后饱和溶液中溶质的质量+蒸发水和降温后析出的晶体的质量。可先求出680g饱和氯化铵溶液中含有水和氯化铵的质量。再求出蒸发100g水后,余下的水的质量,并求出在40℃时,余下的水最多能溶解多少克氯化铵。原有的饱和溶液中氯化铵的质量和蒸发水及降温后饱和溶液中所含溶质质量之差为析出的晶体的质量。
(1)求90℃时,680g的饱和氯化铵溶液中,溶质和溶剂的质量。设溶剂的质量为x。
根据溶解度的数据可知:
在90℃时,若以100g水配制饱和氯化铵溶液,则饱和液的质量为171.3g。因此可得以下比例式:
171.3g∶100g=680g∶x
x=397g(水的质量)
氯化铵的质量=680g-397g=283g
蒸发100g水后,余下水297g,在40℃时,297g水最多能溶氯化铵的质量为y,则根据40℃时,溶解度的数据列出比例式可求出y。
297g∶y=100g∶45.8g,y=136.0g
析出晶体的质量应为283.0g-136.0g=147.0g。
[例12] 摩尔质量为Mg/mol的某物质的溶解度曲线如图,现有t 2℃300g该物质的溶液,在温度不变时蒸发掉50g水后,溶液恰好达到饱和,此饱和溶液的密度为ρg/mL,则饱和溶液的物质的量浓度为____mol/L,若将此饱和溶液降温至t1℃时,析出无水物晶体的质量为______g。
解析:由溶解度曲线可知,在t2时,该物质的溶解度为a2g,饱和溶液的溶质质量分数可用下式计算:
再根据物质的量浓度和溶质质量分数的换算公式,求出溶液的物质的量浓度。
由t2℃的溶解度数据可求出溶液的溶质质量分数=
溶液的物质的量浓度=
设降温至t1时,析出的晶体的质量为x
根据公式:100+S(高温)∶S(高温)-S(低温)=高温下饱和溶液质量∶析出晶体质量
(100 +a2)∶(a2-a1)=(300-50)∶x
x=250(a2-a1)/(100+a2)g
评注:某温度下,饱和溶液的溶质质量分数可直接由溶解度的数据所推出的公式进行计算。因为某温度下,用100g水配制饱和溶液所需溶质的质量等于该温度下溶质的溶解度。而该温度下用100g水所配制的饱和溶液的溶质质量分数和用任意质量的水配制成的饱和溶液的溶质质量分数相等。
[例13] A、B两种化合物的溶解度曲线如图,要用结晶法从A、B混合物中提取A(不考虑A、B共存时,对各自溶解度的影响)。
(1)取50g混合物将它溶于100g热水,然后冷却至20℃。若要使A析出,B不析出,则混合物中B的质量分数(B%)最高不超过多少?(写推理与计算过程)
(2)取Wg混合物,将它溶于100g热水,然后冷却至10℃,若仍要使A析出B不析出,请写出下列两种情况下,混合物中A的质量分数(A%)应满足什么关系式(以W,a,b表示),当W<a+b时,A%____,当W>a+b时,A%____。
解析:(1)中若要使A析出B不析出,A和B的质量必须满足的条件是什么?
因为在20℃时,A的溶解度为10g,B的溶解度为20g,所以50gA和B的混合物溶于100g热水中,降温至20℃时,要使B不析出,A能析出,则在50g混合物中,B的质量应≤20g,A的质量应≥30g,即在50g混合物中B的质量分数应≤40%。
(2)中要使A析出,B不析出,必须满足的条件是什么?
要使B不析出,B的质量≤b,而A要析出,A的质量应>a。当W<a+b时,只要A>a,即可满足条件,所以A%>
当W>a+b时,B≤b即可满足条件,所以A%≥
答案:见解析
[例14] 在一定温度下,向足量的饱和碳酸钠溶液中加入1.06g 无水碳酸钠,搅拌静置后,最终所得晶体的质量是( )
A. 等于1.06g  B. 等于2.86 g
C. 大于 2.86 g   D. 大于1.06g,小于2.86g
解析:假如析出晶体时,无水碳酸钠只从饱和溶液吸水,生成十水碳酸钠,则生成的碳酸钠晶体的质量应等于2.86g,这是因为:
Na2CO3+10H2O=Na2CO3·10H2O
106 286
1.06g 2.86g
实际上,析出结晶水合物时,由于无水碳酸钠从饱和溶液中带出水,生成结晶水合物,使溶液中溶剂减少,溶液由饱和变成过饱和,使溶液又析出结晶水合物,重新转化成饱和溶液,因此析出的结晶水合物的质量必然大于2.86g。
答案:C。
[例15] 80℃时,饱和硫酸铜溶液310g,加热蒸发掉100g水,再冷却至30℃,可析出多少克胆矾?(80℃硫酸铜S=55g, 30℃ S=25g)
解析:
解法1:析出晶体后的溶液仍为饱和溶液,所以析晶之后饱和溶液中水和溶质的质量比=100∶S。
设80℃310g饱和溶液中含xg水,则310g∶x=(100+55)∶100,x=200g。
溶质质量为(310-200)g=110g。
蒸发100g水后,设析出胆矾的质量为y,则其中含结晶水为9y/25g,无水硫酸铜为16y/25g,析晶后溶液中余下水(200-100-9y/25)g,余下溶质的质量为(110-16y/25)g。
30℃时,硫酸铜的溶解度为25g,所以析出晶体后,饱和溶液中溶质和溶剂的质量比为25∶100。所以,(200-100-9y/25)g∶(110-16y/25)g=100∶25
解出y=154g
解法2:析晶前溶质质量为110g,析出晶体质量为y。溶液中溶质质量为
(110-16y/25)g,饱和溶液的质量为(310-100-y)g。所以
(100+25)∶25=(310-100-y)g∶(110-16y/25)g
解出y=154 g
解法3:用守恒法。
原溶液中溶质质量=析晶后饱和溶液中溶质质量+晶体中的溶质质量。
设析出xg胆矾,其中硫酸铜的质量为16x/25,结晶水的质量为9x/25。蒸发水和冷却后,溶液中溶剂的质量为100-9x/25。根据30℃硫酸铜的溶解度可知:析晶后溶质的质量:溶剂质量=25∶100,所以溶质质量=[25(100-9x/25)÷100]g。原饱和溶液溶质的质量110g=16x/25g+[25(100-9x/25)÷100]g
解出x=154g
解法4:设析出胆矾的质量为x
余下的饱和溶液质量∶余下溶质质量=(100+S)∶S
余下饱和溶液的质量为310-100-x,余下溶质为110-16x/25。
(210-x)∶(110-16x/25)=125∶25解x=154g
小结:下面我们将解题思路归纳如下:
1. 带结晶水合物的析晶计算的基本思路是:析出结晶水合物后的溶液仍为饱和溶液,其中溶剂与溶质的质量比=100∶S,或饱和溶液的质量与溶质质量之比=(100+S)∶S。
2. 不论什么类型的溶解度计算或判断题,都离不开对溶解度概念和溶解度曲线的正确理解;在对概念正确理解的基础上熟练掌握有关公式和解题的基本思路和方法。
有关溶解度计算的常用公式有:
① 某温度下,饱和溶液中溶质的质量分数=(饱和溶液中溶质质量/饱和溶液质量)×100%=S/(100+S)×100%
② 某温度下,饱和溶液中溶质质量:溶剂质量=S∶100
溶质质量∶饱和溶液质量=S∶100+S
③ 一定温度下的饱和溶液蒸发一部分水,再冷却至原来的温度,将有晶体析出。析出晶体后余下的溶液仍为饱和溶液,若将析出的晶体与蒸发的水重新混合,也应得到饱和溶液。若晶体中不含结晶水,则:
蒸发的水的质量∶析出的晶体的质量=100∶S
若晶体中含结晶水,则由于析出含结晶水的晶体后的溶液仍为饱和溶液,所以蒸发的水和析出的结晶水与析出的晶体中的无水物混合在一起也可配成饱和溶液。所以,析出的晶体中的无水物的质量∶(结晶水的质量+蒸发水的质量)=S∶100
④ 将饱和溶液从高温冷却至低温,由于一般来说,其溶解度降低,所以将有晶体析出,若晶体中不含结晶水,其质量可用以下2个公式来求:
若用100g水在高温下配制饱和溶液,此时可得(100+S高温)g饱和溶液。若将饱和溶液降至某温度时,析出的晶体的质量为两个温度下的溶解度之差。所以:
析出晶体的质量∶饱和溶液中溶剂的质量=(S高温-S低温)∶100
析出晶体的质量∶高温下饱和溶液质量=(S高温-S低温)∶(100+S高温)上述公式应根据不同情况加以应用。而解题的基本方法是比例式法或守恒法。
【模拟试题一】(答题时间:60分钟)
1. 100毫升0.3摩尔/升Na2SO4溶液和50毫升0.2摩尔/升Al2(SO4)3溶液混合后,溶液中SO42-离子的物质的量浓度为( )
A. 0.20摩尔/升 B. 0.25摩尔/升 C. 0.40摩尔/升 D. 0.50摩尔/升
2. 在一定温度下,向足量的饱和Na2CO3溶液中加入1.06克无水Na2CO3,搅拌后静置,最终所得晶体的质量( )
A. 等于1.06克 B. 大于1.06克而小于2.86克
C. 等于2.86克 D. 大于2.86克
3.用10亳升的0.1摩/升BaCl2溶液恰好可使相同体积的硫酸铁、硫酸锌和硫酸钾三种溶液中的硫酸根离子完全转化为硫酸钡沉淀,则三种硫酸盐溶液的摩尔浓度之比是( )
A. 3:2:2 B. 1:2:3 C. 1:3:3 D. 3:1:1
4.已知t℃时,某物质的不饱和溶液a克中含溶质m克,若该溶液蒸发b克水并恢复到t℃时,析出溶质m1克。若原溶液蒸发c克水并恢复到t℃时,则析出溶质m2克。用S表示该物质在t℃时的溶解度,下式中正确的是( )
A. S=100m/(a-m) B. S=100m2/c
C. S=100(m1—m2)/(b-c) D. S=100(m-m1)/(b-c)
5.将60℃的硫酸铜饱和溶液100g,冷却至20℃,下列说法正确的是( )
T/℃ 0 10 20 30 40
S(g/100g水)11.5 11.51 19.4 24.4 37. 6
A. 溶液质量不变 B. 溶剂质量发生变化
C. 溶液为饱和溶液,浓度不变 D. 有晶体析出,溶剂质量不变
6.分别取等质量80℃的甲、乙两种化合物的饱和溶液,降温至20℃后,所析出的甲的质量比乙的大(甲和乙均无结晶水)。下列关于甲、乙溶解度的叙述中肯定正确的是( )
A. 20℃时,乙的溶解度比甲的大 B. 80℃时,甲的溶解度比乙的大
C. 温度对乙的溶解度影响较大 D. 温度对甲的溶解度影响较大
7.密度为0.91g·cm-3的氨水,质量百分比浓度为25%(即质量分数为0.25),该氨水用等体积的水稀释后,所得溶液的质量百分比浓度( )
A. 等于12.5% B. 大于12.5% C. 小于12.5% D. 无法确定
8.实验室需用480毫升0.1摩升的硫酸铜溶液,现选取500毫升容量瓶进行配制,以下操作正确的是( )
A. 称取7.68克硫酸铜,加入500毫升水
B. 称取12.0克胆矾配成500毫升溶液
C. 称取8.0克硫酸铜,加入500毫升水
D. 称取12.5克胆矾配成500毫升溶液
9. 300毫升某浓度的NaOH溶液中含有60克溶质。现欲配制1摩/升NaOH溶液,应取原溶液与蒸馏水的体积比约为( )
A. 1:4 B. 1:5 C. 2:1 D. 2:3
10.有五瓶溶液分别是( )
① 10毫升0.60摩/升NaOH水溶液
② 20毫升0.50摩/升硫酸水溶液
③ 30毫升0.40摩/升HCl水溶液
④ 40毫升0.30摩/升醋酸水溶液
⑤ 50毫升0.20摩/升蔗糖水溶液。以上各瓶溶液所含离子、分子总数的大小顺序是( )
A. ①>②>③>④>⑤ B. ②>①>③>④>⑤
C. ②>③>④>①>⑤ D. ⑤>④>③>②>①
11.将标准状况下的a升氯化氢气体溶于100克水中,得到的盐酸的密度为b克/毫升,则该盐酸的物质的量的浓度是( )摩/升
A. a/22.4 B. ab/22400
C. ab/(22400+36.5a) D. 1000ab/(22400+36.5a)
12.在100g浓度为18mol/L、密度为ρ(g/cm3)的浓硫酸中加入一定量的水稀释成9mol/L的硫酸,则加入的水的体积为( )
A. 小于100mL B. 等于100mL C. 大于100mL D. 等于100/ρmL
13.已知25%氨水的密度为0.91g.cm-3,5%氨水的密度为0.98g cm-3,若将上述两溶液等体积混合,所得氨水溶液的质量分数是( )
A. 等于15% B. 大于15%    C. 小于15%   D. 无法估算
14.(2000春 京皖 17)下列溶液中的[Cl-]与50mL1mol/L氯化铝溶液中的[Cl-]相等的是( )
A. 150mL1mol/L氯化钠溶液 B. 75mL2mol/L氯化铵溶液
C. 150mL3mol/L氯化钾溶液 D. 75mL1mol/L氯化铝溶液
15.某温度下,100g饱和氯化钠溶液中含有氯化钠26.5g,若向此溶液中添加3.5g氯化钠和6.5g水,则所得溶液的质量分数是( )
A. 30% B. 28.17% C. 26.5% D. 27.27%
16.硫酸银的溶液解度较小,25℃时每100克水仅溶解0.836克。
(1)25℃时在烧杯中放入6.24克硫酸银固体,加200克水,经充分溶解后,所得饱和溶液的体积为200毫升。计算溶液中Ag+的物质的量浓度。
(2)若在上述烧杯中加入50毫升0.0268摩/升BaCl2溶液,充分搅拌,溶液中Ag+的物质的量浓度是多少?
(3)在(1)题烧杯中需加入多少升0.0268摩/升BaCl2溶液,才能使原溶液中Ag+浓度降低至0.0200摩/升?
17.下面是四种盐在不同温度下的溶解度(克/100克水)
NaNO3 KNO3 NaCl KCl
10℃ 80.5 20.9 35.7 31.0
100℃ 175 246 39.1 56.6
(计算时假定:① 盐类共存时不影响各自的溶解度;② 过滤晶体时,溶剂损耗忽略不计。)
(1)取23.4克NaCl和40.4克KNO3,加70.0克H2O,加热溶解。在100℃时蒸发掉50.0克H2O,维持该温度,过滤出晶体,计算所得晶体的质量(m高温)。将滤液冷却至10℃,待充分结晶后,过滤。计算所得晶体的质量(m低温)。
(2)另取34.0克NaNO3和29.8克KCl,同样进行如上实验。10℃时析出的晶体是 (写化学式)。100℃和10℃得到的晶体质量(m高温和m低温)分别是多少?
18.将某温度下的KNO3溶液200g蒸发掉10g水,恢复到原温度,或向其中加入10g KNO3固体,均可使溶液达到饱和。试计算:
(1)该温度下KNO3的溶解度。
(2)原未饱和溶液中溶质的质量分数。
19.标准状况下,用一定量的水吸收氨气后制得浓度为12. 0 mol/L、密度为0.915 g·cm-3的氨水。试计算1体积水吸收多少体积的氨气可制得上述氨水。
(本题中氨的式量以 17.0计,水的密度以1.00g·cm-3计)
【模拟试题二】(答题时间:120分钟)
第I卷
(第I卷有21道选择题,每题6分,共126分。在每道题的四个选项中,只有一个选项是最符合题目要求的)
以下数据可供解题时参考:相对原子质量(H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5 S 32 Cu 64 K 39)
一. 单项选择题
1. 人体注射流脑疫苗后,机体某些细胞能分泌抗体的过程可以说明( )
A. 各种生物膜在结构上具有一定的流动性
B. 各种生物膜在功能上既分工明确,又紧密联系
C. 在活细胞中,各种生物膜的组成成分可以相互转移
D. 分泌物的排出是一个主动运输过程
2. 科学家利用“同位素标记法”弄清了许多生化反应的详细过程,下列说法正确的是( )
A. 用标记核苷酸,弄清了分裂期染色体形态和数目的变化规律
B. 用标记了和,有力地证明了是光合作用的原料
C. 用标记,最终探明了中碳元素在光合作用中的转移途径
D. 用标记噬菌体的DNA并以此侵染细菌,证明了DNA是遗传物质
3. 已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为和。下图表示该植物在时光合作用强度和光照强度的关系。若将温度提高到的条件下(原光照强度和二氧化碳浓度不变),从理论上讲,图中相应点的移动应该为( )
A. 点上移,点左移,值增加
B. 点不移,点左移,值不变
C. 点下移,点不移,值增加
D. 点下移,点右移,值减少
4. 某小鼠的癌细胞具有氯霉素抗性,通过细胞核移植技术,将无氯霉素抗性的小鼠体细胞核取出,注入去核的小鼠癌细胞中,然后将这一重组细胞在含有氯霉素的培养基中培养,结果发现,该重组细胞能无限分裂。这一实验不能说明( )
A. 能无限分裂的重组细胞可被称为细胞系
B. 氯霉素抗性属于细胞质遗传
C. 重组细胞具有氯霉素抗性
D. 核移植过程中核基因发生了突变
5. 下面关于微生物的有关叙述中,不正确的是( )
① 大肠杆菌分解葡萄糖的酶的合成,既受遗传控制又受环境影响
② 根据微生物的生长曲线,推测其数量变化较大的时期是对数期和衰亡期
③ 青霉素在诱变剂作用下发生的变异可能有基因突变和基因重组
④ 固氮菌能把大气中的氮气转化为尿素供植物体吸收利用
A. ①③④ B. ①②④ C. 只有② D. 只有③
6. 下图所示的遗传系谱图中,若2号个体不携带甲病致病基因,则1号与2号所生的第一个孩子表现正常的几率是( )
A. 2/9 B. 2/3 C. 1/3 D. 1/4
7. 铝、铍()及其化合物具有相似的化学性质,如其氯化物分子内键型相同,故其氯化物晶体的熔点都较低。已知反应:
能完全进行,则下列推断正确的是( )
A. 溶液的,将其蒸干并灼烧后得到的残留物为
B. 溶液的,将其蒸干并灼烧后得到的残留物可能是
C. 能溶于盐酸,不能溶于溶液
D. 水溶液的导电性强,故是离子化合物
8. 用表示阿伏加德罗常数,下列说法中正确的是( )
A. 晶体中含有个如下图所示的结构单元
B. 熔融的中含有个阳离子
C. 氧气和臭氧的混合物中含有的氧原子数为
D. 电解精炼铜时转移个电子时阳极一定溶解铜
9. 在一定条件下,向密闭容器中充入CO和水蒸气,使其反应,当反应到达平衡时,水蒸气的体积分数与的体积分数相等,则下列叙述错误的是( )
A. 平衡后CO的体积分数为40%
B. 平衡后CO的转化率为25%
C. 平衡后水的转化率为50%
D. 平衡后混合气体的平均相对分子质量为24
10. 下列说法中,不正确的是( )
A. 室温下,分子可以存在于的碱性溶液中
B. 在的氢溴酸中加入适量的蒸馏水,溶液的减小
C. 在溶液中,不可能大量存在
D. 在由水电离出的的溶液中,不可能大量存在
11. 用惰性电极通以相等的电量,分别电解足量且等浓度的硝酸银和硝酸亚汞(亚汞的化合价为+1)溶液,若被还原的硝酸银和硝酸亚汞的物质的量之比(硝酸银)(硝酸亚汞)=,则下列表述正确的是( )
A. 在两个阴极上得到的银和汞的物质的量之比(银)(汞)=
B. 在两个阳极上得到的产物的物质的量不相等
C. 电解硝酸亚汞时阴极上的电极反应式为
D. 硝酸亚汞的化学式为
12. 实验测得常温下,某一元酸(HA)溶液的不等于1,某一元碱(BOH)溶液里:。将这两种溶液等体积混合后,所得溶液里各离子的物质的量浓度的关系正确的是( )
A.
B.
C.
D.
13. 在水溶液中可以将还原成本身被氧化成Y,反应可简单表示为,据此可知Y为( )
A. B. C. D.
14. 一个物体以初速度从A点开始在光滑水平面上运动,平面上另一固定物体施加一个水平力在该物体上,使物体运动轨迹为图中实线所示,图中B为轨迹上的一点,虚线是过A、B两点并与该轨迹相切的直线,虚线和实线将水平面划分为图示的5个区域,则关于对该施力物体位置的判断,下列说法中正确的是( )
A. 如果这个力是引力,则施力物体一定在④区域
B. 如果这个力是引力,则施力物体一定在②区域
C. 如果这个力是斥力,则施力物体一定在①区域
D. 如果这个力是斥力,则施力物体一定在③区域
15. 人造地球卫星的轨道可以是这样的( )
① 与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面同心圆
② 与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆
③ 与地球表面上的赤道线是共面同心圆,且卫星相对地球表面是静止的
④ 与地球表面上的赤道线是共面同心圆,但卫星相对地球表面是运动的
A. ①② B. ①③ C. ③④ D. ②④
16. 单匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场并位于线圈平面内的固定轴做匀速转动,图中的余弦曲线表示穿过线圈的磁通量随时间变化的函数图象,图中磁通量的最大值为,变化的周期为T,由图可知,线圈中( )
A. 在时刻出现电动势最小值
B. 在时刻出现电动势最大值
C. 在时刻的电动势等于
D. 在时刻的电动势等于
17. 在匀强磁场中有一个静止的氡原子核(),由于衰变它放出一个粒子,此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相外切的圆,大圆与小圆的直径之比为,如图所示。那么氡核的衰变方程应是下列方程的哪一个( )
A. B.
C. D.
18. 为了观察到纳米级的微观结构,需要用到分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜,下列说法中正确的是( )
A. 电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短,因此不容易发生明显衍射
B. 电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长,因此不容易发生明显衍射
C. 电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短,因此更容易发生明显衍射
D. 电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光长,因此更容易发生明显衍射
19. 一物理爱好者利用如图所示的装置研究气体压强、体积、温度三者之间的关系,导热良好的汽缸开口向下,内有理想气体,汽缸固定不动,缸内活塞可自由移动且不漏气,一温度计通过缸底小孔插入缸内,插口处密封良好,活塞下挂一个沙桶,沙桶装满沙子时活塞恰好静止,现给沙桶底部钻一个小洞,细沙缓慢漏出,外部温度恒定不变,则( )
A. 外界对气体做功,气体内能增大
B. 外界对气体做功,温度计示数不变
C. 气体体积减小,温度计示数减小
D. 外界对气体做功,温度计示数增大
20. 如图所示,水平面上质量相等的两木块A、B用一轻弹簧相连接,整个系统处于平衡状态。现用一竖直向上的力F拉动木块A,使木块A向上做匀加速直线运动,如图所示。研究从力F刚作用在木块A的瞬间到木块B刚离开地面的瞬间这个过程,并且选定这个过程中木块A的起始位置为坐标原点,则下列图象中可以表示力F和木块A的位移之间关系的是( )
21. 如图,空间有垂直于平面的匀强磁场。的时刻,一电子以速度经过轴上的A点,方向沿轴正方向。A点坐标为,其中R为电子在磁场中做圆周运动的轨道半径。不计重力影响。则以下说法不正确的是( )
A. 电子经过轴时,速度大小仍为
B. 电子在时,第一次经过轴
C. 电子第一次经过轴的坐标为
D. 电子第一次经过轴的坐标为
第II卷(共10道题,共174分)
二. 实验题(17分)
22.(1)有以下几个实验:
A. 用单摆测定重力加速度;
B. 研究匀变速直线运动;
C. 验证机械能守恒定律;
D. 验证动量守恒定律。
上述实验中需要打点计时器的实验是: ;需要天平的实验是:
;需要刻度尺(或三角板)的实验是: 。
(2)从下面给定的器材中选出适当的实验器材(有些器材的阻值是大约值,有些器材的阻值是准确值),设计一个测量阻值约为的电阻的电路,要求方法简捷,要尽可能提高测量的精度。
电流表,量程,内阻
电流表,量程,内阻
电流表,量程,内阻
电压表,量程10V,内阻
电压表,量程3V,内阻
滑动变阻器R1,全阻值50,额定电流为1A
滑动变阻器R2,全阻值500,额定电流为1A
电池组,电动势3V,内阻很小但不能忽略
开关及导线若干
① 测量电路中电流表应选 ,电压表应选 ,滑动变阻器应选
(填代号)
② 在下图所示的虚线框中画出测量的电路图。


③ 在所测量数据中选一组数据计算,计算表达式为 ,式中各物理量分别表示: 。
23.(17分)如图所示,电容器两极板相距,两板间电压为U,极板间的匀强磁场的磁感应强度为B1,一束电荷量相同的带正电的粒子从图示方向射入电容器,沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2匀强磁场,结果分别打在两点,两点间距为。粒子所带电量为,且不计粒子所受重力。求:
(1)粒子进入B2磁场时的速度;
(2)打在两点的粒子的质量之差是多大?
24.(18分)如图所示,半径的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A。一质量的小球,以初速度在水平地面上向左作加速度的匀减速直线运动,运动后,冲上竖直半圆环,最后小球落在C点。求A、C间的距离(取重力加速度)
25.(20分)如图所示,两条光滑的绝缘导轨,导轨的水平部分与圆弧部分平滑连接,两导轨间距为L,导轨的水平部分有段相同的匀强磁场区域(图中的虚线范围),磁场方向竖直向上,磁场的磁感应强度为B,磁场的宽度为S,相邻磁场区域的间距也为S,S大于L,磁场左、右两边界均与导轨垂直,现有一质量为,电阻为,边长为L的正方形金属框,由圆弧导轨上某高度处静止释放,金属框滑上水平导轨,在水平导轨上滑行一段时间进入磁场区域,最终线框恰好完全通过段磁场区域。地球表面处的重力加速度为,感应电流的磁场可以忽略不计。求:
(1)刚开始下滑时,金属框重心离水平导轨所在平面的高度。
(2)整个过程中金属框内产生的电热。
(3)金属框完全进入第()段磁场区域前的时刻,金属框中的电功率。
26.(17分)化合物M的化学式为,A、B、C是三种处于不同短周期的元素。且已知:① B与C按的原子个数比结合成负一价原子团,再与A结合成化合物M;② 、、均为整数,且;③ 取一定量M与过量水反应,产生气体N,同时生成白色胶状沉淀R,R既溶于溶液又溶于盐酸溶液;④ 同温同压下由B、C组成的N气体完全燃烧时需,燃烧产物只有和。若N完全燃烧生成液态水时,能放出热量。
试回答下列问题:
(1)R与溶液反应的离子方程式 ;
(2)N燃烧的热化学方程式 ;
(3)M的化学式为 ;M与水反应的化学方程式为 。
(4)若在托盘天平的两端分别放置一个盛有等体积盐酸和溶液的烧杯,调节天平使之平衡之后,再向两烧杯中加入等质量的过量A粉。若反应完毕后天平仍保持平衡,则盐酸与溶液的物质的量浓度之比为 。
27.(19分)某制糖厂以甘蔗为原料制糖,同时得到大量的甘蔗渣,对甘蔗进行综合利用不仅可以提高经济效益,而且还能防止环境污染,现按以下方式进行:
已知F、H均是具有香味的液体,F为E的三聚合物,并具有特殊的无羟基6元环状对称结构,试填空:
(1)A的名称 ;H的名称 ;
(2)的化学方程式 ;
(3)的化学方程式 ;
(4)F的结构简式: 。
(5)H的含有“”结构的同分异构体最多有 种。写出H具有不同种类的任意两种同分异构体的结构简式 , 。
28.(19分)某研究性学习小组设计了如下图所示的定量测定装置,其中B是底面积为、高的圆筒状玻璃容器(带密封盖),上面标有以厘米为单位的刻度。其他夹持装置已略去。
I. 甲同学用这套装置测定出了空气中氧气的体积分数,他的操作过程是:
① 检查装置的气密性。② 加入液体C,调整A的高度,使B中液面至刻度处。③ 将过量的铁粉平铺在电热板上,盖紧容器。④ 通电加热铁粉,待充分反应后,冷却到原来的状况,调整A的高度使容器A、B中的液面保持水平,记录液面刻度。请回答下列问题:
(1)在操作①中检测装置气密性的方法是 。
(2)在该同学的实验中,下列物质不能用于代替铁粉的有 。
A. 红磷 B. 木炭 C. 铜粉
(3)操作④结束时,与装置B中液面最接近的刻度是 cm(填整数)。
II. 乙同学欲用此装置测定铁在氯气中燃烧产物的化学式。他的操作与甲不同之处有:将操作③中铁粉的质量改为,并使容器B充满氯气后,再盖紧容器。请回答下列问题:
(1)在乙同学的实验中,下列试剂中适合于做液体C的有 。
A. 水 B. 氢氧化钠溶液 C. 饱和食盐水
(2)实验结束后,液面在刻度处。若将当时的实验条件近似看做标准状况,请据此计算生成物中的值是 (计算结果保留1位小数)
(3)上面的实验结果比理论值 (填“偏大”、“偏小”),误差产生的原因可能是 。
29.(11分)为测定钢铁中硫的含量,称取试样,高温下在氧气流中燃烧,使试样中的硫全部转化为二氧化硫。将燃烧后的气体通入加有淀粉指示剂的溶液中吸收,并用已知浓度的碘溶液进行滴定。
(1)滴定过程中反应的化学方程式是 。
(2)若到达滴定终点时,消耗浓度为的碘溶液,则试样中硫的质量分数的计算式(请化简)为 。
(3)为了快速测定结果,配制一定浓度的碘溶液时,要使每消耗碘溶液相当于试样中含硫。则该碘溶液的物质的量浓度应是 mol/L。
30.(一)(8分)干扰素是一类具有很高生物活性的糖蛋白,它具有抑制多种病毒的复制功能,是一种广谱抗病毒物质。根据下面干扰素抑制病毒复制过程示意图,回答下列相关问题。
(1)组成干扰素的基本单位是 ;组成干扰素基因的基本单位是 。
(2)从图示看,干扰素抑制病毒复制的原因是 。
(3)美国一家公司用转基因技术生产干扰素,首先从人的 细胞中提取目的基因,使之与细菌的质粒结合,这两步所用的工具酶为 ,然后移植到酵母菌体内,使干扰素基因在酵母菌中得以表达。
(二)(10分)生态学家以“保护和利用草原生态系统”为课题,对某草原进行了几项专题研究,并绘制了如下两图。图甲表示一个鼠群引入一个草原生态系统后的种群增长曲线;图乙表示单位面积放牧量与生产者的净生产量的关系,虚线表示未放牧时,草原中生产者的净生产量。请分析回答下列问题。
(1)图甲中导致鼠群BC段数量变化的直接因素是 。
(2)图甲中的CD段表示鼠群数量不再增长,其原因可能是 。
(3)由图乙可知,适度放牧可以使草原生态系统的生产者的净生产量有所上升,原因在于适度放牧可以促进草的分蘖,增加有效光合面积。但图乙中的点所对应的放牧量应为该草原的最大控制的放牧量,原因是 。
(4)如果该草原的放牧量长期维持在点,可能引起的后果是 。该研究结果给我们的启示为 。
31.(一)(8分)将培养在完全营养液中的某观赏花卉幼苗分成两组,分别置于0和16条件下培养,然后测定其根吸收水分和矿质元素的量,结果如下图所示。请分析并回答有关问题。
(1)上述结果表明,16条件下根吸收水分比在0条件下增加,主要是因为植物
增强而引起的。
(2)当向营养液中通入充足的空气时,根吸收镁和铵的量都增加,说明根吸收这两种物质的主要方式是 。
(3)利用组织培养的方法可以快速、大量繁殖此植物。在培养时,取该植物的花芽的部分组织并将它们接种在培养基上。由花芽的部分组织经过 ,才能形成幼苗。在培养过程中,诱导芽和根形成的关键是 。
(二)(10分)帕金森氏症的主要症状表现为运动时不自主地震颤,患者十分痛苦。瑞典科学家卡尔松的研究表明,神经末梢中的“多巴胺”缺乏是帕金森氏病的病因,并找到了“多巴”作为缓解该病的有效药物,卡尔松因此获得2000年诺贝尔生理学医学奖。现在已知“多巴”可以在人体内转化成“多巴胺”;而一种名为“利血平”的药物可耗竭神经末梢中的多巴胺。为了验证“多巴胺缺乏是引起运动震颤的原因”,请你依据所给的材料和用品来补充和完善实验设计的方法步骤,并预测实验现象,得出结论。
(一)主要实验材料和用品:小鼠、生理盐水、用生理盐水配制的一定浓度的利血平溶液,用生理盐水配制的一定浓度的多巴溶液等。
(二)实验步骤:
(1)把生长发育状况相同的健康小鼠分为数量相等的 组。
(2) ,随后将它们在相同的条件下饲养一段时间,预测小鼠将出现的运动状况是 。
(3)继续实验, ,然后将它们仍在相同条件下饲养一段时间,预测小鼠将出现的运动状况是 。
(三)实验结论。
【试题答案一】
1. C 2. D 3. C 4. C 5. B 6. D 7. C 8. D 9. A
10. D 11. D 12. D 13. C 14. AB 15. C
16.(1)0.0536mol/L
(2)Ag2SO4固体过量,该溶液仍为Ag2SO4饱和溶液,所以C(Ag+)=0.0536mol/L
(3)0.489L
17.(1)m高温=15.6g m低温=36.9g
(2)KNO3和NaCl m高温=15.6g m低温=36.9g
18.(1)100g (2)47.5% 19. 378
【试题答案二】
第Ⅰ卷(每小题6分,共126分)
1. B 2. C 3. D 4. D 5. A 6. C 7. B
8. A 9. B 10. D 11. C 12. C 13. B 14. A
15. C 16. C 17. B 18. A 19. B 20. A 21. D
第Ⅱ卷(共10道题,共174分)
22.(一)B、C;D;ABCD
(二)(1)
(2)
(3)(3分);表示电压表的示数,表示电流表的示数,表示电流表的内阻。(1分)
23. 答案:(1) (2)
(1)由于粒子沿直线运动,所以(4分)(4分)
(2)以速度v进入的粒子有:(2分)(2分)
所以(2分)(3分)
24. 答案:水平向左减速运动:
∴(4分)
AB段圆周运动在B点只受重力则有
∴ (4分)
AB段机械能守恒有
解之有(5分)
BC平抛有
∴ (秒)(3分)
水平有(米)(2分)
25. 答案:
(1) (2)
(3)
(1)设金属框在进入第一段匀强磁场区域前的速度为,金属框在进入和穿出第一段匀强磁场区域的过程中,线框中产生平均感应电动势为
平均电流强度为(不考虑电流方向变化)
由动量定理得:
同理可得:
……
整个过程累计得:
解得:
金属框沿斜面下滑机械能守恒:
(2)金属框中产生的热量
(3)金属框穿过第()个磁场区域后,由动量定理得:
金属框完全进入第个磁场区域的过程中,由动量定理得:
解得:
功率
26.(17分)
(1)(3分)
(2);(4分)
(3)(3分) (3分)
(4)(4分)
27.(19分)
(1)纤维素(2分);乙酸乙酯(2分)
(2)(3分)
(3)(3分)
(4)(3分)
(5)5(2分)(2分)(2分)(合理答案均给分)
28.(19分)
I.(1)盖紧B的盖子,向A中加水,使A中的水面高于容器B中的水面,放置一段时间,若A中的液面不下降,则证明其气密性良好。(3分)(合理答案均给分)
(2)B(2分)
(3)12(3分)
II.(1)C(2分)
(2)3.3(4分)
(3)偏大(2分);少量氯气溶解在食盐水中、氯气有泄漏、读数时A的液面比B高(其他合理说法也可)(3分)
29.(11分)
(1)(3分)
(2)(4分)
(3)(4分)
30.(一)(8分)
(1)氨基酸和葡萄糖(2分) 脱氧核苷酸(1分)
(2)干扰素诱导产生的抗病毒蛋白,抑制病毒的翻译过程(或抑制病毒蛋白质的合成)(2分)
(3)T淋巴(2分) 限制性内切酶、DNA连接酶(1分)
(二)(10分)
(1)出生率大于死亡率
(2)鼠类天敌的数量增加,种内斗争加剧
(3)当放牧量超过最大控制放牧量时,该草原生态系统生产者净生产量下降
(4)草场退化等;不能超载放牧(其它答案合理也可以)
31.(一)(8分)
(1)蒸腾作用
(2)主动动输
(3)脱分化和再分化;培养基中吲哚乙酸和细胞分裂素含量之间的比例
(二)(10分)
(1)A、B两(1分)
(2)A组注射一定浓度的利血平溶液,B组注射等量的生理盐水(2分)
A组出现运动震颤,B组运动正常(2分)
(3)A组注射一定浓度的多巴溶液,B组注射等量的生理盐水(2分)
A组运动恢复正常,B组运动正常(2分)
(三)多巴胺缺乏是引起运动震颤的原因(1分)
【励志故事】
机会的意义
一个人在海上遇难,漂流到了一个小岛上,他建了个小木房,还储存了一些食物在里面。每天他想尽办法寻找生机,一大早就要登上高处张望。可一个星期过去了,一只木船的影子也没看见。
这天,他正在岸边张望,突然狂风大作,雷电轰鸣。一回头,他看见自己的木棚方向升起浓烟,他急忙跑回去,原来雷电点燃了他的木房,大火熊熊燃烧起来,他真希望能赶快下一场雨浇灭这场火,因为他所有的食物都在里面!可是,火渐渐地把棚子烧成了灰烬,天却渐渐地转晴了,一滴雨也没下。
他绝望了,认为这是上帝的惩罚。他心灰意冷地到一棵树上结束了自己的生命。
就在他停止呼吸后不久,一艘船开了过来,人们来到岛上,船长一看见灰烬和吊在树上的尸体就明白了一切,他说;“他没有想到失火后冒出的浓烟把我们的船引到这里,他只要再坚持一会儿就会获救的。”
机会常常在最意想不到的时刻到来,对于我们来说,不仅要有创造机会的能力,还要有等待机会的勇气,就像在漫漫长夜等待黎明,太阳总是在最黑暗的时刻后升起。
年级 高三 学科 化学 版本 人教版 期数 5632
内容标题 化学计算—1及理综试卷
分类索引号   G.623.3 分类索引描述   学习资料
主题词 化学计算—1及理综试卷 栏目名称  同步课堂
编稿老师 张欣 审稿老师
录入 杨宁 一校 王静 二校 郭靖 审核
A.m=160/250n
B.m=1600n/(2500+9n)
C.1600n/(2500+16n)
D.1600n/(2500+25n)
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本卷第 页(共39页)高中有机化学规律总结
一、综观近几年来的高考有机化学试题中有关有机物组成和结构部分的题型,其共同特点是:通过题给某一有机物的化学式或式量,结合该有机物性质,对该有机物的结构进行发散性的思维和推理,从而考查“对微观结构的一定想象力”。为此,必须对有机物的化学式或式量具有一定的结构化处理的本领,才能从根本上提高自身的“空间想象能力”。
1. 式量相等下的化学式的相互转化关系:
一定式量的有机物若要保持式量不变,可采用以下方法:
1 若少1个碳原子,则增加12个氢原子。
2 若少1个碳原子,4个氢原子,则增加1个氧原子。
3 若少4个碳原子,则增加3个氧原子。
1. 有机物化学式结构化的处理方法
若用CnHmOz m≤2n+2,z≥0,m、n N,z属非负整数表示烃或烃的含氧衍生物,则可将其与CnH2n+2Ozz≥0相比较,若少于两个H原子,则相当于原有机物中有一个C=C,不难发现,有机物CnHmOz分子结构中C=C数目为个,然后以双键为基准进行以下处理:
1 一个C=C相当于一个环。
2 一个碳碳叁键相当于二个碳碳双键或一个碳碳双键和一个环。
3 一个苯环相当于四个碳碳双键或两个碳碳叁键或其它见2。
4 一个羰基相当于一个碳碳双键。
二、有机物结构的推断是高考常见的题型,学习时要掌握以下规律:
1.不饱和键数目的确定
1 有机物与H2或X2完全加成时,若物质的量之比为1∶1,则该有机物含有一个双键;1∶2时,则该有机物含有一个叁键或两个双键;1∶3时,则该有机物含有三个双键或一个苯环或其它等价形式。
2 由不饱和度确定有机物的大致结构:
对于烃类物质CnHm,其不饱和度=
1 C=C:=1;
1 CC:=2;
1 环:=1;
1 苯:=4;
1 萘:=7;
1 复杂的环烃的不饱和度等于打开碳碳键形成开链化合物的数目。
2.符合一定碳、氢之比的有机物
C∶H=1∶1的有:乙炔、苯、苯乙烯、苯酚等;
C∶H=1∶2的有:甲醛、乙酸、甲酸甲酯、葡萄糖、果糖、单烯烃、环烷烃等;
C∶H=1∶4的有:甲烷、甲醇、尿素等。
近几年有关推测有机物结构的试题,有这样几种题型:
1.根据加成及其衍变关系推断
这类题目的特点是:通过有机物的性质推断其结构。解此类题目的依据是:烃、醇、醛、羧酸、酯的化学性质,通过知识串联,综合推理,得出有机物的结构简式。具体方法是:① 以加成反应判断有机物结构,用H2、Br2等的量确定分子中不饱和键类型双键或叁键和数目;或以碳的四价及加成产物的结构确定不饱和键位置。② 根据有机物的衍变关系推断有机物的结构,要找出衍变关系中的突破口,然后逐层推导得出结论。
2.根据高聚物或单体确定单体或高聚物
这类题目在前几年高考题中经常出现,其解题依据是:加聚反应和缩聚反应原理。方法是:按照加聚反应或缩聚反应原理,由高分子的键节,采用逆向思维,反推单体的结构。由加聚反应得到的高分子求单体,只要知道这个高分子的键节,将链节端点的一个价键向括号内作顺次间隔转移,即可得到单体的结构简式;
1 常见加聚反应的类型有:
① 同一种单体加聚,该单体一般是单烯烃或共轭二烯烃。
② 由不同单体加聚,单体一般为烯烃。
2 常见缩聚反应的类型有:
① 酚醛缩聚。
② 氨基酸缩聚。
由高聚物找单体,一般将高聚物主链上的碳原子以偶数个断裂;若按此断裂写不出单体,一般此高聚物为缩聚反应得到的高聚物,要补充消去的小分子物质。
1. 由有机物完全燃烧确定有机物结构
通过完全燃烧有机物,根据CO2和H2O的量,推测有机物的结构,是前几年高考试题的热点题。有以下几种方法。
1 有机物分子组成通式的应用
这类题目的特点是:运用有机物分子组成的通式,导出规律。再由规律解题,达到快速准确的目的。
规律1:最简式相同的有机物,无论多少种,以何种比例混合,混合物中元素质量比值相同。要注意:① 含有n个碳原子的饱和一元醛或酮与含有2n个碳原子的饱和一元羧酸和酯具有相同的最简式;② 含有n个碳原子的炔烃与含有3n个碳原子的苯及其同系物具有相同的最简式。
规律2:具有相同的相对分子质量的有机物为:① 含有n个碳原子的醇或醚与含有n-1个碳原子的同类型羧酸和酯。② 含有n个碳原子的烷烃与含有n-1个碳原子的饱和一元醛或酮。此规律用于同分异构体的推断。
规律3:由相对分子质量求有机物的分子式设烃的相对分子质量为M ① 得整数商和余数,商为可能的最大碳原子数,余数为最小氢原子数。② 的余数为0或碳原子数≥
6时,将碳原子数依次减少一个,每减少一个碳原子即增加12个氢原子,直到饱和为止。
2 有机物燃烧通式的应用
解题的依据是烃及其含氧衍生物的燃烧通式。
烃:4CxHy+(4x+y)O2 4xCO2+2yH2O
或CxHy+(x+)O2 xCO2+H2O
烃的含氧衍生物:4CxHyOz+(4x+y-2z)O2 4xCO2+2yH2O
或CxHyOz+(x+-)O2 xCO2+H2O
由此可得出三条规律:
规律1:耗氧量大小的比较
1 等质量的烃CxHy完全燃烧时,耗氧量及生成的CO2和H2O的量均决定于的比值大小。比值越大,耗氧量越多。
2 等质量具有相同最简式的有机物完全燃烧时,其耗氧量相等,燃烧产物相同,比例亦相同。
3 等物质的量的烃CxHy及其含氧衍生物CxHyOz完全燃烧时的耗氧量取决于x+-,其值越大,耗氧量越多。
4 等物质的量的不饱和烃与该烃和水加成的产物如乙烯与乙醇、乙炔与乙醛等或加成产物的同分异构完全燃烧,耗氧量相等。即每增加一个氧原子便内耗两个氢原子。
规律2:气态烃CxHy在氧气中完全燃烧后反应前后温度不变且高于100℃:
若y=4,V总不变;有CH4、C2H4、C3H4、C4H4
若y<4,V总减小,压强减小;只有乙炔
若y>4,V总增大,压强增大。
规律3:1 相同状况下,有机物燃烧后
<1 时为醇或烷;
nCO2∶nH2O =1为符合CnH2nOx的有机物;
>1时为炔烃或苯及其同系物。
2 分子中具有相同碳或氢原子数的有机物混合,只要混合物总物质的量恒定,完全燃烧后产生的CO2或H2O的量也一定是恒定值。
解有机物的结构题一般有两种思维程序:
程序一:有机物的分子式—已知基团的化学式=剩余部分的化学式 该有机物的结构简式
结合其它已知条件
程序二:有机物的分子量—已知基团的式量=剩余部分的式量剩余部分的化学式推断该有机物的结构简式。
摘自“高考全程总复习”化学
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本卷第 页(共4页)高考化学考点解析全程复习考点:钠及其化合物的性质
1. 复习重点
1.从钠原子结构特征认识钠的化学性质;Na2O和Na2O2的对比,Na2CO3与NaHCO3比较;碱金属元素的原子结构及物理性质比较
2.对实验现象的分析及钠的化学性质;Na2CO3与NaHCO3的鉴别,Na2CO3与NaHCO3之间的除杂问题
2.难点聚焦
一.钠的性质
(1)钠的物理性质及钠跟水的反应
新切开的钠的断面是光亮的银白色,易跟氧起反应,但产物较复杂,如氧化钠(Na2O)、过氧化钠(Na2O2)等.
金属钠跟水反应生成氢气的实验,用拇指堵住试管口倒放入烧杯中,这样的操作对学生来讲,不熟练可能会使一部分空气进入试管.所以在正式做收集气体的实验之前,教师可安排学生练习几次放入试管的操作.如果操作还是有困难,可用一个与试管口大小合适的橡皮塞堵住试管口,放入水中后再拔去橡皮塞.本实验也可以用水槽代替烧杯,这样口径比较大,操作方便.
注意在实验时不能取用较大的钠块.这是因为钠的性质很活泼,它跟水反应时放出大量的热,甚至能使周围的水沸腾,因此钠同时也跟水蒸气反应.如果在水面上游动的钠被容器壁上的油污粘住,不能游动,放出的热不易扩散,会使氢气着火燃烧,甚至还会发生小爆炸,使生成的氢氧化钠飞溅出来.
(2)钠与氧气的反应
在做钠与氧气反应的实验时,为了保证倾斜的空气能够流通,玻璃管不能太细,而且装入玻璃管中的钠粒不能太大.待玻璃管中的钠受热溶化并开始燃烧时,稍稍倾斜玻璃管即可看到燃烧后由白色变为黄色的过程.实验时如果没有太粗的玻璃管,也可用去底的试管代替.注意本实验中所用的钠块,应去掉其表面的氧化物,否则燃烧时会使试管壁显黑色,影响对实验现象的观察.
2.碳酸氢钠受热分解
碳酸氢钠粉末在试管中应铺平些,这样受热比较均匀,分解也比较完全,澄清的石灰水变浑浊后,应将盛石灰水的试管移去,因为若通入过多的二氧化碳,会使生成的碳酸钙变成碳酸氢钙而溶解于水中,使浑浊现象消失.
当实验结束时,一定要先移去装有石灰水的烧杯,再熄灭酒精灯,以防止水倒流,使试管炸裂.
3.碳酸钠和碳酸氢钠与酸的反应
本实验也可采用下述方法进行:
取相同式样的100 mL细口瓶两只,各注入25 mL 1.0 moL·L-1 HCl溶液.再取两只气球,一只装入1.0 g无水碳酸钠,另一只装入1.0 g碳酸氢钠,分别套在两只细口瓶的口上.
实验时,掀起两只气球,使里面的固体全部落到细口瓶里的盐酸中,比较反应的剧烈程度,碳酸氢钠的反应剧烈得多,碳酸氢钠放出的气体也比碳酸钠多.
4.焰色反应
这个实验是以不同的碱金属盐类呈现各自的特征焰色为基础的,为了能够便于观察,最好用无色火焰,所以用煤气灯较好,因煤气灯的火焰本身颜色较微弱,干扰较小.一般酒精灯火焰呈杂色,可向学生作适当说明,每做一次实验,都要把铂丝重新用稀盐酸和蒸馏水反复洗净,再在火焰上灼烧至无色,才可继续做实验.做焰色反应实验时,要把蘸有金属化合物溶液的铂丝放在灯焰外焰上灼烧,使形成的火焰较长,焰色反应现象比较明显.
焰色反应实验也可采用下述方法进行:
在铁丝(或玻璃棒)一端捆少量棉花,蘸些酒精,在酒精灯火焰上点燃,向燃着的棉花上滴钠盐或钾盐的溶液.
如无铂丝,可用无锈洁净的铁丝代替,也能得到较好的效果.
做焰色反应实验时,溶液的浓度大一些为好,浓度太小呈现的焰色很快消去,不易观察,做实验时,可以用铂丝蘸一些蒸馏水后再蘸一些盐的粉末,然后进行灼烧,这样效果更明显.
实验完毕,要把装在玻璃棒上的铂丝放在盐酸里浸渍2 min~3 min,再用蒸馏水洗净,保存在试管里,使它洁净无垢.
二、钠的性质
1.钠的物理性质
(1)实验过程
将钠用镊子从煤油中取出,用滤纸吸干煤油,然后在玻璃片上将钠用小刀切下一小块(豆粒大小),进行观察,并注意切面的变化.
(2)注意事项
①取钠时要用镊子夹取、不能用手拿,因为易与汗液反应,灼伤腐蚀皮肤.
②取出钠后要迅速吸干煤油,并要放到玻璃上切割.
③钠用剩后要放回盛钠的试剂瓶,不能乱扔乱放,因为钠很活泼容易引起危险.
④钠与O2反应很容易,在观察钠的颜色光泽时要在切割后立即观察.
(3)实验现象
切面银白色,但迅速变暗(4Na+O2=2Na2O等),失去金属光泽.
(4)实验结论
金属钠硬度很小(质软),具有银白色金属光泽,很容易被空气氧化.
2.钠与水的反应
(1)实验过程:①②③④
Na与水的反应
图2—7
(2)反应原理:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
(3)注意事项:取钠不要太大,钠块过大,会发生爆炸.
(4)实验现象:①钠与水剧烈反应、②钠熔化成小球、③钠球在水面上不停地滚动、④有气体生成,并发出嘶嘶声.
(5)实验结论:钠与水反应剧烈,生成碱并放出气体.
3.收集并检验钠与水反应放出的气体
(1)实验过程:①②③④⑤
收集并检验Na与水反应生成的气体
图2—8
(2)反应原理:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,2H2+O22H2O.
(3)注意事项
①试管内要装满水,不要留有气泡,以防点燃时发生爆炸.
②钠不要太大,用刺有小孔的铝箔包住.包裹时不要用手触摸金属钠.
③试管中气体集满后,不要急于从水中取出试管,应待钠反应完毕后再取试管,以避免在取试管时,皮肤蘸上钠而灼伤.
④试管从取出到移近火焰过程中要始终倒立,点燃时可将试管微微倾斜.
(4)实验现象:试管内气体被点燃发出尖锐的爆鸣声.
(5)实验结论:钠与水反应剧烈,生成碱放出氢气.
4.钠和氧气的反应
(1)实验过程:①②③④⑤⑥⑦
钠与氧气的反应
图2—9
(2)反应原理:2Na+O2Na2O2,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
(3)注意事项
①玻璃管中装的钠不能太大,太大反应太剧烈,会将玻璃管炸裂.
②反应开始时,即钠熔成小球后要稍稍倾斜玻璃管,但是角度不能太大,以防止钠从玻璃管中脱出.并能保证空气疏通从而观察到明显现象.
③在取钠时要将其表面的氧化物用小刀除去,用纯钠进行实验.因为表面被氧化的钠在受热熔化后,钠表面会有一层黑色而影响实验现象的观察.
④加热时间不能太长,否则钠与O2迅速反应、燃烧起来,现象就不是很明显了.
⑤盛Na2O2的小试管要干燥.
(4)实验现象
钠熔成小球,先变成白色后变成淡黄色固体,淡黄色固体遇水放出使带火星木条复燃的气体.
(5)实验结论
钠熔点低,与O2加热反应生成Na2O2,Na2O2遇水生成O2.
二、NaHCO3的分解
(1)实验过程
①用一干燥大试管,装入NaHCO3粉末.(大约占试管容积1/6)
②将大试管用带导气管的单孔塞塞紧.并将大试管固定在铁架台上,且试管口稍向下倾斜.
③大试管上的导气管另一端插入到盛有澄清石灰水的试管中.
④用酒精灯加热,先均匀受热,然后固定在药品多的部位加热.
⑤当试管中产生气体减少时,先把导管从澄清石灰水中拿出来,再熄灭酒精灯
(2)反应原理
2NaHCO3Na2CO3+H2O↑+CO2↑
(3)注意事项
①装药品时,应将药品倾斜地铺在试管底部,以便于受热.
②固定大试管时,应夹在其中上部(离管口1/3处)且要使试管口略向下倾斜.防止反应生成的水冷却回流而将试管炸裂.
③当试管中产生气体减少时,若停止实验,应先将导气管从石灰水中取出来,再撤去酒精灯停止加热,否则,会使石灰水倒吸而引起试管炸裂.
(4)实验现象
澄清石灰水变浑浊,大试管内壁有水生成.
(5)实验结论
NaHCO3受热易发生分解反应.
三、Na2CO3和NaHCO3与酸的反应
(1)实验步骤
图2—10
(2)反应原理
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑或CO+2H+=H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑或HCO+H+H2O+CO2↑
(3)注意事项:使用的盐酸浓度不能太大,否则生成的气泡太多太迅速而溢出试管.
(4)实验现象和结论
两者都与盐酸反应生成使澄清石灰水变浑浊的气体,但NaHCO3与盐酸反应更剧烈.
三.实验思考
1.若钠、钾等碱金属在空气中失火,可否用水或CO2灭火,为什么 用什么灭火效果好
答案:钠、钾等碱金属失火不能用水灭火,因为它们与水反应剧烈,且产生易燃气体H2,易导致爆炸发生;也不能用CO2灭火,因为Na、K有还原性,能夺去CO2中的氧继续燃烧.
钠、钾失火可用沙土、抹布扑灭或盖灭.
2.万一被钠灼伤了皮肤,应该怎么办
答案:万一被钠灼伤了皮肤,应先用稀醋酸洗涤,然后再涂上3%~5%的硼酸溶液.情况严重者速到医院烧伤科救治.
3.用稀盐酸与Na2CO3还是NaHCO3制作的灭火器灭火效果好,有哪些优点
答案:用稀盐酸与NaHCO3制作的灭火器灭火效果好.优点有二:①产生气体速度快,②产生气体CO2多.
4.实验室中做固体受热生成气体反应的实验注意事项有哪些
答案:实验室固体受热生成气体的装置都可用制O2装置.注意事项:①试管应夹持在其中上部(或离管口1/3处);②试管口应略向下倾斜,因为实验室中的药品不是很干燥,加热时有水生成,或固体反应时生成水,若不略向下倾斜会使水倒流把试管炸裂;③受热时先均匀加热试管底部,然后固定在药品集中的部位加热.
5.焰色反应操作的注意事项有哪些?
答案:(1)所用火焰本身的颜色要浅,以免干扰观察.
(2)蘸取待测物的金属丝本身在火焰上灼烧时应无颜色,同时熔点要高,不易被氧化.用铂丝效果最好,也可用铁丝、镍丝、钨丝等来代替铂丝.但不能用铜丝,因为它在灼烧时有绿色火焰产生.
(3)金属丝在使用前要用稀盐酸将其表面的氧化物洗净,然后在火焰上灼烧至无色,以除去能起焰色反应的少量杂质.
(4)观察钾的焰色时,要透过蓝色的钴玻璃片,因为钾中常混有钠的化合物杂质,蓝色钴玻璃可以滤去黄色火焰,以看清钾的紫色火焰.
四.知识网络
3. 例题精讲
例1 下列关于钠的说法不正确的是[ ]
A、金属钠和氧气反应,条件不同,产物不同
B、钠钾合金通常状况下呈液态,可作原子反应堆的导热剂
C、钠的化学活泼性很强,少量的钠可保存在有机溶剂中
D、由于钠比较活泼,所以它能从溶液中置换出金属活动顺序表中钠后面的金属
解析 ,,A正确;B的说法是正确的,这是钠的重要用途之一;钠的保存原则是将钠与空气和水隔绝,故应保存在密度小于钠的有机溶剂中,,故C不正确;盐溶液中的金属阳离子周围有一定数目的水分子包围着,不能和钠直接接触,另外,钠跟水反应速率很快,故不能从盐溶液中置换出金属。
答案 C、D
例2 将少量金属钠分别投入下列物质的水溶液中,有气体放出,且溶液质量减轻的是[ ]
A、 B、 C、 D、
解析 少量钠投入上述四种物质的水溶液中,均有产生,故都满足题目的第一个条件“有气体放出”,而反应后“溶液质量减轻”是指投入的金属钠的质量小于脱离溶液的物质的质量。在A、B、C三个选项中一只有放出,故溶液质量是增加的。D选项中由于与反应生成的NaOH还能继续与反应析出沉淀:,反应后溶液质量减轻。
答案 D
例3 用金属钠制取通常采用下法:,试说明不采用钠在氧气中燃烧而用此法制取的原因:
解析 钠在氧气中燃烧将生成,而题示反应有生成,在氮气流中就不会被进一步氧化成。
答案 钠在氧气中燃烧将得到,利用题给方法制得氧化钠同时生成,作为保护气,防止进一步被氧化为。
例4 将4.6 g钠与1.6g硫粉迅速混合起来,并放在石棉网上加热,反应后生成的固体是[ ]
A、黄色固体混合物 B、硫与硫化钠
C、过氧化钠与硫化钠 D、氧化钠与硫化钠
解析 在加热条件下,钠既能与硫化合生成,也能与空气中的氧气反应生成,而钠又是过量的,所以除生成外还有生成。
答案 A、C
例5 A、B、C、D、E五种物质都含有同一元素,它们按下图所示关系相互转化,已知A为单质。
(1)写出A~E的化学式
(2)分别写出有关反应的化学方程式,其中属于氧化还原反应的,请标出电子转移的方向和数目
①A→B:________ ②A→C:________ ③A→D:________
④C→D:________ ⑤C→E:________ ⑥D→E:________
解析 本题属于根据图示转化关系进行物质判断的测试题,该题以第一步转化“A→B”、“A→C”为突破口,即单质与氧气的反应因条件不同(点燃与常温)而产物不同,根据目前所学,很容易想到金属钠,由此推出B为,C为。然后顺其性质往下推,由框图可知A、B、C 3种物质均可转化为D,不难判断D为。最后根据B、C、D在一定条件下都能转化为E,推出E为。
答案 (1) 、、、、
(2)①, ②,
③, ④,
⑤,
⑥(非氧化还原反应)。
例6 2.1g 和组成混合气体与足量的充分反应后,立即通入足量的固体中,固体质量增加[ ]
A、2.1g B、3.6 g C、7.2 g D、不可确定
解析 和与燃烧的化学方程式为:,;
、跟的反应分别为:,。
从4个化学方程式可以看出:增加的质量恰好为和混合气体的质量,即。
答案 A
例7 根据图示回答,经数小时后,U形管A、B两处的液面会出现下列哪种情况(实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动,瓶口密封,忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响) [ ]
A、A处上升,B处下降 B、A、B两处都下降
C、A处下降,B处上升 D、A、B两处都不变
解析 小白鼠吸收,呼出,呼出的被溶液吸收,导致内压减小,故A处下降、B处上升。
答案 C
例8 苏打和小苏打有着广泛应用,试从反应物用量角度说明,在下列用途中选(A)苏打,还是(B)小苏打,并说明原因。
(1)做面条时防止面粉较长时间储存变酸味,常加入适量的碱面,选用________,因为________。
(2)作为泡沫灭火器的药品,选用________,因为________。
(3)用于洗涤餐具及实验室的玻璃仪器等,选用________,因为________(提示:二者水溶液均显碱性,且苏打的碱性强)。
(4)治疗胃酸过多时,选用________,因为________。
解析 本题紧扣本节重点,纯碱和小苏打性质联系用途,由课本演示实验可知:,,等量酸耗苏打的质量相对小;产生等量时耗小苏打少;而做洗涤剂和中和胃酸均利用其碱性,前者当然碱性强,洗涤效果好,但碱性太强不利于健康。
答案 (1)A,因为中和等量的,比的用量少(质量比为53∶84)。
(2)B,因为产生等量的时,比的用量少(质量比为84∶106),且产生的速率大。
(3)A,因为碱性强,洗涤效果好。
(4)B,因为适量中和部分胃酸,若用苏打碱性太强,有腐蚀性,不利于人的健康。
例9 某干燥粉末可能由、、、、中的一种或几种组成。将该粉末与足量的盐酸反应,有气体X逸出,X通过足量的溶液后体积缩小(同温、同压下测定)。若将原来混合粉末在空气中用酒精灯加热,也有气体放出,且剩余固体的质量大于原混合粉末的质量,下列判断正确的是[ ]
A、粉末中一定有,,
B、粉末中一定不含有和
C、粉末中一定不含有和
D、无法肯定粉末里是否含有和
解析 与盐酸反应产生气体的物质可能有、和,气体X通过足量的溶液后体积缩小(而不是气体全部消失),说明X由和组成,原粉末中、和至少有一种一定存在。将原混合粉末加热,有气体放出,说明混合物中一定有,但受热分解会使混合物粉末质量减少,而实际剩余固体的质量都增加了,原因只能是发生了反应:。综上分析,混合物中有、、,无法确定混合物中是否有和。
答案 A、D
4.实战演练
1.46g金属钠在空气中充分燃烧得到淡黄色粉末,该粉末与足量的水反应放出气体的体积是(标准状况下)  (    )
A.44.8L                 B.11.2L
C.22.4L                 D.5.6L
2.氢化钠(NaH)是一种白色的离子晶体,其中钠是+1价。NaH与水作用放出氢气,下列叙述中正确的是  (    )
A.NaH在水中显酸性
B.NaH中氢离子的电子层排布与氦原子相同
C.NaH中氢离子半径比锂离子半径大
D.NaH中氢离子可被还原成氢气
3.下列物质的溶液既能与H+反应,又能与OH-反应的是
                                                      (    )
A.MgSO4                B.Na2CO3
C.NaHCO3               D.(NH4)2SO4
4.将一小块金属钾投入下列物质的溶液中,既能放出气体,又有沉淀析出的是  (    )
A.MgCl2                B.BaCl2
C.CuCl2                 D.NaHCO3
5.下列关于碱金属的叙述中,正确的是                   (    )
A.碱金属都可以保存在煤油中
B.碱金属与水反应均漂浮在水面上
C.碱金属在空气中加热均可生成多种氧化物
D.碱金属的硬度小、密度小、熔点低
6.下列关于纯碱晶体(Na2CO3·10H2O)的叙述中,错误的是 (    )
A.将晶体放置在空气中质量会减轻
B.加热晶体则生成NaHCO3
C.Na2CO3可作为干燥剂使用
D.晶体溶于水后呈碱性
7.相同质量的Na、Mg、Al分别与过量的盐酸反应,在相同条件下置换出H2的体积比是  (    )
A.36∶69∶92            B.23∶12∶9
C.1∶2∶:3             D.9∶12∶23
8.有关镁的下列叙述中错误的是                        (    )
A.能与NH4Cl溶液作用放出氢气
B.与冷水剧烈反应,生成Mg(OH)2沉淀并放出氢气
C.在CO2中能继续燃烧,所以金属镁着火,不能用CO2去灭火
D.在通常情况下其表面有一层致密的氧化膜,所以抗腐蚀能力很强
9.有无色溶液,加入Na2O2时有无色无味气体放出,并有白色沉淀生成,加入Na2O2的量与生成白色沉淀的量如图3-18所示。该无色溶液中含有的物质是                  (    )
A.CaCl2和MgCl2
B.Al2(SO4)3
C.Al2(SO4)3和MgSO4
D.Na2SO4和MgSO4
10.相同质量的镁条分别在下列气体中充分燃烧,所得固体物质的质量最大的是  (    )
A.O2                   B.N2
C.CO2                  D.空气
11.足量的镁粉与一定量的盐酸反应,由于反应速度太快,为了减慢反应速度,但不影响产生氢气的总量,可以加入下列物质中的
                                                      (    )
A.CH3COONa            B.MgO
C.K2CO3                D.NaOH
12.两种固体物质混合后加热分解,残留固体的质量是原混合物质量的一半,这组混合物可能是下列的                                                      (    )
A.Na2CO3和NaHCO3
B.MgCO3和Mg(OH)2
C.Fe(OH)3和Cu(OH)2
D.Cu(NO3)2和CaCO3
13.把含有某一种氯化物杂质的氯化镁粉末95mg溶于水后,与足量的硝酸银溶液反应,生成氯化银沉淀300mg,则该氯化物中的杂质可能是                          (    )
A.氯化钠                B.氯化铝
C.氯化钾                D.氯化钙
14.将4.34g Na、Na2O、Na2O2的混合物与足量的水反应,在标准状况下得到672mL混合气体。该混合气体通过电火花引燃,恰好完全反应,则混合物中Na、Na2O和Na2O2的物质的量之比为  (    )
A.1∶1∶1               B.1∶1∶2
C.1∶2∶2               D.4∶3∶2
15.取镁铝合金粉末若干,用足量的盐酸溶解后,再向溶液中加入过量的NaOH溶液,将生成的沉淀过滤、洗涤、灼烧,得到的白色粉末与原合金粉末质量相等,则原合金中镁的质量分数是    (    )
A.30%                 B.40%
C.50%                 D.60%
二、非选择题
16.现有X、Y、Z、W等4种钠的化合物,它们之间的相互关系如下:
X W+CO2↑+H2O,Z+CO2→W+O2↑,Z+H2O→Y+O2↑,W+Ca(OH)2→CaCO3↓+Y。则X、Y、Z、W的化学式依次为____、____、____、____。
17.用金属钠制取Na2O通常采用下法:2NaNO2+6Na 4Na2O+N2↑。试说明为什不采用钠在氧气中燃烧而采用此法制取Na2O的原因___________________。
18.有一块合金中含有金、铁、铝、铜、镁,取其样品加过量稀硝酸,反应后溶液中存在的阳离子有_________,在溶液中加入过量的NaOH溶液,溶液中减少的离子有_______________,增多的离子有______________。
19.有一硫化钠、亚硫酸钠和硫酸钠的混合物,经测定含硫25.6%,则混合物中含氧量为________________。
20.A、B、C是三种溶于水的白色固体,它们的水溶液都呈碱性,焰色反应都显紫色(透过蓝色的钻玻璃观察)。①A和B的水溶液反应时生成C。②固态B受热时产物之一为D。③C的水溶液和D反应生成B。④A的水溶液和D反应时,如果条件不同,可分别生成B或C。由此可推断出A、B、C的化学式依次是A______、B______、C______。
21.把一定量的Na2CO3、NaHCO3、Na2SO4混合物加到200mL 1.00mol/L的HCl中完全反应后生成2016mL干燥的CO2(标准状况),然后加入400mL 0.10 mol/L的Ba(OH)2溶液,使SO42-完全沉淀,再加40 mL 1.00 mol/L的HCI恰好中和过量的碱。最后把沉淀分离出来,干燥称量为1.48g,求混合物中各组分的质量分数。
22.将一定质量的镁铝合金投入100mL一定物质的量浓度的盐酸中,合金全部溶解,向所得溶液中滴加5 mol/L的NaOH溶液到过量,生成沉淀的质量与加入的NaOH溶液的体积关系如图3-19所示。由图中数据计算
(1)原合金中镁和铝的质量。
(2)盐酸的物质的量浓度。
 
答  案
 
一、选择题
1.B    2.B、C        3.C      4.A、C
5.D    6.B、C        7.A      8.B     9.C
10.C      11.A  12.B、D
13.B      14.D  15.D
二、非选择题
16.NaHCO3、NaOH、Na2O2、Na2CO3。
17.钠在氧气中燃烧得到的是Na2O2。用此法,Na在N2的环境中反应,可避免生成Na2O2。
18.H+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+
H+、Fe3+、Al3+、Cu2+、Mg2+
OH-、AlO2-
19.37.6%
20.A:KOH    B:KHCO3或KHSO3  C:K2CO3或K2SO3
21.w(Na2CO3)74.2%  w(NaHCO3)=16.8%
w(Na2SO4)=9%
22.(1)合金中镁的质量是4.8g,铝的质量是2.7g
(2)盐酸的物质的量浓度是8mol/L
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本卷第 页(共16页)氧化还原反应易错问题分析
氧化还原反应是最为重要的化学反应类型,涉及知识的内容广泛、概念众多,在应用时稍不注意就容易出错。对初学者来讲,要谨防以下易错情形,以提高学。
一. 防概念不清:概念是解题的依据和根本,只有准确理解概念,才可能正确解题。如果对概念的本质把握不准或理解不深刻、混淆相近概念、对概念不熟悉或认识有疏漏(如对一些特殊性问题把握不准),都会造成解题出错。
例1. 一定量的KClO3中加入浓盐酸发生如下反应:,其中发生氧化反应的元素和发生还原反应的元素的质量之比为( )
A. 1:6 B. 6:1 C. 1:5 D. 5:1
错解:选B项。错因是未准确理解和区分浓盐酸在反应中的作用。
解析:根据题设可判断出发生还原反应的元素是KClO3中的Cl,发生氧化反应的元素是HCl中的Cl;由“化合价邻位转化”规律可知HCl中有一部分Cl转入到KCl中、还有一部分Cl转入到Cl2中,再根据化学反应方程式中各物质的化学计量数可知答案为D项。
例2. 在反应中,有19.2g Cu被氧化,则被还原的HNO3的质量为多少?
错解:根据化学反应方程式列比例式,得
解析:根据元素化合价变化情况可知,题设反应中HNO3有一部分是作酸,转化为Cu(NO3)2,另一部分被还原,转化为NO,则被氧化的Cu与被还原的HNO3的关系式为3Cu~2HNO3,则。
二. 防思维不严:严密思维是正确解题的保证。在解题过程中,对反应变化的不确定性、问题的开放性、隐含条件或知识的挖掘不力等,都会造成解题时思维不严,导致答案出现失误。
例3. 下列变化过程需要加入还原剂的是( )
A. KClO3→KCl B. KCl→AgCl
C. H+→H2 D. C→CO2
错解:选A、C项。错因是对KClO3→KCl的多种变化方式没有把握好。
解析:根据题意,“要加入还原剂实现”此变化,则说明各选项变化为氧化剂的变化,即变化中有元素化合价降低的情况,判断各项知A、C项符合这一点;但对于A项还要注意,实现KClO3→KCl的变化有多种方式,如KClO3受热分解也能得到KCl,即实现A项转化不一定要加入还原剂。故答案为C项。
例4. 向NaBr、NaI和Na2SO3混合溶液中,通入一定量氯气后,将溶液蒸干并充分灼烧(已知Br2易挥发,I2易升华),得到固体剩余物质的组成可能是( )
A. NaCl、Na2SO4 B. NaCl、NaBr、Na2SO4
C. NaCl、Na2SO4、I2 D. NaCl、NaI、Na2SO4
错解:选A项或A、D项。一是未注意三种阴离子与Cl2反应的先后顺序;二是未考虑已知Br2、I2的特殊性质。
解析:解答本题要考虑两个问题,一是三种阴离子的还原性强弱顺序为;二是Br2受热易挥发、I2具有升华特性。这样再考虑氯气的用量不同时的各种情况,可知答案为A、B项。
三. 防审题不细:仔细审题是准确解题的重要前提。在某个氧化还原反应问题分析中,常常同时出现多个限制性条件,概念辨析中常出现“错误”、“正确”、“不一定”等词。
例5. 在下列反应中,水既不作氧化剂又不作还原剂的氧化还原反应是( )
A.
B.
C.
D.
错解:选C、D项。错因是C项不是氧化还原反应。
解析:本题有两个限制性条件:一是“水既不作氧化剂又不作还原剂”,排除A、B项;二是“氧化还原反应”,排除C项。故答案为D项。
例6. 在反应中,氧化剂与还原剂的分子数之比为( )
A. 2:1 B. 1:2 C. 3:1 D. 1:3
错解:选A项。在答题时将氧化剂与还原剂的量弄反了。
解析:本题涉及的反应为歧化反应,氧化剂与还原剂都是NO2。其中2NO2→2HNO3的变化为还原剂发生的反应,NO2→NO的变化为氧化剂发生的反应。通过其计量数可知答案为B项。
四. 防方法不当:“好的方法是成功的一半”。在氧化还原反应有关问题分析中,用守恒法是最基本的方法,如电子得失守恒、质量守恒(主要是原子个数守恒)、电荷守恒(适用于有离子参与的氧化还原反应),更多的时候要联合应用上述守恒方法。
例7. 若锌与稀硝酸反应时,其化学反应方程式为,则a、b、c、M可能分别为( )
A. 4、1、5、N2O B. 4、2、4、NO2
C. 4、1、3、NH4NO3 D. 4、3、5、NO
错解:选A项或A、B项。根据质量守恒定律,判断反应前后氮原子的个数相等,得结论。
解析:本题直接根据质量守恒定律可以求解,但繁琐易错,可将质量守恒与电子得失守恒结合求解。本题分两种情况讨论:
(1)M中N全部被还原。根据质量守恒定律得(Zn守恒),故被还原的氮的原子数为(个)。设M中N的化合价为+n,由电子得失守恒有:,解得n=1,即M为N2O。
(2)M中N部分被还原(如NH4NO3)。a=4(Zn守恒),此时被还原的氮原子只有1个,且还原后其化合价为-3。反应中Zn失电子情况为,N得电子情况为,二者相等,故NH4NO3符合题意。
综上所述,答案为A、C项。
例8. 在一定条件下,PbO2与Cr3+反应,产物是和,则参加反应的与的个数之比为( )
A. 1:3 B. 2:3 C. 1:1 D. 4:3
错解:选A项。有些学生在解答此题时,出现以下失误情况:一是想写出PbO2与反应生成和的化学反应方程式,通过判断化学计量数来选择答案,费时而且易错;二是认为中Cr的原子数为2,算的电子变化数时除以2而误选A项。
解析:本题的解题关键是认识到PbO2与之间发生了氧化还原反应,利用电子得失守恒来进行计算,设参加反应的的数目为x,PbO2的数目为y,则,解得x:y=2:3。故答案为B项。
除上述情形外,解题时常常还出现如氧化产物或还原产物判断不全或错误、电子得失数目确定不准等问题。在学习过程中要努力克服这些缺点,逐步提高知识掌握水平和应用能力
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本卷第 页(共4页)高考化学考点解析全程复习考点:影响化学平衡的条件
1.复习重点
1.浓度,压强和温度等条件对化学平衡的影响.
2.平衡移动原理的应用.
2.难点聚焦
我们研究化学平衡的目的,不是要保持一个化学平衡不变.而是要研究如何利用外界条件的改变,去破坏化学平衡.使之向我们所希望的方向转变,去建立新的化学平衡.
化学平衡的移动:
可逆反应中,旧化学平衡的破坏,新化学平衡的建立的过程就叫做化学平衡的移动.
(1) 浓度对化学平衡的影响:
做实验:2-3实验证明:
加入FeCl3或KSCN溶液后,试管中的红色加深了。
说明生成物的浓度增大了。
说明化学平衡向正反应的方向移动了。
无数实验证明:
增大任何一种反应物的浓度,都可以使化学平衡向正反应方向移动。
增大任何一种生成物的浓度,都可以使化学平衡向逆反应方向移动。
减小任何一种反应物的浓度,都可以使化学平衡向逆反应方向移动。
减小任何一种生成物的浓度,都可以使化学平衡向正反应方向移动。
(2) 压强对化学平衡的影响:
处于平衡状态的反应混合物里,无论是反应物,还是生成物,只要有气态物质存在,压强的改变,就有可能使化学平衡移动。
如:
反应中,1体积氮气和3体积的氢气反应,生成了2体积的氨气。反应后,气体总体积减少了!
参见表2-3数据。
可知,对这种气体总体积减少的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动。即:增大压强,平衡向体积缩小的方向移动;减小压强,平衡向体积增大的方向移动。
气体总体积不变化,改变压强,化学平衡不移动!
如:
反应前后,气体物质总体积不变。
改变压强,平衡不移动!
(3) 温度对化学平衡的影响:
在吸热或放热的可逆反应中,反应混合物达平衡后,改变温度,也会使化学平衡移动.
在可逆反应中,正反应如果放热,则,逆反应必定吸热!反之亦然.
做实验2-4
由实验可知:
升高温度,(混合气体颜色加深,)平衡向吸热反应的方向移动.
降低温度,(混合气体颜色变浅,)平衡向放热反应的方向移动
(4) 催化剂对化学平衡的影响:
催化剂能同等程度的增加正反应速率和逆反应速率,即,催化剂不能改变达到化学平衡状态的反应混合物的组成.即:催化剂不能使化学平衡移动!但催化剂可以改变达到化学平衡所需要的时间.
(5) 平衡移动原理:
即:勒夏特列原理:
如果改变影响平衡的一个条件,平衡就像削弱这种改变的方向移动.
3.例题精讲
化学平衡图像题的解法探讨
例1.可逆反应mA(固)+nB(气) eC(气)+fD(气)反应过程中,当其他条件不变时,C的体积分数(C)在不同温度(T)和不同压强(P)的条件下随时间(t)的变化关系如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.达到平衡后,若使用催化剂,C的体积分数将增大
B.当平衡后,若温度升高,化学平衡向逆反应方向移动
C.化学方程式中,n>e+f
D.达到平衡后,增加A的质量有利于化学平衡向正反应方向移动
[解析] 从(1)图中应先判断出T1与T2温度的大小关系。在其他条件不变时,温度升高,反应速率变大,达到平衡时间越短。由此可知,T2>T1。从图(1)分析可知温度较高时(C)变小,说明升高温度时,平衡向逆反应方向移动,所以该正反应是放热反应。B选项是正确的。
从(2)图中,应先判断出P1与P2大小关系。在其他条件不变情况下,压强越大,达到平衡的时间就越短,由此可知P2>P1。从图中可知,压强增大时(C)变小,说明增大压强平衡向逆反应方向移动,逆反应方向是气体体积减小方向,即n<e+f,C项错误。
由于使用催化剂,并不影响化学平衡的移动,A项错误。
在化学平衡中,增大或减小固体物质的质量不影响化学平衡的移动。因此D项错误。
[答案]B
[点评] 解答这类图象题时,必须要抓住纵坐标(变量)即C的体积分数与外界条件变化的关系,分析得出相应正确的结论。
例2.已知某可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)在密闭容器中进行,右图表示在不同反应时间t时,温度T和压强P与反应物B在混合气体中的体积分数B%的关系曲线,由曲线分析,下列判断正确的是 ( )
A.T1<T2 P1>P2 m+n>P ΔH<0
B.T1>T2 P1<P2 m+n>P ΔH>0
C.T1<T2 P1>P2 m+n<P ΔH<0
D.T1>T2 P1<P2 m+n<P ΔH>0
[解析] 本题考查根据温度、压强变化对化学平衡移动的影响来判断化学方程式的特点。分析图象,可以分两个层次考虑:(如图将三条曲线分别标为①、②、③)。从①、②曲线可知,当压强相同(为P2)时,②先达平衡,说明T1>T2 ;又因为T2低,B%大,即降低温度,平衡逆向移动,说明逆向放热,正向吸热。从②、③曲线可知,当温度相同(为T1)时,②先达平衡,说明P2>P1 ;又因为P2大,B%大,即增大压强,平衡逆向移动,说明逆方向为气体体积减小的方向,m+n<P。 综合以上分析结果:T1>T2, P1<P2,m+n<P,正反应为吸热反应。
[答案] D
[点评] 识别此题的图像,要从两点入手,其一,斜线的斜率大小与反应速率大小关联,由此可判断温度、压强的高低;其二,水平线的高低与B%大小相关联,由此可分析出平衡向那个方向移动。
例3 .在一定温度下,容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图,下列表述中正确的是 ( )
A.反应的化学方程式为:2MN B.t2时,正逆反应速率相等,达到平衡
C.t3时,正反应速率大于逆反应速率 D.t1时,N的浓度是M浓度的2倍
[解析]本题以化学反应速率与化学平衡为素材,考核观察图象及其信息加工的能力。从图象可知,t1时,N的物质的量是6mol,M的物质的量是3mol,故N的浓度是M浓度的2倍是正确的;同时也可得出反应的化学方程式为:2NM;t2时,正逆反应速率虽然相等,但尚未达到平衡,因为此时M、N的物质的量还在增大与减少,t3时M、N的物质的量保持不变,说明已达平衡状态,则正反应速率等于逆反应速率。
[答案] D
[点评] 主要考查化学反应速率、化学平衡等知识,已经抽象到没有具体的元素符号,并且以看图设置情境设问,因此对观察能力作了重点考查,思维能力要求也较高。图的横坐标是时间,绘出了t1、t2、t33个时刻。纵坐标既不是速率,也不是浓度,而是物质的量。仔细审视各时间段中物质的量的变化。
例4.反应 2X(气)+ Y(气)2Z(气)+热量,在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下,产物Z的物质的量(n2)与反应时间(t)的关系如右图所示。下述判正确的是 ( )
A、T1>T2,p1<p2 B、T1<T2,P1>p2
C、T1>T2,P1>p2 D、T1<T2,p1<p2
[解析] 首先分析反应:这是一个气体的总物质的量减小(体积减小)、放热的可逆反应,低温、高压对反应有利,达平衡时产物Z的物质的量n2大,平衡点高,即图示曲线T2、p1。再对比图示曲线T2、p2,温度相同,压强不同,平衡时n2不同(pl时的n2>P2时的n2),由此分析p1>p2,再从反应速率验证,T2、P1的曲线达平衡前斜率大(曲线陡)先到达平衡,也说明压强是 p1>p2(增大反应压强可以增大反应速率)。然后比较曲线T2、p2与T1、p2,此时压强相同,温度不同,温度低的达平衡时n2大,平衡点高(曲线T2、p2),由此判断温度T1>T2;再由这两条曲线达平衡前的斜率比较,也是T1、p2的斜率大于T2、p2,T1、p2先到达平衡,反应速率大,也证明T1>T2。由此分析得出正确的判断是T1>T2,p1>p2,选项C的结论正确。
[答案] C
[方法点拨]
化学平衡图象问题的识别分析方法
化学平衡图象问题的识别无外乎是看坐标、找变量、想方程、识图象四个方面,即准确认识横、纵坐标的含义,根据图象中的点(起点、终点、转折点)、线(所在位置的上下、左右、升降、弯曲)特征,结合题目中给定的化学方程式和数据,应用概念、规律进行推理判断.但识图是关键,笔者认为应以横坐标的不同含义把图象分为两大类:①时间(t)类,②压强(p)或温度(T)类.这两类的特征分别如下.
(一)、时间(t)类
1.图象中总有一个转折点,这个点所对应的时间为达到平衡所需时间,时间的长短可确定化学反应速率的大小,结合浓度、温度、压强对化学反应速率的影响规律,可确定浓度的大小,温度的高低和压强的大小.
2.图象中总有一段或几段平行于横轴的直线,直线上的点表示可逆反应处于平衡状态.
3.这几段直线的相对位置可确定化学平衡移动的方向.固定其它条件不变,若因温度升降引起的平衡移动,就可确定可逆反应中是Q>0还是Q<0;若因压强增减引起的平衡移动,就可确定气态物质在可逆反应中,反应物的系数和与生成物的系数和之间的相对大小.
(二)、压强(p)或温度(T)类
1.图象均为曲线.
2.曲线上的点表示可逆反应在相应压强或温度下处于平衡状态;而不在曲线上的点表示可逆反应在相应压强或温度下未达到平衡状态,但能自发进行至平衡状态.
3.曲线的相对位置、变化趋势决定了化学平衡移动的方向.固定其它条件不变,若温度变化引起的平衡移动,即可确定可逆反应中是Q>0还是Q<0;若因压强改变引起的平衡移动,即可确定气态物质在可逆反应中反应物的系数和与生成物的系数和之间的相对大小
等效平衡的探讨
1、定温、定容条件下的等效平衡 
例5:在一个固定容积的密闭容器中加入2molA和1molB,发生反应2A(g)+B(g)≒3C(g)+D(g),达到平衡时,C的浓度为wmol/L。若维持容器的容积和温度不变,按下列情况配比为开始浓度,达到平衡后C的浓度仍为wmol/L的是(  ) 
A、4molA+2molB  
B、2molA+1molB+3molC+1molD
C、3molC+1molD+1molB  
D、3molC+1molD  
E、1molA+0.5molB+1.5molC+0.5molD
[解析]
这是一道关于等效平衡的题,常用极端假设法分析。将“3molC+1molD”转化为“2molA+1molB”将.5molC+0.5molD”转化为“1molA+0.5molB”。则B组起始状态相当于4molA+2molB”,C组起始状态相当于“2molA+2molB”,E组起始状态相当于“2molA+1molB”。显然,A、B、C组的起始量与“2molA+1molB” 的起始量不同,均不能达到与其相同的平衡状态,而D、E组的起始量与“2molA+1molB” 的起始量相同,能达到与其相同的平衡状态。故正确答案为D、E。
答案:D E 
例6.在一定温度下,把2mol SO2和1molO2通入一个一定容积的密闭容器里,发生反应2SO2+O2 2SO3,当此反应进行到一定程度时,就处于化学平衡状态。若该容器中维持温度不变,令a、b、c分别代表初始时SO2、O2和SO3的物质的量。如果a、b、c取不同的数值,它们必须满足一定的相互关系,才能保证达到平衡时,反应混合物中三种气体的体积分数仍跟上述平衡时完全相同。请填写下列空白:
(1)若a=0,b=0,则c=____。
(2)若a=0.5mol,则b=____,c=____。
(3)a、b、c取值必须满足的一般条件是(请用两个方程式表示,其中一个只含a和c,另一个只含b和c)____。
[解析] 对于本题来说,要达到同一平衡状态,其外界条件相同,就是同温、同压时有关物质的物质的量要符合如下关系:
(1)若反应从正反应开始,必须是2molSO2,1molO2;
(2)若反应是从逆反应开始,必须是2molSO3;
(3)若反应是从正、逆反应两个方向开始,则把SO3看作是由SO2和O2转化而来的,把SO3的起始的量全部转化为SO2和O2,然后这部分物质的量再分别加上原有的SO2和O2的量,看看是否能达到2molSO2和1molO2;或使SO2、O2的起始的量全部转化为SO3,然后这部分物质的量再加上原有的SO3的量,看看是否能达到2molSO3。
[答案] (1) 2mol。(2) 0.25mol,1.5mol。(3) a+c=2,2b+c=2。
2、定温、定压条件下的等效平衡 
例7.在恒温恒压条件下,向可变的密闭容器中充入3LA和2LB发生如下反应3A(g)+2B(g)xC(g)+yD(g),达到平衡时C的体积分数为m%。若维持温度不变,将0.6LA、0.4LB、4LC、0.8LD作为起始物质充入密闭容器中,达到平衡时C的体积分数仍为m%。则x、y的值分别为(   ) 
A、x=3、y=1  B、x=4、y=1  C、x=5、y=1  D、x=2、y=3  E、x=10、y=2  
解析:
该反应起始反应物的量比0.6:0.4=3:2符合化学方程式中反应物的系数比,若4LC、0.8LD恰好完全转化成A、B时,必须x:y=5:1,但此时x+y≠2+3,故在恒温恒压条件下,符合x:y=5:1的所有x、y的值不符合题意。若4LC、0.8LD不能恰好完全转化成A、B时,则不能达到与开始时等效的平衡状态。当x=5、y=1时,用极端假设法“4LC、0.8LD”可转化为“2.4LA、1.6LB”,反应物的起始量相当于“3LA、2LB”,与原起始量相同,能达到与开始时相同的平衡状态,故正确答案为C。 
3、定温、不定压、不定容条件下的等效平衡
例8.在一定温度下,将2molHI气体充入一容积可变的密闭容器中发生反应
HI(g) H2(g)+I2(g),反应达平衡后,H2的体积分数为m%。若其他条件不变,容器的容积变为原来的一半,平衡时H2的体积分数为????。 
解析:容器的容积变为原来的一半,体系的压强变为原来的2倍,由于反应前后气体体积不变,所以平衡不移动,H2的体积分数仍为m%,各物质的浓度均为原来的2倍,反应速率加快。
答案:H2的体积分数为m% 
[ 方法提示]
1.等效平衡的含义:在一定条件(恒温恒容或恒温恒压)下,只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后,任何相同组分的分数(体积、物质的量)均相等,这样的化学平衡互称为等效平衡。
在等效平衡中,还有一类特殊的平衡,不仅任何相同组分x的分数(体积、物质的量)均相同,而且相同组分的物质的量均相同,这类等效平衡又互称为同一平衡。同一平衡是等效平衡的特例。
如:N2+3H22NH3在下列四个容器A、B、C、D中均处于平衡状态,各组分物质的量分别为如下所示。


B.a mol N2,b mol H2,c mol NH3
C.1 mol N2,3 mol H2,0 mol NH3
D.0 mol N2,0 mol H2,2 mol NH3
若A、B两容器T、p相同,则A、B两平衡互为等效平衡。
若C、D两容器T、V相同,则C、D两平衡互为同一平衡。
2.建立等效平衡的条件
(1).恒温恒压下或恒温恒容下,对于同一可逆反应,若两初始状态有相同的物料关系,则达到平衡后两平衡等效且实为同一平衡。
此处的相同是指广义的相同,即只要通过可逆反应的化学计量数关系换算成平衡式左右两边中某一边的物质的量,若两者相同则为有相同的物料关系。如:
N2+3H22NH3


则①②③为具有相同的物料关系。
(2).在恒温恒压下,对于同一可逆反应,若两初始状态具有相当的物料关系,则达到平衡后,两平衡互为等效平衡。
此处的相当是指按化学计量数换算成左右两边中同一边物质的量之比相同。
例如:N2O(g)+2O2(g)N2O5(g)


①中n(N2O)∶n(O2)=2∶3
②中n(N2O)∶n(O2)=3∶4.5=2∶3
③n(N2O)∶(O2)=(2.5+1.5)∶(3+3)=2∶3
则①②③的量相当。
由此可知:化学平衡的建立,仅仅与反应条件有关,而与化学平衡的建立的过程无关,这就是说,对同一个可逆反应,在同样的条件下,无论反应是从正反应开始,或是从逆反应开始,或是从两个方向同时开始(即既有反应物转化为生成物,同时也有生成物转化为反应物),最终都能达到完全相同的平衡状态,也就是平衡体系中各物质的质量分数(气体的体积分数)各保持一定而不变。
   对于一般可逆反应,在定温、定容条件下,只改变起始加入情况,只要按化学方程式中各物质的化学计量数比换算成方程式左右两边同一边物质的物质的量与原平衡相同,则二平衡等同(也等效)。对于反应前后气体体积不变的可逆反应,在定温、定容或定温、定压条件下,只改变起始时加入情况,只要按化学方程式中各物质计量数比换算成方程式左右两边同一边物质的物质的量之比与原平衡相同,则二平衡等效(不一定等同)。
例5. 在一个盛有催化剂容积可变的密闭容器中,保持一定的温度和压强,进行以下反应: N2+3H22NH3 已知加入1 mol N2、4 mol H2时,达到平衡后生成a mol NH3(见表中已知项),在相同温度和压强下保持平衡后各组分体积分数不变,对下列编号②~④的状态,填写表中空白。


解析:由题意知②与①的平衡状态互为等效平衡,②中平衡时NH3的物质的量为①的一半,设①达到平衡的过程如下图。
设想我们可以用隔板将①中平衡状态均分为A、B两部分,那么A(B)与整体当然处于等效平衡且A(B)中NH3的量为0.5a mol,所以我们可认为A(B)部分为②的平衡态,那么达到B平衡态的初始状态当然也为达到①平衡态的初始状态的一半,即可用下图表示:
即达到②的平衡的初始的物质的量为:
n(N2)=0.5mol、n(H2)=2mol、n(NH3)=0 mol
而经过等量互换,当n(NH3)=1mol时,
n(N2)=0mol n(H2)=1.5mol
同理知①为③这个整体的2/3,故③达到平衡时n(NH3)=


同理,设始态NH3为x,平衡时NH3为y,则


得x=2(g-4m) y=(g-3m)a
[点拨]
这类等效平衡可形象地理解为整体与局部的关系。即在恒温恒压下,当两初始状态符合局部与整体的关系时,那么相对应的平衡态也就符合局部与整体的关系。反之亦然。
4.实战演练
(一)选择题
1.对于反应A(s)+2B(g)3C(g);△H>0,C%跟外界条件X、Y的关系如图所示,下列结论正确的是 ( )
A.Y表示温度,X表示压强,且Y3>Y2>Y1
B.Y表示压强,X表示温度,且Y3>Y2>Y1
C.X表示压强,Y表示温度,且Y1>Y2>Y3
D.X表示温度,Y表示压强,且Y1>Y2>Y3
2. 在容积固定的密闭容器中存在如下反应: A(g)+3B(g) 2C(g); △H<0某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,并根据实验数据作出下列关系图:
下列判断一定错误的是 ( )
A.图I研究的是不同催化剂对反应的影响,且乙使用的催化剂效率较高
B.图I研究的是压强对反应的影响,且乙的压强较高
C.图Ⅱ研究的是温度对反应的影响,且甲的温度较高
D.图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响,且甲使用的催化剂效率较高
3.右图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g) Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是 ( )
A.升高温度 B.加大X的投入量
C.加催化剂 D.增大体积
4.反应达到平衡时,温度和压强对该反应的影响如图所示,图中:,x轴表示温度,y轴表示平衡混合气中G的体积分数。有下列判断:(1)该反应是放热反应; (2)该反应是吸热反应; 3)a>b; (4)aA. (1)(3) B. (1)(4) C. (2)(3) D. (2)(4)
(二)填空题
1.加入0.1mol粉末于50mL的中(密度)在标准状况下放出的气体体积与时间的关系如图所示:
(1)实验时放出的气体总体积是 。
(2)反应放出—半气体所需时间是 。
(3)反应放出气体所需的时间约为 。
(4)A、B、C、D各点批反应速率快慢的顺序是 。
(5)解释上述A、B、C、D快慢的原因是 。
2.二氧化氮在加热条件下能够分解成一氧化氮和氧气。该反应进行到45秒时,达到平衡(NO2浓度约为0.0125mol/L)。右图中的曲线表示二氧化氮分解反应在前25秒内的反应进程。
(1)请计算前20秒内氧气的平均生成速度: ;
(2)若反应延续至70秒,请在图中用实线画出25秒至70秒的反应进程曲线。
(3)若在反应开始时加入催化剂
(其他条件都不变),请在图上用虚线
画出加化剂后的反应进程曲线。
3.有mA(g)+nB(g)3C(g)平衡体系,在不同条件下,反应混合物中A、B、C的体积分数和时间t的关系如图所示:
(1)若图A的a和b两条曲线分别表示有无催化剂的情形,曲线 表示有催化剂的情形。
(2)若图B中c、d两条曲线分别表示不同温度的情形,则曲线 表示高温时的情形。
(3)若图C中e、f表示不同压强时的情形,则曲线 表示压强较大时的情形,方程式中A、B两种物质的系数m、n分别为 、 。
4.(1)一定温度下,容器内某一化学反应中M、N
的物质的量随反应时间的变化的曲线如右图,则此反应的化学方程式为 ;此反应达到平衡时反应物的转化率 。
(2)在10℃和2×105pa的条件下,反应:aA(g)dD(g)+eE(g)建立平衡后,再逐步增大体系的压强(温度维持不变),表中列出不同压强下反应建立平衡时物质D的浓度。(已知反应过程中未出现物态变化。)
压强/pa 2×105 4×105
D的浓度(mol/L) 0.7 1.5
则压强由2×105增大到4×105时,平衡向 方向移动(填“正”或“逆”)。a与(d+e)的关系是:a (d+e)。(填“大于”、“小于”或“等于”。)
参考答案
(一)选择题
1. A 2. A 3. C 4. D
(二)填空题
1.(1)60mL (2)1min (3)2min (4)
(5)随反应进行,的浓度逐渐减小,反应速率逐渐减慢。(上述(1)—(4)可根据图象所示找出解答依据)
2..(1)5.5×10-4mol/L-s(注:不写单位扣分)(2)图中实践 (3)图中虚线
3.(1)b (2)d (3)f 1 1
4.(1)2NM、75% (2)正,大于
(一)选择题
1. 在恒容的密闭容器中充入2molA和1molB的气体后发生反应
2A(g)+B(g)xC(g),  达到平衡后,C的体积分数为m%。若维持容器容积和温度不变,按0.6molA、0.3molB和1.4molC为起始物质的量,达到平衡后,C的体积分数仍为m%。则x的值可能为 (   ) 
A、1 B、 2      C、3        D、4  
2可逆反应A(g)+B(g)2C(g)在固定容积的容器中进行,如果向容器中充入1mol A和1mol B,在某温度下达到平衡时,C的体积分数为m%;若向容器中充入1mol C,在同样的温度下达到平衡时,C的体积分数为n%,则m和n的关系正确的是 ( )
A.m>n B.m3.在一密闭的容器中充入2mol A和1mol B发生反应:
2A(g)+B(g)xC(g),达到平衡后,C的体积分数为w%;若维持容器的容积和温度不变,按起始物质的量A:0.6mol、B:0.3mol、C:1.4mol充入容器,达到平衡后,C的体积分数仍为w%,则x的值为 ( )
A.只能为2 B.只能为3
C.可能为2,也可能为3 D.无法确定
4.体积相同的甲、乙两个容器中,分别充有等物质的量的SO2和O2,在相同温度下发生反应:2SO2+O22SO3并达到平衡。在这过程中,甲容器保持体积不变,乙容器保持压强不变,若甲容器中SO2的转化率为p%,则乙容器中SO2的转化率为 ( )
A.等于p% B.大于p% C.小于p% D.无法判断
5.在相同温度下,有相同体积的甲、乙两容器,甲容器中充入1g N2和1g H2,乙容器中充入2g N2和2g H2。下列叙述中,错误的是 ( )
A.化学反应速率:乙>甲 B.平衡后N2的浓度:乙>甲
C.H2的转化率:乙>甲 D.平衡混合气中H2的体积分数:乙>甲
(二)填空题
1.在一定温度、压强下,在容积可变的密闭容器内充有1molA和1molB,此时容积为VL,保持恒温恒压,使反应:A(g)+B(g) C(g)达到平衡时,C的体积分数为40%,试回答下列问题:2molA和2molB,则反应达到平衡时容器的容积为   ,C的体积分数为 。   
欲使温度和压强在上述条件下恒定不变,在密闭容器内充入恒容容器中,对于可逆反应2.2SO2(气)+O2(气) 2SO3(气),SO2和O2起始时的物质的量分别为20mol和10mol,达到平衡时,SO2的转化率为80%。若从SO3开始进行反应,在相同条件下,欲使平衡时各成分的体积分数与前者相同,则起始时SO3的物质的量应是_________________,SO3的转化率是______________。
3.某温度下,在1L的密闭容器中加入1mol N2、3mol H2,使反应N2+3H22NH3达到平衡,测得平衡混合气中N2、H2、NH3分别为0.6 mol、1.8 mol、0.8 mol,如果温度不变,只改变初始加入的物质的量而要求达到平衡时N2、H2、NH3的物质的量仍分别为0.6 mol、1.8mol、0.8 mol,则N2、H2、NH3的加入量用X、Y、Z表示时应满足的条件:
(1)若X=0,Y=0,则Z=______。
(2)若X=0.75,则Y=______,Z=______。
(3)若X=0.45,则Y=______,Z=______。
(4)X、Y、Z应满足的一般条件是(用含X、Y、Z的关系式表示)______。
4.甲、乙两容器,甲的容积固定,乙的容积可变。在一定温度下,向甲中通入3mol N2和4mol H2,反应达到平衡时,生成NH3的物质的量为amol。
(1)相同温度下,向乙中通入2molNH3,且保持容积与甲相同,当反应达到平衡时,各物质的浓度与甲平衡中相同。起始时乙中还通入了____mol N2和____mol H2。
(2)相同温度下,若向乙中通入6mol N2和8mol H2,且保持压强与甲相等,当反应达到平衡时,生成氨的物质的量为b mol,则a∶b______1∶2;若乙与甲的容积始终相等,达到平衡时,生成氨的物质的量为c mol,则a∶c_____1∶2(填“>”、“<”或“=”)。
参考答案:
(1) 选择题
1 .BC 2. C 3. C 4. B 5. D
(2) 填空题
1. (10V/7)L, C的体积分数为40%
2. 达到平衡时SO2的物质的量为4mol,SO3的物质的量为16mol,从逆反应开始SO3也应充入20mol,平衡时SO3应有16mol,所以SO3的转化率为20%
3. 1) X=0,Y=0,则 Z=2 mol
(2)X=0.75,则Y=2.25、Z=0.5
(3)X=0.45、Y=1.35、Z=1.1
(4)
4. (1)2mol N2和1mol H2。
(2)c>2a, a∶c<1∶2。
0
t
B%
①②③
T1P1
T1P2
T2P2
1
本卷第 页(共17页)高考化学考点解析全程复习考点:二氧化硫
1.复习重点
1.二氧化硫的物理性质、化学性质。
2.重点是二氧化硫的氧化性、还原性、漂白性。
2.难点聚焦
一、二氧化硫的物理性质
无色、有刺激性气味的有毒气体;
密度比空气大;
易溶于水(1∶40);(可用于进行喷泉实验,如SO2、HCl、NH3)
易液化(-10℃)
二、二氧化硫的化学性质
1、酸性氧化物
能和碱反应生成盐和水:SO2+2NaOH===Na2SO3+H2O
能与水反应生成相应的酸:SO2+H2O===H2SO3
(二氧化硫的水溶液使紫色石蕊试液变红)
二氧化硫溶于水形成的亚硫酸只能存在于溶液中,它很不稳定,容易分解成水和二氧化硫,故二氧化硫溶于水的反应是可逆反应。
SO2+H2OH2SO3
SO2与CO2性质的比较
名称 CO2 SO2
与H2O反应 CO2+H2OH2CO3 SO2+H2OH2SO3
与碱反应 CO2+2NaOH===Na2CO3+H2OCO2+NaOH===NaHCO3CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O SO2+2NaOH===Na2SO3+H2OSO2+NaOH===NaHSO3SO2+Ca(OH)2===CaSO3↓+H2O
与盐反应 CO2+CaCO3+H2O===Ca(HCO3)2 CaSO3+SO2+H2O===Ca(HSO3)2
2、氧化性:
SO2气体通过氢硫酸,溶液变浑浊,有淡黄色不溶物出现。
SO2+2H 2S===3S↓+2H 2O
3、还原性:SO2使溴水和高锰酸钾溶液褪色
SO2+Br2+2H 2O=== H2SO4+2HBr
5SO2+2KMnO4+2H2O===K2SO4+2MnSO4+2H2SO4
2SO2+O2 2 SO3
(SO3+H2O===H2SO4,SO3是无色固体SO3是一种无色固体,熔点是16.80C,沸点也只有44.8℃,易溶于水,溶于水时放出大量的热。)
4、漂白性:SO2使品红溶液褪色
SO2能使某些有色物质褪色,是由于二氧化硫可跟某些有色物质化合成无色物质,而化合成的无色物质却是不稳定的,易分解而恢复原来有色物质的颜色。
漂白性的比较
具有漂白性的物质
物质 HClO、O3、H2O2 、Na2O2 SO2 木炭
原理 将有色物质氧化分解 与有色物质结合生成无色物质 将有色物质的分子吸附在其表面
实质 氧化还原反应 非氧化还原反应 物理吸附
效果 永久性 暂时性 暂时性
范围 可漂白大多数有色物质,能使紫色石蕊褪色 可漂白某些有色物质,不能使石蕊试液褪色 可吸附某些有色物质的分子
把Cl2和SO2混合用于漂白,能否增强漂白效果?为什么?
〖答案〗不能,SO2+Cl2+2H2O=== H2SO4+2HCl
SO2与CO2的相互鉴别
鉴别SO2气体的常用方法是用品红溶液,看能否使其褪色,有时还需再加热看能否再复原。
鉴别CO2气体的常用方法是用澄清石灰水,看能否使其变浑浊,足量时再变澄清。
当混有CO2时,不会影响SO2的鉴别;
当混有SO2时会干扰CO2的鉴别,应先除去SO2后再用澄清石灰水鉴别CO2气体。
除去CO2中的SO2,常用方法是使混合气体先通过足量溴水或酸性KMnO4溶液或饱和NaHCO3溶液(吸收SO2),再通过品红溶液(检验SO2是否被除尽)。
〖新授〗
三、用途
(1)制硫酸;
(2)漂白纸浆、毛、丝、草帽等;
(3)杀菌消毒。
四、制法
1.工业制法
a,硫磺燃烧法 S+O2 SO2
b,煅烧硫铁矿法4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
2.实验室制法
Na2SO3(s)+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O
实验中常使用溶质的质量分数为60%左右的硫酸,也可用浓硫酸。
不能用很稀的硫酸,因为SO2在水中的溶解度较大,常温常压下1体积水能溶解40体积的SO2
五、二氧化硫的污染
请大家看课本P128进行总结。
1、pH小于5.6的雨水,称之为酸雨。
2、一般认为,酸雨是由于人为排放的SO2和氮氧化物等酸性气体进入大气,当这些气体达到一定浓度后,在水凝结过程中溶于水形成硫酸和硝酸,使雨水酸性变大,pH变小。其转化可简单表示如下:
2SO2+2H2O+O22H2SO4
NOxHNO3
3、酸雨的危害
(1)对人体健康造成危害。
(2)破坏森林、草原和农作物。
(3)使土壤酸性增强、湖泊酸化、生态环境受损。
(4)破坏建筑物。
3.例题精讲
例1、(2000·全国·1)导致下列现象的主要原因,与排放SO2有关的是
A.酸雨 B.光化学烟雾
C.臭氧空洞 D.温室效应
1、解析酸雨的形成,主要与SO2的排放有关;光化学烟雾的形成,主要与烃类及氮氧化物有关;温室效应主要与烃类和CO2等有关。
答案:A
例2、(2000 上海 3)下列物质不属于“城市空气质量日报”报道内容的是
A.二氧化硫 B.氮氧化物 C.二氧化碳 D.悬浮颗粒
2、解析城市空气质量日报的内容是二氧化硫、氮氧化物和悬浮颗粒,而二氧化碳不属于此报道内容。
答案:C
例3、(2002·苏豫·22)高温下硫酸亚铁发生如下反应:
2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑,若将生成的气体通入氯化钡溶液中,得到的沉淀物是
A.BaSO3和BaSO4 B.BaS
C.BaSO3 D.BaSO4
3、解析SO2通入BaCl2溶液不会生成沉淀,而SO3通入BaCl2中会有BaSO4沉淀产生。
答案:D
例4、(2000·全国·23)某学生课外活动小组利用右图所示装置分别做如下实验:
(1)在试管中注入某红色溶液,加热试管,溶液颜色逐渐变浅,冷却后恢复红色,则原溶液可能是 溶液;加热时溶液由红色逐渐变浅的原因是 。
(2)在试管中注入某无色溶液,加热试管,溶液变为红色,冷却后恢复无色,则此溶液可能是 溶液;加热时溶液由无色变为红色的原因是 。
解析 本题考查学生由实验现象判断实验原理的直觉和逆向思维能力。首先要审清实验的装置为一封闭体系,受热时,有气体从溶液中逸出进入气球,导致溶液的颜色的变化;冷却后,逸出的气体又溶解在溶液中,得到原来溶液,恢复到原来溶液的颜色。在中学阶段,因为气体的溶入和逸出而导致溶液颜色互变的最常见的是SO2与品红溶液之间以及NH3与酚酞溶液之间,然后根据题中现象进行分析、验证并解答即可。
答案:(1)稀氨水和酚酞 稀氨水中的NH3气体逸出,所以溶液的颜色变浅 (2)溶有SO2气体的品红 SO2气体逸出,品红溶液恢复红色
4.实战演练
一、选择题(每小题5分,共50分)
1.若要从CO2气体中除去少量SO2,最好使混合气体通过
A.盛NaOH溶液的洗气瓶
B.盛KMnO4酸性溶液的洗气瓶
C.盛品红溶液的洗气瓶
D.盛饱和NaHCO3溶液的洗气瓶
2.SO2是常见的大气污染物之一,我国规定空气中SO2含量不得超过0.02 mg·L-1。下列措施中不能够减少SO2排放量的是
A.用天然气代替煤炭做民用燃料
B.开发新型燃器提高热能利用率
C.硫酸厂采取措施提高尾气的吸收率
D.燃煤中加入生石灰后使用
3.SO2和Cl2都具有漂白性。若将等物质的量的这两种气体同时作用于潮湿的有色物质,可观察到有色物质
A.立刻褪色 B.慢慢褪色
C.先褪色,后复原 D.颜色不褪
4.向FeCl3和BaCl2的酸性混合液中通入SO2气体,有白色沉淀生成,此沉淀是
A.BaSO4 B.FeS
C.BaSO3 D.S
5.常温下,向20 L真空容器内通入a mol硫化氢和b mol二氧化硫(a和b都是正整数,且a≤5,b≤5),反应完全后,容器内气体可能达到的最大密度约是
A.24.5 g·L-1 B.14.4 g·L-1
C.8 g·L-1 D.5.1 g·L-1
6.在常温下将a L SO2和b L H2S混合,当反应后气体体积为反应前气体体积的1/4时,则a与b之比为
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶3 D.2∶1
7.下列关于SO2的叙述,不正确的是
A.SO2既可以是含硫物质的氧化产物,又可以是含硫物质的还原产物
B.SO2是亚硫酸的酸酐
C.大气中SO2的主要来源是含硫物质的燃烧
D.SO2具有氧化性,因而可以使品红溶液褪色
8.下列反应发生后,溶液中H+浓度显著增大的是
A.将SO2通入溴水中
B.将SO2通入品红溶液中
C.将H2S通入CuSO4溶液中
D.将Cl2通入KI溶液
9.为了除去混入CO2中的SO2和O2,下列试剂的使用顺序正确的是
①饱和Na2SO4溶液;②饱和NaHCO3;③浓硫酸;④灼热的铜网;⑤碱石灰。
A.①③④ B.②③④
C.②④③ D.③④⑤
10.一定物质的量的SO2与NaOH溶液反应,所得产物中含Na2SO3和NaHSO3物质的量之比为3∶5,则参加反应的SO2与NaOH物质的量之比为
A.1∶2 B.3∶5
C.8∶11 D.18∶8
二、非选择题(共50分)
11.(10分)将SO2通入下列溶液中:
①氢硫酸,②溴水,③品红溶液,④澄清石灰水,⑤酸性高锰酸钾,⑥氯化钙溶液,
⑦用硝酸酸化的硝酸钡溶液,⑧硝酸钡
(1)使溶液颜色褪去的有 。
(2)先生成沉淀而后能溶解的有 。
(3)有沉淀产生不能溶解的有 。
(4)SO2作还原剂的有 。
(5)SO2作氧化剂的有 。
(6)无明显现象的有 。
12.(8分)A和B在常温下都是气体,A和B在空气中都不能被点燃,A的式量比B大。现分步实验如下:在A溶液中通入适量B气体,溶液酸性显著增强;继续加硝酸钡溶液反应,得到一种不溶于稀硝酸的白色沉淀;过滤,滤液无色;再向滤液中加入硝酸银溶液,析出另一种不溶于稀硝酸的白色沉淀。回答下列问题:
(1)写出A、B两种气体的名称:A ,B 。
(2)写出上述各步实验中的化学方程式,属离子反应的写离子方程式: 。
13.(12分)实验室制取SO2的反应原理为:Na2SO3+H2SO4(浓)===Na2SO4+SO2↑+H2O。请用下列装置设计一个实验,以测定SO2转化为SO3的转化率:
(1)这些装置的连接顺序(按气体左右的方向)是 → → → →
→ → → (填各接口的编号)。
(2)实验时甲仪器的作用与原理是 。
(3)从乙处均匀通入O2,为使SO2有较高的转化率,实验时Ⅰ处滴入浓硫酸与Ⅱ处加热催化剂的先后顺序是 。
(4)Ⅳ处观察到的现象是 。
(5)在Ⅰ处用大火加热烧瓶时,SO2的转化率会 (填“增大”“不变”或“减小”)。
(6)用n mol Na2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验,当反应结束时,继续通入O2一段时间后,称得Ⅲ处增重m g,则本实验中SO2的转化率为 。
14.(6分)Na2SO3在空气中极易被氧化,现有a g样品,将其溶解后,
加入足量BaCl2溶液,可得干燥的沉淀b g。
(1)若Na2SO3未被氧化,b= a。
(2)若Na2SO3全部被氧化,b= a。
(3)若Na2SO3部分被氧化,b与a的关系式为 。
15.(6分)室温时,V L真空容器内通入n mol SO2和m mol H2S。
(1)若n=2,则当m等于多少时,反应后容器内气体的密度最小?
(2)若2n>m,则反应后氧化产物与还原产物的质量差为多少克?
(3)若5n=m,且反应后氧化产物与还原产物的质量和为48 g,则n+m的值是多少?
16.(8分)(吉林省调研题)已知273℃,1.01×105 Pa时,1 mol气体所占的体积为
44.8 L。现将此条件下V1 L SO2和O2的混合气体通过装有催化剂的反应器,充分反应后(假设反应完全)气体的体积为V2 L。所得气体用含a mol的NaOH溶液吸收,恰好完全反应。当产物分别为下列三种情况时,计算并推导a的表达式(用V1,V2表示)。
(1)Na2SO4
(2)Na2SO4和Na2SO3
(3)Na2SO4和NaHSO3
附参考答案
一、1.BD 2.B 3.D 4.A 5.B 6.AC 7.D 8.AC 9.B?
10.解析:SO2 + 2NaOH===Na2SO3+H2O?
3 mol 6 mol 3 mol?
SO2 + NaOH===NaHSO3?
5 mol 5 mol 5 mol?
故n(SO2)∶n(NaOH)=(3+5)mol∶(6+5)mol=8∶11。?
答案:C
二、11.(1)②③⑤
(2)④
(3)①⑦⑧
(4)②⑤⑦⑧
(5)①
(6)⑥?
12.(1)氯气 二氧化硫?
(2)Cl2+2H2O+SO2===4H++2Cl-+SO
Ag++Cl-===AgCl↓ Ba2++SO===BaSO4↓?
13.(1)a h i b c f g d?
(2)作用是使浓硫酸能顺利地滴入烧瓶中;原理是维持烧瓶内压强与分液漏斗内压强相等
(3)先加热V2O5,后缓缓滴入浓硫酸?
(4)有无色(或白色)晶体(或固体)生成?
(5)减小
(6)×100%或×100%
14.(1) (2) (3)<b<
15.(1)4 (2)16 m (3)3?
16.(1)a= (2)a= (3)
1
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