38．［化學(xué)-選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)］(15分)

已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42。X元素原子的4p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子，Y元素原子的最外層2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子。X跟Y可形成化合物X₂Y₃，Z元素可以形成負(fù)一價(jià)離子。請(qǐng)回答下列問題：

(1)X元素原子基態(tài)時(shí)的電子排布式為__________，該元素的符號(hào)是__________;

(2)Y元素原子的價(jià)層電子的軌道表示式為________，該元素的名稱是__________;

(3)X與Z可形成化合物XZ₃，該化合物的空間構(gòu)型為____________;

(4)已知化合物X₂Y₃在稀硫酸溶液中可被金屬鋅還原為XZ₃，產(chǎn)物還有ZnSO₄和H₂O，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________________________;

(5)比較X的氫化物與同族第二、第三周期元素所形成的氫化物穩(wěn)定性、沸點(diǎn)高低并說明理由____。

答案(1)1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³　 As(2)(3)三角錐

(4)As₂O₃+6Zn+6H₂SO₄=2AsH₃↑+6ZnSO₄+3H₂O (5)穩(wěn)定性：NH₃＞PH₃＞AsH₃ 因?yàn)殒I長(zhǎng)越短，鍵能越大，化合物越穩(wěn)定　 沸點(diǎn)：NH₃＞AsH₃＞PH₃　 NH₃可形成分子間氫鍵，沸點(diǎn)最高，AsH₃相對(duì)分子質(zhì)量比PH₃大，分子鍵作用力大，因而AsH₃比PH₃沸點(diǎn)高。

[解析](1)X元素原子的4p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子，可通過寫電子排布式得到X為33號(hào)元素As;(2) Y元素原子的最外層2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子，同樣根據(jù)電子排布式得到Y(jié)為O;再根據(jù)X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42可得到Z為H.(3)-(5)就不再分析了。

[考點(diǎn)分析]涉及電子排布的問題，一般相對(duì)簡(jiǎn)單，這也是目前選修科目的一個(gè)趨勢(shì)。

37．［化學(xué)-選修化學(xué)與技術(shù)］(15分)

請(qǐng)回答氯堿的如下問題：

(1)氯氣、燒堿是電解食鹽水時(shí)按照固定的比率k(質(zhì)量比)生成的產(chǎn)品。理論上k＝_______(要求計(jì)算表達(dá)式和結(jié)果);

(2)原料粗鹽中常含有泥沙和Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2－等雜質(zhì)，必須精制后才能供電解使用。精制時(shí)，粗鹽溶于水過濾后，還要加入的試劑分別為①Na₂CO₃、②HCl(鹽酸)③BaCl₂，這3種試劑添加的合理順序是______________(填序號(hào))

(3)氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)(電)能30%以上。在這種工藝設(shè)計(jì)中，相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示，其中的電極未標(biāo)出，所用的離子膜都只允許陽離子通過。

①圖中X、Y分別是_____、_______(填化學(xué)式)，分析比較圖示中氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)a%與b%的大小_________;

②分別寫出燃料電池B中正極、負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)正極：______; 負(fù)極：_____;

③這樣設(shè)計(jì)的主要節(jié)(電)能之處在于(寫出2處)____________、____________。

答案(1)k=M(Cl₂)/2 M(NaOH)=71/80=1:1.13或0.89(2)③①② (3)①Cl₂　 H₂　 a%小于b%　 ②O₂+4e^-+2H₂O＝4OH^- H₂－2e^-+2OH^-＝2H₂O　 ③燃料電池可以補(bǔ)充電解池消耗的電能；提高產(chǎn)出堿液的濃度；降低能耗(其他合理答案也給分)

[解析](1)只要了解電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式2NaCl+2H₂O　　 2NaOH+H₂↑+Cl₂↑即可得到，k=M(Cl₂)/2 M(NaOH)=71/80=1:1.13或0.89；(2)只要抓住除鋇離子要放在除碳酸根離子前即可得到順序關(guān)系：③①②；(3)本題突破口在于B燃料電池這邊，通空氣一邊為正極(還原反應(yīng))，那么左邊必然通H₂，這樣Y即為H₂ ；再轉(zhuǎn)到左邊依據(jù)電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式可知唯一未知的就是X，必然為Cl₂了；A中的NaOH進(jìn)入燃料電池正極再出來，依據(jù)O₂+4e^-+2H₂O＝4OH^- 可知NaOH+濃度增大。

[考點(diǎn)分析]本題前半部基本就是課本內(nèi)容的再現(xiàn)，但后半部很有創(chuàng)意，可以很好的綜合考查考生的原電池和電解的相關(guān)知識(shí)

28.(14分)2SO₂(g)+O₂(g) =2SO₃(g)反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。已知1mol SO₂(g)氧化為1mol SO₃的ΔH=-99kJ·mol^-1.請(qǐng)回答下列問題：

(1)圖中A、C分別表示　 　、　 　，E的大小對(duì)該反應(yīng)的反應(yīng)熱有無影響？　 。該反應(yīng)通常用V₂O₅作催化劑，加V₂O₅會(huì)使圖中B點(diǎn)升高還是降低？　 ，理由是　　　 ；

(2)圖中△H=　 KJ·mol^-1；

(3)V₂O₅的催化循環(huán)機(jī)理可能為：V₂O₅氧化SO₂時(shí)，自身被還原為四價(jià)釩化合物；四價(jià)釩化合物再被氧氣氧化。寫出該催化循環(huán)機(jī)理的化學(xué)方程式　 　　　　；

(4)如果反應(yīng)速率υ(SO₂)為0.05 mol·L^-1·min^-1,則υ(O₂)=　 mol·L^-1·min^-1、υ(SO₃)=　 mol·L^-1·min^-1；

(5)已知單質(zhì)硫的燃燒熱為296 KJ·mol^-1，計(jì)算由S(s)生成3 molSO₃(g)的△H　 (要求計(jì)算過程)。

答案(1)反應(yīng)物能量　 生成物能量　 (2)無　 降低　 因?yàn)榇呋瘎└淖兞朔磻?yīng)的歷程使活化能E降低　 (3)-198　 (4) SO₂ +V₂O₅=SO₃+2VO₂　 4VO₂+ O₂=2V₂O₅　 (4)0.025　 0.05

(5) S(s)+O₂(g) =2SO₂(g)△H₁=-296 KJ·mol^-1 , SO₂(g)+1/2O₂(g) =SO₃(g) △H₂=-99 KJ·mol^-1　

3 S(s)+9/2O₂(g)=3SO₃(g) △H=3(△H₁+△H₂)=-1185 KJ·mol^-1　

[解析](1)本小題考查反應(yīng)物總能量高于生成物總能量為放熱反應(yīng)，可得到A和C所表示的意義，E為活化能與反應(yīng)熱無關(guān)，但是用催化劑可以降低活化能；(2)圖中表示的是2molSO2的反應(yīng)，因此△H=-99×2KJ·mol^-1；(3)依題意即可寫出：SO₂ +V₂O₅=SO₃+2VO₂　 4VO₂+ O₂=2V₂O₅；(4)依據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比

[考點(diǎn)分析]本題類似2008年的海南試題，但考查的知識(shí)點(diǎn)增多了。

27．(15分)下圖表示有關(guān)物質(zhì)(均由短周期元素形成)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，其中A為常見的金屬單質(zhì)，B為非金屬單質(zhì)(一般是黑色粉末)，C是常見的無色無味液體，D是淡黃色的固體化合物。(反應(yīng)條件圖中已省略。)

(1)A、B、C、D代表的物質(zhì)分別為　　 、　　 、　　　 、　　　　 (填化學(xué)式)；

(2)反應(yīng)①中的C、D均過量，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是　　　　 ；

(3)反應(yīng)②中，若B與F物質(zhì)的量之比為4∶3，G、H分別是　　 、　　 (填化學(xué)式)；

(4)反應(yīng)③產(chǎn)物中K的化學(xué)式為　　 　　　　　　　　　　　　　；

(5)反應(yīng)④的離子方程式為　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

答案(1)Al　 C　 Na₂O₂　 (2) 2H₂O +Na₂O₂ =4NaOH+O₂↑　 2Al+ 2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑

(3) CO₂　 CO　 (4) Na₂CO₃　 (5) 2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al(OH)₃↓+CO₃^2-　　　

[解析]D是淡黃色的固體化合物是本題的突破口，根據(jù)中學(xué)化學(xué)知識(shí)基本鎖定Na₂O₂，能與水和CO₂反應(yīng)，但是題目另一信息C是常見的無色無味液體說明C是水，則G為CO₂；再依據(jù)K能溶于水，說明K為Na₂CO₃ ，F(xiàn)為O₂; 題給信息黑色單質(zhì)B與氧氣(F)反應(yīng)得到G(CO₂)，說明B為C(碳)；依據(jù)F(O₂)與E反應(yīng)生成C(水)可知E為氫氣，再根據(jù)金屬A與堿性溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，可得到A為Al.

[考點(diǎn)分析]本題框圖復(fù)雜，縱橫交錯(cuò)，難度較大，但是若找到Na₂O₂這個(gè)突破口，本題也就迎刃而解了。

26.(14分)堿式碳酸銅可表示為：xCuCO₃·yCu(OH) ₂·zH₂O,測(cè)定堿式碳酸銅組成的方法有多種。

(1)現(xiàn)采用氫氣還原法，請(qǐng)回答如下問題：

①寫出xCuCO₃·yCu(OH) ₂·zH₂O與氫氣反應(yīng)的化學(xué)方程式　　　　　　　　　　　 ；

②試驗(yàn)裝置用下列所有儀器連接而成，按氫氣流方向的連接順序是(填入儀器接口字母編號(hào))：

(a)→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→(l)

③稱取23.9g某堿式碳酸銅樣品，充分反應(yīng)后得到12.7g殘留物，生成4.4g二氧化碳和7.2g水。該樣品的結(jié)晶水質(zhì)量為　　　　　 　g，化學(xué)式為　　　　　　 ；

(2)某同學(xué)以氮?dú)獯�替氫氣，并用上述全部或部分儀器來測(cè)定堿式碳酸銅的組成，你認(rèn)為是否可行？請(qǐng)說明理由。　　　　　　　　　　　 　。

答案(1)①xCuCO₃·yCu(OH)₂·zH₂O+(x+y)H ₂ = (x+y)Cu+ xCO₂+(x+2y+z)H₂O

②a→k,j→gf(hi)→de(ed)→hi(gf)→bc(cb)→l

③1.8　 CuCO₃·Cu(OH) ₂·H₂O

(2)可行　 根據(jù)反應(yīng)xCuCO₃·yCu(OH) ₂·zH₂O=(x+y)CuO+ xCO₂↑+(y+z)H₂O↑,依據(jù)堿式碳酸銅、CuO、CO₂和H₂O質(zhì)量(或其中任意三個(gè)量)，即可計(jì)算出其組成。

[解析](1)本題的堿式碳酸銅與氫氣反應(yīng)看似一個(gè)很難的信息，其實(shí)細(xì)心一點(diǎn)只要把它理解為CuCO₃和Cu(OH)₂受熱分解后產(chǎn)物CuO再與氫氣反應(yīng)，第①問題便可以解決；對(duì)于②要能分析出測(cè)定反應(yīng)后CO₂和H₂O質(zhì)量，因此對(duì)于氫氣發(fā)生器后儀器的選擇是除氯化氫和水蒸氣，防止對(duì)后續(xù)測(cè)定影響就可以了，因?yàn)闇y(cè)定H₂O和CO₂分別用濃硫酸和堿石灰是固定的。(2)其實(shí)在分析(1)①方程式書寫時(shí)便得到了堿式碳酸銅熱分解方程式： xCuCO₃·yCu(OH) ₂·zH₂O=(x+y)CuO+ xCO₂↑+(y+z)H₂O↑，稍加分析可知，依據(jù)堿式碳酸銅、CuO、CO₂和H₂O質(zhì)量(或其中任意三個(gè)量)，即可計(jì)算出其組成。

[考點(diǎn)分析]又是儀器組裝問題，在上世紀(jì)九十年代初期很為流行，2007年的全國I卷和2008年海南卷也再次出現(xiàn)，因此可以說這是高考題若干年輪回的一種體現(xiàn)。

13.在一定溫度下，反應(yīng)1/2H₂(g)+ 1/2X₂(g) HX(g)的平衡常數(shù)為10。若將1.0mol的HX(g)通入體積為1.0L的密閉容器中，在該溫度時(shí)HX(g)的最大分解率接近于

A. 5%　　　　　 B. 17%　　　　　　 　　C. 25%　　　　　　　　　 D.33%

答案B

[解析]1/2H₂(g)+ 1/2X₂(g) HX(g)的平衡常數(shù)K₁為10,那么HX(g) 1/2H₂(g)+ 1/2X₂(g) 的平衡常數(shù)K₂為1/10, 2HX(g) H₂(g)+ X₂(g) 的平衡常數(shù)K₃為(1/10)²=0.01.設(shè)HX(g)分解xmol/L,有, 2HX(g) H₂(g)+ X₂(g)

　　　　　　 1　　　　　 0　　 0

　　　　　　 x　　　　　 x　　 x

　　　　　 1-x　　　　 x　　 x

K₃= x·x/(1-x) ²= 0.01 ,得到x=0.17,所以, 該溫度時(shí)HX(g)的最大分解率接近于B. 17%

[考點(diǎn)分析]本題考查化學(xué)平衡常數(shù)的相關(guān)計(jì)算，題目難度不大，但要求考生平時(shí)要掌握方程式的變化對(duì)于化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式的影響和數(shù)值的改變。

12.能正確表示下列反應(yīng)的例子方程式是

A. 向次氯酸鈣溶液通入過量CO₂：Ca²⁺+2ClO^-+CO₂+H₂O =CaCO₃↓+2HClO

B. 向次氯酸鈣溶液通入SO₂：Ca²⁺+2ClO^-+SO₂+H₂O= CaSO₃↓+2HClO

C. 氫氧化鈣溶液與碳酸氫鎂溶液反應(yīng)：HCO₃^-+Ca²⁺+OH^-＝CaCO₃↓+H₂O

D. 在氯化亞鐵溶液中加入稀硝酸：3Fe²⁺+4H⁺+NO₃^-=3Fe³⁺+NO↑+2H₂O

答案D

[解析]A選項(xiàng)CO₂過量的話，應(yīng)該生成HCO₃^- 方程式應(yīng)為：ClO^-+CO₂+H₂O=HClO+HCO₃^-；B選項(xiàng)HClO可將CaSO₃氧化為CaSO₄ ，正確的方程式為：Ca²⁺+ClO^-+SO₂+H₂O=CaSO₄↓+Cl^-+2H⁺ ；C選項(xiàng)要考慮到Mg(OH)₂ 為沉淀即可, Mg²⁺+2HCO₃^-+2Ca²⁺+4OH^-＝Mg(OH)₂↓+2CaCO₃↓+2H₂O。

[考點(diǎn)分析]本題考查離子方程式的書寫和正誤判斷，把平時(shí)練習(xí)中的次氯酸鈣與CO₂和SO₂ 反應(yīng)問題在一個(gè)題目中出現(xiàn)，很是少見，四個(gè)選項(xiàng)都很常規(guī)，都是熟題。難度不大。

11.將氫氧化鈉稀溶液滴加到醋酸稀溶液中，下列各圖示意混合溶液有關(guān)量或性質(zhì)的變化趨勢(shì)，其中錯(cuò)誤的是

答案D

[解析]A選項(xiàng)氫氧化鈉和醋酸發(fā)生中和反應(yīng)，反應(yīng)放熱，當(dāng)酸反應(yīng)完成后，再加堿，相當(dāng)于往熱水中加入冷水，溫度降低。B選項(xiàng)醋酸中滴加氫氧化鈉酸性減弱pH增大。C選項(xiàng)醋酸中滴加氫氧化鈉，相當(dāng)于弱電解質(zhì)溶液變成強(qiáng)電解質(zhì)溶液，因此導(dǎo)電能力增加。D選項(xiàng)醋酸中滴加氫氧化鈉，氫氧化鈉和醋酸發(fā)生反應(yīng)了，因此氫氧化鈉開始時(shí)為0.

[考點(diǎn)分析]本題考查水溶液中的離子反應(yīng)的相關(guān)知識(shí)，題目容量大，對(duì)考生的能力要求很高。

10.硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+SO₂+S↓+H₂O,下列各組實(shí)驗(yàn)中最先出現(xiàn)渾濁的是　　

答案D

[解析]影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素眾多，本題從濃度和和溫度兩個(gè)因素考查，非常忠實(shí)于新教材必修2,只要抓住濃度越大，溫度越高反應(yīng)速率越大，便可以選出正確答案D。

[考點(diǎn)分析]本題主要考查影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，題目來源于課本，考生很有親切感。

9. 下列化合物中既能使溴的四氯化碳溶液褪色，又能在光照下與溴發(fā)生取代反應(yīng)的是

　A.甲苯　　　　　　　　 B.乙醇　　　　　　　 C.丙烯　　　　　　　　　　 　D.乙烯

答案C

[解析]本題的突破口在第一個(gè)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)：能使溴的四氯化碳溶液褪色的物質(zhì)還有碳碳不飽和鍵，這樣選項(xiàng)只剩下C和D了，再根據(jù)能與溴發(fā)生取代反應(yīng)的物質(zhì)為含有苯環(huán)物質(zhì)或烷烴(或烷基)，因此只有C選項(xiàng)符合題意了。

[考點(diǎn)分析]本題較為新穎，考生如果基本功不扎實(shí)，容易誤選A選項(xiàng)。第一個(gè)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)對(duì)于教師來說必須要突破原來老教材的提法，能使溴水褪色的物質(zhì)含有碳碳不飽和鍵的提法。