高一化学非金属及其化合物专题.docx
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高一化学非金属及其化合物专题
非金属及其化合物
(总分:
158考试时间:
123.5分钟)
学校___________________班级____________姓名___________得分___________
一、选择题(本大题共10题,共计48分)
1、(6分)
下列说法中正确的是( )
A.医用酒精的浓度通常为95%
B.单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料
C.淀粉、纤维素和油脂都属于天然高分子化合物
D.合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料
2、(15分)
[化学——选修3:
物质结构与性质]
硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。
回答下列问题:
(1)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号为______,该能层具有的原子轨道数为______、电子数为______。
(2)硅主要以硅酸盐、______等化合物的形式存在于地壳中。
(3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其中原子与原子之间以______相结合,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置贡献______个原子。
(4)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。
工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4,该反应的化学方程式为__________________________。
(5)碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有关事实:
化学键
C—C
C—H
C—O
Si—Si
Si—H
Si—O
356
413
336
226
318
452
①硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是____________________________________。
②SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是_______________________________
________________________________________________________________________。
(6)在硅酸盐中,
四面体(如下图(a))通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。
图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根,其中Si原子的杂化形式为______,Si与O的原子数之比为______,化学式为__________________。
图(a)
图(b)
3、(4分)
下列实验能达到目的的是( )
A.用溴水鉴别苯和正己烷
B.用BaCl2溶液鉴别
与
C.用浓HNO3与Cu反应制备NO2
D.将混有HCl的Cl2通入饱和NaHCO3溶液中除去HCl
4、(3分)
实验室制取少量干燥的氨气涉及下列装置,其中正确的是( )
A.①是氨气发生装置
B.③是氨气发生装置
C.②是氨气吸收装置
D.④是氨气收集、检验装置
5、(6分)
下列叙述正确的是( )
A.Fe与S混合加热生成FeS2
B.NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3
C.过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成
D.白磷在空气中加热到一定温度能转化为红磷
6、(2分)
下列由相关实验现象所推出的结论正确的是( )
A.Cl2、SO2均能使品红溶液褪色,说明二者均有氧化性
B.向溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有
C.Fe与稀HNO3、稀H2SO4反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应
D.分别充满HCl、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升,说明二者均易溶于水
7、(2分)
和氢硫酸反应不能产生沉淀的是( )
A.Pb(NO3)2溶液 B.Na2S溶液
C.CuSO4溶液 D.H2SO3溶液
8、(3分)
下列关于硫酸工业生产过程的叙述错误的是( )
A.在接触室中使用铁粉作催化剂
B.在接触室中运用热交换技术可充分利用能源
C.把硫铁矿磨成细粉末,可以提高原料的利用率
D.该反应采用450~500℃主要是因为该温度下催化剂活性好
9、(3分)
下图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。
向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。
已知:
2KMnO4+16HCl―→2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O
对实验现象的“解释或结论”正确的是( )
选项
实验现象
解释或结论
A
a处变蓝,b处变红棕色
氧化性:
Cl2>Br2>I2
B
c处先变红,后褪色
氯气与水生成了酸性物质
C
d处立即褪色
氯气与水生成了漂白性物质
D
e处变红色
还原性:
Fe2+>Cl-
10、(4分)
(多选)PbO2是褐色固体,受热分解为Pb的+4和+2价的混合氧化物,+4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2;现将1molPbO2加热分解得到O2,向剩余固体中加入足量的浓盐酸得到Cl2,O2和Cl2的物质的量之比为3∶2,则剩余固体的组成及物质的量比是( )
A.1∶1混合的Pb3O4、PbO
B.1∶2混合的PbO2、Pb3O4
C.1∶4∶1混合的PbO2、Pb3O4、PbO
D.1∶1∶4混合的PbO2、Pb3O4、PbO
二、非选择题(本大题共4题,共计56分)
1、(13分)
下列框图中的字母分别代表一种常见的物质或其溶液,相互之间的转化关系如下图所示(部分产物及反应条件已略去)。
已知A、B为气态单质,F是地壳中含量最多的金属元素的单质;E、H、I为氧化物,E为黑色固体,I为红棕色气体;M为红褐色沉淀。
请回答下列问题:
(1)B中所含元素位于周期表中第____周期第____族。
(2)A在B中燃烧的现象是__________________。
(3)D+E―→B的反应中,被氧化与被还原的物质的物质的量之比是________。
(4)G+J―→M的离子方程式是__________________。
(5)Y受热分解的化学方程式是__________________。
2、(15分)
光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。
(1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为________________________。
(2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2和CO的燃烧热(
H)分别为-890.3kJ·mol-1、-285.8kJ·mol-1和-283.0kJ·mol-1,则生成1m3(标准状况)CO所需热量为__________;
(3)实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为____________________________;
(4)COCl2的分解反应为COCl2(g)======Cl2(g)+CO(g)
H=+108kJ·mol-1。
反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出):
①计算反应在第8min时的平衡常数K=______;
②比较第2min反应温度T
(2)与第8min反应温度T(8)的高低:
T
(2)______T(8)(填“<”“>”或“=”);
③若12min时反应于温度T(8)下重新达到平衡,则此时c(COCl2)=______mol·L-1;
④比较产物CO在2~3min、5~6min和12~13min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2~3)、v(5~6)、v(12~13)表示]的大小______;
⑤比较反应物COCl2在5~6min和15~16min时平均反应速率的大小:
v(5~6)______v(15~16)(填“<”“>”或“=”),原因是_____________________。
3、(13分)
直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。
利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。
(1)用化学方程式表示SO2形成硫酸型酸雨的反应:
____________________。
(2)在钠碱循环法中,Na2SO3溶液作为吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是__________________________。
(3)吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(
):
n(
)变化关系如下表:
n(
)∶n(
)
91∶9
1∶1
9∶91
pH
8.2
7.2
6.2
①由上表判断,NaHSO3溶液显________性,用化学平衡原理解释:
_____________。
②当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母)________。
a.c(Na+)=2c(
)+c(
)
b.c(Na+)>c(
)>c(
)>c(H+)=c(OH-)
c.c(Na+)+c(H+)=c(
)+c(
)+c(OH-)
(4)当吸收液的pH降至约为6时,需送至电解槽再生。
再生示意图如下:
①
在阳极放电的电极反应式是_______________________________________。
②当阴极室中溶液pH升至8以上时,吸收液再生并循环利用。
简述再生原理:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
4、(15分)
亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。
为检测某食品中亚硫酸盐含量(通常以1kg样品中含SO2的质量计),某研究小组设计了如下两种实验流程:
(1)气体A的主要成分是______。
为防止煮沸时发生暴沸,必须先向烧瓶中加入______;通入N2的目的是______。
(2)写出甲方案第①步反应的离子方程式:
__________________________。
(3)甲方案第②步滴定前,滴定管需用NaOH标准溶液润洗。
其操作方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若用盐酸代替稀硫酸处理样品,则按乙方案实验测定的结果______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(5)若取样品wg,按乙方案测得消耗0.01000mol·L-1I2溶液VmL,则1kg样品中含SO2的质量是______g(用含w、V的代数式表示)。
三、实验题(本大题共4题,共计46分)
1、(5分)
某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究:
操作
现象
取4g漂粉精固体,加入100mL水
部分固体溶解,溶液略有颜色
过滤,测漂粉精溶液的pH
pH试纸先变蓝(约为12),后褪色
A
ⅰ.液面上方出现白雾;
ⅱ.稍后,出现浑浊,溶液变为黄绿色;
ⅲ.稍后,产生大量白色沉淀,黄绿色褪去
(1)Cl2和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式是____________________________________
___________________________________________________________________________。
(2)pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是_____________________________。
(3)向水中持续通入SO2,未观察到白雾。
推测现象ⅰ的白雾由HCl小液滴形成,进行如下实验:
a.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化;
b.用酸化的AgNO3溶液检验白雾,产生白色沉淀。
①实验a的目的是__________________________________________________________。
②由实验a、b不能判断白雾中含有HCl,理由是_________________________________。
(4)现象ⅱ中溶液变为黄绿色的可能原因:
随溶液酸性的增强,漂粉精的有效成分和Cl-发生反应。
通过进一步实验确认了这种可能性,其实验方案是________________________。
(5)将A瓶中混合物过滤、洗涤,得到沉淀X。
①向沉淀X中加入稀HCl,无明显变化。
取上层清液,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。
则沉淀X中含有的物质是______。
②用离子方程式解释现象ⅲ中黄绿色褪去的原因:
______________________________。
2、(12分)
二氧化硫是硫的重要化合物,在生产、生活中有广泛应用。
二氧化硫有毒,并且是形成酸雨的主要气体,无论是实验室制备还是工业生产,二氧化硫尾气吸收或烟气脱硫都非常重要。
完成下列填空:
(1)实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。
如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫,并希望能控制反应速度,上图中可选用的发生装置是______(填写字母)。
(2)若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L(标准状况)二氧化硫,至少需要称取亚硫酸钠______g(保留一位小数);如果已有4.0%亚硫酸钠(质量分数)被氧化成硫酸钠,则至少需称取该亚硫酸钠______g(保留一位小数)。
(3)实验室二氧化硫尾气吸收与工业烟气脱硫的化学原理相通。
石灰-石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。
石灰-石膏法的吸收反应为SO2+Ca(OH)2―→CaSO3↓+H2O。
吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化,反应为2CaSO3+O2+4H2O―→2CaSO4·2H2O。
其流程如下图:
碱法的吸收反应为SO2+2NaOH―→Na2SO3+H2O。
碱法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。
其流程如下图:
已知:
试剂
Ca(OH)2
NaOH
价格(元/kg)
0.36
2.90
吸收SO2的成本(元/mol)
0.027
0.232
石灰-石膏法和碱法吸收二氧化硫的化学原理相同之处是__________________,和碱法相比,石灰-石膏法的优点是_________________________,缺点是______________________。
(4)在石灰石膏法和碱法的基础上,设计一个改进的、能实现物料循环的烟气脱硫方案(用流程图表示)。
3、(14分)
二氧化氯(ClO2)是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。
(1)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2方法。
①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、
等杂质。
某次除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的________(填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后将沉淀一并滤去。
经检测发现滤液中仍含有一定量的
,其原因是________[已知:
Ksp(BaSO4)=1.1×10-10、Ksp(BaCO3)=5.1×10-9]。
②该法工艺原理示意图如下。
其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠(NaClO3)与盐酸反应生成ClO2。
工艺中可以利用的单质有________(填化学式),发生器中生成ClO2的化学方程式为_________________________________________________________________。
(2)纤维素还原法制ClO2是一种新方法,其原理是:
纤维素水解得到的最终产物D与NaClO3反应生成ClO2。
完成反应的化学方程式:
(D)+24NaClO3+12H2SO4===
ClO2↑+
CO2↑+18H2O+
______
(3)ClO2和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质,自身被还原为Cl-。
处理含CN-相同量的电镀废水,所需Cl2的物质的量是ClO2的________倍。
4、(15分)
某研究小组利用如图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)。
(1)MgCO3的分解产物为________。
(2)装置C的作用是________,处理尾气的方法为________。
(3)将研究小组分为两组,按如图装置进行对比实验,甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热,反应产物均为黑色粉末(纯净物),两组分别用产物进行以下实验。
步骤
操作
甲组现象
乙组现象
1
取黑色粉末加入稀盐酸
溶解,无气泡
溶解,有气泡
2
取步骤1中溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液
蓝色沉淀
蓝色沉淀
3
取步骤1中溶液,滴加KSCN溶液
变红
无现象
4
向步骤3溶液中滴加新制氯水
红色褪去
先变红,后褪色
①乙组得到的黑色粉末是________。
②甲组步骤1中反应的离子方程式为___________________________________________
________________________________________________________________________。
③乙组步骤4中,溶液变红的原因为__________________________;溶液褪色可能的原因及其验证方法为____________。
④从实验安全考虑,如图装置还可采取的改进措施是______________________________。
四、计算题(本大题共1题,共计8分)
1、(8分)
臭氧层是地球生命的保护神,臭氧比氧气具有更强的氧化性。
实验室可将氧气通过高压放电管来制取臭氧:
3O2
2O3
(1)若在上述反应中有30%的氧气转化为臭氧,所得混合气的平均摩尔质量为______________________g·mol-1(保留一位小数)。
(2)将8L氧气通过放电管后,恢复到原状况,得到气体6.5L,其中臭氧为___________________L。
(3)实验室将氧气和臭氧的混合气体0.896L(标准状况)通入盛有20.0g铜粉的反应器中,充分加热后,粉末的质量变为21.6g。
则原混合气中臭氧的体积分数为_________________。
试卷00000
(总分:
158考试时间:
123.5分钟)
学校___________________班级____________姓名___________得分___________
一、选择题(本大题共10题,共计48分)
1、(6分)
B
医用酒精的浓度通常为75%,油脂不属于高分子化合物,合成纤维属于有机高分子材料,故只有B项正确。
2、(15分)
(1)M 9 4
(2)二氧化硅
(3)共价键 3
(4)Mg2Si+4NH4Cl===SiH4+4NH3+2MgCl2
(5)①C—C键和C—H键较强,所形成的烷烃稳定。
而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低,易断裂,导致长链硅烷难以生成
②C—H键的键能大于C—O键,C—H键比C—O键稳定。
而Si—H键的键能却远小于Si—O键,所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键
(6)sp3 1∶3 (或)
解析:
硅的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2,M能层有s、p、d三个能级,共9个原子轨道;(3)立方体共有6个面,面心位置上贡献3个原子;(4)此反应不属于氧化还原反应,产物除SiH4外,还应有MgCl2,另一生成物只能是NH3;(5)由信息可知应从反应物、产物键能的差异角度进行分析;(6)一个硅原子与四个氧原子相连,形成4个σ键,硅原子最外层四个电子全部参与成键,无孤电子对,为sp3杂化;①、②两个氧原子有两个结构单元共用,如图,中间的结构单元均摊1,再加上其他2个氧原子,一个结构单元中含有一个硅原子、3个氧原子,依据化合价可知一个结构单元表现的化合价为-2,即化学式为或。
3、(4分)
C
A项,苯与正己烷的密度均比水的小,且均不与溴水反应,无法用溴水鉴别;B项,Ba2+与、均产生白色沉淀,无法鉴别,故错;Cu与浓HNO3反应产生NO2,故可用该反应制备NO2,C项正确;HCl和NaHCO3溶液反应生成CO2,又在Cl2中引入CO2杂质,D项错。
4、(3分)
B
加热NH4Cl固体得不到NH3,因为在试管口附近,NH3与HCl又生成NH4Cl;吸收NH3要防倒吸,倒置的漏斗要浮在水面上;收集NH3的试管口要堵一团棉花,防止NH3与空气形成对流;可用浓氨水与碱石灰或NaOH固体混合制取氨气,只有③正确,答案为B项。
5、(6分)
C
Fe与S混合加热生成FeS,A项不正确;NaHCO3的热稳定性差,受热时发生分解:
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,B项不正确;因为铜是过量的,随着反应的进行,硝酸浓度逐渐减小,Cu与稀硝酸反应会生成NO,C项正确;白磷在空气中加热时会燃烧,白磷转化为红磷需要隔绝空气加热,D项不正确。
6、(2分)
D
SO2使品红溶液褪色的原理是发生化合反应,只能证明SO2具有漂白性,并不是其氧化性的体现,A项错误;若溶液中含有,在酸性溶液中具有强氧化性,能够将氧化为,B项错误;铁与稀硝酸发生的不是置换反应,属于氧化还原反应,C项错误;D项正确。
7、(2分)
B
A中生成PbS沉淀,C中生成CuS沉淀,D中生成S沉淀,B中反应生成NaHS,无沉淀产生。
8、(3分)
A
接触室中发生反应:
2SO2+O22SO3,催化剂用V2O5。
9、(3分)
D
A中只能说明氧化性Cl2>I2,Cl2>Br2;B中变红是由于生成了酸性物质,“后褪色”是生成了漂白性的物质;C中是由于Cl2与NaOH反应,碱性减弱;D中发生反应:
Cl2+2Fe2+===2Fe3++2Cl-,所以还原性Fe2+>Cl-。
10、(4分)
AD
两过程中产生O2和Cl2的物质的量之比为3∶2,则发生化合价降低的铅的物质的量之比为3∶1,再结合铅守恒判断A、D两项符合,注意Pb3O4中Pb的价态为+2和+4。
二、非选择题(本大题共4题,共计56分)
1、(13分)
(1)三 ⅦA
(2)产生苍白色火焰
(3)2∶1
(4)3+Fe3++6H2O======3Al(OH)3↓+Fe(OH)3↓
(5)4Fe(NO3)32Fe2O3+12NO2↑+3O2↑
解析:
由题意可知F是铝,可与酸或碱反应,该反应图中,C由X电解产生且同时产生两气体单质A和B,能满足以上要求的为电解NaCl溶液。
A为H2,B为Cl2,C为NaOH,D为HCl,E为MnO2,G为NaAlO2;I是氧化物,且为红棕色气体,则I为NO2,N为HNO3;M为红褐色固体,则M是Fe(OH)3,Y为Fe(NO3)3,Y分解得到I(NO2)和氧化物H,H为Fe2O3,J为FeCl3。
(1)B中含有的氯元素位于元素周期表第三周期第ⅦA族。
(2)H2在Cl2
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