平衡浓度:0.015 0.035 0.035 ①平衡时体系总的物质的量为=(0.015+0.035+0.035)×1=0.085mol; ②K==0.082mol/L; =0.007mol/(L?min); ③反应在0~5min区间的平均反应速率v(A)=故答案为:0.085mol;0.082mol/L;0.007mol/(L?min). 点评: 本题考查了化学反应能量变化,化学平衡影响因素的分析判断,图象分析与化学平衡的计算应用,掌握基础是解题关键,题目难度中等. 23.(14分)(2013秋?武侯区校级月考)化学在环境保护中起着十分重要的作用,催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染.
(1)催化反硝化法中,H2能将NO3还原为N2,25℃时,反应进行10min,溶液的pH由7变为12.
①N2的结构式为 N≡N .
﹣﹣﹣
②上述反应离子方程式为 2NO3+5H2=N2+2OH+4H2O ,其平均反应速率v(NO3)为 0.001 mol/(L?min) .
③还原过程中可生成中间产物NO2,已知HNO2为弱酸,写出3种促进NO2水解的方法 加水、升高温度、加酸 .
④在NaNO2 溶液中,质子守恒表达式为 c(H)+c(HNO2)=c(OH) .
﹣
(2)电化学降解NO3的原理如右图所示.电源正极为 A (填“A”或“B”),
﹣﹣+
阴极反应式为: 2NO3+12H+10e=N2+6H2O .
+
﹣
﹣
﹣
﹣
考点: 电解原理;氧化还原反应;硝酸的化学性质. 专题: 电化学专题;元素及其化合物. 分析: (1)①氮气分子中氮原子间存在3个共用电子对; ②在催化剂条件下,氢气和硝酸根离子发生氧化还原反应生成氮气、水和氢氧根离子;先根据溶液pH的变化计算氢氧根离子反应速率,再根据氢氧根离子和硝酸根离子之间的关系式计算硝酸根离子反应速率; ③亚硝酸根离子水解是吸热反应,根据外界条件对其水解反应影响来分析; ④在NaNO2 溶液中, ﹣(2)①由图示知在Ag﹣Pt电极上NO3发生还原反应,因此Ag﹣Pt电极为阴极,﹣则B为负极,A为电源正极;在阴极反应是NO3得电子发生还原反应生成N2,利用电荷守恒与原子守恒知有氢离子参与反应且有水生成.
解答: 解:(1)①N2分子中氮原子间通过氮氮三键结合,因此其结构式为N≡N, 故答案为:N≡N; ②利用溶液pH变化可知有OH生成,再结合原子守恒可写出反应的离子方程式为:﹣﹣2NO3+5H2=N2+2OH+4H2O, 根据离子方程式知v(NO3)=v(OH)=(L?min), 故答案为:2NO3+5H2=N2+2OH+4H2O,0.001; ③亚硝酸盐水解是吸热反应,且水解时生成氢氧根离子,稀释亚硝酸盐溶液能促进其水解,所以要使NO2水解使溶液中c(OH)变大,可促进NO2水解的措施有加热、加水或加酸等, 故答案为:加水、升高温度、加酸; ④在NaNO2溶液中,NO2结合H生成HNO2,故质子守恒表达式为:(cH)+c(HNO2)﹣=c(OH), ﹣+故答案为:c(H)+c(HNO2)=c(OH); ﹣(2)由图示知在Ag﹣Pt电极上NO3发生还原反应,因此Ag﹣Pt电极为阴极,则B﹣为负极,A为电源正极;在阴极反应是NO3得电子发生还原反应生成N2,利用电荷守恒与原子守恒知有H2O参与反应且有水生成, ﹣﹣+所以阴极上发生的电极反应式为:2NO3+12H+10e=N2+6H2O, ﹣﹣+故答案为:A;2NO3+12H+10e=N2+6H2O. 点评: 本题考查结构式和离子方程式的书写、电解原理等知识点,难度较大.注意该题中阴极室有氢离子进入,为易错点. 24.(12分)(2012?海淀区二模)某同学欲在实验室中对Fe与I的反应进行探究,实现2+3+
Fe与Fe的相互转化.
(1)该同学最初的实验操作和现象如下: 编号 操作 现象 I 先向2mL 0.1mol/L FeCl2溶液中滴加KSCN 溶液,再滴加新制氯水 II 先向2mL 0.1mol/L FeCl3溶液中滴加KSCN滴加KSCN溶液后,溶液变成红色;滴加溶液,再滴加0.1mol/L KI溶液 KI溶液后,红色无明显变化 ①实验I的现象为 滴加KSCN后溶液无明显变化,加入氯水后溶液变成红色 . ②FeCl2溶液与新制氯水反应的离子方程式为 2Fe+Cl2═2Fe+2Cl .
(2)该同学分析了导致实验II现象的可能原因,并对实验方案进行了改进.改进后的实验操作和现象如下: 编号 操作 现象 III 向2mL 0.1mol/L KI溶液中滴加1mL 0.1mol/L 滴加FeCl3溶液后,溶液变成黄色;滴加KSCN溶液后,溶液变成红色 FeCl3溶液,再滴加KSCN溶液 根据实验III,甲同学认为Fe3有可能与I﹣发生氧化还原反应,请结合实验现象用简明的文字说明他得出上述结论的理由 溶液变成黄色,推测生成了I2 . (3)该同学认为需要进一步设计实验证明根据实验III中现象得出的结论.请补全下表中的实验方案. 编操作 预期现象及结论
3+2+
3+
﹣
﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣mol/(L?min)=0.001 mol/++3+
﹣
号 IV 向2mL 0.1mol/L KI溶液中滴 预期现象:溶液变蓝(或溶液分层,下层溶液为紫色;﹣3+加1mL0.1mol/L FeCl3溶液, 或生成蓝色沉淀),结论:Fe能与I发生氧化还原反应,2+生成I2(或Fe) ﹣3+(4)上述实验结果表明,Fe有可能与I发生氧化还原反应.进一步查阅资料知,参加反
﹣3+
应的Fe与I的物质的量相同.该同学结合上述实验结论,分析了实验III中加入KSCN后
﹣﹣3+3+2+
溶液变红的原因,认为Fe与I反应的离子方程式应写为 2Fe+2I?2Fe+I2 . 考点: 探究铁离子和亚铁离子的转化. 专题: 实验探究和数据处理题;几种重要的金属及其化合物. 分析: (1)亚铁离子和硫氰化钾溶液不反应,但亚铁离子有还原性,能被氯气氧化生成铁离子,铁离子和硫氰根离子反应生成血红色的络合物,导致溶液呈血红色; (2)碘水溶液呈黄色; (3)如果碘离子和铁离子反应生成亚铁离子和碘单质,根据亚铁离子的特征反应或碘单质的特征反应进行实验,碘遇淀粉溶液变蓝色、碘溶于四氯化碳后溶液呈紫色,亚铁离子和铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀; (4)碘离子和铁离子发生氧化还原反应且参加反应的Fe与I的物质的量相同,再结合得失电子数相等确定反应方程式. 解答: 解:(1)①亚铁离子和硫氰化钾溶液不反应,所以向氯化亚铁溶液中滴加硫氰化钾溶液后,溶液不呈红色,再滴加氯水后,氯气把亚铁离子氧化呈铁离子,铁离子和硫氰化钾溶液反应生成络合物,导致溶液呈血红色,所以实验I的现象为滴加KSCN后溶液无明显变化,加入氯水后溶液变成红色, 故答案为:滴加KSCN后溶液无明显变化,加入氯水后溶液变成红色; ②氯化亚铁和氯气反应生成氯化铁,离子方程式为:2Fe+Cl2═2Fe+2Cl, ﹣2+3+故答案为:2Fe+Cl2═2Fe+2Cl; (2)碘水溶液呈黄色,根据溶液变成黄色,推测生成了I2,故答案为:溶液变成黄色,推测生成了I2; (3)如果碘离子和铁离子发生氧化还原反应生成碘单质和亚铁离子,亚铁离子和铁氰化钾溶液反应生成蓝色沉淀,碘单质遇淀粉溶液变蓝色,碘溶于四氯化碳后溶液呈紫色,所以如果要检验碘单质和亚铁离子,可以用再滴加淀粉溶液(或CCl4;或铁氰化钾溶液)检验,反应现象是溶液变蓝(或溶液分层,下层溶液为紫色;或生成蓝色沉淀),结论:Fe能与I发生氧化还原反应,生成I2(或Fe), 故答案为: 编号 操作 预期现象及结论 IV 再滴加淀粉溶液(或预期现象:溶液变蓝(或溶液分层,下层溶液为紫色;或CCl4;或铁氰化钾溶生成蓝色沉淀),结论:Fe能与I发生氧化还原反应,2+液) 生成I2(或Fe) ﹣﹣3+3+(4)Fe与I发生氧化还原反应,且参加反应的Fe与I的物质的量相同,所以该﹣﹣3+2+3+2+反应的离子方程式为:2Fe+2I?2Fe+I2,故答案为:2Fe+2I?2Fe+I2. 点评: 本题考查了亚铁离子和铁离子之间的相互转化,难度不大,铁离子和亚铁离子的检验是高考的热点,根据铁离子和亚铁离子的特征反应来检验即可. 25.(14分)(2012?海淀区二模)烃A是一种重要的基本化工原料,用质谱法测得其相对分子质量为28.如图是以A为原料合成药物中间体E和树脂K的路线.
3+﹣3+﹣2+3+﹣3+﹣2+
已知:I.
II.
(1)A中官能团的结构简式是
.
(2)B→C的化学方程式为 BrCH2CH2Br+NaOHCH2=CHBr+NaBr+H2O .
(3)E的分子式为C4H8O.下列关于E的说法正确的是 ac (填字母序号). a.能与金属钠反应
b.分子中4个碳原子一定共平面 c.一定条件下,能与浓氢溴酸反应
d.与CH2=CHCH2OCH2CH3互为同系物
(4)G→H涉及到的反应类型有 加成反应、消去反应 . (5)I的分子式为C4H6O2,其结构简式为 CH3CH=CHCOOH .
(6)J→K的化学方程式为
(7)写出与E具有相同官能团的所有同分异构体的结构简式:
.
(不考虑顺反异构,
不考虑﹣OH连在双键碳上的结构). 考点: 有机物的推断;有机物的合成. 专题: 有机物的化学性质及推断. 分析: A的相对分子质量为28,能发生加成反应,应为CH2=CH2,B为BrCH2CH2Br,结合信息Ⅰ可知C为CH2=CHBr,D为CH2=CHMgBr,E为CH2=CHCH2CH2OH,A和水发生加成反应生成F为CH3CH2OH,G为CH3CHO,由信息Ⅱ可知H为CH3CH=CHCHO,I为CH3CH=CHCOOH,J为CH3CH=CHCOOCH3,K为,结合有机物的结构和性质以及题目要求可解答该题. 解答: 解:A的相对分子质量为28,能发生加成反应,应为CH2=CH2,B为BrCH2CH2Br,
结合信息Ⅰ可知C为CH2=CHBr,D为CH2=CHMgBr,E为CH2=CHCH2CH2OH,A和水发生加成反应生成F为CH3CH2OH,G为CH3CHO,由信息Ⅱ可知H为CH3CH=CHCHO,I为CH3CH=CHCOOH,J为CH3CH=CHCOOCH3,K为, (1)由以上分析可知A为CH2=CH2,含有的官能团为; (2)B为BrCH2CH2Br,C为CH2=CHBr,B生成C的方程式为BrCH2CH2Br+NaOHCH2=CHBr+NaBr+H2O, CH2=CHBr+NaBr+H2O; ,故答案为:故答案为:BrCH2CH2Br+NaOH(3)E为CH2=CHCH2CH2OH,含有C=C,能发生加成反应,含有﹣OH,能与Na发生反应生成氢气,与CH2=CHCH2OCH2CH3结构不同,不是同系物,分子中只有3个C原子在同一个平面上,故答案为:ac; (4)由信息Ⅱ可知G→H涉及到的反应类型有加成反应、消去反应,故答案为:加成反应、消去反应; (5)由以上分析可知I为CH3CH=CHCOOH,故答案为:CH3CH=CHCOOH; (6)J为CH3CH=CHCOOCH3,含有碳碳双键,可发生加聚反应,反应的方程式为, 故答案为:; (7)E为CH2=CHCH2CH2OH,与E具有相同官能团的所有同分异构体为, 故答案为:. 点评: 本题考查有机物的推断和合成,题目难度中等,注意根据A为乙烯结合题给信息以及官能团的转化和性质推断其它物质的种类,本题中易错点为同分异构体的判断,主要为位置异构,书写时不要漏写.