这套练习混合了综合化学推理的五节课。所有题目和数据都是为练习而原创、虚构的,没有任何一题取自考试试卷。
先在纸上做每一题,再打开答案。气体按每摩尔 24 dm³ 计算,Ar 取值:Mg = 24,Cu = 64,H = 1,C = 12,O = 16。把你做错的题型记在错题记录与重测队列里,数据类题目可以用科学探究评论工具。
题目,由易到难
1. 物质 A 的熔点是 1,650 °C,非常坚硬,固态和液态都不导电。写出它的结构,并解释为什么不导电。
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巨型共价结构。所有原子都由强共价键结合,这解释了极高的熔点和硬度。没有自由离子或离域电子来携带电荷,所以不导电。
2. 物质 B 的熔点是 660 °C,固态能导电,可以锤打成形。写出它的结构,并说明是什么携带电流。
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金属结构。离域电子在正离子晶格中自由移动并携带电流。离子层可以滑动,所以能锤打成形。
3. 物质 C 的熔点是 −20 °C,在任何状态下都不导电。解释它为什么熔点低,不要说是共价键断开。
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C 是简单分子物质。每个分子内部的共价键保持完整。熔化时只需克服分子之间的微弱作用力,所以需要的能量很少。
4. 0.060 g 镁与过量盐酸反应:Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂。生成多少体积的氢气?
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Mg 的摩尔数 = 0.060 ÷ 24 = 0.0025 mol。Mg : H₂ 的比例是 1 : 1,所以 H₂ 为 0.0025 mol。体积 = 0.0025 × 24 = 0.060 dm³ = 60 cm³。
5. 要与第 4 题中的 0.060 g 镁恰好完全反应,需要多少体积的 0.50 mol/dm³ 盐酸?
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Mg : HCl 的比例是 1 : 2,所以 HCl 的摩尔数 = 2 × 0.0025 = 0.0050 mol。体积 = 摩尔数 ÷ 浓度 = 0.0050 ÷ 0.50 = 0.010 dm³ = 10 cm³。
6. 镁与酸的另一个反应得到如下气体体积。
| 时间 (s) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 体积 (cm³) | 0 | 30 | 50 | 62 | 69 | 72 | 72 |
(a) 求 0 至 10 s 和 20 至 30 s 的平均速率。(b) 解释速率为什么下降。(c) 如果酸过量,用了多少质量的镁?
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(a) 0 至 10 s:30 ÷ 10 = 3.0 cm³/s。20 至 30 s:(62 − 50) ÷ 10 = 1.2 cm³/s。
(b) 酸的浓度下降,镁的表面也在消耗,所以每秒有效碰撞减少。
(c) 水平段是 72 cm³ = 0.072 dm³。H₂ 的摩尔数 = 0.072 ÷ 24 = 0.0030 mol。比例 1 : 1,所以 Mg 为 0.0030 mol。质量 = 0.0030 × 24 = 0.072 g。
7. 用惰性电极让电流通过硫酸铜(II)溶液,直到沉积了 0.020 mol 铜。转移了多少摩尔电子?阳极生成多少体积的氧气?(阳极反应每生成一个 O₂ 释放 4 个电子。)
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每个 Cu²⁺ 得到 2 个电子,所以 0.020 × 2 = 0.040 mol 电子。氧气:0.040 ÷ 4 = 0.010 mol。体积 = 0.010 × 24 = 0.24 dm³ = 240 cm³。
8. 另一次电解中,在硫酸铜(II)溶液里使用铜电极。蓝色没有变淡,阴极质量增加,阳极质量减少。请用粒子解释。
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在阳极,铜原子失去电子,以 Cu²⁺ 进入溶液:Cu → Cu²⁺ + 2e⁻。在阴极,Cu²⁺ 离子得到电子形成铜:Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu。铜离子被移除和补充的速率相同,所以蓝色保持不变。阳极质量减少,阴极质量增加。
9. 十二烷 C₁₂H₂₆ 裂化成 C₈H₁₈ 和另一种产物。写出另一种产物的分子式,说明它是否使溴水褪色,并用相对分子质量检查。
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碳:12 − 8 = 4。氢:26 − 18 = 8。另一种产物是 C₄H₈,符合 CₙH₂ₙ,所以是烯烃,会使溴水褪色。质量检查:C₁₂H₂₆ 的 Mr = 144 + 26 = 170。C₈H₁₈ 的 Mr = 114。C₄H₈ 的 Mr = 56。而 114 + 56 = 170。
10. 乙烯与水蒸气反应生成乙醇:C₂H₄ + H₂O → C₂H₅OH。14 g 乙烯理论上应得到多少质量的乙醇?如果实际收集到 17.25 g,产率是多少?
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C₂H₄ 的 Mr = 28,C₂H₅OH 的 Mr = 24 + 5 + 16 + 1 = 46。乙烯的摩尔数 = 14 ÷ 28 = 0.50 mol。比例 1 : 1,所以乙醇为 0.50 mol,质量 = 0.50 × 46 = 23 g。产率 = 17.25 ÷ 23 × 100 = 75.0%。
11. 一瓶没有标签的溶液,火焰呈橙红色。加入氢氧化钠后产生白色沉淀,过量时沉淀不溶解。最可能是哪种离子?每个测试各自提供了什么?
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钙,Ca²⁺。焰色试验提示钙,并排除没有焰色的镁。过量时不溶解的沉淀排除了铝,因为铝的沉淀会溶解。两个测试合起来支持这个结论。
如果你做错了
把错误对应到课程,重测前先复习。
| 做错的题目 | 复习内容 |
|---|---|
| 1、2、3 | 先说出结构:把化学键与性质联系起来 |
| 4、5、6 | 比例与速率步骤:把方程式比例与速率数据结合 |
| 7、8 | 离子、电子和电极:用粒子解释电化学现象 |
| 9、10 | 配平与结构:把有机结构与转化联系起来 |
| 11 | 权衡两个测试:比较两种方法的证据 |
重测之后,如果推理上仍有真正的缺口,最好找人一起讨论。Co-ordinated Sciences 线上一对一补习的老师可以带你过一遍做错的题,并针对同一个薄弱点出新题。