物质的循环转化关系高考复习专题元素及其化合物.docx
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物质的循环转化关系高考复习专题元素及其化合物
1.一定条件下,下列各组物质能一步实现图中所示转化关系的是
选项
X
Y
Z
W
A
Al
Al2O3
NaAlO2
Al(OH)3
B
Fe3O4
Fe
FeCl2
FeCl3
C
H2SO4
SO2
S
SO3
D
CH3CH2Br
CH2=CH2
C2H5OH
CH2BrCH2Br
【答案】B
【解析】分析:
A项,Al与O2反应生成Al2O3,Al2O3与NaOH反应生成NaAlO2和H2O,NaAlO2溶液与过量CO2反应生成Al(OH)3和NaHCO3,Al(OH)3与NaOH反应生成NaAlO2和H2O,Al2O3不能一步生成Al(OH)3;B项,Fe3O4与CO高温反应生成Fe和CO2,Fe与HCl反应生成FeCl2和H2,Fe与Cl2加热时反应生成FeCl3,FeCl2与Cl2反应生成FeCl3,FeCl3与Fe反应生成FeCl2;C项,Cu与浓H2SO4加热反应生成CuSO4、SO2和H2O,SO2与H2S反应生成S和H2O,SO2发生催化氧化反应生成SO3,S与SO3相互间不能一步转化;D项,CH3CH2Br在NaOH醇溶液中发生消去反应生成CH2=CH2,CH2=CH2与H2O一定条件下发生加成反应生成C2H5OH,CH2=CH2与Br2发生加成反应生成CH2BrCH2Br,C2H5OH与CH2BrCH2Br相互间不能一步转化。
详解:
A项,Al与O2反应生成Al2O3,Al2O3与NaOH反应生成NaAlO2和H2O,NaAlO2溶液与过量CO2反应生成Al(OH)3和NaHCO3,Al(OH)3与NaOH反应生成NaAlO2和H2O,Al2O3不能一步生成Al(OH)3,Y→W不能一步实现;B项,Fe3O4与CO高温反应生成Fe和CO2,Fe与HCl反应生成FeCl2和H2,Fe与Cl2加热时反应生成FeCl3,FeCl2与Cl2反应生成FeCl3,FeCl3与Fe反应生成FeCl2,图中反应均能一步实现;C项,Cu与浓H2SO4加热反应生成CuSO4、SO2和H2O,SO2与H2S反应生成S和H2O,SO2发生催化氧化反应生成SO3,S与SO3相互间不能一步转化,Z与W间的相互转化不能一步实现;D项,CH3CH2Br在NaOH醇溶液中发生消去反应生成CH2=CH2,CH2=CH2与H2O一定条件下发生加成反应生成C2H5OH,CH2=CH2与Br2发生加成反应生成CH2BrCH2Br,C2H5OH与CH2BrCH2Br相互间不能一步转化,Z与W间的相互转化不能一步实现;答案选B。
2.X、Y、Z是中学化学中常见的三种物质,下表各组物质之间通过一步反应不能实现右图所示转化关系的是
X
Y
Z
箭头上所标数字的反应条件
A.
NO
NO2
HNO3
①常温遇氧气
B.
Cl2
NaClO
HClO
②通入CO2
C.
Na2O2
NaOH
NaCl
③加入H2O2
D.
Al2O3
NaAlO2
Al(OH)3
④加NaOH溶液
【答案】C
3.已知A、B、D、E均为化学中的常见物质,它们之间的转化关系如图所示(部分产物略去),则下列有关物质的推断不正确的是()
A.若A是铁,则E可能为稀硝酸
B.若A是CuO,E是碳,则B为CO
C.若A是NaOH溶液,E是CO2,则B为NaHCO3
D.若A是AlCl3溶液,E可能是氨水
【答案】D
【解析】试题分析:
A、如果A是Fe,E为稀硝酸,B为Fe(NO3)3,D为Fe(NO3)2,Fe(NO)3和Fe反应生成Fe(NO3)2,Fe(NO3)2和硝酸反应生成Fe(NO3)3,符合转化关系,故说法正确;B、C+CuO=Cu+CO2,过量的C和CO2发生反应:
C+CO2=2CO,因此B为CO,D为CO2,符合转化关系,故说法正确;C、2NaOH+CO2(少量))=Na2CO3+H2O,NaOH+CO2(过量)=NaHCO3、2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O,Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,符合转化关系,故说法正确;D、氢氧化铝溶于强碱,不溶于弱碱,无论氨水是否过量,生成都是氢氧化铝沉淀,不符合转化关系,故说法错误。
4.现有三种短周期元素组成的单质a、b、c 及其二元化合物X、Y、Z,它们之间相互转化关系如图所示。
已知:
X 中a和b元素的原子个数比为1:
1;常温下L是一种无色黏稠油状液体。
下列说法不正确的是
A.b、c 单质中所含的元素属于同主族元素B.X、Y、Z 分子中一定都含有极性共价键
C.L、Y、Z 三种物质中两两之间能相互反应D.同温同浓度的水溶液中酸性强弱为:
L>Y>Z
【答案】C
5.下列各选项中,物质之间通过一步反应就能实现如图所示变化的是
选项
甲
乙
丙
丁
A
Al
AlCl3
Al2O3
NaAlO2
B
S
H2S
SO2
SO3
C
Na
Na2O
NaOH
Na2O2
D
N2
NH3
NO
NO2
【答案】A
【解析】Al与氯气反应生成AlCl3,Al与反应生成Al2O3,Al与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2,Al2O3与氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2,故A正确;S单质不能直接生成SO3,故B错误;NaOH不能直接生成Na2O2,故C错误;N2与氧气不能直接生成NO2,故D错误。
6.a、b、c、X是中学化学中常见的四种物质,且a、b、c中含有同一种元素,其转化关系如下图所示。
下列说法不正确的是
A.若a、b、c均为厨房中常用的物质,则构成c中的阳离子半径小于其阴离子半径
B.若a为一种气态氢化物,X为O2,则a分子中可能含有10个或者18个电子
C.若b为一种两性氢氧化物,则X可能是强酸,也可能是强碱
D.若a为固态非金属单质,X为O2,则O元素与a元素的原子序数之差可能为8
【答案】D
【解析】若a、b、c均为厨房中常用的物质,a为碳酸钠,X为盐酸,碳酸钠与盐酸反应生成碳酸氢钠b,碳酸氢钠与盐酸继续反应生成氯化钠c,钠离子核外有2个电子层,氯离子核外有有3个电子层,所以氯化钠中阳离子半径小于其阴离子半径,A正确;若a为气态硫化氢,与氧气反应生成单质硫b,硫继续与氧气反应生成二氧化硫c,硫化氢与氧气直接反应生成二氧化硫,硫化氢为18个电子微粒;甲烷与氧气不完全反应生成一氧化碳b,一氧化碳与氧气继续反应生成二氧化碳c,甲烷完全燃烧直接生成二氧化碳,甲烷为10个电子的微粒;综上所述,C正确;若a为单质碳,可以燃烧生成一氧化碳b,二氧化碳c,但是和氧原子序数只差为2,不是8;若a为固态非金属单质硫,与氧气反应不能直接生成三氧化硫c;也就是说,硫原子和氧原子的原子序数虽然能够差8,但是不能满足题意要求,D错误;正确选项D。
7.如图W、X、Y、Z为四种物质,若箭头是能一步转化的常见反应,其中常温下能进行的是()
选项
W
X
Y
Z
A
S
SO2
SO3
H2SO4
B
Al
AlCl3
NaAlO2
Al2(SO4)3
C
Fe
FeCl3
Fe(OH)2
FeCl2
D
Na
Na2O2
NaOH
NaCl
【答案】B
8.A、B、C、D、E五种物质中均含有同一种短周期主族元素R,它们能发生如图所示的转化关系,已知A、B、D、E四种物质均难溶于水,单质R能与NaOH溶液反应生成盐和氢气。
下列说法正确的是()
A.反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1
B.化合物A既能溶于NaOH又能溶于氢氟酸
C.反应④的离子方程式为:
2R+2OH-+2H2O=2RO2-+3H2↑
D.化合物C的溶液与反应①产生的气体能够发生化学反应
【答案】B
【解析】单质R能与NaOH溶液反应生成盐和氢气,常见的是Al或Si,由图中转化关系可知,若R是Al,则C应为NaAlO2,但NaAlO2与过量盐酸反应生成NaCl和AlCl3的混合溶液,不能生成难溶物,所以R是Si,A在高温下能与焦炭和石灰石反应,说明A是SiO2,根据图中转化关系可推知,B为CaSiO3、D为Si、C为Na2SiO3、E为H2SiO3。
A.反应①的化学方程式为:
SiO2+2C
Si+2CO↑,由方程式可知,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:
2,故A错误;B.SiO2既能与NaOH溶液反应,又能和氢氟酸反应,故B正确;C.反应④的离子方程式为Si+2OH-+H2O=SiO32-+2H2↑,故C错误;D.反应①产生的气体是CO,Na2SiO3溶液与CO不反应,故D错误;答案选B。
9.甲、乙、丙三种物质存在如图所示的转化关系(图中“→”表示一步转化)。
下列各组物质转化,不能满足此关系的是
甲
乙
丙
A
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
B
AlCl3
Al(OH)3
NaAlO2
C
NH3
N2
HNO3
D
S
SO2
H2SO4
【答案】C
【解析】A.甲→乙,2NaOH+CO2
Na2CO3+H2O,乙
丙,Na2CO3+H2O+CO2
2NaHCO3,2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑,甲+丙→乙,NaHCO3+NaOH
Na2CO3+H2O,故A不符合题意;B.甲→乙,AlCl3+3NaOH
Al(OH)3↓+3NaCl,乙
丙,Al(OH)3+NaOH
NaAlO2+2H2O,NaAlO2+HCl+H2O
Al(OH)3↓+NaCl,甲+丙→乙,3NaAlO2+AlCl3
4Al(OH)3↓+3NaCl,故B不符合题意;C.乙→丙,不能一步转化,故C符合题意;D.甲→乙,S+O2
SO2,乙
丙,SO2+H2O2
H2SO4,C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O,甲+丙→乙,S+2H2SO4(浓)
3SO2↑+2H2O,故D不符合题意。
故选C。
10.下列各组物质中,不能满足表中图示物质在一定条件下一步转化关系的组合为
组别
X
Y
Z
W
A
Al
AlCl3
Al(OH)3
Al2O3
B
Na
Na2O2
Na2CO3
NaCl
C
Fe
FeCl2
FeCl3
Fe(OH)3
D
Si
Na2SiO3
H2SiO3
SiO2
【答案】C
【解析】A、Al与盐酸得AlCl3,再加NH3·H2O得Al(OH)3加热得Al2O3,电解得Al,故A正确;B、Na在氧气中点燃生成Na2O2,与二氧化反应生成Na2CO3,再与盐酸反应生成NaCl,电解熔融氯化钠生成钠,故B正确;C、Fe与盐酸生成FeCl2,通入氯气生成FeCl3,与氢氧化钠反应Fe(OH)3,但由Fe(OH)3无法直接生成铁,故C错误;D、Si与氢氧化钠溶液反应生成Na2SiO3,与酸反应生成H2SiO3,加热生成SiO2,与碳在高温生成硅,故D正确;故选C。
11.短周期元素a、b、c、d的原子序数依次增大,b和c为两种常见的金属元素,a、b、c、d的最高价氧化物对应的水化物依次为甲、乙、丙、丁,它们之间存在如图所示的反应关系(图中用“--“相连的两种物质间能发生反应)。
下列判断一定正确的是
A.简单离子半径:
d>b>c>a
B.等物质的量的ba3、b3a所含离子总数不相等
C.d的最高化合价和最低化合价的代数和为6
D.b和d组成的化合物的水溶液是中性
【答案】B
【解析】短周期元素a、b、c、d的原子序数依次增大,b和c为两种常见的金属元素,a、b、c、d的最高价氧化物对应的水化物依次为甲、乙、丙、丁,根据关系图,乙与丙能够反应,则说明c为Al元素,丙为氢氧化铝,则b为钠,乙为氢氧化钠,丙能够与甲和丁反应,说明甲和丁为酸,则a为N,甲为硝酸,d为S或Cl,丁为硫酸或高氯酸。
A.电子层结构相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,离子电子层越多离子半径越大,则离子半径a>b>c,故A错误;B.等物质的量的NaN3和Na3N所含离子总数之比为2:
4=1:
2,故B正确;C.d为S或Cl,最高化合价和最低化合价的代数和为4或6,故C错误;D.b和d组成的化合物为硫化钠或氯化钠,其中硫化钠水解,溶液显碱性,故D错误;故选B。
12.已知甲、乙、丙、X是四种中学化学中常见的物质,其转化关系如图所示.则甲和X不可能是()
A.甲为C,X为O2B.甲为SO2,X为NaOH溶液
C.甲为Fe,X为Cl2D.甲为AlCl3,X为NaOH溶液
【答案】C
13.甲、乙、丙、丁四种物质,甲、乙、丙均含有相同的某种元素,它们之间有如图转化关系;下列有关物质的推断不正确的是()
A.若甲为焦炭,则丁可能是氧气
B.若甲为NaAlO2,则丁可能是盐酸
C.若甲为Fe,则丁可能是C12
D.若甲为NaOH溶液,则丁可能是CO2
【答案】C
【解析】A、若甲为焦炭,丁为O2,则有
符合转化,故A正确;B、若甲为NaAlO2,丁为盐酸,则有
,符合转化,故B正确;C、若甲为Fe,丁为与氯气,不能发生
的转化,故C错误;D、甲为NaOH溶液,丁是CO2,则有
,符合转化,故D正确;故选C。
14.甲、乙、丙、丁均为中学化学中常见的单质或化合物,它们之间的转化关系如下图所示,下列各组物质中不能按图示关系转化的是
选项
甲
乙
丙
丁
A
Ca(OH)2
Ca(HCO3)2
CaCO3
CO2
B
FeCl3
Fe
FeCl2
Zn
C
Fe
Fe(NO3)2
Fe(NO3)3
HNO3
D
SO2
Na2SO3
NaHSO3
NaOH
【答案】C
15.X为一种常见气体(常温下),a、b、c是中学化学常见物质,均由常见元素组成,转化关系如图所示,下列说法不正确的是
A.若a、b、c焰色反应均呈黄色,水溶液均呈碱性,则a中可能既含有离子键又含有共价键
B.若X为O2,a为一种固态单质,则c可能为CO2和SO3
C.若b为固态非金属单质,b与X所含元素同主族,则a、b、c均能与X反应
D.若a为固态非金属单质,a与X所含元素同周期,常温常压下c为白色固体,则X与a所含元素原子的核电荷数相差2
【答案】B
【解析】A.a、b、c焰色反应均呈黄色,均含Na元素,其水溶液均为碱性,a为氢氧化钠、X为二氧化碳、b为碳酸钠,c为碳酸氢钠,符合转化关系,NaOH中含有离子键又含有共价键,故A正确;B.若X为O2,c为SO3,a为一种固态单质,则a为S,硫与氧气反应生成二氧化硫,二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫,但硫燃烧不能生成三氧化硫,故B错误;C.若b为固态非金属单质,X为气体单质,且b与X所含元素同主族,a为硫化氢,b为S,c为二氧化硫,X为氧气,a、b、c均能与X反应,故C正确;D.若a为固态非金属单质,a与X为同周期元素,常温常压下c为白色固体,a为P,X为氯气,b为三氯化磷,c为五氯化磷,X与a所含元素原子的核电荷数相差2,故D正确,故选B。
16.A、B、C、D都是中学化学中的常见物质,其中A、B、C均含有同一种元素,A是一种强碱,C为厨房中的用品,在一定条件下相互转化关系如图(部分反应中的水已略去)。
下列有关B、C 的说法正确的是
A.可以用BaCl2或CaCl2或Ba(OH)2稀溶液鉴别B、C两种溶液
B.分别取等质量的B、C两种固体与等体积等浓度盐酸反应,产生气体的速率一样
C.取agB、C 的混合物充分加热至恒重,测得固体质量减少bg,由此可计算出混合物中B的质量分数
D.取agB、C的混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出的气体被碱石灰完全吸收,测得碱石灰增重bg,由此可计算出混合物中B的质量分数
【答案】C
【解析】由框图信息、结合题干中描述,A是一种强碱,C为厨房中的用品,可推知A、B、C、D分别是NaOH、Na2CO3、NaHCO3、CO2。
Ba(OH)2稀溶液与Na2CO3、NaHCO3增多生成BaCO3沉淀,无法鉴别B、C两种溶液,A错误;B.分别取等质量的Na2CO3、NaHCO3与等体积等浓度盐酸反应,产生气体的速率:
Na2CO3<NaHCO3,B错误;C.取agB、C的混合物充分加热,固体质量减重bg,减少的质量就是碳酸氢钠分解的质量,由此可计算出混合物中B的质量分数,C正确。
D.取agB、C的混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出的气体中含二氧化碳和水蒸气,无法计算出混合物中B的质量分数,D错误。
17.下列图示箭头方向表示与某种常见试剂在一定条件下(不含电解)发生转化,其中6步转化均能一步实现的一组物质是( )
选顶
W
X
Y
Z
A
N2
NH3
NO
NO2
B
Na
Na2O2
NaOH
Na2CO3
C
Cu
CuSO4
CuCl2
Cu(OH)2
D
A1
Al2(SO4)3
AlCl3
NaAlO2
【答案】D
【解析】A中N2直接到NO2无法实现,A错误;B中Na2CO3直接到Na2O2无法实现,B错误;C中Cu直接到Cu(OH)2无法实现,C错误;D项均可以实现,D正确。
18.下列各组物质中,满足表中图示物质在一定条件下一步转化关系的组合有
序号
X
Y
Z
W
①
Si
Na2SiO3
H2SiO3
SiO2
②
Na
NaOH
Na2CO3
NaCl
③
Cl2
Ca(ClO)2
HClO
HCl
④
Fe
FeCl3
FeCl2
Fe(OH)2
A.①②③B.①③④C.②③D.②③④
【答案】A
【解析】①Si溶于NaOH溶液可得Na2SiO3,Na2SiO3溶液中滴加稀盐酸可得H2SiO3,H2SiO3受热分解生成SiO2,SiO2再与C高温下反应可得Si,故①正确;②钠与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠与碳酸反应生成碳酸钠,碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠,氯化钠熔融电解生成钠,故②正确;③氯气与石灰乳生成次氯酸钙,次氯酸钙与稀盐酸生成次氯酸,次氯酸光照分解生成HCl,HCl电解生成氯气,故③正确;④Fe与Cl2反应可生成FeCl3,FeCl3与Fe反应可得到FeCl2,FeCl2与氢氧化钠生成氢氧化亚铁,氢氧化亚铁得不到Fe,故④错误,故选A
19.X、Y、Z、W为原子序数递增的4种短正确元素,其中Y、Z为金属元素,X、Y、Z、W的最高阶氧化物对应的水化物甲、乙、丙、丁之间存在如图所示反应关系(图中“一”相连的两种物质能发生反应)。
下列判断一定正确的是
A.W一定是硫元素
B.离子半径X>Y>Z>W
C.乙、丙反应的离子方程式是OH-+Al(OH)3=AlO3-+2H2O
D.X形成的氧化物最多有5种
【答案】C
20.下列各组物质中,不能按(“→”表示一步完成)关系相互转化的是
选项
a
b
c
A
Fe
FeCl3
FeCl2
B
Cl2
NaClO
NaCl
C
Si
SiO2
H2SiO3
D
AlCl3
Al(OH)3
NaAlO2
【答案】
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