1、用图示装置及药品制备有关气体,其中能达到实验目的的是( )
选项 | A | B | C | D |
装置及药品 | ||||
实验目的 | 制H2S | 制氨气 | 制NO2 | 制氯气 |
A.A
B.B
C.C
D.D
2、近日,中国科学院上海有机化学研究所游书力研究院课题组从Z-烯丙基底物出发,首次实现了铱催化Z式保留不对称烯丙基取代反应。已知Co与Ir同族。回答下列问题:
(1)铱(Ir)在周期表中的位置为第六周期第九列,化合物中常见价态有+3和+4价,其中+4价更稳定,原因是____。有机合成中常用的催化剂,该物质熔点350℃,在熔化时难以发生电离,其固体的晶体类型是___;
是高强度曝光的增敏剂,用于激光照相材料,其阴离子
中Ir的价层电子对数为6,该离子的空间结构为____。
(2)某种Ir的配合物阳离子,其结构如图所示。该离子中N的杂化方式为___;1mol该离子中Ir原子形成的配位键有____mol。
(3)原子分数坐标可用于表示晶胞内部各原子的相对位置。化合物的四方晶格结构如下图所示,晶胞棱边夹角均为90°,晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。
坐标原子 | x | y | z |
Ir | 0 | 0 | 0 |
O | 0.25 | 0.25 | 0 |
一个晶胞中有___个O,其他Ir原子分数坐标为___,晶体中与单个O键合的Ir有____个。已知的晶胞参数为apm、apm、cpm,晶体密度为
,设
为阿伏伽德罗常数的值,则
的摩尔质量为___(用代数式表示)
。
3、明代宋应星所著《天工开物》中己经记载了我国古代用炉甘石(主要成分ZnCO3)和煤冶锌工艺,锌的主要用途是制造锌合金和作为其他金属的保护层。回答下列问题:
(1) Zn原子基态核外电子排布式为___________________。
(2)硫酸锌溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。
①SO42-中心原子的轨道杂化类型为_____,与它互为等电子体的阴离子化学式为____(写出一种)。
②在[Zn(NH3)4]2+中Zn2+与NH3之间形成的化学键为___,提供孤电子对的成键原子是____。 ③氨的热稳定性强于膦(PH3),原因是_______。
(3)黄铜是由铜和锌所组成的合金,元素铜与锌的第一电离能分别为:ICu=746kJ/mol,Izn=906 kJ/mol,ICu < Izn的原因是_____________。
(4)《本草纲自》中记载炉甘石(主要成分ZnCO3)可止血,消肿毒,生肌,明目……。
Zn、C、O电负性由大至小的顺序是________。ZnCO3中阴离子的立体构型是______。
(5)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛,立方ZnS晶胞结构如图所示,每个Zn原子周围最近的Zn原子数目为____________。
晶胞边长为a pm,阿伏加德罗常数为NA,则ZnS晶体的密度为_____g/cm3 (列出计算式即可)
4、过渡金属配合物的一些特有性质的研究正受到许多研究人员的关注,因为这方面的研究无论是理论上还是工业应用上都有重要意义。
氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时,会生成紫色配合物,其配离子结构如图所示。
(1)此配离子中含有的作用力有__________ (填序号)。
A.离子键 B.金属键 C.极性键 D.非极性键 E.配位键 F.氢键 G.σ键 H.π键
(2)此配合物中碳原子的杂化轨道类型有__________。
5、CH4用水蒸气重整制氢是目前制氢的常用方法,包含的反应为:
Ⅰ.水蒸气重整:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) △H1=+206kJ•mol-1
Ⅱ.水煤气变换:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H2
回答下列问题:
(1)不同温度下反应达到平衡时各物质的物质的量分数如图所示。
①可用于提高CH4的平衡转化率的措施是___。(填写序号)
a.升温 b.加压 c.使用高效催化剂 d.增加入口时的气体流速
②根据图象判断△H2___0。(填“>”、“<”或“=”)
③T2℃时,容器中=___。
(2)甲烷水蒸气重整、水煤气变换反应的平衡常数的自然对数InKp与温度的关系如图所示。
①表示甲烷水蒸气重整反应的曲线是___。(填写“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②图中Q点时,反应CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)的lnKp=___。
(3)某温度下,向恒压密闭容器中充入1molCH4和1molH2O(g),容器的总压强为latm,反应达到平衡时,CO2的平衡分压p(CO2)=0.1atm,H2体积百分含量为60%,则CH4的转化率为___,该温度下反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)的平衡常数Kp=___。
6、纳米TiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。制备纳米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2·xH2O,经过滤、水洗,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2 。用现代分析仪器测定TiO2粒子的大小。用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+ ,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。
请回答下列问题:
(1)TiCl4水解生成TiO2·x H2O的化学方程式为
(2)玻璃棒有多种用途,下列实验操作中玻璃棒的作用完全相同的是 (填字母)
①测定醋酸钠溶液的pH ②加热食盐溶液制备NaCl晶体
③配制0.1mol/L的硫酸溶液 ④用淀粉—KI试纸检验溶液中氧化性离子
⑤配制10%的硫酸钠溶液
A.①⑤ B.②⑤ C.①④ D.③④
(3)水洗时检验TiO2·x H2O已洗净的方法是
(4)下列可用于测定TiO2粒子大小的方法是 (填字母代号)
a.核磁共振氢谱 b.红外光谱法 c.质谱法 d.透射电子显微镜法
(5)滴定终点的现象是
(6)滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为Mg·mol-1)试样w g,消耗c mol·L-1 NH4Fe(SO4)2标准溶液V mL,则TiO2质量分数表达式为 %
(7)下列操作会导致TiO2质量分数测定结果偏高的是
A. 滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面
B. 配制标准溶液时,烧杯中的NH4Fe(SO4)2溶液有少量溅出
C. 容量瓶清洗之后,未干燥
D.配制标准溶液定容时,俯视刻度线
7、含硫烟气(主要成分为SO2)的处理备受关注,主要有以下两种方法。请回答:
I .碱液吸收法
步骤1:用足量氨水吸收SO2
步骤2:再加入熟石灰,发生反应2NH4++Ca2++2OH-+SO32-=CaSO3↓+2NH3·H2O
(1)步骤1中反应的离子方程式为_______________________。
(2)已知:25°C时,Ksp(CaSO3)=b,步骤2中反应的平衡常数K=a。该温度下,Kb( NH3·H2O)=__________________(用含a、b的代数式表示)。
II.水煤气还原法
己知:①2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g) △H1=-37.0 kJ·mol-1
②2H2(g)+ SO2(g)S(l)+2H2O(g) △H2=+45.4 kJ·mol-1
③CO的燃烧热△H3=-283 kJ·mol-1
(3)1molS(l)在O2(g)中完全燃烧生成SO2(g)的热化学方程式为____________。
(4)反应②的正反应的活化能为E1 kJ·mol-1,其逆反应的活化能E2=_____ kJ·mol-1。
(5)在一定压强下,发生反应②。平衡时,α(SO2)与原枓气投料比[]和温度(T) 的关系如图所示。
①α(H2):N_____M (填“>”、“<”或 “ = ”)。
②逆反应速率:M_____Q(填“>”、“<”或 “ = ”)。
(6)t℃时,向10L恒容密闭容器中充入2 molCO(g)、2 mol SO2(g)和2 mol H2(g)。发生反应①和反应②。5mim达到平衡时,SO2(g)和CO2(g) 的物质的量分别为0.4mol、1.6mol。该温度下,反应②的平衡常数K=__________。
8、某芳香烃A可以从煤干馏得到的煤焦油中分离出来,以A为原料可以合成聚邻氨基苯甲酸、扁桃酸等物质,其合成流程如下(部分产物、合成路线、反应条件已略去):
已知:
Ⅰ.R—CHO+HCN
Ⅱ.R—CNR—COOH
Ⅲ.(苯胺易被氧化)
请回答下列问题:
(1)C的分子式为__________。
(2)下列对相关反应类型的判断合理的是__________ (填序号)。
| ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ |
Ⅰ | 加成 | 水解 | 还原 | 取代 | 还原 | 氧化 | 加聚 |
Ⅱ | 加成 | 消去 | 还原 | 加成 | 氧化 | 还原 | 缩聚 |
Ⅲ | 取代 | 水解 | 氧化 | 加成 | 氧化 | 还原 | 缩聚 |
Ⅳ | 取代 | 消去 | 氧化 | 取代 | 还原 | 氧化 | 加聚 |
(3)写出反应③的化学方程式:______________________________。
(4)扁桃酸有多种同分异构体,其中既能与氯化铁溶液发生显色反应,又能与碳酸氢钠溶液反应产生气泡的同分异构体有__________种,写出其中一种的结构简式:__________________。
(5)以芳香烃A为主要原料,还可以通过下列合成路线合成阿司匹林和冬青油:
①冬青油的结构简式为____________________。
②写出反应Ⅴ的化学方程式:______________________________。
9、W固体受热分解为三种产物,其产物之间又能发生反应的转化关系如下图所示,试推断并回答填空:
(1)写出下列物质的化学式:A E
(2)写出W受热分解反应的化学方程式:
(3)写出D+A→W+E+H2O反应的离子方程式: .
10、硫代硫酸钠(Na2S2O3·5H2O)俗称“海波”,应用非常广泛。工业上可以用亚硫酸钠法(亚硫酸钠和硫粉通过化合反应)制得,装置如图(a)所示。
已知:Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在,有关物质的溶解度曲线如图(b)所示。
(1)Na2S2O3·5H2O的制备:
步骤1:如图连接好装置后,检查A、C装置气密性的操作是_____。
步骤2:加入药品,打开K1、关闭K2,向圆底烧瓶中加入足量浓硫酸并加热。装置B、D的作用是________。
步骤3:C中混合液被气流搅动,反应一段时间后,硫粉的量逐渐减少。当C中溶液的pH接近7时,打开K2、关闭K1并停止加热;C中溶液要控制pH的理由是_____。
步骤4:过滤C中的混合液,将滤液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干,得到产品。
(2)Na2S2O3性质的检验:
向足量的新制氯水中滴加Na2S2O3溶液,氯水颜色变浅,再向溶液中滴加硝酸银溶液,观察到有白色沉淀产生,据此认为Na2S2O3具有还原性。该方案是否正确并说明理由:____。
(3)常用Na2S2O3溶液测定废水中Ba2+浓度,步骤如下:取废水25.00mL,控制适当的酸度加入足量K2Cr2O7溶液,得BaCrO4沉淀;过滤、洗涤后,用适量稀盐酸溶解,此时CrO42-全部转化为Cr2O72-;再加过量KI溶液,充分反应后,加入淀粉溶液作指示剂,用0.010mol·L-1的Na2S2O3溶液进行滴定,反应完全时,消耗Na2S2O3溶液18.00mL。部分反应的离子方程式为:a.Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O;b.I2+2S2O32-=2I-+S4O62-。则该废水中Ba2+的物质的量浓度为_____。
11、铁及其化合物在生产生活中应用广泛,如铁红(Fe2O3)可作为颜料,电子工业常用一定浓度的FeCl3溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板,制成印刷线路板。 aFe2(SO4) 3·b(NH4) 2SO4·cH2O,(硫酸铁铵)常用于生活饮用水、工业循环水的净化处理。
(1)现有一含有Fe2O3和Fe3O4的混合物样品,测得n(Fe):n(O)=1:1.375,则该样品中Fe2O3的物质的量分数为___________。(结果保留2位有效数字)
(2)CuO和Fe2O3的混合物9.6 g在高温下与足量的CO充分反应,反应后全部气体用100mL 1.2mol/L Ba(OH)2 溶液吸收,生成15.76 g白色沉淀。则吸收气体后溶液中的溶质的化学式为__________,混合物中CuO和Fe2O3的物质的量之比为___________。
(3)称取某硫酸铁铵样品7.00 g,将其溶于水配制成100 mL溶液,分成两等份,向其中一份中加入足量NaOH溶液,过滤洗涤得到1.07 g沉淀;向另一份溶液中加入含0.025 molBa (NO3)2的溶液,恰好完全反应,求该硫酸铁铵的化学式_________。
(4)现将一块敷有铜箔的绝缘板浸入800mL 3mol/L的FeCl3溶液中,一段时间后,将该线路板取出,向溶液中加入铁粉56.0 g,充分反应后剩余固体51.2 g,求所得溶液中溶质的物质的量浓度_________(忽略反应前后溶液体积的变化)。
12、氮及其化合物的研究对于生态环境保护和工农业生产发展非常重要。请回答下列问题:
(1)煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物NOx,用CH4催化还原NOx可消除氮氧化物的污染。
已知:
①CH4(g)+ 2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-865.0 kJ·mol-l
②2NO(g)+O2(g)= 2NO2(g) △H=-112.5 kJ·mol-1
③适量的N2和O2完全反应,每生成2.24 L(标准状况下)NO时,吸收8.9 kJ的热量。
则CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g)△H=___________kJ·mol-1
(2)已知合成氨反应N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g) △H= -92 kJ·mol-l,科研小组模拟不同条件下的合成氨反应,向刚性容器中充入10.0 mol N2和20.0 molH2,不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系如图,T1、T2、T3由小到大的排序为___________;在T2、50MPa条件下,A点v正___________ v逆(填“>”“<”或“=”);在温度T2压强50MPa时,平衡常数Kp=___________MPa-2(列出表达式,分压=总压×物质的量分数)。
(3)将1mol的N2和3mol的H2通入密闭容器中进行反应,在一定温度和压强下达到平衡时氨气的体积分数ϕ (NH3)的变化趋势如图所示(其中X1⃗X4逐渐减小,Y1⃗Y4逐渐增大):图中X轴表示的外界条件为___________,判断的理由是____。
(4)利用反应6NO2 + 8NH3 = 7N2+ 12H2O构成电池,能实现有效消除氮氧化物的排放,减轻环境污染,装置如下图所示:
写出电极B的电极反应式:___________。
13、硫化氢为易燃危化品,与空'气混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸,并且硫化氢有剧毒。油开气采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有硫化氢,需要回收处理并加以利用。
回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①2H2S(g) S2(g) +2H2(g) ΔH1= + 180kJ·mol-1 Kp1=a
②CS2(g)+2H2(g) CH4(g) +S2(g) ΔH2=-81kJ·mol-1 Kp2= b
则反应③CH4(g) +2H2S(g) CS2(g) +4H2(g) 的 ΔH3=___________kJ·mol-1,Kp3=________(不写单位)。
(2)在不同温度、反应压强为100kPn,进料H2S的摩尔分数(可看成体积分数)为0.1%~20% (其余为N2)的条件下,对于反应①,H2S 分解平衡转化率的结果如图1所示。则T1、T2和T3由大到小的顺序为___________,同温同压下H2S的摩尔分数越大,H2S 分解平衡转化率越小的原因是______________________。
(3)反应①和③的 ΔG随温度的影响如图2所示,已知ΔG =-RTlnK (R为常数,T为温度,K为平衡常数),则在1000°C时,反应的自发趋势①___________③(填“>”、“<”或“=”)。在1000°C、100kPa反应条件下,将一定量的H2S和CH4混合进行反应(不考虑反应②),达到平衡时n(CS2):n(H2)约为1:4, n(S2)微乎其微,其原因是___________。
(4)在1000°C、100kPa反应条件下,将H2S、CH4、N2摩尔分数比为3:3:2的混合气进行反应③,达到平衡时,CS2分压与H2S的分压相同。则反应③的Kp=___________(不写单位)。