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、自然界中存在大量的金属元素和非金属元素,它们在工农业生产中有着广泛的应用。
(1)纳米氧化亚铜(Cu2O)是一种用途广泛的光电材料,已知高温下Cu2O比CuO稳定。
①画出基态Cu原子的价电子轨道排布图____________;
②从核外电子排布角度解释高温下Cu2O比CuO更稳定的原因____________。
(2)CuSO4溶液常用作农药、电镀液等,向CuSO4溶液中滴加足量浓氨水,直至产生的沉淀恰好溶解,再向其中加入适量乙醇,可析出深蓝色的Cu(NH3)4SO4·H2O晶体。
①Cu(NH3)4SO4·H2O晶体中存在的化学键有____________(填字母序号)。
a.离子键 b.极性键 c.非极性键 d.配位键
②SO42—的立体构型是____________,其中S原子的杂化轨道类型是____________。
③已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是__________________。
(3)NaCl和MgO都属于离子化合物,NaCl的熔点为801.3℃,MgO的熔点高达2800℃。造成两种晶体熔点差距的主要原因是____________。
(4)合成氨工业中,原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜(I)溶液来吸收原料气体中的CO(Ac-代表CH3COO-),该反应是:
[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3CO]Ac(醋酸羰基三氨合铜)(I) △H<0
①C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序为____________;
②配合物[Cu(NH3)3CO]Ac中心原子的配位数为_________。
(5)铜的化合物种类很多,右图是氯化亚铜的晶胞结构,已知晶胞的棱长为a cm,则氯化亚铜密度的计算式为:ρ=____________g/cm3(用NA表示阿伏加德罗常数)。
3、向等物质的量浓度的、
混合溶液中滴加稀盐酸。
①在滴加盐酸过程中,溶液中 与含硫各物质浓度的大小关系为______(选填字母)。
a.
b.
c.
d.
②溶液中所有阴离子浓度由大到小排列是____________;
溶液呈碱性,若向溶液中加入
溶液,恰好完全反应,所得溶液呈强酸性,其原因是____________(用离子方程式表示)。
4、选修一物质结构与性质过渡金属元素及其化合物的应用广泛,是科学家们进行前沿研究的方向之一。
(1)测定土壤中铁的含量时需先将三价铁还原为二价铁,再采用邻啡罗啉做显色剂,用比色法测定,若土壤中含有高氯酸盐时会对测定有干扰。相关的反应如下:4FeCl3+2NH2OH•HCl═4FeCl2+N2O↑+6HCl+H2O
①基态Fe原子中,电子占有的最高能层符号为____________,核外未成对电子数为____________ ,Fe3+在基态时,外围电子排布图为____________。
②羟胺中(NH2OH)采用sp3杂化的原子有____________,三种元素电负性由大到小的顺序为____________;与ClO4-互为等电子体的分子的化学式为____________。
(2)过渡金属原子可以与CO分子形成配合物,配合物价电子总数符合18电子规则.如Cr可以与CO形成Cr(CO)6分子:价电子总数(18)=Cr的价电子数(6)+CO提供电子数(2×6)。
Fe、Ni两种原子都能与CO形成配合物,其化学式分别为____________、____________。
(3)Pt2+的常见配合物Pt(NH3)2Cl2存在两种不同的结构:一种为淡黄色(Q),不具有抗癌作用,在水中的溶解度较小;另一种为黄绿色(P),具有抗癌作用,在水中的溶解度较大。
①Q是____________分子(选填“极性”或“非极性”)。
②P分子的结构简式为____________。
(4)NiXO晶体晶胞结构为NaCl型,由于晶体缺陷,x值为0.88,晶胞边长为a pm.晶胞中两个Ni原子之间的最短距离为____________ pm。若晶体中的Ni分别为Ni2+、Ni3+,此晶体中Ni2+与Ni3+的最简整数比为____________。
5、箱中微粒:多烯
量子力学中,π电子沿碳原子中性共轭链的移动可以仿照“ 箱中微粒”的方法。π电子的能量在下面的方程中给出:,n是量子数(n= 1, 2, 3,…。),h是Planck's常数,m是电子质量,L是势箱的长度,并可近似地用L=(k+ 2) ×1.40 Å (k是分子碳链上共轭双键的数目)表示。适当波长λ 的光子可使π电子从最高占据轨道(HOMO)到最低未占据轨道(LUMO)。一个近似的半经验公式基于这个模型,将波长λ,双键数目k与常数B用下列关系式联系起来:
λ (nm)=B×等式1
(1).用这个半经验公式,取B= 65.01 nm,计算辛四烯(CH2= CH- CH=CH- CH= CH- CH = CH2)的波长λ (nm)___________。
(2).推导等式1(电子从HOMO转移到LUMO对应波长λ(nm)的表达式),用k与基本常数表示。并以此计算常数Bcalc的理论值___________。
(3).我们想合成一个线型多烯,在激发电子从HOMO到LUMO时需要吸收大概600nm的光子。用你第二部分的表达式,确定多烯中共轭双键数(k)并给出它的结构___________。[如果你没有做出第二部分,用半经验公式等式1,取B= 65.01 nm来完成第三部分。]
(4).对于第三部分得到的多烯分子,计算HOMO与LUMO之间的能量差△E,(kJ·mol-1)。如果第三部分未解决,取k= 5解决这个问题。
(5).粒子在一维势箱中的模型可被扩展到三维长方体势箱中,长宽高为Lx、Ly与Lz。得到下列允许能级的表达式:
三个量子数nx,ny与nz必须为整数且相互独立。
①给出三个不同的最低能量的表达式,假定为边长L的立方势箱___________。
②能级的能量相同称为简并。画出草图展示所有能量的能级,包括所有简并能级,立方势箱对应的量子数取1或2___________。
6、A、B、C、D、E、F均为周期表中前四周期的元素。请按要求回答下列问题。
(1)已知A和B为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
下列有关A、B的叙述不正确的是(____)a.离子半径A<B b.电负性A<B
c.单质的熔点A>B d.A、B的单质均能与氧化物发生置换
e.A的氧化物具有两性 f.A、B均能与氯元素构成离子晶体
(2)C是地壳中含量最高的元素,C基态原子的电子排布式为_______。Cn-比D2+少l个电子层。二者构成的晶体的结构与NaCl晶体结构相似(如图一所示),晶体中一个D2+周围和它最邻近且等距离的D2+有_____个。
(3)E元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的2倍,则乙酸分子中E原子的杂化方式有_____。E的一种单质其有空间网状结构,晶胞结构如图2。己知位于晶胞内部的4个原子,均位于体对角线的1/4或3/4处,E-E键长为apm,则E晶体的密度为_________g/cm3(用含有NA、a的式子表示)。
(4)F与硒元素同周期,F位于p区中未成对电子最多的元素族中,F的价电子排布图为
______,FO33-离子的空间构型为__________;F第一电离能_______硒元素(填“>”或“<”)
7、某研究小组将一批电子废弃物简单处理后,得到含Cu、Al、Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计如下制备硫酸铜晶体和无水氯化铁的方案:
已知:Cu2++4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O
请回答下列问题:
(1)步骤①Cu与酸反应的离子方程式为_________________________。
(2)步骤②加H2O2的作用是______________,滤渣2为(填化学式)__________。
(3)步骤⑤不能直接加热脱水的理由是________
(4)若滤液1中Cu2+的浓度为0.02mol·L-1,则氢氧化铜开始沉淀时的pH=________(已知:Ksp[Cu(OH)2]=2.0x10-20)
(5)已知:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2 I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
某同学为了测定CuSO4·5H2O产品的质量分数可按如下方法:取3.00g产品,用水溶解后,加入足量的KI溶液,充分反应后过滤、洗涤,将滤液稀释至250mL,取50mL加入淀粉溶液作指示剂,用0.080mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定,达到滴定终点的依据是______________。
四次平行实验耗去Na2S2O3标准溶液数据如下:
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
消耗Na2S2O3标准溶液(mL) | 25.00 | 25.02 | 26.20 | 24.98 |
此产品中CuSO4·5H2O的质量分数为__________。
8、过氧化氢(H2O2)的水溶液俗称双氧水。双氧水常被称为化学反应中的“绿色试剂”。已知,在含少量I-的溶液中,H2O2会较快分解,反应如下:反应①:H2O2+I- → H2O+IO-; 反应②:H2O2+IO- → H2O+O2+I-,完成下列填空:
(1)反应①中的氧化产物是_________,被还原的元素是___________。
(2)标出反应②中电子转移的方向和数目。_______________
(3)H2O2分解过程中,I-的作用是__________。
(4)根据反应①和反应②,请说明双氧水被称为“绿色试剂”的主要原因是_____。
(5)H2O2是一种二元弱酸,写出第一步电离的电离方程式:________,双氧水可漂白纤维织物,目前认为是其中过氧化氢离子(HOO-)的作用。为了增强其漂白效果,应选择在____(填“酸”、“碱”或“中”)性条件下进行。
(6)向盐酸酸化的FeCl2溶液中加入双氧水,溶液由浅绿色变为棕黄色,写出该变化的化学反应方程式:_____________。
9、燃煤排放的尾气中含有二氧化硫、氮氧化物(主要为NO)等污染物,工业上采用不同的方法脱硫脱硝。
(1)工业用漂白粉溶液脱硫脱硝,SO2和NO转化率分别达到100%和92.4%。
①写出漂白粉溶液与SO2反应的离子方程式:___。
②相对于SO2,NO更难脱除,其原因可能是___。(填字母)
a.该条件下SO2的氧化性强于NO
b.燃煤排放的尾气中NO的含量多于SO2
c.相同条件下SO2在水溶液中的溶解性强于NO
③NO转化率随溶液pH变化如图所示。NO中混有SO2能提高其转化率,其原因可能是___。
(2)工业上把尾气与氨气混合,通过选择性催化剂,使NO被氨气还原为氮气,SO2吸附在催化剂表面:当催化剂表面SO2达到饱和后,进行催化剂再生同时产生亚硫酸铵而脱硫。
①NO脱除的化学反应方程式为__。
②工业上催化剂再生采取的措施为___。
(3)电子束尾气处理技术是用电子束照射含有水蒸汽和空气的尾气,产生强活性O把NO和SO2氧化而除去。在实际处理中需向尾气中通入一定量氨气,这样处理得到的产物为___(写化学式)。
10、亚硝酰硫酸(NOSO4H)主要用于分散染料重氮反应中取代亚硝酸钠,从而降低成本,提高产品质量。实验室用如图装置(夹持装置略)制备少量NOSO4H,并测定产品的纯度。已知:NOSO4H遇水分解,但溶于浓硫酸而不分解。
(1)装置A制取SO2,则A中反应的化学方程式为_______,导管b的作用是_______
(2)SO2与装置B中盛有的浓硫酸和浓硝酸的混合液在维持体系温度不得高于20℃的条件下,反应制得NOSO4H。反应过程中,亚硝酰硫酸和硝酸的物质的量随时间的变化如图所示。
①装置B中发生反应的化学反应方程式为_______。
②反应进行到10min后,反应速度明显加快,其可能的原因是_______。
(3)装置C的主要作用是_______。
(4)该实验装置存在可能导致NOSO4H产量降低的缺陷是_______。
(5)测定亚硝酰硫酸NOSO4H的纯度:准确称取1.500g产品放入250mL的碘量瓶中,加入0.1000mol·L−1、60.00mL的KMnO4标准溶液和10.00mL25%H2SO4溶液,然后摇匀。用0.2500mol·L−1草酸钠标准溶液滴定,消耗草酸钠溶液的体积为20.0mL。已知:2KMnO4+5NOSO4H+2H2O=K2SO4+2MnSO4+5HNO3+2H2SO4;2MnO+5C2O
+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。达到滴定终点时的现象为_______,亚硝酰硫酸的纯度为_______(精确到0.1%)。
11、有50mL NaOH溶液,向其中逐渐通入一定量的CO2,随后取此溶液10mL将其稀释到100mL,并向此稀释后的溶液中逐滴加入0.1mol/L的HCl溶液,产生的CO2气体体积(标准状况下)与所加入的HCl的体积之间的关系如图所示:
试
(1)NaOH在吸收CO2气体后,在甲、乙两种情况下,所得溶液中存在的溶质是甲:________,其物质的量之比是:________;乙:__________,其物质的量之比是:__________。
(2)且在两种情况下产生的CO2气体(标准状况)各是甲:________mL;乙:_________mL。
(3)原NaOH溶液的物质的量浓度是_________;若以Na2O2固体溶于水配得100mL溶液需称量Na2O2_______g。
12、CuaSnbSc属于三元化合物,是一种重要的半导体和非线性光学材料,具有杰出的热学、光学和机械等性质,因而备受人们的广泛关注。回答下列问题:
(1)CuaSnbSc中Cu元素有+1和+2两种价态,从结构上分析基态Cu+、Cu2+中_______更稳定,原因是_______;其中Cu2+可与CN-形成配离子[Cu(CN)4]2-,1 mol该配离子中含有σ键的物质的量为_______mol。
(2)该三元化合物的四方相晶体结构如图(a)所示,其化学式为_______。
(3)CuaSnbSc的四方相晶体结构中Cu+离子在晶胞中的配位数是_______,S原子的杂化类型是_______。
(4)锡有白锡和灰锡两种单质,白锡晶体中锡原子为六方最密堆积,如图(b)所示,灰锡晶体的结构类似于金刚石,如图(c)所示,则白锡晶体和灰锡晶体晶胞中原子空间利用率之比为_______(保留三位有效数字),其中一个白锡晶胞中存在_______个四面体空隙(四面体空隙:由四个球体围成的空隙)。
13、我国科学家最近开发了α- B26C@ TiO2/Ti催化剂实现NO制NH3,为资源回收利用提供新思路。请回答下列问题:
(1)基态N原子的价层电子排布图为_______。
(2)上述物质中所含第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为_______(填元素符号,下同),电负性由大到小的顺序为_______。
(3)氨硼烷(NH3·BH3)是一种具有潜力的固体储氢材料。NH3·BH3分子中属于sp3杂化的原子有_______(填元素符号)。H—N—H键角:NH3_______NH3·BH3(填“>”“<”或“=”),理由是_______。
(4)已知:BC(碳化硼)、BN(氮化硼)的熔点依次为2450℃、3000℃, BN的熔点较高的主要原因是_______。
(5)已知TiO2的晶胞如图1所示,“黑球”代表_______ (填“钛”或“氧")。
(6)钛晶体有两种结构,如图2和图3所示。
图2结构中空间利用率(φ)为_______ (用含π的代数式表示);已知图3结构中底边长为a nm,高为c nm,NA代表阿伏加德罗常数的值,则该钛晶体的密度为_______g·cm-3(用含a、c、NA的代数式表示)。