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、利用周期表中同主族元素的相似性,可预测元素的性质。
(1)P元素的基态原子有______个未成对电子,白磷的分子式为P4,其结构如图甲所示。科学家目前合成了N4 分子,N 原子的杂化轨道类型是______,N-N 键的键角为_____;N4分解后能产生N2并释放出大量能量,推测其用途为____________。
(2)N、P、As 原子的第一电离能由大到小的顺序为___________。
(3)立方氮化硼晶体的结构如图乙所示。该晶体中,B原子填充在N原子的______(填空间构型名称)空隙中,且占据此类空隙的比例为________(填百分数)。
(4)N与As是同族元素,B与Ga是同族元素,立方砷化镓晶体与立方氮化硼晶体结构类似,两种晶体中熔点较高的是________;立方砷化镓晶体的晶胞边长为a pm,则其密度为____g·cm-3(用含a 的式子表示,设NA为阿伏加德罗常数的值)。
3、研究表明,在CuZnO2催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO,反应的热化学方程式如下:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1 平衡常数K1 反应Ⅰ
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2 =+41.2kJ•mol-1 平衡常数K2 反应Ⅱ
(1)一定条件下,将n(CO2): n(H2)=1:1的混合气体充入绝热恒容密闭容器中发生反应。下列事实可以说明反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)已达到平衡的是_______
A 容器内气体密度保持不变 B CO2体积分数保持不变
C 该反应的平衡常数保持不变 D 混合气体的平均相对分子质量不变
(2)研究证实,CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应的电极反应式是___________________。
(3)反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K3=____________(用K1和K2表示)。
(4)在恒压密闭容器中,由CO2和H2进行反应I合成甲醇,在其它条件不变的情况下,探究温度对化学平衡的影响,实验结果如图。
①△H1_________0(填“>”、“<”或“=”)
②有利于提高CO2平衡转化率的措施有___________(填标号)。
A.降低反应温度
B.投料比不变,增加反应物的物质的量
C.增大CO2和H2的初始投料比
D.混合气体中掺入一定量惰性气体(不参与反应)
(5)在T1温度时,将1.00molCO2和3.00molH2充入体积为1.00L的恒容密闭容器中,容器起始压强为P0,仅进行反应I。
①充分反应达到平衡后,若CO2转化率为a,则容器的压强与起始压强之比为________(用a表示)。
②若经过3h反应达到平衡,平衡后,混合气体物质的量为3.00mol,则该过程中H2的平均反应速率为____________(保留三位有效数字);平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示,即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数。写出上述反应压力平衡常数KP为____________(用P0表示,并化简)。
4、氨主要用于生产化肥和硝酸。“十三五”期间,预计我国合成氨产量将保持稳中略增。
(1)目前工业上用氮气和氢气合成氨的生产条件为________________________。
(2)如图是不同温度和不同压强下,反应达到平衡后,混合物中NH3含量(体积%)的变化情况。已知初始时n(N2):n(H2)=1:3。判断p1、p2的大小关系,并简述理由。 _____________________
(3)实验室在2L密闭容器中加入1mol氮气和3mol氢气模拟工业合成氨。若反应2min,气体的总物质的量减少了0.8mol,则2min内氨气的生成速率为____________。
(4)常见氮肥有氨水、氯化铵、硫酸铵、尿素等。常温下,c(NH4+)相等的氨水、氯化铵、硫酸铵三种溶液,氨水、氯化铵、硫酸铵的浓度从大到小的关系为__________________。
(5)草木灰主要含有碳酸钾,解释草木灰不宜与铵态氮肥混合使用的原因__________。
5、碳、硅两元素广泛存在于自然界中.请回答下列问题:
(1)基态14C原子的核外存在________对自旋方向相反的电子,硅原子的电子排布式为__________。
(2)晶体硅的结构与全刚石非常相似。晶体硅硅中硅原子的杂化方式为_______杂化;金刚石、晶体硅和金刚砂(碳化硅)的熔点由高到低的顺序为_____________。
(3)科学研究结果表明,碳的氧化物CO2能够与H2O借助子太阳能制备HCOOH。其反应原理如下:2CO2+2H2O=2HCOOH+O2,则生成的HCOOH分子中δ键和π键的个数比是_______。
(4)碳单质有多种形式,其中C60、石墨烯与金刚石晶体结构如图所示:
①C60、石墨烯与金刚石互为_________。
②C60形成的晶体是分子晶体,C60分子中含有12个五边形和20个六边形,碳与碳之间既有单键又有双键,已知C60分子所含的双键数为30,则C60分子中_______个C—C 键(多面体的顶点数、面数和棱边数的关系,遵循欧拉定理:顶点数+面数-棱边数=2)。在石墨烯晶体中,每个C原子连接______个六元环;在金刚石晶体中,每个C原子连接的最小环也为六元环,六元环屮最多有_______个C原子在同一平面。
③金刚石晶胞含有______个碳原子。若碳原子的半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,则r=______a,列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率为_______(不要求计算结果)。
6、钡盐生产过程中排出大量钡泥[主要含有BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等],某工厂本着资源利用和降低生产成本的目的。在生产BaCO3同时,充分利用钡泥来制取Ba(NO3)2晶体及其它副产品,其部分工艺流程如下:
已知: ①Fe(OH)3和Fe(OH)2完全沉淀时溶液的pH分别为3.2和9.7
②Ba(NO3)2在热水中的溶解度大,在冷水中的溶解度小
③Ksp(BaSO4)=1.1×10-10 Ksp(BaCO3)=5.1×10-9
(1)该厂生产的BaCO3因含有少量BaSO4而不纯,提纯的方法是:将产品加入足量饱和的Na2CO3溶液中充分搅拌、过滤、洗涤。用离子方程式说明该提纯的原理 。
(2)上述流程中Ba(FeO2)2与HNO3溶液反应生成两种盐,反应的化学方程式为 。
(3)结合本厂生产实际,X试剂应选下列中的 。
A.BaCl2 B.BaCO3 C.Ba(NO3)2 D.Ba(OH)2
(4)废渣2为 。
(5)操作III为 。
(6)过滤III后的母液应循环到容器 中(选填a、b、c) 。
(7)称取w克的晶体样品溶于蒸馏水中加入足量的稀硫酸,反应后经一系列操作称重所得沉淀质量为m克,则该晶体的纯度可表示为______________。
7、某探究小组设计如右图所示装置(夹持、加热仪器略),模拟工业生产进行制备三氯乙醛(CCl3CHO)的实验。查阅资料,有关信息如下:
(1)仪器A中发生反应的化学方程式是______;装置B中的试剂是_______。
(2)若撤去装置C,可能导致装置D中副产物_____(填化学式)的量增加;装置D可采用 加热的方法以控制反应温度在70℃左右。
(3)反应结束后,有人提出先将D中的混合物冷却到室温,再用过滤的方法分离出CCl3COOH。你认为此方案是否可行,为什么?_______________。
(4)装置E中可能发生的无机反应的离子方程式有_________________。
(5)测定产品纯度:称取产品0.30 g配成待测溶液,加入0.1000 mol·L-1碘标准溶液20.00 mL,再加入适量Na2CO3溶液,反应完全后,加盐酸调节溶液的pH,立即用0.02000 mo1·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点。进行平行实验后,测得消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。则产品的纯度为_________。(CCl3CHO的相对分子质量为147.5)滴定的反应原理:CCl3CHO+OH-==CHCl3+HCOO-、HCOO-+I2==H++2I-+CO2↑ 、I2+2S2O32-==2I-+S4O62-
(6)已知:常温下Ka(CCl3COOH)=1.0×10-1mol·L-1,Ka (CH3COOH)= 1.7×10-5mol·L-1,请设计实验证明三氯乙酸、乙酸的酸性强弱。
8、原子序数小于36的X、Y、Z和铜四种元素,X的基态原子有3个不同的能级,有一个能级中的电子数比其它两个能级的中电子数都多1;Y基态原子中的电子占有5个轨道,其中有2个轨道处于半满状态,Z的原子序数为24。
(1)Z原子基态核外电子排布式为_____________。
(2)元素X与Y的第一电离能较大的__________________(填元素符号);H2Y2中Y原子轨道的杂化类型为__________。
(3)+3价Z的配合物K[Z(C2O4)2(H2O)2]中的配体是____________ ;与C2O42-互为等电子体的一种分子的化学式为_________。
(4)Cu和Y形成的化合物的晶胞如图所示,晶胞中与铜离子距离相等且最近的铜离子有________个。某种有缺陷的铜和Y形成的化合物的晶体由Cu2+、Cu3+、Y2-及空隙组成,可表示为Cu0.98Y,则n(Cu2+)/n(Cu3+)=_________。
9、有V、W、X、Y、Z五种元素,它们的原子序数依次增大,且都小于20;其中X和Z是金属元素。已知V和Z属同一族,它们原子最外电子层上只有1个电子,W和Y也属同一族,W原子最外电子层上电子数是次外电子层上电子数的3倍,X原子最外电子层上电子数等于Y原子最外电子层上电子数的一半。请用相关的元素符号回答:
(1)X、Z各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生盐和水,该反应的离子方程式为_____________;
(2)X最高价氧化物对应的水化物在水中电离方程式为:____________________________________;
(3)W与Z 可形成化合物Z2W2,该化合物的电子式为 ______________________________________;
(4)Y与Z形成的化合物水溶液pH ______ 7(填“>”、“<”或“=”),用离子方程式表示其原因 ____________________________________________________________;
(5)标准状况下,Y的最高价氧化物为无色晶体,该条件下0.20 mol该物质与一定量液态水混合得到一种稀溶液,并放出Q kJ的热量。写出该反应的热化学方程式:________________________________;
(6)W与V 可形成化合物V2W2,该化合物的结构式为 ______________________________________。
10、硝酸铁具有较强的氧化性,易溶于水,乙醇等,微溶于浓硝酸。可用于金属表面化学抛光剂。
(1)制备硝酸铁
取100mL 8mol· L-1硝酸于a中,取 5.6g铁屑于b中,水浴保持反应温度不超过70℃。
①b中硝酸与铁屑混合后,铁屑溶解,溶液变黄色,液面上方有红棕色气体。写出b中发生反应的离子方程式:_______。
②若用实验制得的硝酸铁溶液,获取硝酸铁晶体,应进行的操作是:将溶液小心加热浓缩、_________、___________,用浓硝酸洗涤、干燥。
(2)探究硝酸铁的性质。用硝酸铁晶体配制0.1mol·L-1硝酸铁溶液,溶液呈黄色,进行实验如下:
实验一:硝酸铁溶液与银反应:
i.测0.1mol·L-1硝酸铁溶液pH约等于1.6 。
ii.将5mL 0.1mol·L-1硝酸铁溶液加到有银镜的试管中,约1min银镜完全溶解。使银镜溶解的反应原理有两个反应:
a. Fe3+使银镜溶解 b. NO3-使银镜溶解
①证明Fe3+使银镜溶解,应辅助进行的实验操作是_________。
②用5mL __________溶液,加到有银镜的试管中,约1.2min银镜完全溶解。证明NO3-使银镜溶解。
③为进一步研究溶解过程,用5mLpH约等于1.6的0.05mol·L-1硫酸铁溶液,加到有银镜的试管中,约10min银镜完全溶解。
实验二:硝酸铁溶液与二氧化硫反应,用如图所示装置进行实验:
i.缓慢通入SO2,溶液液面上方出现红棕色气体,溶液仍呈黄色。
ii.继续持续通入SO2,溶液逐渐变为深棕色。
已知:Fe2++NO⇌[Fe(NO)]2+(深棕色)
④步骤i反应开始时,以NO3-氧化SO2为主,理由是:_________。
⑤步骤ii后期反应的离子方程式是__________。
(3)由以上探究硝酸铁的性质实验得出的结论是__________。
11、含氮化合物在化学工业中有着重要的应用,回答下列问题:
(1)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化(表示生成1molN2的能量变化)如图所示,该反应的热化学方程式为______________________。
(2)一定条件下,硝酸铵加热分解得到的产物只有N2O和H2O。250℃时,硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡,该分解反应的平衡常数表达式为K=___________;若有1mol硝酸铵完全分解,则转移电子的数目为___________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(3)硝基苯甲酸乙酯在碱性条件下发生反应:O2NC6H4COOC2H5+OH-O2NC6H4COO-+C2H5OH。两种反应物的初始浓度均为0.80mol·L-1,T℃时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示。
t/s | 0 | 60 | 90 | 120 | 160 | 260 | 300 | 360 | 400 |
a/% | 0 | 33.0 | 41.8 | 48.8 | 58.0 | 69.0 | 70.4 | 71.0 | 71.0 |
①该反应在60~90s与90~120s内的平均反应速率分别约为___________,___________;比较两者大小可得出的结论是______________________。
②计算T℃时该反应的平衡常数为______________________。
③为提高O2NC6H4COOC2H5的平衡转化率,除可适当控制反应温度外,还可以采取的措施为______________________(写出一条即可)。
12、资源的综合利用具有重要战略作用,以废渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、TiO2、Sc2O3)为原料回收Sc、SiO2、TiO2的流程如下:
已知:钪离子可以在不同pH下生成(
);
,
。回答下列问题:
(1)基态原子的电子排布式为_______。
(2)滤渣的主要成分为_______(写化学式),加入铁粉的作用是_______。
(3)“反萃取”时若加入的氢氧化钠溶液过量,则沉淀会溶解。写出
与过量NaOH溶液反应生成
的含产物的化学方程式:_______。
(4)加入溶液后,当溶液中
时,
的最大值为_______
。
(5)在熔融盐体系中电解、
可获得电池材料TiSi,装置如图所示。石墨电极附近可收集到黄绿色气体,写出该极的两个电极反应式:_______。
(6)通过氮掺杂反应生成
,过程如下图所示。
①立方晶系TiO2晶胞参数如图甲所示,其晶体的密度为_______(写出计算式)。
②图乙晶体中
_______。
13、苯的氢化是研究液态储氢材料的方向之一。相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1mol环已烷的能量变化如图所示:
回答下列问题。
(1)用系统命名法命名为______;根据图中信息推理,下列说法不正确的______(填序号)。
A.2△H1≈△H2,说明碳碳双键加氢吸收的热量与分子内碳碳双键数目成正比
B.△H2<△H3,说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用,有利于物质稳定
C.3△H1<△H4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
D.图中的不饱和烃含有相同官能团
(2)一定温度下,苯蒸气和氢气混合发生反应,生成(g)、
(g)、
(g)。
①向密闭容器中充入1mol苯蒸气和4molH2,平衡时混合气体中环己烷的体积分数______ 50%(填序号)。
A.一定大于 B.一定小于 C.可能等于 D.可能大于
②向密闭容器中充入2mol苯蒸气和2.5molH2,测得苯的转化率和产物选择性如图1所示。
(某一产物的选择性=),已知:平衡时气体总压强为30MPa。20min时
(g)的分压变化速率为______MPa•min-1。由
生成
(g)反应的平衡常数Kp=______(MPa)-2(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)
(3)一定条件下,如图2所示装置可实现有机物的电化学储氢。阴极气体产物除环己烷和H2外,无其它有机产物。阴极上苯生成环己烷的电极反应式为______;阴极产生H2的物质的量为______mol。