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、氰化钠,白色结晶颗粒或粉末,易潮解,剧毒,水溶液显弱碱性,化学式为NaCN,熔点为563.1℃,是一种重要的化工原料,多用于化学合成,电镀冶金等方面。其制备工艺如下:
(1)制备过程的化学反应方程式为____________________________________。
(2)工厂中,氰化钠存储区应贴的标志为________(填选项字母)。
(3)已知NaCN中碳、氮原子均满足8电子稳定结构,其电子式为_____________。
(4)丙烯氨氧化法制丙烯腈的过程中有大量副产物HCN,HCN被NaOH溶液吸收,也是制备NaCN的一种重要方法。含等物质的量的NaCN和HCN的混合溶液,其pH>7,该溶液中下列关系式一定正确的是________(填选项字母)。
A.2c(Na+)=c(CN-) B.c(CN-)
C.c(H+)=c(OH-)-c(HCN) D.c(Na+)-c(CN-) =c(OH-)-c(H+)
已知25℃时,HCN的电离平衡常数Ka=4.9×10-10,则该温度下NaCN的水解平衡常数Kb=________(结果保留到小数点后一位)。
(5)泄露的含NaCN的溶液可用双氧水处理,生成一种常见的酸式盐和一种常见的碱性气体,化学方程式为__________________________________。
(6)某废水样品中主要含有CN-和Cl-,若用电解法除去废水中的CN-,装置如图所示,控制废水的pH范围在9~10,阳极产生的ClO-可将CN-氧化为N2和CO32-,阳极的电极反应式为________。 除去CN-的离子反应方程式为____________________________。
3、(1)在下列物质①NH3、②BF3、③HCl、④SO3,属于非极性分子的是(填序号)________。
(2) 试比较含氧酸的酸性强弱(填“>”、“<”或“=”): HClO3________HClO4。
(3)根据价层电子对互斥理论判断:H2O的VSEPR构型为________。
(4)沸点比较:邻羟基苯甲醛对羟基苯甲醛(填“>”、“<”或“=”),原因是__________。
4、研究K、Ca、Fe、As、T等第四周期元素对生产、生活有重要意义。回答下列问题:
(1)我国中医把雄黄作为解毒剂,用来治疗癣疥、中风等。雄黄的结构如图1.雄黄分子中孤电子对数与成键电子对数之比为___,砷酸常用于制备颜料、砷酸盐、杀虫剂等,则AsO的空间构型是___。
(2)已知KCl、MgO、CaO、TiN的晶体于NaCl的晶体结构相似,且三种离子晶体的晶格能数据如表所示。
离子晶体 | NaCl | KCl | CaO |
晶格能/kJ•mol-1 | 786 | 715 | 3401 |
①Ti3+的电子排布式为___。
②KCl、CaO、TiN三种离子晶体熔点由高到低的顺序为___,原因是___。
(3)Fe的一种晶体结构如图2甲、乙所示,若按甲虚线方向切割乙,得到的截面图中正确的是___。(填字母标号)假设铁原子的半径是rcm,铁的相对原子质量为M,则该晶体的密度为___g/cm3。(列式即可,设阿伏加德罗常数的值为NA)
5、为研究反应(aq)+2I−(aq)
2
(aq)+I2(aq)的反应机理及反应进程中的能量变化,在
和I−的混合溶液中加入Fe3+,过程及图像如下:
步骤①:2Fe3+(aq)+2I−(aq)I2(aq)+2Fe2+(aq)
步骤②:2Fe2+(aq)+(aq)
2Fe3+(aq)+2
(aq)
下列有关该反应的说法正确的是______
A.步骤①和②都是吸热反应
B.Fe3+是该反应的中间产物
C.步骤①比②所需活化能大
D.该反应可设计成原电池
6、化学反应原理是工业合成氨的重要理论基础。
<span style="font-size: 14px; font-family: "宋体";"><span contenteditable="true">(1)</span></span>合成氨反应:N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) △H = -92.4 kJ·mol-1 ,若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,平衡_____移动(填“向左”、“向右”或“不”);使用催化剂该反应的△H_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反应物投入量 | 1 mol N2 、3 mol H2 | 2 mol NH3 | 4 mol NH3 |
平衡时NH3的浓度(mol·L-1) | cl | c2 | c3 |
反应的能量变化 | 放出a kJ | 吸收bkJ | 吸收c kj |
体系压强(pa) | p1 | p2 | p3 |
反应物转化率 | a1 | a2 | a3 |
下列说法正确的是_____(填字母编号)。
A.2c1>c3 B. a+b=92.4 C. 2p23 D.a1+a3<1
(3)合成氨在等容条件下进行。改变其他反应条件,在I、II、III阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示:
①N2的平均反应速率vI(N2)、vII(N2)、vIII(N2)从大到小排列次序为________。
②由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向是______,采取的措施是_______________。
③比较第II阶段反应温度(T2)和第III阶段反应温度(T3)的高低:T2__T3(填“ > ”、“=”或“<”),判断的理由是______________________。
(4)将0.1 mol N2和0. 3 mol H2通入一容积可变的容器中进行工业固氮反应。
①若300 ℃、压强P2时达到平衡,容器容积恰为10 L,则此状态下反应的平衡常数K =_______(计算结果保留3位有效数字)。
②合成氨反应达到平衡后,t1时刻速率发生如图B变化,此刻可能改变的反应条件是_____________________(回答一种)。
7、有X、Y、Z、M、G五种元素,是分属三个短周期并且原子序数依次增大的主族元素。其中X、Z同主族,可形成离子化合物ZX;Y、M同主族,可形成MY2、MY3两种分子。在熔融状态下,将Z的单质和FeG2(元素G和铁构成的某化合物)组成一个可充电电池(装置示意图如下),反应原理为:2Z +FeG2Fe+2ZG
放电时,电池的正极反应式为:______________;充电时,接电源负极的电极材料是____(写物质名称),该电池的电解质为_______(填写化学式)。
8、回答下列问题:
(1)已知和
均含有18个电子的分子,判断在水中的溶解性大小并说明理由_______。
(2)四种晶体的熔点数据如下表:
物质 | ||||
熔点/℃ | 872 | 283 | 394 | 446 |
和
熔点相差较大,后三者熔点相差较小,原因是_______。
9、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__________。
10、FeCl3是饮用水、工业用水、城市污水及游泳池循环水处理的高效廉价絮凝剂,也是中学实验室中常见的试剂。某实验小组用以下装置制备FeCl3固体,并探究FeCl3溶液与Cu的反应。
已知:FeCl3晶体易升华,FeCl3溶液易水解。
Ⅰ.FeCl3的制备
(1)装置C中碱石灰的作用是_____________。
(2)从D、E、F中选择合适的装置制备纯净的Cl2,正确的接口顺序为a→___________(可选试剂:饱和食盐水、NaOH溶液、浓硫酸、碱石灰,仪器可重复使用)。
(3)写出装置D中制备Cl2的离子方程式:_______________。
Ⅱ.探究FeCl3溶液与Cu的反应
向4mL0.1mol/LFeCl3溶液中滴加几滴0.2mol/LKSCN溶液,溶液变红;再加入过量Cu粉,溶液红色褪去,不久有白色沉淀产生。
查阅资料可知: CuCl和CuSCN均为难溶于水的白色固体。针对白色沉淀同学们有以下猜想:
猜想1: Cu2+与过量的Cu粉反应生成Cu+,再结合Cl-生成白色沉淀CuCl。
猜想2: Cu2+与SCN-发生氧化还原反应生成Cu+,再结合SCN-生成白色沉淀CuSCN。
针对上述猜想,实验小组同学设计了以下实验:
实验编号 | 操作 | 现象 |
实验1 | 加入铜粉后无现象 | |
实验2 | 溶液很快由蓝色变为绿色,未观察到白色沉淀; 2h后溶液为绿色,未观察到白色沉淀; 24h 后,溶液绿色变浅,试管底部有白色沉淀 |
(4)实验结果说明猜想__________________(填 “1”或“2”)不合理。
(5)根据实验现象进一步查阅资料发现:
i. Cu2+与SCN-可发生如下两种反应:
反应A:Cu2++ 4SCN- =[Cu(SCN)4] 2-(淡黄色),
反应B:2Cu2+ + 4SCN- = 2CuSCN↓+(SCN)2 (黄色)。
ii. [Cu(SCN)4]2-与Cu2+共存时溶液显绿色。
①由实验2中的现象推测,反应速率:A________(填“>”或“<”)B,说明反应B_____(填“是”或“不是”)产生CuSCN的主要原因。
②进一步查阅资料可知,当反应体系中同时存在Fe2+、Cu2+、 SCN-时,Cu2+氧化性增强,可将Fe2+氧化为Fe3+。据此将实验2改进,向CuSO4溶液中同时加入KSCN、FeCl2,立即生成白色沉淀CuSCN,写出该反应离子方程式:________。
(6)若向100mL a mol· L-1CuSO4溶液中滴加足量的KSCN和FeCl2的混合溶液,经过一系列操作得到白色沉淀CuSCN的质量bg,则CuSCN的产率为__________(写出表达式即可)。
11、某研究性学习小组拟用铜屑与氧化铜混合物与硫酸和硝酸组成的混酸反应来制取CuSO4•5H2O晶体,混酸中硝酸的还原产物为NO,反应过程中不产生SO2,反应后的溶液中不含Cu(NO3)2,反应中固体完全溶解,两种酸均恰好完全反应。设固体混合物的总质量为480g,其中铜屑的质量分数为0.400,480g固体混合物与一定量混酸微热后,充分反应,冷却恰好只得到CuSO4•5H2O,试求(1)混酸中HNO3 与H2SO4的物质的量之比为:___________;(2)原混酸中H2SO4 的质量分数__________。
12、2022年北京冬奥会首次采用氢能作为火炬燃料,体现绿色奥运理念。工业上利用天然气制备氢气,还能得到乙烯、乙炔等化工产品,有关反应原理如下:
反应1:2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) ΔH1
反应2:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) ΔH2
请回答下列问题:
(1)已知几种物质的燃烧热(ΔH)数据如下:
物质 | CH4(g) | C2H2(g) | C2H4(g) | H2(g) |
燃烧热(ΔH)/(kJ/mol) | -890.3 | -1299.5 | -1411.0 | -285.8 |
①写出表示C2H2(g)燃烧热的热化学方程式:_______。
②上述反应中,ΔH1-ΔH2=_______kJ·mol-1。
③已知反应1的ΔS=+220.2 J·mol-1·K-1,则下列所给温度能使该反应自发进行的是_______(填标号)。
A.0℃ B.25℃ C.1250℃ D.2 000℃
(2)在恒温恒容密闭容器中充入适量CH4发生上述反应1和反应2,下列情况不能说明上述反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.气体总压强不随时间变化
B.气体密度不随时间变化
C.气体平均摩尔质量不随时间变化
D.H2体积分数不随时间变化
(3)2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的速率方程为v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H2)·c3(H2)(k正、k逆为正、逆反应速率常数,与温度有关)。其他条件相同,T1℃达到平衡时k正=1.5k逆,T2℃达到平衡时k正=3. 0k逆。由此推知,T1_______T2(填“>”“<”或“=”)。
(4)一定温度下,在总压强保持恒定为121 kPa时,向某密闭容器中充入CH4和N2组成的混合气体( N2不参与反应),测得CH4的平衡转化率与通入气体中CH4的物质的量分数的关系如图所示。
①图中随着通入气体中CH4的物质的量分数的增大,甲烷的平衡转化率降低的主要原因是_______。
②已知M点乙炔的选择性为75% [乙炔的选择性=×100%]。该温度下,反应2的平衡常数Kp=_______kPa(结果保留2位有效数字,Kp是以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
13、钒具有众多优异的物理性能和化学性能,因而钒的用途十分广泛,有金属“维生素”之称;钒的化合物被广泛用作催化剂、燃料及电池等。
回答下列问题:
(1)钒的基态原子的价层电子排布式为_____;钒在周期表中的位置为_____。
(2)钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示,则该氧化物的化学式为_____。
(3)V2O5是一种常见的催化剂,在合成硫酸、硝酸中起到非常重要的作用。
①五氧化二钒的结构简式为(),则该结构中σ键与π键个数之比为_____。
②V2O5溶解在NaOH溶液中,可得到钒酸钠(Na3VO4)。VO43﹣与PO43﹣的空间构型相同,其中V原子的杂化方式为_____,再写出一种空间构型与之相同的阳离子_____(填离子符号)。
(4)已知单质钒的晶胞结构如图2所示,假设晶胞的棱长为dnm,密度为ρg•cm﹣3,则钒的相对原子质量为_____。(设阿伏加德罗常数的值为NA)