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、硫及其化合物广泛存在于自然界中。
(1)四硫富瓦烯分子结构如图所示,其碳原子杂化轨道类型为_________,根据电子云的重叠方式其含有的共价键类型为___________,1mol四硫富瓦烯中含有σ键数目为__________。
(2)煅烧硫铁矿时发生的反应为FeS2+O2Fe2O3+SO2,所得产物SO2再经催化氧化生成SO3,SO3被水吸收生成硫酸。
①基态S原子存在____________对自旋方向相反的电子。
②离子化合物FeS2中,Fe2+的电子排布式为__________,与S22-互为电子体的离子是____________。
③气体SO3分子的空间构型为__________,中心原子阶层电子对数为____________。
(3)闪锌矿是一种自然界含Zn元素的矿物,其晶体结构属于立方晶体(如下图所示),Zn属于_______区元素,在立方ZnS晶体结构中S2-的配位数为______________,若立方ZnS晶体的密度为ρg·cm-3,晶胞参数a=______nm(列出计算式),晶胞中A、B的坐标分别为A(,
,
)、B(
,
,
),则C点的坐标为____________。
4、氢能是极具发展潜力的清洁能源,2021年我国制氢量位居世界第一、请回答:
(1)时,
燃烧生成
放热
,
蒸发吸热
表示
燃烧热的热化学方程式为_______。
(2)工业上,常用与
重整制备
。500℃时,主要发生下列反应:
I.
II.
①已知:。向重整反应体系中加入适量多孔
,其优点是_______。
②下列操作中,一定能提高平衡转化率的是_______(填标号)。
A.加催化剂 B.增加用量
C.移除 D.恒温恒压,通入惰性气体
③500℃、恒压条件下,1molCH4(g)和1molH2O(g)反应达平衡时,甲烷的转化率为0.5,二氧化碳的物质的量为0.25mol,则反应II的平衡常数Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压-总压×物质的量分数)。
(3)实现碳达峰、碳中和是贯彻新发展理念的内在要求,因此二氧化碳的合理利用成为研究热点。可用氢气和二氧化碳在催化剂作用下合成甲醇:。恒压下,
和
的起始物质的量之比为1∶3时,该反应甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示。该反应的
_______0,甲醇的产率P点高于T点的原因为_______。
(4)通过上述反应制得的甲醇燃料电池在新能源领域中应用广泛。
①若采用溶液为燃料电池的电解质溶液,则燃料电池的负极方程式为_______。
②已知在该燃料电池中,吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到,四步可能脱氢产物及其相对能量如图,则最可行途径为a→_______(用b~j等代号表示)。
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、由三种常见元素组成的化合物A,按如图流程进行实验。气体B、C、D均无色、无臭,B、D是纯净物;浓硫酸增重3.60g,碱石灰增重17.60g;溶液F焰色反应呈黄色。
请回答:
(1)组成A的非金属元素是___,气体B的结构简式___。
(2)固体A与足量水反应的化学方程式是___。
(3)一定条件下,气体D可能和FeO发生氧化还原反应,试写出一个可能的化学方程___。
7、六方晶胞是一种常见晶胞,镁、锌和钛的常见晶胞属于六方晶胞。
(1)①写出Zn所在元素周期表中的分区是_______;
②Ti的基态原子价电子排布式_______;
③下表为Na、Mg、Al的第一电离能。
第一电离能 | 元素 | ||
Na | Mg | Al | |
496 | 738 | 577 |
请解释其变化规律的原因_______。
(2)已知以上三种金属的盐的熔沸点(℃)如下表:
物理性质 | 氯化物 | ||
熔点 | 712 | 290 | -24.1 |
沸点 | 1412 | 732 | 136.4 |
已知:熔融状态下能够导电。请解释三种氯化物熔沸点差异的原因_______。
的熔沸点明显偏低的另一个原因是该分子空间构型是_______,分子高度对称,没有极性,分子间作用力很弱。
(3)某晶体属于六方晶系,其晶胞参数,
。晶胞沿着不同方向投影如下,其中深色小球代表A原子,浅色大球代表B原子(化学环境完全等同)。已知A2原子坐标为
,B1原子沿c方向原子坐标参数
。
①该物质的化学式为_______。
②晶胞中原子A1—A2在ab面投影的距离为_______(保留四位有效数字)。
③B1原子坐标参数为_______。
8、氢能是理想的清洁能源,资源丰富。以太阳能为热源分解 Fe3O4 ,经由热化学铁氧化合物循环分解水制H2 的过程如下:
(1)过程Ⅰ:
①将O2分离出去,目的是提高Fe3O4的 。
②平衡常数K 随温度变化的关系是 。
③在压强 p1下, Fe3O4的平衡转化率随温度变化的(Fe3O4) ~ T 曲线如图 1 所示。若将压强由p1增大到p2 ,在图1 中画出 p2 的
(Fe3O4) ~ T 曲线示意图。
(2)过程Ⅱ的化学方程式是 。
(3)其他条件不变时,过程Ⅱ在不同温度下, H2O的转化率随时间的变化(H2 O) ~ t曲线如图2 所示。比较温度T1 、T2 、T3的大小关系是 ,判断依据是 。
(4)科研人员研制出透氧膜(OTM) ,它允许电子、O2-同时透过,可实现水连续分解制H2。工作时,CO、H 2O分别在透氧膜的两侧反应。工作原理示意图如下:
H2O在 侧反应(填“ a ”或“ b ”),在该侧H2O释放出H2的反应式是 。
9、已知A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次递增,前四种元素为短周期元素。A位于元素周期表s区,电子层数与未成对电子数相等;B基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每轨道中的电子总数相同;D原子核外成对电子数为未成对电子数的3倍;F位于第四周期d区,最高能级的原子轨道内只有2个未成对电子;E的一种氧化物具有磁性。
(1)E基态原子的价层电子排布式为__________________。第二周期基态原子未成对电子数与F相同且电负性最小的元素名称为____________。
(2)CD3- 的空间构型为_______________。
(3)A、B、D三元素组成的一种化合物X是家庭装修材料中常含有的一种有害气体,X分子中的中心原子采用_____________杂化。
(4)F(BD)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18,则n=________。根据等电子原理,B、D 分子内σ键与π键的个数之比为______________。
(5)一种EF的合金晶体具有面心立方最密堆积的结构。在晶胞中,F位于顶点,E位于面心,该合金中EF的原子个数之比为_________________。若晶胞边长a pm,则合金密度为______________g·cm3(列式表达,不计算)。
10、铜是生活中常见的金属,以铜为原料进行如下实验
I.是常见的化学试剂,利用废铜屑“湿法”制备
。
氯化铜在不同温度下结晶形成的结晶水合物
温度 | 15℃以下 | 15~25.7℃ | 26~42℃ | 42℃以上 |
结晶水合物 |
回答下列问题:
(1)“湿法”制备的离子方程式为_______,水浴加热的温度不宜过高,原因是_________。
(2)为得到纯净的晶体,反应完全后要进行的操作是。除去其他可能的金属离子后,过滤,向滤液中持续通入
气体,加热蒸发浓缩,________,过滤,洗涤,低温干燥.持续通入
气体的目的是__________。
Ⅱ.探究Cu与溶液的反应。
向溶液中滴加几滴
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:和
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:与过量的Cu粉反应生成
,再结合
生成白色沉淀
。
猜想2:与
发生氧化还原反应生成
,再结合
生成白色沉淀
。
针对上述猜想,实验小组同学设计了以下实验:
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 |
(3)实验结果说明猜想__________(填“1”或“2”)不合理。
(4)根据实验2中的现象进一步查阅资料发现:
i.与
可发生如下两种反应:
反应A:(淡黄色);
反应B: (黄色)。
ⅱ.与
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时,
氧化性增强,可将
氧化为
。据此将实验2改进,向
溶液中同时加入
,立即生成白色沉淀
,写出该反应离子方程式____________。
11、碘是人体必需的微量元素之一,我国以前在食盐中加KI加工碘盐。
(1) 目前加碘食盐中,不用KI的主要原因是__________________________。
(2) 将Fe3I8加入到K2CO3溶液中,生成Fe3O4、KI和一种气体,该反应的化学方程式为__________。
(3) 准确称取某KI样品3.500 0 g配制成100.00 mL溶液;取25.00 mL所配溶液置于锥形瓶中,加入15.00 mL 0.100 0 mol·L-1 K2Cr2O7酸性溶液(Cr2O72-转化为Cr3+),充分反应后,煮沸除去生成的I2;冷却后加入过量KI,用0.200 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点(I2和S2O32-反应生成I-和S4O62-),消耗Na2S2O3标准溶液24.00 mL。计算该样品中KI的质量分数____________ (写出计算过程)。
12、硫酸镍广泛应用于电镀、电池、催化剂等工业。某科研小组以粗硫酸镍(含Cu2+、Fe3+、Ca2+、 Mg2+、Zn2+等)为原料,经下图一系列除杂过程模拟精制硫酸镍工艺,回答下列问题。
(1)①“硫化除铜”过程中除Cu2+发生的反应外,另一离子反应方程式为___________。
②“硫化除铜”后滤液1中主要金属阳离子为Ca2+、Mg2+、Zn2+、___________。
(2)“氧化除杂” 时加入Cl2和Ni (OH)2的主要作用分别是__________、_______。
(3)“氟化除杂”后滤渣2的主要成分是___________(写化学式)。
(4)“滤液3”中加入有机萃取剂后,Zn2+与有机萃取剂形成易溶于萃取剂的络合物。该过程选用的萃取剂一般为P204[ (二(2-乙基)己基)磷酸酯],其萃取原理为: 2 +Zn2+
+2H+,反萃取是用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返回水相的过程,为萃取的逆过程。取“萃取除锌”过程中的有机相,加入反萃取剂可回收ZnSO4,具体过程如图,其中反萃取剂可以选择下列哪种物质________ (填选项)。
A.NaOH溶液 B. H2SO4溶液 C.ZnSO4溶液
(5)“萃取除锌”后的溶液经操作A可得硫酸镍晶体,称取1.000g硫酸镍晶体(NiSO4·6H2O )样品溶解,定容至250mL。取25.00mL试液,滴入几滴紫脲酸胺指示剂,用0.01mol·L-1的EDTA (Na2H2Y)标准溶液滴定至终点,重复操作2-3次,平均消耗EDTA标准溶液体积为23.50mL。
已知:反应为Ni2++H2Y2-=NiY2- +2H+;紫脲酸胺:紫色试剂,遇Ni2+显橙黄色。
①滴定终点的操作和现象是________。
②计算样品纯度为___________。(保留三位有 效数字,不考虑杂质反应)
13、压电陶瓷常用于声呐系统、气象探测、环境保护、家用电器等。回答下列问题:
(1)钛酸钡是常用压电陶瓷中的一种。Ti原子价电子排布式为______,价电子层中含有空轨道______个。TiOSO4中含有的化学键类型为______。
(2)石英是压电晶体的代表。SiO2中化学键的键角______(填“大于”“小于”或“等于")CO2分子中键角,SiO2的沸点远高于CO2的原因是______;C、O、Si三种元素的电负性大小关系为______。
(3)铁电陶瓷可用于制造大容量电容器等,从结构上分析Fe2+易转化为Fe3+的原因______[Fe(SCN)4Cl2]Cl3的配位数为______,将1mol[Fe(SCN)4Cl2]Cl3溶于水,易电离出______个Cl-。
(4)低温下金属钛(a相)原子堆积呈密排六方结构,如图所示,其密度为______g·cm-1(用含a、b的代数式表示)。