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、铁及其化合物在人类生活中有着极其重要的作用。完成下列填空:
(1)铁的原子结构示意图为。由此可知,铁是第_______周期元素,铁原子核外3d轨道上共填充了_______个电子。
(2)古代中国四大发明之一的司南是由天然的磁石制成的,其主要成分是_______(选填编号)。
a.Fe b.FeO c.Fe2O3 d.Fe3O4
(3)FeSO4可以用来净水、治疗缺铁性贫血等,实验室在配制FeSO4溶液时,为了防止FeSO4变质,经常向溶液中加入铁粉,其原因是_______(用离子方程式表示)。
(4)向新配制的FeSO4溶液中,加入一定量的稀硝酸,发生如下反应:
_______Fe2++_______H++_______NO=_______Fe3++_______NO↑+_______H2O
①配平上述反应_______。
②每生成0.5molNO气体,转移的电子数为_______。
③要检验该反应后的溶液中是否还含有Fe2+,实验方案是_______。
现在可以利用铁氧化物循环裂解水制备氢气,其过程如图所示:
(5)写出反应Ⅲ的平衡常数表达式_______。
(6)写出铁氧化物循环裂解水制氢的总反应的化学方程式:_______。
(7)Fe3O4和CO的反应过程与温度密切相关。向某容器中加入Fe3O4与CO,当其它条件一定时,达到平衡时CO的体积百分含量随温度的变化关系如图所示。
已知:①Fe3O4+CO⇌3FeO+CO2-Q1(Q1>0)
②Fe3O4+4CO⇌3Fe+4CO2+Q2(Q2>0)
推测当温度达到570℃,平衡时CO体积百分含量最高的原因:_______。
3、下图是工业上以天然气、空气为原料合成氨的一种工艺流程:
(1)脱硫反应第一步是利用Fe(OH)3除去H2S,该反应的化学方程式是____________。
(2)脱硫反应第二步是利用空气氧化回收硫,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________,下列试剂中也适宜作此反应的氧化剂的是________(填选项)。
A.Cl2 B.H2O2 C.KMnO4 D.O3
(3)流程中Fe(OH)3和K2CO3可循环利用,你认为流程中还可循环利用的物质有_______。
(4)合成氨反应的原料气中V(N2)∶V(H2)=1∶3。平衡混合物中氨的含量与温度、压强的关系如下图所示:
则A、B、C三点对应的化学平衡常数KA、KB、KC的关系是___________(用“>”、“<”或“=”表示);A点H2的平衡转化率为________。
4、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“<”)
5、2015年,中国药学家屠哟坳获得诺贝尔生理学和医学奖,其突出贡献是创制新型抗疟药青蒿素和双氢青蒿素。青蒿素是从黄花篙中提取得到的一种无色针状晶体,双氢青蒿素是青蒿素的重要衍生物,抗疟疾疗效优于青蒿素。请回答下列问题:
(1)组成青蒿素的三种元素电负性由大到小排序是_________,画出基态O原子的价电子排布图_________。(2)一个青蒿素分子中含有_________个手性碳原子;
(3)双氢青蒿素的合成一般是用硼氢化钠(NaBH4)还原青蒿素。硼氢化物的合成方法有:
2LiH+B2H6=2LiBH4 4NaH+BF3=NaBH4+3NaF
①写出BH4-的等电子体_________ (分子、离子各写一种);
②1976年,美国科学家利普斯康姆(W.N.Lipscomb)因提出多中心键的理论解释B2H6的结构而获得了诺贝尔化学奖。B2H6分子结构如图,2个B原子和一个H原子共用2个电子形成3中心二电子键,中间的2个氢原子被称为“桥氢原子”,它们连接了2个B原子。则B2H6分子中有_________种共价键,B原子的杂化方式为_________。
③NaBH4的阴离子中一个B原子能形成4个共价键,而冰晶石(Na3AlF6)的阴离子中一个Al原子可以形成6个共价键,原因是_________。
④NaH的晶胞如图,则NaH晶体中阳离子的配位数是_________;设晶胞中阴、阳离子为刚性球体且恰好相切,求阴、阳离子的半径比=_________。
6、(1)氯化铝为无色透明晶体,易溶于水、乙醇、氯仿,微溶于苯。熔融的氯化铝不导电。无水氯化铝在178℃升华,用质谱仪检测气态氯化铝,谱图中出现质荷比(相对分子质量)最大值为267,原因是___。
(2)酸碱电子理论认为:所有能够接受电子对的物质(分子、离子或原子团)都称为酸,所有能够提供电子对的物质(分子、离子或原子团)都称为碱,请按此理论写出一个中和反应的化学方程式___(反应物均含氮元素)。
7、X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的位置关系如右图所示,其中Z元素原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。
请回答下列问题:
(1)元素Z位于周期表中第_______周期,________族;
(2)这些元素的最高价氧化物对应的水化物中,水溶液酸性最强的是_______(写化学式);
(3)Y和Z组成的化合物的化学式为_______;
(4)W的单质和过量的X的氢化物可发生氧化还原反应,所得两种产物的电子式分别为____________、___________;
(5)W的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液不稳定,受热可分解,产物之一是黄绿色气体,且当有28 mol 电子转移时,共产生9 mol 气体,写出该反应的化学方程式___________。
8、(1)酸式滴定管用蒸馏水洗净后,装入标准液前还应该进行的操作是_____。
(2)若在滴定前滴定管尖嘴部分留有气泡,滴定后滴定管尖嘴部分气泡消失,则测定的NaOH物质的量浓度会_______。(填“偏大”、“偏小”或不影响)
9、【化学——物质结构与性质】
氮及其化合物与人类生产、生活息息相关。回答下列问题:
(1)基态N原子中电子在2p轨道上的排布遵循的原则是________。前4周期元素中,基态原子核外电子排布成单电子数最多的元素的价层电子排布式为__________________。
(2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是__________________________
(3)N2F2分子中N原子的杂化方式是___________________,l mol N2F2含有______mol键。
(4)NF3的键角______NH3的键角(填“<”“>”或“=”),原因是__________________。
(5)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。l mol NH4BF4_________mol配位键。
(6)安全气囊的设计原理为6NaN3+FeIO3Na2O+2Fe+9N2↑
①等电子体的原理是:原子总数相同,价电子总数相同的分子或离子具有相似的化学键特征,具有许多相近的性质。写出两种与N3-互为等电子体的分子或离子____________。
②Na2O的晶胞结构如图所示,品胞边长为566pm,晶胞中氧原子的配位数为_____,Na2O晶体的密度为_____g·cm-3(只要求列算式,不必计算出结果)
10、ClO2是一种优良的消毒剂,熔点为-59.5℃,沸点为11.0℃,浓度过高时易发生分解引起爆炸,实验室在50℃时制备ClO2。
实验Ⅰ:制取并收集ClO2,装置如图所示:
(1)写出用上述装置制取ClO2的化学反应方程式_____________。
(2)装置A中持续通入N2的目的是___________。装置B应添加__________(填“冰水浴”、“沸水浴”或“50℃的热水浴”)装置。
实验Ⅱ:测定装置A中ClO2的质量,设计装置如图:
过程如下:
①在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用100mL水溶解后,再加3mL硫酸溶液;
②按照右图组装好仪器;在玻璃液封管中加入①中溶液,浸没导管口;
③将生成的ClO2由导管通入锥形瓶的溶液中,充分吸收后,把玻璃液封管中的水封溶液倒入锥形瓶中,洗涤玻璃液封管2—3次,都倒入锥形瓶,再向锥形瓶中加入几滴淀粉溶液;
④用c mol·L−1 Na2S2O3标准液滴定锥形瓶中的液体,共用去V mL Na2S2O3溶液(已知:I2+2S2O32-=2I−+S4O62-)。
(3)装置中玻璃液封管的作用是_____________。
(4)滴定终点的现象是___________________。
(5)测得通入ClO2的质量m(ClO2)=_______g(用整理过的含c、V的代数式表示)。
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、研究NOx、SO2和CO等气体的相关反应对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。请回答下列问题:
(1)已知:①NO2(g)+CO(g)⇌CO2(g)+NO(g)△H1=-233kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)⇌NO(g)△H2=+179kJ·mol-1
③2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H3=-111.9kJ·mol-1
则2NO2(g)+4CO(g)⇌4CO2(g)+N2(g)△H=_______。
(2)研究发现(1)中反应③分两步进行:
第一步:快反应2NO(g)⇌N2O2(g)△H<0
第二步:慢反应N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H<0
活化能大小比较:Ea(第一步)_______Ea(第二步)(填“大于”、“等于”或“小于”)。
(3)在混有NO2(g)和N2O4(g)的VL密闭容器中发生反应2NO2(g)⇌N2O4(g)△H<0,随着温度升高,体系中各物质平衡时的物质的量分数的变化关系如图1所示。曲线_____(填“a”或“b”)表示NO2的物质的量分数x%与温度的变化关系。若T1℃时,混合气体的物质的量为zmol,升温至T2℃,反应tmin达到平衡,该过程以N2O4表示的平均化学反应速率为v0mol·L-1·min-1,则T2℃时平衡体系中n(N2O4)=____mol(用含z、v0、t的式子表示),此时物质的量分数平衡常数Kx=____(用物质的量分数代替平衡浓度)。
(4)V2O5/炭基材料(活性炭、活性焦、活炭纤维)也可以脱硫脱硝。V2O5/炭基材料脱硫原理是:SO2在炭表面被吸附,吸附态SO2在炭表面被催化氧化为SO3,SO3再转化为硫酸盐等。
①V2O5/炭基材料脱硫时,通过红外光谱发现脱硫开始后催化剂表面出现了VOSO4的吸收峰,再通入O2后VOSO4吸收峰消失,该脱硫反应过程可表示为:SO2+V2O5+O2=VOSO4(配平方程式)_____、____(用化学方程式表示)。
②气体流速和温度一定时,烟气中O2浓度对V2O5/炭基材料催化剂脱硫脱硝活性的影响如图2所示。当O2浓度过高时,去除率下降的可能原因是_______。
13、我国力争于2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。催化加氢合成二甲醚是一种实现“碳中和”理想的
转化方法:该过程中涉及的反应如下:
主反应:
副反应: ΔH'=
回答下列问题:
(1)主反应通过以下步骤来实现:
Ⅰ.
Ⅱ.
则主反应的_______
(2)在恒压、和
的起始量一定时,
平衡转化率和平衡时
的选择性随温度的变化如下图所示,
的选择性
。
①平衡转化率随温度升高而增大的原因是_______。
②420℃时,在催化剂作用下与
反应一段时间后,测得
的选择性约为50%。不改变反应时间,一定能提高
选择性的措施有_______(填标号)。
A.升高温度 B.增大压强 C.增大 D.更换适宜的催化剂
(3)在温度为543K、原料组成为、初始总压为4MPa的恒容密闭容器中进行反应,体系达到平衡时
的转化率为30%,二甲醚的选择性为50%,则氢气的转化率
_______;主反应的压强平衡常数
_______(列出计算式)。
(4)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高、能量密度大等优点。若电解质溶液呈碱性、二甲醚直接燃料电池的负极反应为_______,该电池的理论输出电压为1.20V,能量密度E=_______(精确到小数点后1位。能量密度=
,
)。