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、W固体受热分解为三种产物,其产物之间又能发生反应的转化关系如下图所示,试推断并回答填空:
(1)写出下列物质的化学式:A E
(2)写出W受热分解反应的化学方程式:
(3)写出D+A→W+E+H2O反应的离子方程式: .
3、(14分)二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质,节能减排,高效利用能源,能够减少二氧化碳的排放。
1.在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中,通入2 molCO2和3mol H2,发生的反应为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),△H=-akJ·mol-1(a>0), 测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①能说明该反应已达平衡状态的是________。
A.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗1.2mol H2,同时生成0.4molH2O
D.反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1,且保持不变
②下列措施中能使增大的是________(选填编号)。
A.升高温度
B.恒温恒容下充入He(g)
C.将H2O(g)从体系中分离
D.恒温恒容再充入2 mol CO2和3 mol H2
③计算该温度下此反应的平衡常数K=_________。若改变条件 (填选项),可使K=1。
A.增大压强 B.增大反应物浓度 C.降低温度 D.升高温度 E.加入催化剂
(2)某甲醇燃料电池原理如图1所示。
①M区发生反应的电极反应式为______________________ _________。
②用上述电池做电源,用图2装置电解饱和食盐水(电极均为惰性电极),则该电解反应的总反应的离子方程式为: 。假设溶液体积为300mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),理论上消耗甲醇的质量为______________(忽略溶液体积变化)。
(3)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:
已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-a kJ·mol-1;
CH3OH(g)=CH3OH(l) △H=-b kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-c kJ·mol-1;
H2O(g)=H2O(l) △H=-d kJ·mol-1,
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为:________________________ _________。
4、铁和钴是两种重要的过渡元素。
(1)钴位于元素周期表中第____族,其基态原子中未成对电子的个数为______。
(2)[Fe(H2NCONH2)6](NO3)2的名称是三硝酸六尿家合铁(Ⅲ),是一种重要的配合物。该化合物中Fe2+的核外电子排布式为_____,尿素分子中C、N原子的杂化方式分别是____、____,其分子中σ键与π键的数目之比为____,所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是____.
(3)FeO晶体与NaCl晶体结构相似,比较FeO与NaCl的晶格能大小,还需要知道的数据是________。
(4)Co(NH3)5BrSO4可形成两种结构的钴的配合物,已知Co3+的配位数是6,为确定钴的配合物的结构,现对两种配合物进行如下实验:在第一种配合物溶液中加硝酸银溶液产生白色沉淀,在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀.则第二种配合物的配体为____。
(5)奥氏体是碳溶解在γ-Fe中形成的一种间隙固溶体,无磁性,其晶胞如图所示,则该物质的化学式为______,若晶体密度为dg/cm3,则晶胞中最近的两个碳原子的距离为___pm (阿伏加德罗常数的值用NA表示,写出简化后的计算式即可)。
5、化学反应原理在科研和生产中有广泛应用.
(1)工业上制取Ti的步骤之一是:在高温时,将金红石(TiO2)、炭粉混合并通人Cl2先制得TiCl4和一种可燃性气体,已知:
①TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(1)+O2(g);△H=﹣410.0kJ•mol﹣1
②CO(g)═C(s)+O2(g);△H=+110.5kJ•mol﹣1
则上述反应的热化学方程式是 .
(2)利用“化学蒸气转移法”制备二硫化钽(TaS2)晶体,发生如下反应:
TaS2(s)+2I2(g)═TaI4(g)+S2(g)△H1>0 (Ⅰ);若反应(Ⅰ)的平衡常数K=1,向某恒容且体积为15ml的密闭容器中加入1mol I2 (g)和足量TaS2(s),I2 (g)的平衡转化率为 .
如图1所示,反应(Ⅰ)在石英真空管中进行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2 (g),一段时间后,在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体,则温度T1 T2(填“>”“<”或“=”).上述反应体系中循环使用的物质是 .
(3)利用H2S废气制取氢气的方法有多种.
①高温热分解法:
已知:H2S(g)═H2(g)+S2(g);△H2;在恒容密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验.以H2S起始浓度均为c mol•L﹣1测定H2S的转化率,结果如图2.图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率.△H2 0(填>,=或<);说明随温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因: .
②电化学法:
该法制氢过程的示意图如3.反应后的溶液进入电解池,电解总反应的离子方程式为 .
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、电催化还原是当今资源化利用二氧化碳的重点课题,常用的阴极材料有有机多孔电极材料、铜基复合电极材料等。
(1)一种有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种有机物的骨架上)电催化还原的装置示意图如图-1所示。控制其他条件相同,将一定量的
通入该电催化装置中,阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如图-2所示。
①电解前需向电解质溶液中持续通入过量的原因是___________。
②控制电压为0.8V,电解时转移电子的物质的量为___________mol。
③科研小组利用代替原有的
进行研究,其目的是___________。
(2)一种铜基复合电极材料的制备方法:将一定量
分散至水与乙醇的混合溶液中,向溶液中逐滴滴加
(一种强酸)溶液,搅拌一段时间后离心分离,得
,溶液呈蓝色。写出
还原
的离子方程式:___________。
(3)金属Cu/La复合电极材料电催化还原CO₂制备甲醛和乙醇的可能机理如图-3所示。研究表明,在不同电极材料上形成中间体的部分反应活化能如图-4所示。
①X为___________。在答题卡上相应位置补充完整虚线框内Y的结构。_________
②与单纯的Cu电极相比,利用Cu/La复合电极材料电催化还原的优点是___________。
8、【化学―选修 3 物质结构与性质】
氮族元素(Nitrogen group)是元素周期表VA 族的所有元素,包括氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)和Uup共计六种。
(1)氮族元素的外围电子排布式的通式为 ;基态磷原子中,电子占据的最高能层符号为 ,该能层具有的原子轨道数为 。
(2)PH3分子的VSEPR模型为______________,键角NH3 H2O(填“>”、“<”或“=”)。
(3)氮的最高价氧化物为无色晶体,它由两种离子构成:已知其阴离子构型为平面正三角形,则其阳离子中氮的杂化方式为 。
(4)从化合物NF3和NH3的结构与性质关系比较,回答它们两者如下性质差异原因:
①NF3的沸点为-129℃,而NH3的沸点为-33℃,其原因是 。
②NH3易与Cu2+反应,而NF3却不能,其原因是 。
(5)磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料,它可用作金属的表面保护层,磷化硼晶体的晶胞结构与金刚石类似,磷原子作面心立方最密堆积,则硼原子的配位数为________;已知磷化硼的晶胞边长a=" 478" pm,计算晶体中硼原子和磷原子的核间距(dB-P)=__________pm(保留三位有效数字)。
9、锂离子电池广泛应用于日常电子产品中,也是电动汽车动力电池的首选.正极材料的选择决定了锂离子电池的性能.磷酸铁钾(LiFePO4)以其高倍率性、高比能量、高循环特性、高安全性、低成本、环保等优点而逐渐成为“能源新星”。
(1)高温固相法是磷酸铁锂生产的主要方法。通常以铁盐、磷酸盐和锂盐为原料,按化学计量比充分混匀后,在惰性气氛的保护中先经过较低温预分解,再经高温焙烧,研磨粉碎制成。其反应原理如下:
Li2CO3+2FeC2O4•2H2O+2NH4H2PO4═2NH3↑+3CO2↑+______+_______+_______
①完成上述化学方程式.
②理论上,反应中每转移0.15mol电子,会生成LiFePO4______________g;
③反应需在惰性气氛的保护中进行,其原因是______________;
(2)磷酸亚铁锂电池装置如图所示,其中正极材料橄榄石型LiFePO4通过粘合剂附着在铝箔表面,负极石墨材料附着在铜箔表面,电解质为溶解在有机溶剂中的锂盐。
电池工作时的总反应为:LiFePO4+6CLi1-xFePO4+LixC6,则放电时,正极的电极反应式为______________。充电时,Li+迁移方向为______________(填“由左向右”或“由右向左”),图中聚合物隔膜应为______________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
(3)用该电池电解精炼铜。若用放电的电流强度I=2.0A的电池工作10分钟,电解精炼铜得到铜0.32g,则电流利用效率为______________(保留小数点后一位)。(已知:法拉第常数F=96500C/mol,电流利用效率=100%)
(4)废旧磷酸亚铁锂电池的正极材料中的LiFePO4难溶于水,可用H2SO4和H2O2的混合溶液浸取,发生反应的离子方程式为______________。
10、溴化亚铁是聚合反应中常用的一种催化剂,易潮解变质,800℃以上可升华,高温时FeBr3会快速分解为FeBr2。某化学小组同学用下图所示装置制备溴化亚铁,请回答相关问题:
(1)仪器M、N的名称依次是________、________。
(2)装置⑥的作用是____________,从装置末端排出的气体是否需要处理________(填“是”或“否”)
(3)实验结束时要关闭热源并继续通入N2一段时间,此时通N2的目的是__________。
(4)将浓磷酸换成浓硫酸同样能制得HBr,但反应过程中圆底烧瓶内的溶液变为橙黄色。
①浓磷酸和浓硫酸均能用于制HBr的原因是硫酸和磷酸都具备某种性质,该性质是________。
②溶液变橙黄色是因为发生了副反应___________(写化学方程式)。
③浓磷酸换成浓硫酸对产品纯度_____ (填“有”或“没有”)影响,理由是__________。
11、工业硫酸中往往含有一定量SO2,测定过程如下:取m g工业硫酸配成100mL溶液,取出20.00mL溶液,加入1mL指示剂,用 c mol/L I2标准溶液滴定,消耗的I2标准溶液V mL,工业硫酸中含有SO2的质量分数的计算式是__________。
12、化学链燃烧是利用载氧体将空气中的氧传输至燃料的新技术。基于载氧体的丙烷化学链燃烧技术原理如图所示。
空气反应器与燃料反应器中发生的反应分别如下:
反应1:
反应2:
反应3:
请回答下列问题:
(1)反应1在___________(填“高温”、“低温”或“任意温度”)下能自发。
(2)反应2的平衡常数表达式___________,
___________
。
(3)一定温度下,在容积可变的密闭容器中加入足量和适量的
发生反应1,达到平衡时测得气体压强为
。
①温度不变,将容器体积扩大至原来的2倍且不再改变,达到新的平衡时,气体压强___________
。
②当的质量不变时,___________(填“能”或“不能”)说明该反应达到平衡状态。
③若达到平衡之后,保持恒温恒容条件下再充入少量,平衡___________(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)移动,达到新平衡之后,
的平衡转化率___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)在一定温度下,总压强恒定为,在密闭容器中加入丙烷和氨气的混合气体以及足量
,只发生上述反应2(氨气不参与反应),测得丙烷的平衡转化率与投料比
的关系如图所示。随着投料比
增大,
的平衡转化率减小的原因是___________。
13、威斯康星的H·阿德金斯(1892—1949年)及其同事最先将亚铬酸铜研制成一种有效的催化剂。制备方法是由硝酸铜和重铬酸铵在氨水中加热反应生成铬酸铜铵,后者热解时发生氨和六价铬的氧化还原反应。其晶体结构模型如图所示:
(1)写出亚铬酸铜催化剂的化学式___。
(2)写出制备亚铬酸铜催化剂的化学反应方程式___,___。
(3)写出铬原子的电子排布式___,写出二价铜离子价层电子排布式___。
(4)Cu与元素A能形成如图所示的两种化合物甲和乙。元素A是短周期非金属元素,A的常见氢化物常温下为液态,其熔沸点比同主族其他元素的氢化物高。
①两种化合物的化学式分别为:甲___,乙___。
②热稳定性甲___乙(填“>”“<”或“=”),试从原子结构上解释原因___。
(5)已知铜和氯的某化合物也是有机合成中重要催化剂,其晶胞如图所示,顶点为氯原子,其晶体密度为ρg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体中铜原子和氯原子之间的最短距离为___ pm(只写计算式)。