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、为了确定黄钾铁矾[KFe3(SO4)x(OH)y]的化学式,某兴趣小组设计了如下实验:
请回答:
(1)黄钾铁矾的化学式[KFe3(SO4)x(OH)y]中x=________,y=________。
(2)写出溶液B中所含溶质的化学式________。
(3)红褐色沉淀能溶于HI溶液,并发生氧化还原反应,写出该反应的离子方程式________。
3、硅烷(SinH2n+2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示,呈现这种变化关系的原因是______。
4、(1)已知Li、Na、K、Rb、Cs的熔、沸点呈下降趋势,而F2、Cl2、Br2、I2的熔点和沸点依次升高,分析升高变化的原因是_______。
(2)CN2H4是离子化合物且各原子均满足稳定结构,写出CN2H4的电子式_______
(3)已知金刚石中C-C键能小于C60中C-C键能,有同学据此认为C60的熔点高于金刚石,此说法不正确的理由_______。
5、氨广泛用于生产化肥、制冷剂等方面。回答下列问题:
(1)实验室可用上图所示装置合成氨。
①亚硝酸钠与氯化铵反应的离子方程式为NO2-+NH4+N2↑+2H2O。
②锥形瓶中盛有一定量水并滴有几滴酚酞试剂。反应一段时间后,锥形瓶中溶液变红,则气体X的成分为N2、水蒸气、________和________(填化学式)。
(2)最近斯坦福大学研究人员发明了一种SUNCAT的锂循环系统,可持续合成氨,其原理如图所示。
①图中反应Ⅱ属于________(填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”)。
②反应Ⅲ中能量转化的方式是________(填“电能转变为化学能”或“化学能转变为电能”)。
(3)液氨可用作制冷剂,液氨汽化时________(填“释放”或“吸收”)能量;液氨泄漏遇明火会发生爆炸。已知部分化学键的键能数据如下表所示:
共价键 | N-H | O=O | N≡N | O-H |
键能/kJ·mol-1 | 391 | 498 | 946 | 463 |
则反应4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)的反应热ΔH=________。
6、某芳香烃A可以从煤干馏得到的煤焦油中分离出来,以A为原料可以合成聚邻氨基苯甲酸、扁桃酸等物质,其合成流程如下(部分产物、合成路线、反应条件已略去):
已知:
Ⅰ.R—CHO+HCN
Ⅱ.R—CNR—COOH
Ⅲ.(苯胺易被氧化)
请回答下列问题:
(1)C的分子式为__________。
(2)下列对相关反应类型的判断合理的是__________ (填序号)。
| ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ |
Ⅰ | 加成 | 水解 | 还原 | 取代 | 还原 | 氧化 | 加聚 |
Ⅱ | 加成 | 消去 | 还原 | 加成 | 氧化 | 还原 | 缩聚 |
Ⅲ | 取代 | 水解 | 氧化 | 加成 | 氧化 | 还原 | 缩聚 |
Ⅳ | 取代 | 消去 | 氧化 | 取代 | 还原 | 氧化 | 加聚 |
(3)写出反应③的化学方程式:______________________________。
(4)扁桃酸有多种同分异构体,其中既能与氯化铁溶液发生显色反应,又能与碳酸氢钠溶液反应产生气泡的同分异构体有__________种,写出其中一种的结构简式:__________________。
(5)以芳香烃A为主要原料,还可以通过下列合成路线合成阿司匹林和冬青油:
①冬青油的结构简式为____________________。
②写出反应Ⅴ的化学方程式:______________________________。
7、K2SO4是制备K2CO3、KAl(SO4)2等钾盐的原料,可用于玻璃、染料、香料等工业,在医药上可用作缓泻剂,在农业上是主要的无氯钾肥。以下是用氨碱法从明矾石提取硫酸钾工艺流程图。明矾石主要成分为K2SO4•Al2(SO4)3•4Al(OH)3 ,通常含有少量SiO2、Fe2O3等。
回答题:
(1)用28%氨水(密度为0.898g/L)配制4%氨水(密度为0.981g/L)500mL,需28%氨水______mL,配制溶液时,应选用的仪器是______(选填序号)。
(a)20mL量筒 (b)100 mL量筒 (c)500 mL量筒 (d) 500 mL容量瓶
(2)填写下列操作名称:操作Ⅰ_________、操作Ⅱ_________、操作Ⅲ_________。
(3)硅渣主要成分是___________,(写化学式),脱硅后的固体为红泥,可用于_________。
(4)上述流程中可以循环使用的物质X是__________________。
(5)钾氮肥的主要成分是__________,请设计实验检验钾氮肥中(除K+以外)的阳离子:(写出所需试剂、实验步骤和结论)_________________;
(6)为了测定钾氮肥中钾的含量,在试样完全溶于水后,加入足量氯化钡溶液,得到白色沉淀a克,若要计算K2SO4的物质的量,还需要_____________数据,列出计算式:_____________________。
8、A、B、C、D、E五种短周期主族元素,原子序数依次增大,其中C、D、E同周期,A、C同主族,B、E同主族,B元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍,又知A单质是密度最小的气体。
请回答下列问题:
(1)元素C在周期表中的位置______________________________。
(2)A、C、E以原子个数比1∶1∶1形成化合物X,其电子式为_________________。
(3)B、E对应简单氢化物稳定性的大小顺序是(用分子式表示) ________________。
(4)若D是非金属元素,其单质在电子工业中有重要应用,请写出其氧化物溶于强碱溶液的离子方程式:___________________________________________。
9、硫和碳及其化合物广泛存在于自然界中,并被人们广泛利用。回答下列问题:
(1)当基态原子的电子吸收能量后,电子会发生____,某处于激发态的S原子,其中1个3s电子跃迁到3p轨道中,该激发态S原子的核外电子排布式为__________。硫所在周期中,第一电离能最大的元素是___________。(填元素符号)
(2)写出一个与CO2具有相同空间结构和键合形式的分子的电子式__________________。
(3)H2S中S原子的杂化类型是__________;H2S的VSEPR模型名称为_________;H2S的键角约为94°,H2O的键角为105°,其原因是___________________________。
(4)科学家通过X射线推测胆矾结构示意图1如下:
其中含有________个配位键,___________个氢键。
(5)已知Zn和Hg同属IIB族元素,火山喷出的岩浆是一种复杂的混合物,冷却时,许多矿物相继析出,其中所含的ZnS矿物先于HgS矿物析出,原因是_________________________________。
(6)碳的另一种同素异形体—石墨,其晶体结构如上图2所示,虚线勾勒出的是其晶胞。则石墨晶胞含碳原子个数为____个,已知石墨的密度为pg·cm-1,C-C键长为rcm,阿伏伽德罗常数的值为NA,计算石墨晶体的层间距为____cm。
10、2021 年10月16日神舟十三号载人飞船发射成功,肼是一种良好的火箭燃料,分子式N2H4,为无色油状液体,与水按任意比例互溶形成稳定的水合肼N2H4·H2O,沸点118°C,有强还原性。实验室先制备次氯酸钠,再与尿素[CO(NH2)2]反应制备水合肼,进一步脱水制得肼,实验装置如图所示(部分装置省略)。已知:CO(NH2)2+2NaOH+NaClO=Na2CO3+N2H4·H2O+NaCl
(1)装置C中制备NaClO的离子方程式为_______。反应过程中温度升高易产生副产物NaClO3,可采取的措施是_______。装置B中装有饱和食盐水,反应完后关闭K1,装置B的作用是_______。
(2)将装置C中制备的溶液转移到装置D的_______中,并缓缓滴入,原因是_______。
(3)装置D蒸馏获得水合肼粗品后,剩余溶液再进一步处理还可获得副产品NaCl和Na2CO3 ·10H2O,获得NaCl粗品的操作是_______(NaCl和Na2CO3的溶解度曲线如图)。
(4)称取5.0g水合肼样品,加水配成500mL溶液,从中取出10.00mL溶液于锥形瓶中,滴入几滴淀粉溶液,用0.20mol/L的I2溶液进行滴定,滴定终点的现象是_______,测得消耗I2溶液的体积为17.50mL,则样品中水合肼N2H4·H2O)的质量百分数为_______(用百分数表示并保留3位有效数字)。(已知:N2H4·H2O +2I2=N2↑+4HI+H2O)
(5)脱水制得的液态肼,在加热条件下可与新制的Cu(OH)2制备纳米级Cu2O,并产生无污染气体,写出该反应的化学方程式:_______。
11、实验室久置的NaHCO3固体中有Na2CO3·xH2O(x≤10)。取该固体8.68g充分加热,产生的气体依次通过浓硫酸和碱石灰被完全吸收,分别增重1.62g和1.76g。请计算:
(1)固体中NaHCO3物质的量_____mol。
(2)Na2CO3·xH2O中x=____(写出计算过程)
12、以CO2和CH4为原料制造更高价值的化学产品是目前用来缓解温室效应的研究方向之一。
(1)工业上采用CH4-H2O催化重整制取合成气(CO和H2的混合气)的过程中发生如下反应:
①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=+206.4kJ·mol-1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H2=-41.0kJ·mol-1
③CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H3
若反应③的正向活化能Ea(正)为219.4kJ·mol-1,则该反应的逆向活化能Ea(逆)为____kJ·mol-1。
(2)在CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)反应中,正反应速率v正=k正c(CO)·c(H2O),逆反应速率v逆=k逆c(CO2)·c(H2),其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,仅受温度影响。如图(pk=-lgk,T表示温度)所示a、b、c、d四条斜线中,有两条分别为pk正和pk逆随T变化斜线,则表示pk逆随T变化关系的斜线是____。
(3)已知:CO2催化加氢可缓解CO2对温室效应的影响,其原理为:
I.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H=-165.0kJ·mol-1
II.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=+41.0kJ·mol-1
在密闭反应器中通入4molH2和1molCO2,分别在0.1MPa和1MPa下进行反应。分析实验中温度对含碳物质的平衡组成(体积百分数)的影响,其中CO和CH4的平衡组成受温度的影响如图所示:
①0.1MPa时,表示CH4和CO平衡组成随温度变化关系的曲线分别是____、____(填“a”“b”“c”“d”)。
②N点平衡组成含量低于M点的原因是____。
③当CH4和CO平衡组成均为40%时,则H2的平衡转化率为____,该温度下反应II的平衡常数Kp为____。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(4)以纳米二氧化钛膜为工作电极,稀硫酸为电解质溶液,在一定条件下通入CO2进行电解,在阴极可制得低密度聚乙烯 ,电解时阴极的电极反应式为____。
13、2020年1月9日,南京大学物理学院高力波教授团队,探索出了一种可控生长超平整石墨烯的方法,该方法有望推广到新材料、新能源等重要研究领域。
(1)如图图1和图2所示,科学家可以用特殊的胶带将石墨不断地粘撕得到石墨烯,是因为___。
(2)石墨烯中碳原子的杂化方式为___,12g石墨烯中含有___个如图所示的六元环。
(3)石墨晶体中碳碳键的键长___金刚石晶体中碳碳键的键长(填“>”“<”或“=”),原因是___。
(4)如图图2和图3中,石墨烯转化为氧化石墨烯时,1号C与其相邻C原子间键能的变化是___(填“变大”、“变小”、“不变”)。
(5)曹原等研制得了具有超导特性的双层石墨烯新材料,手机一旦装上石墨烯电池,充电时间将被缩短为16分钟。将石墨烯逐层叠起来就是石墨,如图图4是石墨晶体的六方晶胞结构。
①在下列四边形内画出石墨晶胞沿c轴的投影___(用“”标出碳原子位置)。
②如果石墨晶胞中最近的两个碳原子之间的距离为apm,层间距为bpm,那么石墨晶体的密度为___ g·cm-3(列出计算式即可))。