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、[化学—选修3:物质结构与性质]A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B2+具有相同的电子构型;C、D为同周期元索,C核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题:
(1)四种元素中电负性最大的是 (填元素符号),其中C原子的次外层电子排布式为 。
(2)单质A有两种同素异形体,其中沸点高的是 (填分子式),原因是 ;B的氢化物所属的晶体类型是 ,B单质所形成的晶体,一个晶胞平均含有 个原子。
(3)C和D反应可生成组成比为1:5的化合物E,E的分子式为 ,已知该分子的空间构型为三角双锥,则其中两个Cl原子被F原子所替代得到的产物结构有 种。
(4)化合物D2A的立体构型为 ,中心原子的价层电子对数为 ,单质D与Na2SO3溶液反应,其离子方程式为 。
(5)A和B能够形成化合物F,F晶体中的B2+离子的排列方式如图所示,
①每个B2+周围最近的等距离的B2+离子有 个。
②已知F的晶胞参数是a0=0.54nm,它的密度为 (只列式不作计算,阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1)。
3、纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,采用肼(N2H4)燃料电池为电源,用离子交换膜控制电解液中c(OH-)制备纳米Cu2O,其装置如图甲、乙。
(1)上述装置中D电极应连接肼燃料电池的________极(填“A”或“B”),该电解池中离子交换膜为________离子交换膜(填“阴”或“阳”)。
(2)该电解池的阳极反应式为________________________________________,
肼燃料电池中A极发生的电极反应为____________________________。
(3)当反应生成14.4 g Cu2O时,至少需要肼________ mol。
4、在某温度时,将1.0mol・L-1氨水滴入10 mL1.0mol・L-1盐酸中,溶液pH和温度随加入氨水体积变化曲线如图所示:
(1)a、b、c、d对应的溶液中水的电离程度由大到小的是_____。
(2)氨水体积滴至____时(填“V1”或“V2”),氨水与盐酸恰好完全反应,简述判断依据____;此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是____。
5、下表是部分短周期元素的信息,用化学用语回答下列问题。
(1)元素A在周期表中的位置 。B的某种核素中中子数比质子数多1,则表示该核素的原子符号为 。
(2)写出钙与M原子个数比为1:2化合物的电子式 钙与A原子个数比为1:2化合物含有的化学键类型(填离子键、共价键或非极性键) 。
(3)M2-、D+、G2-离子半径大小顺序是 > > (用离子符号回答)。
(4)由A、B、M及氢四种原子构成的分子A2H5BM2,既可以和盐酸反应又可以和氢氧化钠溶液反应,写出A2H5BC2的名称 。
(5)某同学设计实验证明A、B、F的非金属性强弱关系。
① 溶液a和b分别为 , 。
② 溶液c中的离子方程式为 。
(6)将0.5 mol D2M2投入100 mL 3 mol/L ECl3溶液中,转移电子的物质的量为 。
(7)工业上冶炼E,以石墨为电极,阳极产生的混合气体的成分为 。
6、热化学碘硫循环可用于大规模制氢气,HI分解和SO2水溶液还原I2均是其中的主要反应。回答下列问题:
(1)碘硫热化学循环中,SO2的水溶液还原I2的反应包括:SO2+I2+2H2O3H++HSO4- +2I- 、I-+I2
I3-。若起始时n(I2)=n(SO2)=1mo1,I- 、I3- 、H+ 、HSO4-的物质的量随(
)的变化如图所示:
图中表示的微粒:a为_____________,d为____________________。
(2)起始时 HI的物质的量为1mo1,总压强为0.1MPa下,发生反应 HI(g) H2(g)+
I2(g) 平衡时各物质的物质的量随温度变化如图所示:
①该反应的△H __________________ (“>”或“<”)0。
②600℃时,平衡分压p(I2)= ______MPa,反应的平衡常数Kp=_____________ (Kp为以分压表示的平衡常数)。
(3)反应 H2(g)+I2(g) 2HI(g)的反应机理如下:
第一步:I22I(快速平衡)
第二步:I+H2H2I(快速平衡)
第三步:H2I+I 2HI (慢反应)
①第一步反应_____________ (填 “放出”或“吸收”)能量。
②只需一步完成的反应称为基元反应,基元反应如aA+dD = gG+hH 的速率方程,v= kca(A)•cd(D),k为常数;非基元反应由多个基元反应组成,非基元反应的速率方程可由反应机理推定。H2(g)与I2(g)反应生成 HI(g)的速率方程为v= ________(用含k1、k-1、k2…的代数式表示)。
7、纯碱是一种非常重要的化学基本工业产品,工业上有很多不同的方法生产纯碱。
Ⅰ、路布兰法——其生产原理:用硫酸将食盐转化为硫酸钠,将硫酸钠与木炭、石灰石一起加热,得到产品和硫化钙。
(1)请写出上述过程的化学方程式:____________。
Ⅱ.索尔维制碱法:以食盐、氨气(来自炼焦副产品)和二氧化碳(来自石灰石)为原料,首先得到小苏打,再加热分解小苏打,获得纯碱。
(2)结合下图中所给物质的溶解度曲线。写出得到小苏打的离子方程式:____________。
(3)这种生产方法的优点是原料便宜、产品纯度高、氨和部分二氧化碳可以循环使用。请写出实现氨循环的化学方程式:____________。
Ⅲ.侯德榜制碱法——生产流程可简要表示如下:
(4)合成氨工厂需要向制碱厂提供两种原料气体,其中Y是____________(填化学式),这两种气体在使用过程中是否需要考虑通入的先后顺序____________(填”是”或“否”),原因是____________。
(5)侯德榜制碱法保留了索尔维法的优点,克服了它的缺点,特别是设计了____________(填流程中的编号)使原料中溶质的利用率从70%提高到了96%以上。从母液中可以获得的副产品的应用:____________(举一例)。
(6)该合成氨厂用NH3制备NH4NO3。已知:由NH3制NO的产率是94%,NO制HNO3的产率是89%,则制HNO3所用NH3的质量占总耗NH3质量(不考虑其它损耗)的____________%(保留两位有效数字)。
8、高铁酸钾(K2FeO4,暗紫色固体),是一种新型、高效、多功能的水处理剂。完成下列填空:
(1)K2FeO4溶于水得到浅紫红色的溶液,且易水解,生成氧气和氢氧化铁。写出该水解反应的离子方程式_________;说明高铁酸钾做水处理剂的原理______。
(2)下图分别是1mol/L的K2FeO4溶液在不同pH和温度下c(FeO42-)随时间的变化曲线。
根据以上两图,说明配制K2FeO4溶液的注意事项______________。
9、物质的结构决定物质的性质。请回答下列涉及物质结构和性质的问题:
(1)第二周期中,元素的第一电离能处于B与N之间的元素有_________种。
(2)某元素位于第四周期Ⅷ族,其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同,则其基态原子的价层电子排布式为_________________
(3)乙烯酮(CH2=C=O)是一种重要的有机中间体,可用CH3COOH在(C2H5O)3P=O存在下加热脱H2O得到。乙烯酮分子中碳原子杂化轨道类型是_____________,1mol (C2H5O)3P=O分子中含有的σ键与π键的数目比为__________________。
(4)已知固态NH3、H2O、HF的氢键键能和结构如下:
解释H2O、HF、NH3沸点依次降低的原因___________________。
(5)碳化硅的结构与金刚石类似(如图所示),其硬度仅次于金刚石,具有较强的耐磨性能。碳化硅晶胞结构中每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有___________个,与碳原子等距离最近的碳原子有__________个。已知碳化硅晶胞边长为a pm,则碳化硅的密度为__________g·cm3。
10、亚硝酰氯(NOCl,熔点:-64.5 ℃,沸点:-5.5 ℃)是一种黄色气体,遇水易反应,生成一种氯化物和两种氧化物。可用于合成清洁剂、触媒剂及中间体等。实验室可由氯气与一氧化氮在常温常压下合成。
(1)甲组的同学拟制备原料气NO和Cl2,制备装置如下图所示:
为制备纯净干燥的气体,下表中缺少的药品是:
| 装置Ⅰ | 装置Ⅱ | |
| 烧瓶中 | 分液漏斗中 | |
制备纯净Cl2 | MnO2 | ① | ② |
制备纯净NO | Cu | ③ | ④ |
②___________,③___________。
(2)乙组同学利用甲组制得的NO和Cl2制备NOCl,装置如图所示:
①装置连接顺序为a→___________________(按气流自左向右方向,用小写字母表示)。
②装置Ⅶ的作用为________________,若无该装置,Ⅸ中NOCl可能发生反应的化学方程式为_______________________________。
③乙组同学认为氢氧化钠溶液只能吸收氯气和NOCl,不能吸收NO,所以装置Ⅷ不能有效除去有毒气体。为解决这一问题,可将尾气与某种气体同时通入氢氧化钠溶液中,这种气体的化学式是__________。
(3)丙组同学查阅资料,查得王水是浓硝酸与浓盐酸的混酸,一定条件下混酸可生成亚硝酰氯和氯气,该反应的化学方程式为___________________。
(4)丁组同学用以下方法测定亚硝酰氯(NOCl)纯度
取Ⅸ中所得液体mg溶于水,配制成250mL溶液;取出25.00mL,以K2CrO4溶液为指示剂,用c mol/LAgNO3 标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为b mL。(已知:Ag2CrO4为砖红色固体)
①亚硝酰氯(NOCl)的质量分数为_________(用代数式表示即可)。
②若滴定前,滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失,则所测亚硝酰氯的纯度_________(偏高、偏低、无影响)
11、硫单质及其化合物在化工生产、污水处理等领域应用广泛。
(1)煤制得的化工原料气中含有羰基硫(O=C=S),该物质可转化为H2S,主要反应如下:
已知反应中相关的化学键键能数据如下表:
①一定条件下,密闭容器中发生反应i,其中COS(g)的平衡转化率()与温度(T)的关系如图所示。则A、B、C三点对应的状态中,v(COS)=v(H2S)的是____________。(填标号)
②反应ii的正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图所示,其中表示逆反应的平衡常数(K逆)的是__________(填“A”或“B”)。T1℃时,向容积为10 L的恒容密闭容器中充入2 mol COS(g)和1 mol H2(g),发生反应ii,COS的平衡转化率为_____________。
(2)过二硫酸是一种强氧化性酸,其结构式为
①在Ag+催化作用下,S2O82-能与Mn2+在水溶液中发生反应生成SO42-和MnO4-,该反应的离子方程式为________________________。
②工业上可用惰性电极电解硫酸和硫酸铵混合溶液的方法制备过二硫酸铵。总反应的离子方程式为________________________________。
(3)NaHS可用于污水处理的沉淀剂。已知:25℃时,反应Hg2+(aq)+HS-(aq) HgS(s)+H+(aq)的平衡常数K=1.75×1038,H2S的电离平衡常数Ka1=1.0×10-7,Ka2=7.0×10-15。
①NaHS的电子式为____________________。②Ksp(HgS)=_____________________。
12、甲醇(CH3OH)是结构最为简单的饱和一元醇,又称“木醇”或“木精”。常用于制造甲醛和农药等。CO2催化加氢制甲醇,极具前景。发生的主要反应如下:
I. CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH1= -90.6 kJ·mol-1
II. CO2(g) +H2(g) CO(g)+ H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
III. CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH3
回答下列问题:
(1)△H3=___________kJ·mol-1。
(2)对于反应II ,达平衡后,下列措施一定能提高H2转化率的是___________(填字母)。
A.加入适量氢气
B.使用高效催化剂
C.增大n(CO2)
D.升高温度
(3)向盛有催化剂的刚性容器中通入n(CO2) : n(H2)=1 : 3混合气体,发生III反应。在T1 K和T2 K时,CO2的转化率(α)与时间(t)的关系如图所示。
①温度:T1___________ (填“> ”或“<”)T2。
②T2K时,若平衡时体系的总压强为p0,则平衡常数Kp =____(用含有p0的代数式表示)。
(4)已知二甲醚水解可生成甲醇,反应为CH3OCH3(g) +H2O(g) 2CH3OH(g) ΔH,其速率方程式为v正=k正·c(CH3OCH3)· c(H2O),v逆=k逆·c2 (CH3OH),k正、k逆为速率常数且只与温度有关。经查阅资料,上述反应平衡状态下存在计算式:lnKc= -A+
B(Kc为化学平衡常数;T为热力学温度,单位为K,A、B为常数且均大于0)。
①反应达到平衡后,= ____ (用含k正、k逆的代数式表示),若仅升高温度,k正增大的倍数____ (填“>”“<”或“=”,下同)k逆增大的倍数。
②已知某温度下,上述反应平衡常数Kc =0.5,在密闭容器中加入等物质的量的CH3OCH3(g)和H2O(g),反应到某时刻测得各组分的物质的量如下:
物质 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
物质的量/mol | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
此时正、逆反应速率的大小:v正 ____v逆。
13、钨锰铁矿[主要成分为(Fe,Mn)WO4,还含有石英及少量P、As的化合物],由钨锰铁矿的精矿粉制备金属钨的工艺流程如图所示:
已知:滤渣I的主要成分为Fe2O3、Mn3O4。回答下列问题:
(1)若将钨锰铁矿的主要成分看成由FeWO4和MnWO4组成,写出“煅烧”步骤中生成Fe2O3的化学方程式:______。
(2)“滤渣II”中除含有Mg3(PO4)2、Mg3(AsO4)2外,还含有________。(写化学式)。
(3)“调节pH=2”时,WO转化为H2W12O
,写出该反应的离子方程式:_________。
(4)“萃取”时发生的反应为3(R3NH)2SO4(油层)+H2W12O(水层)=(R3NH)6H2W12O40(油层)+3
(水层),该步骤主要目的是除去__。
(5)下列最适合作“反萃取剂”的是(填字母)__________。
A.NH3·H2O B.Na2SO4 C.NH4Cl D.稀H2SO4
(6)由WO3制备金属W常采用的冶炼方法是________,由于存在晶体缺陷,WO3常以非整数比的形态存在,其化学式为WO3-x,该化合物中存在五价和六价两种价态的钨,若x=0.1,则化合物中五价和六价的钨原子数之比为_____。