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、
铁及其氧化物是日常生活生产中应用广泛的材料。请回答下列问题:
(l)基态铁原子的价电子轨道表达式为__________。
(2)铁元素常见的离子有Fe2+和Fe3+,稳定性Fe2+_______Fe2+(填“大于”或“小于”),原因是________________。
(3)纳米氧化铁能催化火箭推进剂NH4ClO4的分解,NH4+的结构式为______(标出配位键),空间构型为_________,其中氮原子的杂化方式为_______;与ClO4-互为等电子体的分子或离子有__________(任写两种)。
(4)金属铁晶体原子采用________堆积.铁晶体的空间利用率为______(用含π的式子表示)。
(5)某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示,它由A、B方块组成。则该权化物中Fe2+、Fe3+、O2-的个数比为_______(填最简整数比);己知该晶体的密度为dg/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则品胞参数a 为_______nm(用含d 和NA的代数式表示)。
3、Ⅰ.铅的冶炼有很多种方法。
(1)瓦纽科夫法熔炼铅,其相关反应的热化学方程式如下:
①2PbS(s)+3O2(g)=2PbO(s)+2SO2(g) △H1= a kJ•mol-1
②PbS(s)+2PbO(s)=3Pb(s)+SO2(g) △H2= b kJ•mol-1
③PbS(s)+PbSO4(s)=2Pb(s)+2SO2(g) △H3=c kJ•mol-1
反应 3PbS(s)+6O2(g)=3PbSO4(s) △H=___________kJ•mol-1 (用含 a、b、c 的代数式表示)。
(2)还原法炼铅,包含反应PbO(s)+CO(g)Pb(s)+CO2(g) △H,该反应的平衡常数的对数值与温度的关系如下表
温度/℃ | 300 | 727 | 1227 |
1gK | 6.17 | 2.87 | 1.24 |
①该反应的△H__________0(选填“ >”、“< ”或“=”)。
②当1gK=1,在恒容密闭容器中放入足量的PbO并通入CO,达平衡时,混合气体中CO的体积分数为_______________(保留两位有效数字);若平衡后再向容器中充入一定量的CO气体,平衡向_______________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动,再次达到平衡时,CO的转化率_______________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
Ⅱ.PbI2可用于人工降雨,可用滴定方法测出PbI2的Ksp。
(3)取一定量的PbI2固体,用蒸馏水配制成饱和溶液,准确移取25.00mL PbI2饱和溶液分次加入阳离子交换树脂RH+(发生:2RH++PbI2=R2Pb2++2H++2I-),用锥形瓶接收流出液,最后用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性,将洗涤液一并转入锥形瓶中(如图)。加入酚酞指示剂,用0.0025mol·L-1NaOH溶液滴定,当达到滴定终点时,用去氢氧化钠溶液20.00mL。确定到滴定终点时锥形瓶中现象为___________________,计算PbI2的Ksp为_______________ 。
4、新型半导体材料如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等在国防技术、航空航天及5G技术等领域扮演着重要的角色。回答下列问题:
(1)基态Si原子中,核外电子占据的最高能层的符号为____,占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为____;基态Ga原子的核外电子排布为[Ar]3d104s2p1,其转化为下列激发态时,吸收能量最少的是____(填选项字母)。
A.[Ar] B.[Ar]
C.[Ar] D.[Ar]
(2)C与Si是同主族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Si原子之间难以形成双键、叁键。从原子结构分析,其原因为____。
(3)硼(B)与Ga是同主族元素,硼氢化钠(NaBH4)是有机合成中重要的还原剂,其阴离子BH的立体构型为____;另一种含硼阴离子的结构如图所示,其中B原子的杂化方式为____。
(4)GaCl3的熔点为77.9℃,GaF3的熔点为1000℃,试分析GaCl3熔点低于GaF3的原因为____;气态GaCl3常以二聚体形式存在,二聚体中各原子均满足8e-结构,据此写出二聚体的结构式为____。
(5)B和Mg形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。该化合物的晶体结构单元如图所示,其中Mg原子间形成正六棱柱,6个B原子分别位于六个三棱柱体心。则该化合物的化学式可表示为____;相邻B原子与Mg原子间的最短距离为____nm(用含x、y的代数式表示)。
5、镓(Ga)位于周期表的第四周期,与Al同主族,主要存在Ga3+、GaO2-两种离子形态,被广泛应用于电子工业。
(1)Ga的原子序数为______。
(2)半导体材料氮化稼是由Ga与NH3在一定条件下合成的,该过程中每生成3molH2时,就会放出30.8kJ的热量。
①反应的热化学方程式是________。
②反应的化学平衡翻常数表决达式是_________________。
③在恒温恒容的密闭体系内进行上述可逆反应,下列有关表达正确的是_____(填字母代号).
A.Ⅰ图象中如果纵坐标为正反应速率,则t时刻改变的条件可以为升温或加压
B.Ⅱ图象中纵坐标可以为稼的转化率
C.Ⅲ图象中纵坐标可以为化学反应速率
D.Ⅳ图象中纵坐标可以为体系内混合气体的平均相对分子质量
(3)工业上多用电解精炼法提纯稼。具体原理如下图所示:
已知:金属的活动性Zn>Ga>Fe>Cu
①X为电源的_____极,电解精炼稼时阳极泥的成分是__________;
②在电解过程中使某种离子迁移到达阴极并在阴极放电析出高纯稼, 请写出该电解过程中的电极反应方程式:阳极_________;阴极_________。
6、[化学—选修22:化学生活与技术]氯碱工业过程中产生了大量的盐泥。某氯碱工厂的盐泥组成如下:
成分 | NaCl | Mg(OH)2 | CaCO3 | BaSO4 | SiO2等不溶于酸的物质 |
质量分数(%) | 15~20 | 15~20 | 5~10 | 30~40 | 10~15 |
该工厂进一步利用盐泥生产了七水硫酸镁,设计了工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)反应器中加入酸溶解,反应液控制pH为5左右,反应温度在50℃左右,写出有关化学反应方程式 。
(2)在滤饼中检测到硫酸钙的成分,其原因是 。
(3)已知一些盐的溶解度如下图。在滤液I中通入高温水蒸气进行蒸发结晶,为了析出晶体I,应控制温度在__________℃。
(4)步骤II操作是_______________,
(5)步骤III在工业上常用的设备是______________(填字母)。
A.加压干燥器 B.蒸馏塔 C.离心机 D.真空干燥器
(6)准确称取制备产品ag,将其加入到盛有V1mL c1mol/L的NaOH溶液的锥形瓶中,溶解后,加入酚酞溶液2滴,溶液变红色,再用c2mol/L的盐酸进行滴定,消耗盐酸V2mL,则样品MgSO4·7H2O的质量分数是 。
7、【化学——选修2化学与技术】硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。
(1)工业制硫酸时所用硫铁矿的主要成分为FeS2,其中硫元素的化合物为 。
(2)硫酸的最大消费渠道是化肥工业,用硫酸制造的常见化肥有 (任写一种)。
(3)硫酸生产中,根据化学平衡原理来确定的条件或措施有 (填写序号)。
A.矿石加入沸腾炉之前先粉碎 B.使用V2O5作催化剂
C.转化器中使用适宜的温度 D.净化后的炉气中要有过量的空气
E.催化氧化在常压下进行 F.吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3
(4)在硫酸工业中,通过下列反应使二氧化硫转化为三氧化硫:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-98.3 kJ·mol-1
在实际工业生产中,常采用“二转二吸法”,即将第一次转化生成的SO2分离后,将未转化的SO2进行二次转化,假若两次SO2的转化率均为95%,则最终SO2的转化率为 。
(5)硫酸的工业制法过程涉及三个主要的化学反应及相应的设备(沸腾炉、转化器、吸收塔))。
①三个设备分别使反应物之间或冷热气体间进行了“对流”。请简单描述吸收塔中反应物之间是怎样对流的。
____________________________________________________________________。
②工业生产中常用氨—酸法进行尾气脱硫,以达到消除污染、废物利用的目的。用化学方程式表示其反应原理。(只写出2个方程式即可)
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(6)实验室可利用硫酸厂炉渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO4•7H2O),聚铁的化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3﹣0.5n]m,制备过程如图所示,下列说法正确的是 。
A.炉渣中FeS与硫酸和氧气的反应的离子方程式为:4FeS+3O2+12H+═4Fe3++4S↓+6H2O
B.气体M的成分是SO2,通入双氧水得到硫酸,可循环使用
C.向溶液X中加入过量铁粉,充分反应后过滤得到溶液Y,再将溶液Y蒸发结晶即可得到绿矾
D.溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数,若其pH偏小,将导致聚铁中铁的质量分数偏大
8、氮(N)、磷(P)、砷(As)等都是ⅤA族的元素,该族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。回答下列问题:
(1)化合物N2H4的电子式为___________________。
(2)As原子的核外电子排布式为_______________________。
(3)P和S是同一周期的两种元素,P的第一电离能比S大,原因是_______________。
(4)NH4+中H-N-H的健角比NH3中H-N-H的键角大,原因是_________________。
(5)Na3AsO4中含有的化学键类型包括________;AsO43-空间构型为________,As4O6的分子结构如图所示,则在该化合物中As的杂化方式是________________。
(6)白磷(P4)的晶体属于分子晶体,其晶胞结构如图(小圆圈表示白磷分子)。己知晶胞的边长为acm,阿伏加德罗常数为NAmol-1,则该晶胞中含有的P原子的个数为_________,该晶体的密度为_______g·cm-3(用含NA、a的式子表示)。
9、合成氨工业上常用下列方法制备H2:
方法I:C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)
方法Ⅱ:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
(1)已知
①C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=一394 kJ·mol一1
②2C(s,石墨)+O2(g)=2CO(g) △H2=一222 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g) △H3=一484 kJ·mol-1
试计算25℃时由方法Ⅱ制备1 000 g H2所放出的能量为______________。
(2)在一定的条件下,将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器,发生反应C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)。其相关数据如下表所示:
①T1____T2(填“>”“=”或“<”);T1℃时,该反应的平衡常数K=______________。
②乙容器中,当反应进行到1.5 min时,H2O(g)的物质的量浓度范围是__________。
③在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是____________(填序号)。
A.V逆(CO2)=2V正(H2)
B.混合气体的密度保持不变
C.c(H2O):c(CO2):c(H2)=2:1:2
D.混合气体的平均摩尔质量保持不变
(3) 现有0.175 mol/L 醋酸钠溶液500 mL(已知醋酸的电离平衡常数K=1.75×10-5)。
①下列图像能说明醋酸钠的水解反应在t1时刻达到平衡的是________(填序号,下同)。
A.溶液中c(Na+)与反应 时间t的关系
B.CH3COO一的水解速率与反应时间t的关系
C .溶液的pH与反应时间t的关系
D.K与反应时间t的关系
②在醋酸钠溶液中加入下列少量物质,水解平衡向正反应方向移动的有_____________ 。
A.冰醋酸B.纯碱固体c.醋酸钙固体D.氯化铵固体
(4)在醋酸钠溶液中加入少量冰醋酸后,溶液中微粒浓度的关系式能成立的有________。
A.c(CH3COO一)+c(CH3COOH)>c(Na+)
B.c(Na+)> c(CH3COO一)>c(H+)>c(OH一)
C.c(CH3COO一)> c(Na+)> c(H+)>c(OH一)
D.c(CH3COO一)>c c(H+)>c(OH一)> c(Na+)
(5)欲配制0.175 mol/L醋酸钠溶液500 mL,可采用以下两种方案:
方案一:用托盘天平称取_________g无水醋酸钠,溶于适量水中,配成500 mL溶液。
方案二:用体积均为250 mL且浓度均为_____________的醋酸与氢氧化钠溶液混合而成(设混合后的体积等于混合前两者体积之和)。在室温下,0.175 mol/L醋酸钠溶液的pH约为_______________。
10、亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效漂白剂,其有效氯含量相当于漂白粉的7倍。可用ClO2与过氧化氢为原料制取亚氯酸钠,相关实验装置如图所示。请回答:
已知:
①2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2↑+O2↑+Na2SO4+2H2O;
②2ClO2+2NaOH=NaClO2+NaClO3+H2O;
③已知NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出NaClO2·3H2O晶体,高于38℃时析出NaClO2晶体,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
(1)仪器B的作用是___________。
(2)写出装置C中制备NaClO2固体的化学方程式:___________。冰水浴冷却的目的是___________(写两种)。
(3)在装置A中发生反应生成NaClO2,反应过程中放出大量的热。
①研究表明,实验时装置C中H2O2与NaOH的物料比需要控制在0.8左右,原因可能是___________。
②在吸收液中H2O2和NaOH的物料比、浓度和体积不变的条件下,控制反应在0~3℃进行,实验中可采取的措施是___________。
(4)尾气吸收时,一般用___________溶液吸收过量的ClO2。
(5)为了测定NaClO2粗品的纯度,取上述粗产品a g溶于水配成1 L溶液,取出10 mL溶液于锥形瓶中,再加入足量酸化的KI溶液,充分反应后(NaClO2被还原为Cl-,杂质不参加反应),加入2~3滴淀粉溶液,用0.20 mol·L-1 Na2S2O3标准液滴定,达到滴定终点时用去标准液V mL,试计算NaClO2粗品的纯度___________(提示:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)
(6)下列关于该实验及样品组成分析的说法,正确的是___________(填字母)。
A.装置C中制得的NaClO2固体中可用略低于38℃的热水洗涤2~3遍
B.装置C中制得的NaClO2固体后的操作包括过滤、洗涤和干燥
C.如果撤去装置C中的冰水浴,可能导致产品中混有的杂质是NaClO3和NaCl
D.装置A中空气流速过快或过慢,均会增大NaClO2的产率
11、将6.40g CuO和Fe2O3的混合物分成两等份,其中一份在高温下用足量CO还原后,剩余固体质量为2.40g;另一份固体用200mL某浓度的盐酸恰好溶解,则:
(1)混合物中CuO和Fe2O3的物质的量之比为_______________。
(2)所用盐酸的物质的量浓度为_______________。
12、菠萝酯F是一种具有菠萝香味的赋香剂,其合成路线如下:
已知: ;RMgBr
RCH2CH2OH+
(1)A的结构简式为______,A中所含官能团的名称是____。
(2)由A生成B的反应类型是_____,E的某同分异构体只有一种相同化学环境的氢,该同分异构体的结构简式为________。
(3)写出D和E反应生成F的化学方程式______。
(4)结合题给信息,以溴乙烷和环氧乙烷为原料制备1-丁醇,设计合成路线(其他试剂任选)。合成路线流程图示例:CH3CH2Cl CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3___
13、甲醇是一种绿色能源。工业上,H2和CO合成CH3OH的反应为2H2(g)+CO(g)→CH3OH(g) ΔH
(1)已知几种键能数据如下表:
化学键 | H-H | C-O | C≡O | H-O | C-H |
E/(kJ·mol-1) | 436 | 343 | 4076 | 465 | 413 |
则2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)ΔH=______kJ·mol-1
(2)采取下列措施,能加快 2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)的正向反应速率的有______(填字母)。
A.升高温度 B.增大压强 C.及时分离甲醇 D.选择高效催化剂
(3)为了探究催化剂甲、乙对合成CH3OH的催化效率,向某恒容密闭容器中投入2molH2和1mol CO,分别在催化剂甲、乙作用下反应(假设催化剂接触面积相等),测得单位时间内甲醇的产率与温度的关系如图1所示。催化效率较高的是______(填“甲”或“乙”)。在催化剂乙作用下,温度在500℃左右时甲醇产率急降,其主要原因可能是______。
(4)分别将1mol CO和2molH2充入一定温度、不同恒定压强下容器中,充分反应达到平衡,测得平衡时混合物中CH3OH的体积分数与压强、温度的关系如图2所示。
①下列事实能说明该反应达到平衡状态的是______(填字母)。
A.容器中混合气体的密度不再变化
B.容器中混合气体的总压强不再变化
C.容器中混合气体的平均摩尔质量不再变化
D.容器中CO和H2的体积分数之比不再变化
②图2中压强从大到小排列为______。
③C点平衡常数Kp=______。
④一定温度,恒压条件下,再加入CO、H2各1mol,充分反应达到新的平衡时H2的转化率与原平衡时相比______。(填“变大”“变小”“不变”)