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、已知将浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中,产生黄绿色气体,而溶液的紫红色褪去。现有一氧化还原反应的体系中,共有KCl、Cl2、浓H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质:
(1)该氧化还原反应的体系中,还原剂是______,化合价没有发生变化的反应物是________。
(2)写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式(需配平): __________________________。
(3)上述反应中,1 mol氧化剂在反应中转移的电子为_______ mol。
(4)如果在反应后的溶液中加入NaBiO3,溶液又变为紫红色,BiO3-反应后变为无色的Bi3+。证明NaBiO3的一个性质是:_______________________________________。
3、元素铜(Cu)、砷(As)、镓(Ga)等形成的化合物在现代工业中有广泛的用途,回答下列问题:
(1)基态铜原子的价电子排布式为_____________,价电子中未成对电子占据原子轨道的形状是__________________________。
(2)化合物AsCl3分子的立体构型为________________,其中As的杂化轨道类型为_____________。
(3)第一电离能Ga__________As。(填“>”或“<”)
(4)若将络合离子[Cu(CN)4]2-中的2个CN- 换为两个Cl-,只有一种结构,则[Cu(CN-)4]2-中4个氮原子所处空间构型为_______________,一个CN-中有__________个π键。
(5)砷化镓是一种重要的半导体材料,晶胞结构如图所示。
熔点为1238℃,密度为⍴g·cm-3,该晶体类型为______________,Ga与As以__________键键合,Ga和As的相对原子质量分别为Ma和Mb,原子半径分别为racm和rbcm,阿伏加德罗常数值为NA,GaAs晶胞中原子体积占晶胞体积的百分率为____________________。(列出计算公式)
4、高炉炼铁是重要的工业过程,冶炼过程中涉及如下反应:
①FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ΔH1 =-11kJ/mol
②FeO(s)+C(s) Fe(s)+CO(g) ΔH2=+161.5kJ/mol
③C(s)+CO2(g) 2CO(g)
(1)反应③的ΔH=___________kJ/mol。
(2)在恒温恒容密闭容器中投入足量石墨与CO2进行反应③,可判定其达到平衡的条件有___________(填序号)。
A.容器总压保持不变
B.石墨断开3mol碳碳σ键的同时,CO断开2mol碳氧三键
C.CO的体积分数保持不变
D.保持不变
(3)反应②的压力平衡常数表达式Kp2=___________。
(4)恒容密闭容器中加入足量C、FeO,进行上述反应。改变温度,测得平衡时容器总压的对数lg(p总/kPa)、各气体的物质的量分数x(CO)、x(CO2)的变化如图所示:
①x( CO)对应的曲线是___________(填序号),判断依据是___________。
②在1200℃下进行上述反应,平衡时CO2分压为___________kPa,反应①在此温度下的压力平衡常数Kp1 =___________。
(5)高炉炼铁过程中会生成“渗碳体”Fe3C (相对分子质量为M),晶胞为长方体 (如图),晶胞参数为a pm, b pm, c pm,阿佛伽德罗常数为NA,则其密度为___________g/cm3(用含M、a、b、c、NA的式子表示)。
5、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:______________________________。
6、运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1) 用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的 活性炭和NO,发生 反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)△H=QkJ/mol。 在T1℃时,反应进行到不同时间(min) 测得各物质的浓度(mol/L) 如下:
浓度 时间 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.00 | 0.68 | 0.50 | 0.50 | 0.60 | 0.60 |
N2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
CO2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
①30min 后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是________(填字母编号)
a.通入一定量的NO b.加入定量的活性炭
c.加入合适的催化剂 d.适当缩小容器的体积
② 若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3: 1: 1,则Q_____ 0 (填“>”或“<”<)。
(2) 某研究小组在实验室用某新型催化剂对CO、NO催化转化进行研究,则得NO转化为N2的转化率随温度、CO混存量的变化情况如下图所示,利用以下反应:NO+CON2+CO2( 有CO) 2NO
N2+ O2 (无CO)
①若不使用CO,温度超过775℃,发现NO的分解率降低,其可能的原因为: __________;在n(NO)/n(CO)= 1的条件下,应控制最佳温度在_______左右。
②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染,写出C2H6与NO2发生反应的化学方程式_________________。
③以NO2、O2 熔融NaNO3组成的燃料电池装置如下图所示,在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y,则该电极反应式为__________________。
(3) 天然气的一个重要用途是制取氢气,其原理如下:
已知:① 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H1
②CH4(g)+ 2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H2
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H3
1)科学家提出一种利用天然气制备氢气的方法: CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=_____
2)这种方法的推广与使用,不仅实现资源综合利用,而且还能解决环境问题是_________。
7、砷(As)是第四周期第V A族元素,用化学用语回答问题:
(1)砷的最高价氧化物对应的水化物化学式是 _________,气态氢化物的稳定性ASH3________(填写“大于”或“小于”)NH3。
(2)砷在自然界中主要以硫化物形式(如雄黄As4S4、雌黄As2S3等)存在。雄黄和雌黄的转换关系如图1所示:
①气体物质a是 _____________(填化学式)。
②第I步反应的离子方程式是_________________________________。
(3)Na2HAsO3溶液呈碱性,原因是_______________(用离子方程式表示),该溶液中c(H2AsO3-)______ c(AsO33-) (填“>”、“<”或“=”)。
(4)某原电池装置如图2所示,电池总反应为AsO43-++2I-+H2O AsO33-+I2+ 2OH-。当P池中溶液由无色变蓝色时,正极上的电极反应式为_________;当电流计指针归中后向Q中加入一定量的NaOH,电流计指针反向偏转,此时P中的反应式是__________________。
8、硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合酸性溶液中反应回收S,其物质转化如图所示。
(1)在图示的转化中:Fe2+转化为Fe3+的离子方程式是_______;当有1molH2S转化为硫单质时,若保持溶液中Fe3+的物质的量不变,需要消耗O2的物质的量为_______。
(2)在温度一定和不补加溶液的条件下,缓慢通入混合气体,并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS,可采取的措施是_______。
(3)H2S在高温下分解生成硫蒸汽和H2。若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图所示。则H2S在高温下分解反应的化学方程式为_______。
(4)H2S具有还原性。在酸性条件下,H2S和KMnO4反应生成S、MnSO4和其它产物,写出该反应的化学方程式_______。反应中被还原的元素是_______。
(5)从电离平衡角度,结合必要的化学用语说明Na2S溶液常温下pH>7的原因:_______。
(6)已知:Cu2++H2S=CuS↓+2H+;FeS+2H+=Fe2++H2S↑。比较H2S、CuS和FeS溶解或电离出S2-的能力:_______。
9、锑白(Sb2O3)在工业中有着广泛的作用。用辉锑矿(主要成分为Sb2S3,还含有少量SiO2)制备锑白的两种工艺如下:
I.火法制取锑白,是将辉锑矿装入氧化炉的坩埚中,高温使其熔化后通入空气,充分反应后,经冷却生成锑白。写出火法制取锑白的化学方程式:________________________________________。
Ⅱ. 湿法制取锑白的工艺流程如图:
已知:
①Sb3+与Fe2+的氧化性强弱相当
②常温下:
化合物 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Sb(OH)3 |
Ksp近似值 | 8×10-16 | 4×10-26 | 4×10-42 |
③Sb2O3为白色粉末,不溶于水,溶于酸和强碱。
④水解时保持溶液的c(H+)=0.1~0.3mol/L
(1)浸出是将辉锑矿溶于FeCl3溶液,请写出其中发生的氧化还原反应离子方程式_____________________________________________。滤渣的成分为______________________。
(2)采用铁粉作为还原剂进行还原,其目的是除去溶液中的离子___________(填离子符号),还原反应结束后,可用______________溶液来检验还原是否彻底。
(3)SbCl2是无色晶体,100升华,分子中所有原子都达到8e-稳定结构,请写出SbCl2的电子式____________________。
水解是利用SbCl2的水解反应制取Sb2O3(SbCl2的水解分为多步),其反应可以简单表示为:
SbCl3+3H2OSb(OH)2+3HCl,2Sb(OH)2=Sb2O3+3H2O
为了促进水解趋于完全,可采取的措施(填两点):_____________________
(4)简述检验沉淀是否洗净的实验方法:__________________________________________。
(5)若不加铁还原,则最终所得锑白的产率将_____________________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
10、在浓硫酸催化作用下,用硝酸氧化葡萄糖可制取草酸,实验装置如图所示。
已知:草酸(H2C2O4)是一种弱酸,不稳定,受热或遇浓硫酸会发生分解。
(1)仪器a的名称是___________。
(2)实验中需要用到硝酸和浓硫酸的混合物(混酸),制备该混酸应将___________(填“浓硫酸”或“硝酸”)加入到另一种酸中,并不断揽拌。
(3)淀粉[(C6H10O5)n]在硫酸作用下,可发生水解反应,生成葡萄糖。淀粉水解实验中证明淀粉已经完全水解的实验操作及现象是___________。
(4)55°C-60℃时,装置A中葡萄糖(C6H12O6)被硝酸氧化为草酸,同时有NO生成,其化学方程式为___________。
(5)该实验中催化剂浓硫酸用量过多,会导致草酸产率降低,原因是。___________。
(6)将Fe2O3在搅拌条件下溶于热的草酸溶液,滴加氨水至溶液pH为4.0~5.0,然后将溶液经一系列步骤,得到草酸铁铵晶体[(NH4)3Fe(C2O4)3·3H2O,M=428g·mol-1]。
①实验中所加氨水不能过量,若氨水过量会使草酸铁铵晶体产率偏低,原因是___________。
②制得的草酸铁铵晶体中混有草酸,为测定草酸铁铵晶体的含量,进行下列实验:
准确称取4.73g产品配成100.00mL溶液,收10.00mL于锥形瓶中,加入足量的0.1000mol·L-1稀硫酸酸化后,再0.1000mnol·L-1KMnO4标准溶液进行滴定,消耗KMnO4溶液的体积为14.00mL。滴定过程中发现褪色速率开始缓慢后迅速加快,其主要原因是___________。产品中草酸铁铵晶体的质量分数为___________%(保留三位有效数字)。
11、称取8.00 g氧化铜和氧化铁固体混合物,加入100 mL2.00mol/L的硫酸充分溶解,往所得溶液中加11.2g铁粉,充分反应后,得固体的质量为6.08g。请计算:
(1)加入铁粉充分反应后,溶液中溶质的物质的量_______。
(2)固体混合物中氧化铜的质量_______。
12、绿水青山就是金山银山,保护生态环境、建设生态文明是历史发展的需要.氮氧化物易导致酸雨、光化学烟雾等环境问题,以为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。
Ⅰ.汽车尾气中的和
在一定条件下可发生反应生成无毒的
和
;
(1)已知:
化学键 |
|
| |
键能 | 1072 | 630 | 942 |
则二氧化碳中碳氧双键键能是_______.(保留一位小数)
(2)某研究小组在三个容积均为的恒容密闭容器中,分别充入
和
,发生反应.在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变),反应体系的总压强随时间变化情况如图所示:
①温度:_______
(填“<”、“=”或“>”)
②在条件下,下列说明该反应已经到达平衡状态的是_______。
A.和
的物质的量之比为
B.混合气体的密度保持不变
C.容器中混合气体的平均摩尔质量不变
D.容器中压强不再变化
Ⅱ.活性炭粉还原.在密闭容器中投入足量活性炭粉和一定量
,在一定温度下,发生反应:
,测得
、
、
的物质的量浓度与时间关系如表所示.
| 0 | 5 | 10 | 15 | 20 |
4.00 |
|
| 1.00 |
| |
0 | 0.50 |
|
| 1.50 | |
0 |
| 0.60 |
|
|
(1)若时总压强为
,则该温度下平衡常数
_______(保留3位有效数字),(用气体分压计算平衡常数为
,气体分压=气体总压×气体的物质的量分数)。
(2)第时,往容器中各加
、
,这时
_______
(大于、小于或等于)
Ⅲ.用间接电化学法对大气污染物进行无害化处理,其原理示意如图所示(质子膜允许
和
通过)
(1)图中电极Ⅰ的反应方程式为_______
(2)吸收塔中每产生,理论上处理
在标准状况下的体积为_______L。
13、Ⅰ.碘及其化合物在化工生产中用途广泛。298K时碘甲烷()热裂解制低碳烯烃的主要反应如下:
①
②
③
(1)实际生产中,发生副反应,
,
___________(用含
、
、
的代数式表达)。
(2)对于反应①:提高碘甲烷平衡转化率的措施有___________(任写一条)。
(3)反应②的速率表达式为,
,其中
、
为速率常数,只与温度有关。达平衡后,在温度升高过程中
___________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)增大压强,不断___________(填“增大”或“减小”),可能的原因是___________。
Ⅱ.在催化剂作用下和
发生反应
。在一密闭容器中投入
和
,达平衡时测得
的平衡转化率与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。
(5)若X点对应密闭容器的体积为4L,则Y点对应的平衡常数___________(只要列出计算式)。
III.利用电解法将转化为
的制备原理如图所示,
(6)写出电极b对应的电极方程式___________。