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、(1)盐酸中加入六次甲基四胺对钢铁有一定缓蚀作用,右图为其结构简式,其分子式为(CH2)6N4,其中碳原子采用___________杂化,其缓蚀作用是因为分子中___________原子的孤对电子能与铁原子形成配位键,覆盖在钢铁表面。
(2)CO与N2属于等电子体,1个CO分子中含有的π键数目是___________个。
C、N、O三种元素的笫一电离能最大的是___________。
(3)右图是某化合物的晶胞示意图,硅原子与铝原子之间都以共价键连接。
①该化合物的化学式是___________。
②Si元素基态原子的电子排布式是___________。
③已知晶胞边长为5.93×10-8cm,Si与A1之间的共价键键长是___________cm(只要求列算式,不必计算出数值,下同),晶体的密度是___________g·cm-3
3、铜及其化合物在工农业生产及日常生活中应用非常广泛.
(1)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,下表为制取Cu2O的三种方法:
①工业上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu2O而很少用方法I,其原因是____________。
②已知:
2Cu(s)+1/2O2(g)═Cu2O(s)△H=-169kJ•mol-1,
C(s)+1/2O2(g)═CO(g)△H=-110.5kJ•mol-1,
Cu(s)+1/2O2(g)═2CuO(s)△H=-157kJ•mol-1
则方法I发生的反应:2CuO(s)+C(s)=Cu20(s)+CO(g); △H=____________kJ/mol。
(2)氢化亚铜是一种红色固体,可由下列反应制备:4CuSO4+3H3PO2+6H2O=4CuH↓+4H2SO4+3H3PO4.
该反应每转移3mol电子,生成CuH的物质的量为____________。
(3)氯化铜溶液中铜各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与c(Cl-) 的关系如图所示。
①当c(Cl-)=9mol•L-1时,溶液中主要的3种含铜物种浓度大小关系为____________。
②在c(Cl-)=1mol•L-1的氯化铜溶液中,滴入AgNO3溶液,含铜物种间转化的离子方程式为____________(任写一个).
(4)已知:Cu(OH)2是二元弱碱;亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,与NaOH溶液反应,生成Na2HPO3.
①在铜盐溶液中Cu2+发生水解反应的平衡常数为____________,(已知:25℃时,Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20mol3•L-3)
②电解Na2HPO3溶液可得到亚磷酸,装置如图(说明:阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过),则产品室中反应的离子方程式为____________。
4、六方晶胞是一种常见晶胞,镁、锌和钛的常见晶胞属于六方晶胞。
(1)①写出Zn所在元素周期表中的分区是_______;
②Ti的基态原子价电子排布式_______;
③下表为Na、Mg、Al的第一电离能。
第一电离能 | 元素 | ||
Na | Mg | Al | |
496 | 738 | 577 |
请解释其变化规律的原因_______。
(2)已知以上三种金属的盐的熔沸点(℃)如下表:
物理性质 | 氯化物 | ||
熔点 | 712 | 290 | -24.1 |
沸点 | 1412 | 732 | 136.4 |
已知:熔融状态下能够导电。请解释三种氯化物熔沸点差异的原因_______。
的熔沸点明显偏低的另一个原因是该分子空间构型是_______,分子高度对称,没有极性,分子间作用力很弱。
(3)某晶体属于六方晶系,其晶胞参数,
。晶胞沿着不同方向投影如下,其中深色小球代表A原子,浅色大球代表B原子(化学环境完全等同)。已知A2原子坐标为
,B1原子沿c方向原子坐标参数
。
①该物质的化学式为_______。
②晶胞中原子A1—A2在ab面投影的距离为_______(保留四位有效数字)。
③B1原子坐标参数为_______。
5、环戊烯是生产精细化工产品的重要中间体,其制备涉及的反应如下:
回答下列问题:
(l)反应的△H= _________ kJ/mol 。
(2)解聚反应在刚性容器中进行。
①其他条件不变,有利于提高双环戊二烯平衡转化率的条件是 ____ (填标号).
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强
②实际生产中常通入水蒸气以降低双环戊二烯的沸点。某温度下,通入总压为l00kPa的双环戊二烯和水蒸气,达到平衡后总压为160kPa,双环戊二烯的转化率为8 0%,则 pH2O=___kpa,平衡常数Kp=______kPa (Kp为以分压表示的平衡常数)
(3) 一定条件下,将环戊二烯溶于有机溶剂中进行氢化反应,反应过程中保持氢气压力不变,测得环戊烯和环戊烷的产率(以环戊二烯为原料计)随时间变化如下图所示。
①将环戊二烯溶于有机溶剂中可减少二聚反应的发生,原因是____,
②最佳的反应时间为__h。活化能较大的是__(填“氢化反应”或“副反应”)。
(4)已知氢化反应平衡常数为1.6 × 1012,副反应的平衡常数为2.0×10l2。在恒温恒容下,环戊二烯与氢气按物质的量之比为1:1进行反应,则环戊二烯的含量随时间变化趋势是____(不考虑环戊二烯的二聚反应)。
6、氢能是极具发展潜力的清洁能源,2021年我国制氢量位居世界第一、请回答:
(1)时,
燃烧生成
放热
,
蒸发吸热
表示
燃烧热的热化学方程式为_______。
(2)工业上,常用与
重整制备
。500℃时,主要发生下列反应:
I.
II.
①已知:。向重整反应体系中加入适量多孔
,其优点是_______。
②下列操作中,一定能提高平衡转化率的是_______(填标号)。
A.加催化剂 B.增加用量
C.移除 D.恒温恒压,通入惰性气体
③500℃、恒压条件下,1molCH4(g)和1molH2O(g)反应达平衡时,甲烷的转化率为0.5,二氧化碳的物质的量为0.25mol,则反应II的平衡常数Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压-总压×物质的量分数)。
(3)实现碳达峰、碳中和是贯彻新发展理念的内在要求,因此二氧化碳的合理利用成为研究热点。可用氢气和二氧化碳在催化剂作用下合成甲醇:。恒压下,
和
的起始物质的量之比为1∶3时,该反应甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示。该反应的
_______0,甲醇的产率P点高于T点的原因为_______。
(4)通过上述反应制得的甲醇燃料电池在新能源领域中应用广泛。
①若采用溶液为燃料电池的电解质溶液,则燃料电池的负极方程式为_______。
②已知在该燃料电池中,吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到,四步可能脱氢产物及其相对能量如图,则最可行途径为a→_______(用b~j等代号表示)。
7、(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_______。
8、(1)已知:
物质 | 性质 |
质硬,熔点:3200℃,沸点:4820℃ | |
具有挥发性,熔点: |
的熔沸点明显高于
的原因是_______。
(2)六方氮化硼晶体结构(如下图)与石墨相似,都是混合型晶体。但六方氮化硼晶体不导电,原因是_______。
9、化工生产中可用CO2和H2在一定条件下制得烯烃。下图是由煤焦油、CO2和H2合成橡胶和TNT的路线:
请回答下列问题:
(1)工业上煤通过________制取煤焦油。
(2)反应①的反应类型为____________;反应③的反应条件为____________。
(3)烯烃B的名称为________________;E的结构简式为_______________。
(4)D与足量H2在一定条件下反应生成F,F的一氯代物共有_____种。
(5)请写出以CH3COOH、为原料合成化工产品
的路线流程图(无机试剂任选)(提示:卤代苯中苯环上的卤原子很难被取代)。
__________合成路线流程图示例如下:
10、硫酸四氨合铜晶体([Cu(NH3)4]SO4·H2O)常用作杀虫剂、媒染剂。常温下该物质在空气中会水解,受热时易分解。以废铜屑(表面沾有油污)为原料制备([Cu(NH3)4]SO4·H2O)的实验步骤如下:
I、CuSO4的制备
(1)步骤①中采取“碱煮水洗”,目的是___________。
(2)步骤②在常温下进行,需要加入的试剂是___________。
Ⅱ、晶体的制备
将上述制备的CuSO4溶液加入装置A中,滴加6mol·L-1氨水时,有浅蓝色沉淀Cu2(OH)2SO4生成;继续滴加氨水,沉淀消失,得到深蓝色[Cu(NH3)4]SO4溶液。将A中溶液转移至B中,析出([Cu(NH3)4]SO4·H2O)晶体;将B中混合物转移至装置C中抽滤(减压过滤),用乙醇洗涤晶体2~3次;取出晶体,冷风吹干。。
(3)用离子方程式表示装置A中“沉淀消失”的原因___________。
(4)抽滤时,抽气泵处于工作状态,活塞需___________(填“打开”或“关闭”),作用是___________。
(5)晶体采用冷风吹干而不用加热烘干的原因是___________。
Ⅲ废液回收
减压过滤后的废液中含有[Cu(NH3)4]SO4、乙醇和氨水,向废液中加入硫酸,回收乙醇并获得CuSO4和(NH4)2SO4的混合溶液。
(6)向废液中加入硫酸的作用是___________。(答出两条)
(7)(NH4)2SO4溶液受热易分解,则回收乙醇的实验方法为___________。
11、化学需氧量(chemical oxygen demand,简称COD)表示在强酸性条件下重铬酸钾氧化 1 L 污水中有机物所需的氧化剂的量,并换算成以氧气为氧化剂时,1 L水样所消耗O2的质量(mg·L-1)计算。COD小,水质好。某湖面出现赤潮,某化学兴趣小组为测定其污染程度,用 1.176 g K2Cr2O7固体配制成 100 mL溶液,现取水样20.00 mL,加入10.00 mL K2Cr2O7溶液,并加入适量酸和催化剂,加热反应2 h。多余的K2Cr2O7用0.100 0 mol·L-1Fe(NH4)2(SO4)2溶液进行滴定,消耗Fe(NH4)2(SO4)2溶液的体积如下表所示。此时,发生的反应是CrO72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。(已知K2Cr2O7和有机物反应时被还原为 Cr3+,K2Cr2O7的相对分子质量为294)
序号 | 起始读数/mL | 终点读数/mL |
1 | 0.00 | 12.10 |
2 | 1.26 | 13.16 |
3 | 1.54 | 14.64 |
(1)K2Cr2O7溶液的物质的量浓度为______mol·L-1。
(2)求该湖水的COD为______mg·L-1。
12、来源于电镀、冶金等行业的含六价铬(含Cr2O72-或CrO42-)废水具有很强的生物毒性,因此,含铬废水必须严格控制六价铬的质量浓度,达标后才能允许排放。一种处理含铬酸性废水的工艺如图所示:
回答下列问题:
(1)去除铁屑表面油污的方法是__。
(2)酸性环境中,废水中主要存在大量Cr2O72-和少量CrO42-,原因是__(用化学用语和文字表述解释)。
(3)向“铁屑滤池"中加入碳粒料的作用是__;“铁屑滤池”中存在的Fe2+可将Cr2O72-还原,该反应的离子方程式为__。
(4)向“反应池"中加入NaOH使Cr3+沉淀,池中存在沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH-(aq)。已知:某离子浓度小于等于10-5mol·L-1时视为完全沉淀;常温下,Ksp[Cr(OH)3]=10-32。常温下,欲使废水中Cr3+完全沉淀,则溶液的pH至少应为__。
(5)①参照上述工艺流程知,也可采用电解原理处理含铬酸性废水,画出电解池的装置示意图并标出电极和电解质溶液的名称___(可选电极:Fe和石墨)。
②上述装置中,阳极的电极反应式为__。
13、(我国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的人工合成,关键的一步是利用化学催化剂将高浓度CO2还原成CH3OH:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
(1)已知相关键能数据如表所示,则上述反应的ΔH=_______kJ•mol-1。
化学键 | H-H | H-O | C=O | C-O | C-H |
键能/kJ•mol-1 | 436 | 464 | 803 | 326 | 414 |
(2)某温度下,向一定体积的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2,体系达到平衡时CO2的转化率为20%。反应的平衡常数Kx=_______(对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),Kx=
,x为物质的量分数,计算结果用分数表示)。
(3)以CO2(g)和H2(g)为原料合成CH3OH(g),除发生上述反应外(后续称为反应Ⅰ),还发生反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+40.9kJ•mol-1。
①反应I、Ⅱ的lnK(K代表化学平衡常数)随(温度的倒数)的变化如图所示。线_______(填“a”或“b”)表示反应Ⅱ的lnK随
的变化。升高温度,反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)的化学平衡常数______(填“增大”或“减小”或“不变”)。
②研究发现,在单原子Cu/ZrO2催化时,反应I的历程以及中间体HCOO*与CH3O*物质的量之比随时间变化如图所示:
第一步:CO2+H2⃗HCOO*+H*
第二步:HCOO*+2H2⃗CH3O*+H2O
第三步:CH3O*+H*⃗CH3OH
下列说法正确的是_______(填标号)。
A.任何温度下,反应Ⅰ均可自发进行
B.升高温度时,3步反应速率均加快
C.用不同催化剂催化反应可以改变反应历程,提高平衡转化率
D.反应历程中,第二步反应的活化能最高,是反应的决速步骤
③反应I反应历程中某一步基元反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中直线a所示,已知Arrhenius经验公式为Rlnk=-+C(Ea为活化能,k为速率常数,R、C为常数)。
i.该基元反应的活化能Ea=______kJ•mol-1。
ii.直线______(填“b”或“c”)表示使用更高效的催化剂时,Rlnk与的关系。
④在密闭容器中,保持投料比不变,将CO2和H2按一定流速通过反应器,一段时间后,测得CO2转化率(α)和甲醇选择性[x(CH3OH)=×100%]随温度(T)变化关系如图所示。若233~250℃时催化剂的活性受温度影响不大,则236℃后图中曲线下降的原因是_______;若气体流速过大,CO2的转化率会降低,原因是_______。