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】前四周期原子序数依次增大的六种元素,A、B、C、D、E、H中,A元素在宇宙中含量最丰富,B元素基态原子的核外有3种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子数目相同。D元素是地壳中含量最多的元素,E为d区元素,其外围电子排布中有4对成对电子,H元素基态原子最外层只有一个电子,其它层均已充满电子。
(1)E元素在周期表中的位置是 。
(2)六种元素中电负性最大的元素为 ,前五种元素中第一电离能最小的元素为______(写元素符号)。C元素与元素氟能形成C2F2分子,该分子中C原子的杂化方式是____________。
(3)配合物E(BD)4常温下为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,据此判断该分子属于 分子(填“极性”或“非极性”)。该分子中σ键与π键数目比为 。
(4)H单质的晶胞结构如图所示,则原子采取的堆积方式为 ,若已知H原子半径为r pm ,NA表示阿伏伽德罗常数,摩尔质量为M,用相应字母表示:
①该原子的配位数为 。
②该晶体的密度为 g/cm3。
③H原子采取这种堆积方式的空间利用率为 (用含π表达式表示)。
3、锰元素在溶液中主要以Mn2+(很浅的肉色,近乎无色)、MnO42-(绿色)、MnO4-(紫色)形式存在。MnO2不溶于稀硫酸。
(1)将8 mL 0.1 mol·L-1的酸性高锰酸钾溶液和2 mL l.0mol/L的草酸(H2C2O4)溶液在试管中混合,然后将试管置于25℃水浴中,KMnO4溶液浓度随时间变化关系如下图所示。
① 写出发生反应的离子方程式:____________
② 计算前40秒用草酸表示的平均反应速率v(草酸)=________________.
③ 40s-65s的反应速率比前40s快,解释原因___________
(2)已知反应3MnO42-+2H2OMnO2+2MnO4-+4OH-。
① 向MnO4-溶液中加入足量稀硫酸,可观察到的现象是__________.
② 常温下,在0.512 mol/L K2MnO4溶液中,当pH=14时K2MnO4的转化率为4/9,则该反应的平衡常数的值为__________
③ 在其他条件不变的条件下,适当升温有利于降低K2MnO4的转化率,则该反应的△H___0(填“大于” “小于”或“等于”)。
(3)碳酸锰是一种重要的工业原料。工业生产中常用复分解法生产MnCO3:
MnSO4+2NH4HCO3=MnCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O。反应中通常需加入稍过量的NH4HCO3,且控制溶液的pH为6.8-7.4. 溶液的pH不能过低也不能过高,原因是_______。设MnSO4溶液为0.19mol/L,则溶液的pH 最高不能超过_________。
[己知MnCO3、Mn(OH)2的Ksp分别为l.8×10-11和1.9×10-13]
(4)制备单质锰的实验装置如图,阳极以稀硫酸为电解液,阴极以硫酸锰和硫酸混合液为电解液,电解装置中“”表示溶液中阴离子移动的方向。铂电极的电极反应式为______。
4、合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就,在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题,是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。实验室制取氨的装置如图所示,请回答下列问题:
(1)实验室制取氨的过程中不需要用到的实验用品是
A.试管
B.酒精灯
C.铁架台
D.胶头滴管
(2)实验时主要操作步骤为:①加热制取氨 ②收集氨 ③检查装置气密性。下列选项中正确的实验操作顺序是
A.③①②
B.①③②
C.①②③
D.②①③
(3)此装置中收集氨的方法为
A.向上排空气法
B.向下排空气法
C.排水法
D.排饱和氯化钠溶液法
(4)下列关于氨性质的叙述中错误的是
A.氨是无色、无味的气体
B.氨易液化,液氨可用作制冷剂
C.氨能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
D.氨可以与酸反应生成铵盐
(5)将大气中游离态的氨转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。下列过程中不属于氮的固定的是
A.
B.
C.
D.
(6)下列关于铵盐的叙述中错误的是
A.铵盐是农业上常用的化肥
B.绝大多数铵盐受热易分解
C.绝大多数铵盐难溶于水
D.绝大多数铵盐与碱反应放出氨
5、【化学―选修 3 物质结构与性质】
氮族元素(Nitrogen group)是元素周期表VA 族的所有元素,包括氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)和Uup共计六种。
(1)氮族元素的外围电子排布式的通式为 ;基态磷原子中,电子占据的最高能层符号为 ,该能层具有的原子轨道数为 。
(2)PH3分子的VSEPR模型为______________,键角NH3 H2O(填“>”、“<”或“=”)。
(3)氮的最高价氧化物为无色晶体,它由两种离子构成:已知其阴离子构型为平面正三角形,则其阳离子中氮的杂化方式为 。
(4)从化合物NF3和NH3的结构与性质关系比较,回答它们两者如下性质差异原因:
①NF3的沸点为-129℃,而NH3的沸点为-33℃,其原因是 。
②NH3易与Cu2+反应,而NF3却不能,其原因是 。
(5)磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料,它可用作金属的表面保护层,磷化硼晶体的晶胞结构与金刚石类似,磷原子作面心立方最密堆积,则硼原子的配位数为________;已知磷化硼的晶胞边长a=" 478" pm,计算晶体中硼原子和磷原子的核间距(dB-P)=__________pm(保留三位有效数字)。
6、近日,中国科学院上海有机化学研究所游书力研究院课题组从Z-烯丙基底物出发,首次实现了铱催化Z式保留不对称烯丙基取代反应。已知Co与Ir同族。回答下列问题:
(1)铱(Ir)在周期表中的位置为第六周期第九列,化合物中常见价态有+3和+4价,其中+4价更稳定,原因是____。有机合成中常用的催化剂,该物质熔点350℃,在熔化时难以发生电离,其固体的晶体类型是___;
是高强度曝光的增敏剂,用于激光照相材料,其阴离子
中Ir的价层电子对数为6,该离子的空间结构为____。
(2)某种Ir的配合物阳离子,其结构如图所示。该离子中N的杂化方式为___;1mol该离子中Ir原子形成的配位键有____mol。
(3)原子分数坐标可用于表示晶胞内部各原子的相对位置。化合物的四方晶格结构如下图所示,晶胞棱边夹角均为90°,晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。
坐标原子 | x | y | z |
Ir | 0 | 0 | 0 |
O | 0.25 | 0.25 | 0 |
一个晶胞中有___个O,其他Ir原子分数坐标为___,晶体中与单个O键合的Ir有____个。已知的晶胞参数为apm、apm、cpm,晶体密度为
,设
为阿伏伽德罗常数的值,则
的摩尔质量为___(用代数式表示)
。
7、乙烯是制造塑料、合成橡胶和合成纤维等化学产品的基本原料。C2H6裂解制C2H4是化学工业的一个重要研究课题,目前裂解方法有电催化、光催化裂解、直接裂解、氧气或二氧化碳氧化乙烷裂解等。乙烷直接裂解、乙烷二氧化碳氧化裂解和乙烷氧气氧化裂解的反应如下:
(Ⅰ)C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H1=+125kJ·mol-1
(Ⅱ)CO2(g)+C2H6(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g) △H2=+177kJ·mol-1
(Ⅲ)2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g) △H3=-211.6kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)已知键能:E(C—H)=416kJ·mol-1,E(H—H)=436kJ·mol-1,由此计算生成1mol碳碳π键放出的能量为_______kJ。
(2)在一绝热的恒容密闭容器中,通入一定量的C2H6发生反应(Ⅰ),反应过程中容器内压强(P)与时间(t)变化如图1所示,随着反应进行,a~b段压强减小的原因是_______。
(3)反应(Ⅱ)的Arrhenius经验公式实验数据如图2中曲线a所示,已知Arrhenius经验公式Rlnk=-+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。反应的活化能Ea=_______kJ·mol-1。当改变外界条件时,实验数据如图中曲线b所示,则实验可能改变的外界条件是_______。
(4)乙烷氧气氧化裂解制乙烯,除发生反应(Ⅲ)之外,还发生副反应(Ⅳ):2C2H6(g)+7O2(g)4CO2(g)+6H2O(g)。在800℃时用乙烷氧气氧化裂解制乙烯,乙烷的转化率、乙烯的选择性和收率随投料比
的变化关系如图所示:
已知:C2H4的选择性=×100%
C2H4的收率=C2H6的转化率×C2H4的选择性
①控制=2而不采用选择性更高的
=3.5,除可防止积碳外,另一原因是_______;
<2时,
越小,乙烷的转化率越大,乙烯的选择性和收率越小的原因是_______。
②一定温度和压强为5.8pMPa条件下,将C2H6和O2按物质的量之比为2∶3通入密闭弹性容器中发生反应,平衡时,C2H4选择性为60%,C2H4的收率为48%。该温度下,反应2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g)的Kp=_______(用含字母p的代数式表示,带单位。已知Kp是用反应体系中气体的分压来表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
8、铁和钴是两种重要的过渡元素。
(1)钴位于元素周期表的第______族,其基态原子中未成对电子个数为________。
(2)[Fe(H2NCONH2)]6(NO3)3的名称是三硝酸六尿素合铁(Ⅲ),是一种重要的配合物。该化合物中Fe3+的核外电子排布式为_________________________________,所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是_____________________________。
(3)尿素[CO(NH2)2]分子中,碳原子为_______杂化,分子中σ键与π键的数目之比为_________。
(4)FeO晶体与NaCl晶体结构相似,比较FeO与NaCl的晶格能大小,还需知道的数据是 ________________________________________。
(5)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物,结构分别为[Co(NH3)5Br]SO4和[Co(SO4)(NH3)5]Br。已知Co3+的配位数为6,为确定钴的配合物的结构,现对两种配合物进行如下实验:在第一种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生白色沉淀,在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀。则第二种配合物的配体为___________________。
(6)奥氏体是碳溶解在r-Fe中形成的一种间隙固溶体,无磁性,其晶胞为面心立方结构,如图所示,则该物质的化学式为____________。若晶体密度为d g·cm-3,则晶胞中最近的两个碳原子的距离为___________________pm(阿伏加德罗常数的值用NA表示,写出简化后的计算式即可)。
9、(铬是造成水体重度污染的元素之一,水体除铬主要有还原沉淀法、离子交换法、光催化还原法等。
(1)还原沉淀法:向水体中加入FeSO4、CaSO3等将高毒性Cr(Ⅵ)还原为低毒性Cr(Ⅲ)再调节pH使Cr(Ⅲ)生成Cr(OH)3沉淀除去。
①Cr(Ⅵ)在水溶液中的存在形态分布如图1所示。向pH=1.5的含Cr(Ⅵ)污水中加入FeSO4,发生的主要反应的离子方程式为___。
②Cr(Ⅲ)在水溶液中的存在形态分布如图2所示。当pH>12时,铬去除率下降的原因可用离子方程式表示为___。
(2)离子交换法:用强碱性离子交换树脂(ROH)与含铬离子(CrO、HCrO
等)发生离子交换。如与CrO
的交换可表示为2ROH(s)+CrO
(aq)
R2CrO4(s)+2OH-(aq)。Cr(Ⅵ)去除率与pH关系如图3所示,当pH>4时,Cr(Ⅵ)去除率下降的原因是___。
(3)光催化还原法:可能的反应机理如图4所示,ZrO2纳米管为催化剂,在紫外光照射下,VB端光生空穴(h+)被牺牲剂甲醇(CH3OH)消耗。在紫外光照射下,甲醇还原Cr(Ⅵ)的过程可描述为___。
10、某学习小组通过下列装置探究MnO2与FeCl3·6H2O能否反应产生Cl2。通过查阅资料,学习小组获知:FeCl3是一种共价化合物,熔点306℃,沸点315℃。
实验操作和现象:
操作 | 现象 |
点燃酒精灯,加热 | i.A中部分固体溶解,上方出现白雾 ii.稍后,产生黄色气体,管壁附着黄色液滴 iii.B中溶液变蓝 |
(1)现象i中的白雾是___________________,形成白雾的原因是________________。
(2)分析现象ii,该小组探究黄色气体的成分,实验如下:
a.直接加热FeCl3·6H2O,产生白雾和黄色气体。
b.将现象ii和a中的黄色气体通入KSCN溶液,溶液均变红。
通过该实验说明现象ii中黄色气体含有_______。
(3)除了氯气可使B中溶液变蓝外,该小组还提出其他两种可能的原因:
原因①:实验b检出的气体使之变蓝,反应的离子方程式是______________________________。
原因②:在酸性条件下,装置中的空气使之变蓝,反应的离子方程式是_______________。
(4)为进一步确认黄色气体中是否含有Cl2,小组提出两种方案,均证实了Cl2的存在。
方案1 | 在A、B间增加盛有某种试剂的洗气瓶C | B中溶液变为蓝色 |
方案2 | 将B中KI-淀粉溶液替换为NaBr溶液;检验Fe2+ | B中溶液呈浅橙红色;未检出Fe2+ |
①方案1的C中盛放的试荆是____________________。
②方案2中检验Fe2+的试剂是____________________。
③综合方案1、2的现象,说明方案2中选择NaBr溶液的依据是_____________________。
(5)将A中产物分离得到Fe2O3和MnCl2,A中产生Cl2的化学方程式是_________________。
11、含氮化合物在化学工业中有着重要的应用,回答下列问题:
(1)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化(表示生成1molN2的能量变化)如图所示,该反应的热化学方程式为______________________。
(2)一定条件下,硝酸铵加热分解得到的产物只有N2O和H2O。250℃时,硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡,该分解反应的平衡常数表达式为K=___________;若有1mol硝酸铵完全分解,则转移电子的数目为___________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(3)硝基苯甲酸乙酯在碱性条件下发生反应:O2NC6H4COOC2H5+OH-O2NC6H4COO-+C2H5OH。两种反应物的初始浓度均为0.80mol·L-1,T℃时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示。
t/s | 0 | 60 | 90 | 120 | 160 | 260 | 300 | 360 | 400 |
a/% | 0 | 33.0 | 41.8 | 48.8 | 58.0 | 69.0 | 70.4 | 71.0 | 71.0 |
①该反应在60~90s与90~120s内的平均反应速率分别约为___________,___________;比较两者大小可得出的结论是______________________。
②计算T℃时该反应的平衡常数为______________________。
③为提高O2NC6H4COOC2H5的平衡转化率,除可适当控制反应温度外,还可以采取的措施为______________________(写出一条即可)。
12、生产生活中排放的废气废水有一定量的氨氮化合物,必须通过处理后达到国家规定的排放标准再排放,以下为两种处理氨氮化合物的方法。
Ⅰ.催化氧化法:某学习小组模拟氨气的催化氧化,向恒温恒容密闭容器内充入4mol和3mol
,在加热和催化剂的作用下存在如下反应;
反应①(主);
反应②(副):
反应③(副):
(1)反应③NO在催化剂作用下分解,也是一种消除污染的方法,其为___________
。
(2)下列说法正确的是___________(填标号)。
a.反应①在任何温度下均能自发进行
b.混合气体的密度不变说明体系已达到平衡
c.在实际中,需采用高压氧化,以利于提高的生成量
(3)体系平衡时,的物质的量为amol,
的物质的量为bmol。此时,
的物质的量为___________mol(用含a、b的代数式表示,下同),反应③的平衡常数K=___________。
Ⅱ.三维电极法:它是在传统的电解槽两电极之间填充粒状或碎屑状材料,填充的粒子电极表面能带电,成为新的一极(第三极)。如图为用三维电极法处理氨氮废水的原理图,石墨板作为阴、阳极,自制活性炭为填充材料,电解一定浓度的、
与NaCl的酸性混合溶液来进行模拟。
(4)电解时,阳极的电极反应式为、___________。
(5)该装置可以生成大量氧化性更强的·OH,写出·OH去除的离子方程式:______________________。
(6)相比于传统的二维电极反应系统,三维电极有哪些优点?试述其优点:___________(答出一种,合理即可)。
13、阿散酸( )是一种饲料添加剂,能溶于NaOH溶液中,常含有H3AsO3、NaCl等杂质。回答下列问题:
(1)基态As原子核外电子排布式为___________,As的第一电离能比Se的大的原因为___________。
(2)的中心原子的杂化方式为___________,
的空间构型为___________。
(3)与互为等电子体的分子为___________(填化学式,任写一种即可)。
(4)液氨可作制冷剂,汽化时吸收大量的热的原因是___________。
(5)NaCl晶体在50~-300GPa的高压下和Na或Cl2反应,可以形成不同的晶体,其中一种晶体的晶胞如图1所示,该晶体的化学式为___________。
(6)已知NaCl晶胞(如图2)中Na+和Cl-间最短距离为acm,阿伏伽德罗常数的值为NA,NaCl晶体的密度为___________g·cm-3.