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、[有机化学基础] 有机物H是一种重要的医药中间体。其结构简式如图所示:
合成H的一种路线如下:
已知以下信息:
①有机物A遇氯化铁溶液发生显色反应,其分子中的苯环上有2个取代基,且A的苯环上一氯代物有2种。 ②J能发生银镜反应。
请回答下列问题:
(1)I的名称是 。G生成H的反应类型是 。
(2)B的含氧官能团名称是 ;E生成F的化学方程式为 。
(3)在一定条件下,A与J以物质的量比1∶1反应生成功能高分子材料K,K的结构简式为 。
(4)已知:,C与E以物质的量比1∶1混合在催化剂、加热条件下反应,写出化学方程式 。
(5)L是B的同分异构体,L符合下列条件的结构有 种(不考虑立体结构)。
①与B具有相同的官能团;②遇氯化铁溶液发生显色反应。
3、[物质结构与性质]
已知碳元素能形成多种金属碳化物,如碳化钙,俗称为电石。
(1)电石(CaC2)是用CaO与焦炭在电炉中加强热反应生成的,写出此反应的化学方程式 ,CaC2中含有化学键的类型为 ,C22-与N2互为等电子体,C22-的电子式可表示为 ,其中σ键和π键数目之比为 。
(2)已知MgO、CaO的熔点分别为2852℃、2614℃,分析熔点差异的原因是 。
(3)苯丙氨酸是一种重要的氨基酸,其结构如图所示,分子中第一电离能最大的原子价电子排布式是 ,其中碳原子的杂化方式有 。
(4)已知CaF2晶体(如图,Ca2+处于面心)的密度为ρg/cm3,NA为阿伏加德常数,相邻的两个Ca2+的核间距为a cm,则CaF2的摩尔质量(M)可以表示为 g/mol。
4、A、B、C、D、E五种短周期主族元素,原子序数依次增大,其中C、D、E同周期,A、C同主族,B、E同主族,B元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍,又知A单质是密度最小的气体。
请回答下列问题:
(1)元素C在周期表中的位置______________________________。
(2)A、C、E以原子个数比1∶1∶1形成化合物X,其电子式为_________________。
(3)B、E对应简单氢化物稳定性的大小顺序是(用分子式表示) ________________。
(4)若D是非金属元素,其单质在电子工业中有重要应用,请写出其氧化物溶于强碱溶液的离子方程式:___________________________________________。
5、(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___。
6、汽车尾气脱硝脱碳主要原理为: 。一定条件下密闭容器中,用传感器测得该反应在不同时间NO和CO浓度如下表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
完成下列填空:
(1)写出该反应的平衡常数表达式:__________________。
(2)前2s内的氮气的平均反应速率是: =___________
;
达到平衡时,CO的转化率为_______________。
(3)工业上常采用“低温臭氧氧化脱硫脱硝”技术来同时吸收和氮的氧化物气体(
),以获得
的稀溶液。在此溶液中,水的电离程度是受到了_________(填“促进”、“抑制”或“没有影响”);若往
溶液中再加入少量稀盐酸,则
值将__________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)如果向溶液中通入足量
气体,没有沉淀生成,继续滴加一定量的氨水后,则会生成白色沉淀。用平衡移动原理解释上述现象。_________________________。
(5)向另一种可溶性钡盐溶液中通入少量气体,会立即看到白色沉淀,该沉淀的化学式为_________;原可溶性钡盐可能是_________________。
7、工业上可用软锰矿(主要成分是MnO2)和黄铁矿(主要成分是FeS2)为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工业流程如下:
回答下列问题:
(1)为了提高溶浸工序中原料的浸出率,可以采取的措施有__________________(写一条)。
(2)除铁工序中,在加入石灰调节溶液的pH前,加入适量的软锰矿,其作用是______________。
(3)净化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等杂质。若测得滤液中c(F-)=0.01 mol•L-1,滤液中残留的c(Ca2+)=________________〔已知:Ksp(CaF2)=1.46×10-10〕,
(4)沉锰工序中,298K、c(Mn2+)为1.05 mol•L-1时,实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间的关系如图所示。根据图中信息得出的结论是______________。
(5)沉锰工序中有CO2生成,则生成MnCO3的离子方程式是______________________。
(6)从沉锰工序中得到纯净MnCO3的操作方法是___________________。副产品A的化学式是________。
8、研究人员将Cu与Cu2O的混合物ag,用足量的稀H2SO4充分反应后,剩余固体质量为bg。
已知:Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O
(1)混合物中n(Cu2O)=________mol(用含a、b的最简式表示)
(2)若将ag混合物在空气中加热生成CuO,则m(CuO)=_______g(用含a、b的最简式表示)
9、太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。其材料有单晶硅,还有铜、锗、镓、硒等化合物。
(1)基态亚铜离子中电子占据的原子轨道数目为____________。
(2)若基态硒原子价层电子排布式写成4s24px24py4,则其违背了____________。
(3)左下图表示碳、硅和磷元素的四级电离能变化趋势,其中表示磷的曲线是____________(填标号)。
(4)单晶硅可由二氧化硅制得,二氧化硅晶体结构如右上图所示,在二氧化硅晶体中,Si、O
原子所连接的最小环为____________元环,则每个O原子连接____________个最小环。
(5)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性。自然界中含硼元素的钠盐是一种天然矿藏,其化学式写作Na2B4O7·10H2O,实际上它的结构单元是由两个H3BO3和两个[B(OH)4]-缩合而成的双六元环,应该写成Na2[B4O5(OH)4]8H2O.其结构如图所示,它的阴离子可形成链状结构。
①该晶体中不存在的作用力是____________(填选项字母)。
A.离子键B.共价键C.金属键D.范德华力E.氢键
②阴离子通过____________相互结合形成链状结构。
(6)氮化嫁(GaN)的晶体结构如图所示。晶体中N、Ga原子的轨道杂化类型是否相同____________(填“是”或“否”),判断该晶体结构中存在配位键的依据是____________。
(7)某光电材料由锗的氧化物与铜的氧化物按一定比例熔合而成,其中锗的氧化物晶胞结构如下图所示,该物质的化学式为____________。已知该晶体密度为7.4g/cm3,晶胞边长为4.3×10-10m。则锗的相对原子质量为____________(保留小数点后一位)。
10、常温下,一氧化二氯(Cl2O)是棕黄色刺激性气体,是一种高效的氯化剂,沸点3.8℃,易溶于CCl4,遇水易生成不稳定的HClO。实验室制备Cl2O的反应原理为:2Cl2+2HgO=HgCl2·HgO+Cl2O。现用下列装置制备少量Cl2O(加热和夹持装置略去)。
已知:HgCl2·HgO是难溶于CC14的固体。回答下列问题:
(1)各装置的连接顺序为A→___________→__________→D→___________→E,___________(填字母,装置可以重复使用)。
(2)A为氯气发生装置,A中发生反应的离子方程式为___________(锰被还原为Mn2+)。
(3)C装置的作用是___________,若没有B装置,D中除发生主反应外,还可能发生反应的化学方程式是___________。
(4)装置D中的操作:把CCl4加入三颈瓶中,用冰水浴冷却,通入氯气至浓度达到50g/L,停止供氯。加入HgO固体,加热三颈瓶至25℃,搅拌45min,氯气几乎完全反应。过滤三颈瓶内的混合物。
①冰水浴冷却的目的是___________。
②过滤后滤液的主要成分有___________。
(5)若实验前后D中液体体积不变,测得滤液中Cl2O的浓度为24.5g/L,则Cl2O的产率=___________。(保留两位有效数字)。
(6)实验完成后,取E中烧杯内溶液滴加品红溶液,发现溶液褪色。该课题组设计实验探究溶液褪色的原因。
序号 | 0.1mol/LNaClO溶液/mL | 0.1mol/LNaCl溶液/mL | 0.1moL/LNaOH溶液/mL | H2O/mL | 品红溶液 | 现象 |
Ⅰ | 5. | 0 | 0 | 5.0 | 3滴 | 较快褪色 |
Ⅱ | 0 | 5.0 | A | 0 | 3滴 | 不褪色 |
Ⅲ | 5.0 | 0 | 5.0 | 0 | 3滴 | 较慢褪色 |
①a=___________。
②由上述实验得出的结论是___________。
11、某磁黄铁矿的主要成分是(S为-2价),既含有
又含有
。将一定量的该磁黄铁矿与100mL的盐酸恰好完全反应(注:矿石中其他成分不与盐酸反应),生成2.4g硫单质、0.425mol
和一定量
气体,且溶液中无
。计算:
(1)生成的气体在标准状况下的体积_______;
(2)_______。(写出计算过程)
12、“嫦娥五号”首次实现了我国地外天体采样返回,它的成功发射标志着我国航天技术向前迈出了一大步,其制作材料中包含了Cu、Ti、Cr、Ni、Mo、N、O等多种元素。回答下列问题:
(1)Mo位于Cr同一副族的相邻下一周期,则基态Mo原子的价电子排布式为_______;基态Mo3+最高能层中成对电子与单电子的数目比为_______。
(2)Cu催化烯烃硝化反应过程中会产生NO。键角:NO
_______
(填“<”或“>”),其原因是_______。
(3)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。CuC12可与某有机物形成具有较强荧光性能的配合物,其结构如图所示。1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有_______mol,该螯合物中N的杂化方式有_______种。
(4)磷青铜晶体的晶胞结构如图所示。原子分数坐标可表示晶胞内部各原子的相对位置,图中各原子分数坐标:A为(0,0,0);B为(0,1,1);C为(1,1,0);则D原子的分数坐标为_______。晶体中P原子位于由Cu原子形成的_______空隙中,该晶体中两个距离最近的Cu原子的核间距为anm,则晶体密度为_______g·cm-3(列出计算式,设NA为阿伏加德罗常数的值)。
13、在“碳达峰、碳中和”的目标引领下,对减少二氧化碳排放的相关技术研究正成为世界各国的前沿发展方向。回答下列问题:
(1)利用CH4-CO2干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用,还可以缓解温室效应对环境的影响。
①该反应一般认为通过如下步骤来实现:
I.CH4(g)=C(ads)+2H2(g)
II.C(ads)+CO2(g)=2CO(g)
上述反应中C( ads)为吸附活性炭,反应历程的能量变化如图所示:
①反应I是___________(填“ 慢反应”或“快反应”),CH4-CO2干重整反应的热化学方程式为_____。(选取图中E1、E2、E3、E4、E5表示反应热)。
②在恒压条件下,等物质的量的CH4(g)和CO2(g)发生干重整反应时,各物质的平衡转化率随温度变化如图1所示。已知在干重整中还发生了副反应:H2(g)+CO2(g)=H2O(g)+CO(g) ΔH> 0,则表示CO2平衡转化率的是曲线___________ (填“ A”或“B") ,判断的依据是___________。
③在恒压p 、800 K条件下,在密闭容器中充入等物质的量的CH4(g)和CO2(g) ,若曲线A对应物质的平衡转化率为40%,曲线B对应物质的平衡转化率为20%,则以上反应平衡体系中n(H2): n(H2O)=___________,则干重整反应的平衡常数Kp___________ (用平衡分压代替平衡浓度表示,分压=总压×物质的量分数,列出计算式,无需化简)。
(2)二氧化碳电还原反应提供了一种生产乙醇的方法,已知反应过程中在三种不同催化剂表面(Cu、C/Cu、N-C/Cu)的某个基元反应的能量变化如图所示(IS表示始态,TS表示过渡态,FS表示终态, *表示催化剂活性中心原子)。科学家研究发现铜表面涂覆一层氮掺杂的碳(N-C)可以提高乙醇的选择性,其原因可能是___________。
(3)科学家通过使用双极膜电渗析法来捕获和转化海水中的CO2,其原理如图所示。
①写出与电源正极相连一极上的电极反应式:___________。
②下列说法正确的是___________(填字母)。
A.循环液1和循环液2中的阴离子种类相同
B.隔膜1为阳离子交换膜,隔膜2为阴离子交换膜
C.水的电离程度:处理后海水1>处理后海水2
D.该方法可以同时将海水进行淡化