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A、B、C、D、E五种前四周期的元素。A原子核外有1个未成对电子,A+比B原子少一个电子层,B原子得一个电子填入3p轨道后,3p轨道呈全充满状态。C原子的2p轨道有2个未成对电子,D的最高化合价和最低化合价的代数和为4,与C的核电荷数相差8。E位于周期表第12纵列且是六种元素中原子序数最大的。R是由D、E形成的化合物,其晶胞结构如图所示。请回答下列问题:
(1)C元素的电负性___D元素的电负性(填“>”、“<”或“=”)。
(2)C的第一电离能比它同周期前一族相邻元素的第一电离能________
(填“大”或“小”)。
(3)E的价电子排布式为_______ _,该元素位于周期表中__ _族。
(4)化合物A2D的电子式为______________________。
(5)D和B形成的一种化合物D2B2广泛用于橡胶工业,它的分子结构与双氧水相似,但在该化合物分子中,所有原子最外层均满足8电子稳定结构。则D2B2分子中D原子的杂化类型是__________,D2B2是_________分子(填“极性”或“非极性”)。
(6)R的化学式为________________(用元素符号表示)。已知R晶体的密度为ρ g·cm-3,则该晶胞的边长a=_____________ cm,(阿伏加德罗常数用NA表示)。
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、工业制钛白粉产生的废液中含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4,可利用酸解法生产补血剂乳酸亚铁。其生产流程如下:
已知:TiOSO4可溶于水,在水中电离为TiO2+和SO42-。请回答下列问题:
(1)写出TiOSO4水解生成钛酸H4TiO4的离子方程式__________________________。步骤①中加入足量铁屑的目的是______________。
(2)工业上由H4TiO4可制得钛白粉TiO2。TiO2直接电解还原法(剑桥法)生产钛 是一种较先进的方法,电解质为熔融的CaCl2,原理如图所示,阴极的电极反应为_______________。
(3)步骤②的离子方程式是____________________________,所得副产品主要 是__________(填化学式)。
(4)步骤④的结晶过程中必须控制一定的真空度,原因是_____________________。
(5)乳酸可由乙烯经下列步骤合成:
上述合成路线的总产率为60%,乳酸与碳酸亚铁反应转化为乳酸亚铁晶体的产率为90%,则生产468 kg乳酸亚铁晶体(M=234 g/mol)需要标准状况下的乙烯________m3。
5、以黄铜矿(主要成分为铁、铜、硫三种元素组成的化合物)为基本原料,通过一系列的冶炼可得到铜、铁、SO2、SO3、H2SO4等物质,回答下列问题:
(1)基态铁原子价层电子排布式为____________,基态硫原子的核外电子共有_______种不同的能量。硫元素所在周期的非金属元素第一电离能由大到小的顺序为__________。
(2)SO2、SO3、H2SO4中,硫原子的杂化轨道类型为sp3的物质是________,SO2的分子构型是____________,属于非极性分子的氧化物是___________。
(3)在溶液中Cu2+易与水形成[Cu(H2O)6]2+而显蓝色,向相应的溶液中加入足量的氨水可得到[Cu(NH3)4(H2O)2]2+,则[Cu(NH3)4(H2O)2]2+中Cu2+的配位数是________________,氧铜配位键与氮铜配位键相比,较稳定的是___________________。
(4)氧化铜的熔点为1326℃、沸点为1800℃;氧化亚铜的熔点为1235℃、沸点为1100℃,试解释导致这种差异最可能的原因是___________。
(5)由铁、铜、硫形成的某种化合物的晶胞是一个长方体,结构如图所示,则该化合物的化学式为____________。若晶体密度为dg·cm﹣3,则晶胞的高h=_______pm(写出简化后的计算式即可)。
6、A、B、C、D均为中学化学常见的纯净物,A是单质。它们之间有如图反应关系:
(1)若B是气态氢化物,C、D是氧化物且会造成光化学烟雾污染。写出反应③的化学方程式:___。
(2)若A是太阳能电池用的光伏材料。C、D为钠盐,两种物质中除钠、氧外的元素位于同一主族,且溶液均显碱性。写出反应②的化学方程式:___。
(3)若D物质具有两性,反应②③均要用强碱溶液,反应④是通入过量的一种引起温室效应的主要气体。写出反应④的离子方程式:___。
(4)若A是应用最广泛的金属。反应④用到A,反应②⑤均用到同一种非金属单质。写出反应④的离子方程式:___。
7、【化学——选修3:物质结构与性质】硼和氮元素在化学中有很重要的地位,回答下列问题:
(1)基态硼原子核外电子有____ ____种不同的运动状态,基态氮原子的价层电子排布图为_________________。预计于2017年发射的“嫦娥五号”探测器采用的长征5号运载火箭燃料为偏二甲肼[(CH3)2NNH2]。(CH3)2NNH2中N原子的杂化方式为_________。
(2)化合物H3BNH3是一种潜在的储氢材料,可利用化合物B3N3H6通过如下反应制得:3CH4+2B3N3H6+ 6H2O=3CO2+6H3BNH3
①H3BNH3分子中是否存在配位键_______________(填“是”或“否”),B、C、N、O的第一电离能由小到大的顺序为___________________。
②与B3N3H6互为等电子体的分子是_____________(填一个即可),B3N3H6为非极性分子,根据等电子原理写出B3N3H6的结构式____________________________。
(3)“嫦娥五号”探测器采用太阳能电池板提供能量,在太阳能电池板材料中除单晶硅外,还有铜,铟,镓,硒等化学物质,回答下列问题:
①SeO3分子的立体构型为_____________。
②金属铜投入氨水或H2O2溶液中均无明显现象,但投入氨水与H2O2的混合溶液中,则铜片溶解,溶液呈深蓝色,写出该反应的离子反应方程式为 。
③某种铜合金的晶胞结构如图所示,该晶胞中距离最近的铜原子和氮原子间的距离为pm,则该晶体的密度为_________________(用含a的代数式表示,设NA为阿
伏伽德罗常数的值)。
8、I.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时, 涉及如下反应: 2NO(g) +Cl2(g) 2ClNO(g) ΔH< 0
写出该反应的平衡常数表达式 。
为研究不同条件对反应的影响,:在恒温条件下, 向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2, 10 min时反应达到平衡。测得10 min内v(ClNO) =7.5×10-3 mol·L-1·min-1, 则平衡后n(Cl2) = mol, NO的转化率α1= 。其他条件保持不变, 反应在恒压条件下进行, 平衡时NO的转化率α2 α1(填“>” “<” 或“=”), 平衡常数K (填“增大” “减小” 或“不变”) 。若要使K减小, 可采取的措施是 。
II. 实验室可用NaOH溶液吸收NO2, 反应为2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO2恰好完全反应得1 L溶液A, 溶液B为0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液, 则两溶液中c(NO3-) 、c(NO2-) 和c(CH3COO-) 由大到小的顺序为 。
(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4 mol·L-1, CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5 mol·L-1)
可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是 。
a. 向溶液A中加适量水 b. 向溶液A中加适量NaOH
c. 向溶液B中加适量水 d. 向溶液B中加适量NaOH
III.(1)已知丙醛的燃烧热为,丙酮的燃烧热为
,试写出丙醛燃烧热的热化学方程式 。
(2)以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池,采用电解法制备Fe(OH) 2,装置如右下图所示,其中P端通入CO2。
①石墨I电极上的电极反应式为 。
②通电一段时间后,右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。则下列说法中正确的是 (填序号)。
A. X、Y两端都必须用铁作电极 B. 可以用NaOH溶液作为电解液
C. 阴极发生的反应是:2H2O+ 2e-= H2↑+ 2OH- D. 白色沉淀只能在阳极上产生
9、由P、S、Cl、Ni等元素组成的新型材料有着广泛的用途,回答下列问题。
(1)基态Cl原子核外电子占有的原子轨道数为______个,P、S、Cl的第一电离能由大到小顺序为_______。
(2)PCl3分子中的中心原子杂化轨道类型是______,该分子构型为_______。
(3)PH4Cl的电子式为______,Ni与CO能形成配合物Ni(CO)4,该分子中π键与σ键个数比为________。
⑷已知MgO与NiO的晶体结构(如图1)相同,其中Mg2+和Ni2+的离子半径分别为66 Pm和 69 pm,则熔点:MgO___NiO(填“>”、“<”或“=”),理由是______。
(5)若NiO晶胞中离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),则C离子坐标参数为______。
(6)一定温度下,NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”,可以认为O2-作密置单层排列, Ni2+填充其中(如图2),已知O2-的半径为a m,每平方米面积上分散的该晶体的质量为____g。(用a、NA表示)
10、氧钒(IV)碱式碳酸铵晶体难溶于水,是制备热敏材料VO2的原料,其化学式为(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O。实验室以V2O5为原料合成用于制备VO2的氧钒(IV )碱式碳酸铵晶体,过程如下:
已知:V(IV)的化合物易被氧化。
回答下列问题:
(1)步骤I中生成VOCl2的同时生成一种无色、无污染的气体,该反应的化学方程式为_________。也可只用浓盐酸与V2O5来制备VOCl2 溶液,从环境角度考虑,该方法的缺点是______(已知氧化性:V2O5>Cl2)
(2)步骤II可用图仪器组装装置。
①上述装置的连接顺序为_____(用各接口字母表示),盛有NH4HCO3溶液的仪器名称为_______。
②反应前至反应过程中持续向装置D中通入CO2的作用是__,装置A的作用是_____。
③检验启普发生器气密性的方法是_____。
(3)加完VOCl2后继续搅拌数分钟,使反应完全,小心取下盛VOCl2溶液的装置,停止通气,立即塞上橡胶塞,将盛有NH4HCO3溶液的装置置于CO2保护下的干燥器中,静置过夜,得到紫红色晶体,抽滤,并用饱和NH4HCO3溶液洗涤3次,再用有机溶液洗涤,抽干称重。证明沉淀已经洗涤干净的方法为__。
(4)测定氧钒(IV )碱式碳酸铵晶体粗产品中钒的含量。
称量5.10 g粗产品于锥形瓶中,用硫酸溶液溶解后得到含VO2+的溶液,加稍过量的0.02 mol·L-1 KMnO4溶液将VO2+氧化为 ,充分反应后加入特定的还原剂X除去过量的KMnO4,最后用0.08 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,消耗体积为30.00 mL。(滴定反应:
+Fe2+ +2H+=VO2+ +Fe3+ +H2O)
粗产品中钒元素的质量分数为_____(保留两位有效数字)。
11、达喜是常用的中和胃酸的药物,其有效成分是含结晶水的铝镁碱式盐。取该碱式盐6.02g,向其中逐滴加入4.00mol·L-1的盐酸,当加入盐酸42.5mL时开始产生CO2,加入盐酸至45.0mL时恰好反应完全。
(1)计算该碱式盐样品中碳酸根与氢氧根的物质的量之比:__。
(2)若达喜中镁、铝元素的物质的量之比为3:1,则氢元素的质量分数为__。
12、丙烯是产量仅次于乙烯的基本有机原料之一,无氧脱氢制丙烯技术已经工业化。回答下列问题:
丙烷脱氢过程的主反应为C3H8(g) C3H6(g)+H2(g) ΔH1=124.47 kJ/mol
副反应为: i. C3H8(g)CH4(g) +C2H4(g) ΔH2=81.30 kJ/mol
ii. C2H4 (g)+H2(g) C2H6(g) ΔH3=- 136.94 kJ/mol
iii. C3H8(g)+H2(g) CH4(g)+C2H6(g) ΔH4
其中,主反应脱氢的部分反应路径如图1所示(TS 代表过渡态,Pt4代表铂催化剂)。
(1)①计算副反应iii的ΔH4=___________ kJ/mol。
②由图1知,主反应脱氢的限速步骤是第___________ (填 “一”或“二”)个C- H断键的反应。有利于主反应自发进行的条件是___________ (填 “高温”“低温”或“任意温度”)。在高温条件下C-C键断裂的裂解反应比C-H键断裂的脱氢反应容易,从动力学角度考虑,为有利于主反应发生应控制的关键生产条件是___________。
(2)在压强分别为0.1 MPa和0.01 MPa的条件下,C3H8和C3H6的平衡摩尔分数(即物质的量分数)随温度的变化如图2所示(不考虑副反应)。
①在a、b、c、d四条图线中,分别表示0.01 MPa时C3H8和C3H6物质的量分数的是___________、___________。
②p点时C3H8的转化率为___________, 反应的分压平衡常数Kp=___________MPa。
(3)根据LHHW动力学模型,生成C3H6的净反应速率v=k·P(C3H8)·(H2),其k为速率常数。在刚性容器中进行丙烷脱氢的反应,达到平衡前,相同时间间隔内,随反应进行C3H6的增加量 Δn___________ (填 “变大”“变小”或“不变”),其原因是___________。
(4)四氢铝钠(NaAlH4) 是有机合成中重要的还原剂,其晶胞结构如图3所示(b=2a)。 已知NA为阿伏伽德罗常数的值,该晶体的密度为___________g/cm3。
13、中子衍射实验证实:trans-[CO(NH2CH2CH2NH2)Cl]Cl·HCl·2H2O晶体中仅存在3种离子:X+和含钴的Y+和Cl—,不存在分子。Y+的结构如图所示。
回答下列问题:
(1)Co3+的价层电子排布式是_______,已知磁矩μB=(n表示未成对电子数),则Co3+的磁矩μB=_______。
(2)Y+中的配体,提供孤电子对的原子是_______(填元素符号),Co3+的配位数是_______,X+是_______(填离子符号)。
(3)Y+中N原子的杂化方式是_______,乙二胺(NH2CH2CH2NH2)与正丁烷的相对分子质量相近,比较两者的沸点高低并解释原因_______。
(4)NO、NO
、NO
的键角由大到小的顺序是_______。
(5)钴酸锂(LiCoO2)的一种晶胞如图所示(仅标出Li,Co与O未标出)。则晶胞中含有O2-的个数为_______,晶胞边长为apm,Li+的离子半径为rpm,Li+占有晶胞总体积的百分率=_______。