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、氨广泛用于生产化肥、制冷剂等方面。回答下列问题:
(1)实验室可用上图所示装置合成氨。
①亚硝酸钠与氯化铵反应的离子方程式为NO2-+NH4+N2↑+2H2O。
②锥形瓶中盛有一定量水并滴有几滴酚酞试剂。反应一段时间后,锥形瓶中溶液变红,则气体X的成分为N2、水蒸气、________和________(填化学式)。
(2)最近斯坦福大学研究人员发明了一种SUNCAT的锂循环系统,可持续合成氨,其原理如图所示。
①图中反应Ⅱ属于________(填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”)。
②反应Ⅲ中能量转化的方式是________(填“电能转变为化学能”或“化学能转变为电能”)。
(3)液氨可用作制冷剂,液氨汽化时________(填“释放”或“吸收”)能量;液氨泄漏遇明火会发生爆炸。已知部分化学键的键能数据如下表所示:
共价键 | N-H | O=O | N≡N | O-H |
键能/kJ·mol-1 | 391 | 498 | 946 | 463 |
则反应4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)的反应热ΔH=________。
3、N和Si是合成新型非金属材料的两种重要元素。请回答:
(1)基态Si原子的价层电子排布图为 ;Si原子可形成多种氢化物,其中Si2H6中Si原子的价层电子对数目为 。
(2)ClO3-、ClO4-中Cl都是以 轨道与O原子 轨道成键,其微粒的立体结构分别为 、 。
(3)N和Si形成的原子晶体中,N原子的配位数为 。
(4)NaN3常作为汽车安全气囊的填充物,其焰色反应为黄色。大多数金属元素有焰色反应的微观原因为 ;N3-中σ键和π键的数目之比为 。B、F与N三种元素同周期,三种基态原子的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)
(5)SiO2的晶胞与金刚石(如图所示)相似,可以看作Si原子替代C原子后,在两个成键的Si原子间插入1个O原子形成。则:
①晶胞中最小的环含有_____个原子。
②若晶体密度为ρg·cm3,阿伏伽德罗常数为NA,晶胞中两个最近的Si原子核之间的距离为____pm(用代数式表示)。
4、(1)已知Al(OH)3是两性氢氧化物,但不溶于弱碱溶液氨水,也不溶于弱酸碳酸。试用离子方程式说明原理:_____、_____。
(2)分子(CN)2中键与键之间的夹角为180°,并有对称性,分子中每个原子均满足8电子稳定结构。写出(CN)2的电子式_____。
(3)请在下图的虚线框中补充完成SiO2晶体的结构模型示意图____,(部分原子已画出),并进行必要的标注。
5、目前工业合成氨的原理是N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-93.0kJ/mol
(1)已知一定条件下:2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g) △H=-+1530.0kJ/mol。则氢气燃烧热的热化学方程式为_________________。
(2)如下图,在恒温恒容装置中进行合成氨反应。
①表示N2浓度变化的曲线是_________。
②前25min内,用H2浓度变化表示的化学反应速率是_____________。
③在25min末刚好平衡,则平衡常数K=___________。
(3)在恒温恒压装置中进行工业合成氨反应,下列说法正确的是_______________。
A.气体体积不再变化,则已平衡
B.气体密度不再变化,尚未平衡
C.平衡后,往装置中通入一定量Ar,压强不变,平衡不移动
D.平衡后,压缩容器,生成更多NH3
(4)电厂烟气脱氮的主反应为:4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) △H<0
副反应为:2NH3(g)+8NO(g)=5N2O(g)+3H2O(g) △H>0
平衡混合气中N2与N2O含量与温度的关系如下图所示。
请回答:在400~600K时,平衡混合气中N2含量随温度的变化规律是______,导致这种规律的原因是_________(任答合理的一条原因)。
(5)直接供氨式燃料电池是以NaOH溶液为电解质溶液,电池反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O。则负极电极反应式为_______________。
6、CH4-CO2重整反应[CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)-Q(Q>0)]以两种温室气体为原料生成了合成气,在“碳中和”的时代背景下,该技术受到更为广泛的关注。
Ⅰ.完成下列填空:
(1)某温度下,在体积2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应,经过2min达到平衡状态时CO2的转化率为50%。此过程中以CH4表示的平均化学反应速率为_______。平衡常数的值为_______。达到平衡后,其他条件不变时向容器中充入CO2与CO各1mol,则化学平衡_______移动(选填“正向”“逆向”或“不”)。
Ⅱ.储能是指通过介质或设备把能量存储起来,在需要时再释放的过程。CH4-CO2重整反应也可用于高温废热的储能。800℃下,研究反应物气体流量、CH4与CO2物质的量比对CH4转化率(α)、储能效率(η)的影响,部分数据如下所示。
序号 | 加热温度/℃ | 反应物气体流量/L•min-1 | n(CH4)∶n(CO2) | α/% | η/% |
ⅰ | 700 | 4 | 2∶2 | 49.0 | 42.0 |
ⅱ | 800 | 4 | 2∶2 | 79.6 | 52.2 |
ⅲ | 800 | 6 | 3∶3 | 64.2 | 61.9 |
ⅳ | 800 | 6 | 2∶4 | 81.1 | 41.6 |
已知储能效率η=Qchem/Qi,其中,Qchem是通过化学反应吸收的热量,Qi是设备的加热功率。
(2)解释为何可以用CH4-CO2重整反应进行储能。_______
(3)对比实验_______(填序号),可得出结论:气体流量越大,CH4转化率_______。
(4)实验ⅳ中CH4转化率比实验ⅲ高,结合相关数据解释为何储能效率却低的原因(两次实验中设备的加热功率Qi不变)。_______
7、硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,并含少量Fe2O3 、FeCO3 、MgO、CaO等,生产工艺流程图如下:
(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是___________________。
(2)完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式:
□Fe(OH)2+ □____+ □_____="=" □Fe(OH)3+ □Cl_
(3)针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名的,组成元素是Fe、O和H ,化学式式量为89,化学式是_______ 。
(4)根据下表数据,调节“滤液2”的pH时,理论上可选用的最大区间为______ 。
| Mg(OH)2
| Zn(OH)2
| MgCO3
| CaCO3
|
开始沉淀的pH
| 10.4
| 6.4
| —
| —
|
沉淀完全的pH
| 12.4
| 8.0
| —
| —
|
开始溶解的pH
| —
| 10.5
| —
| —
|
Ksp
| 5.6×10-12
| —
| 6.8×10-6
| 2.8×10-9
|
(5)工业上从“滤液3”制取MgO过程中,合适的反应物是_________(选填序号)。
a.大理石粉 b.石灰乳 c.纯碱溶液 d.烧碱溶液
(6)“滤液4”之后的操作依次为 ______ 、_______ 、过滤,洗涤,干燥。
(7)分析图中数据,菱锌矿粉中ZnCO3的质量分数不低于 。
8、钢化玻璃因其优良的性能广泛应用于日常生活,但由于制作玻璃时里面含有极少量硫化镍,使得钢化玻璃在极限条件下的使用受到限制。
(1)基态硫原子价层电子的轨道表达式电子排布图
为__,基态镍原子中核外电子占据最高能层的符号为__。
(2)Ni(CO)4常用于制备纯镍,溶于乙醇、CCl4、苯等有机溶剂,为__晶体,Ni(CO)4空间构型与甲烷相同,中心原子的杂化轨道类型为__,写出与配体互为等电子体的阴离子__任写一种
。
(3)与硫同族的硒元素有两种常见的二元含氧酸,请比较它们酸性强弱__>__填化学式
,理由是__。
(4)H2S的键角__填“大于”“小于”“等于”)H2O的键角,请从电负性的角度说明理由__。
(5)NiO与NaCl的晶胞结构相似,如图所示,阴离子采取面心立方堆积,阳离子填充在位于阴离子构成的__空隙中,已知Ni2+半径为69nm,O2-半径为140nm,阿伏伽德罗常数为NA,NiO晶体的密度为__g/cm3(只列出计算式。
9、Ⅰ、次氯酸钠是一种被广泛应用的消毒剂,请回答下列问题:
(1)写出NaClO的电子式___________________。
(2)已知HClO的电离能力介于H2CO3一级与二级电离之间,写出NaClO溶液中通入少量CO2过程中发生的离子反应方程式为________________________
(3)在NaClO溶液中通入少量SO2,其反应离子方程式:________________________
II、某二元化合物X其相对分子质量小于100,常温下为黄绿色或橘黄色气体,性质非常不稳定,若用“惰性气体”等稀释时,爆炸性 则大大降低,X的水溶液质量分数高于30%也有可能引起爆炸。X可由KClO3和草酸(H2C2O4)混合物中加入足量的稀硫酸水浴加热制得,12.25 g KClO3与9 g草酸恰好完全反应生成X、CO2和一种酸式盐。
(1)确定X的化学式_______________
(2)用H2C2O4溶液、稀硫酸和KC1O3制备X最大优点是 ______________
(3)工业废水中Mn2+常用X处理,将Mn2+转化为MnO2,写出X除去Mn2+的离子方程式 _____________
(4)纤维素还原法制X是一种新方法,其原理是:纤维素水解得到的最终产物与稀硫酸、NaClO3反应生成X。完成反应的化学方程式:_____________
(5)实验室用氢氧化钠溶液吸收X尾气,生成等物质的两种钠盐,其中有一种盐为NaClO3完成氢氧化钠溶液吸收X尾气反应的化学方程式:_____________
(6)X和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质。处理含CN-相同量的电镀废水,所需Cl2的物质的量是X的_______倍
10、某研究小组探究镁、铝与溶液的反应。
实验Ⅰ:将过量镁条、铝条(除去表面氧化膜)分别放入60℃的温水中,观察到开始时镁条表面有气泡,5分钟后气泡迅速减少直至反应停止;铝条表面无明显现象。
实验Ⅱ:将过量镁条、铝条(除去表面氧化膜)分别放入饱和溶液(
)中,观察到镁条表面有气泡,且持续时间较长,溶液中产生白色浑浊,铝条表面持续产生气泡。
(1)实验Ⅰ中镁条表面产生气泡的反应为___________。
(2)实验Ⅱ中饱和溶液
的原因___________(写离子方程式)。
(3)探究实验Ⅰ和Ⅱ现象不同的原因,设计实验Ⅲ。
实验Ⅲ | a | b |
现象 | 电流计指针向右偏转,镁条上无明显现象;随后电流计指针迅速归零继而向左偏转,镁条上少量气泡产生,铝条上持续有气泡产生 | 电流计指针持续向右偏转,示数逐渐减小,溶液中有白色浑浊物,铝条上持续有气泡产生 |
①实验a是b的对照组,所用NaOH溶液的浓度为___________。
②实验a中开始时Mg是原电池的___________极。
③用化学用语表示实验a中铝条上持续产生气泡的原因___________。
④查阅资料,实验b中沉淀成分为,实验证实了沉淀中含有
,将白色浑浊物过滤、洗涤,加入0.1mol/L盐酸y mL恰好完全反应,产生标况下的
气体x mL,x、y之间的关系为___________(用含x、y的表达式表示)。
⑤实验a中电流计指针出现反向偏转,而实验b中电流计指针未发生反向偏转的原因___________。
(4)结合铝元素的分布系数解释实验Ⅱ中铝与饱和溶液持续产生细小气泡的原因___________,已知:
分布分数与溶液pH的关系如图:所示
11、实验室用100 mL0.500mol·L-1的NaOH溶液捕获CO2,一定时间后,测定CO2的吸收量,方法是用盐酸逐滴加入到吸收CO2后的溶液中,产生的CO2气体的物质的量与加入盐酸的体积示意图如下:
求:(1)吸收的CO2在标准状况下的体积是____mL。
(2)盐酸的物质的量浓度是_______mol·L-1。
12、氮族元素包括氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi),在性质上表现出从典型的非金属元素到典型的金属元素的一个完整的过渡。
(1)下列氮原子的能量最低的是_______。
A.
B.
C.
D.
(2)①氮族元素简单氢化物的键角NH3>PH3>AsH3,其原因是_______。
②南开大学某课题组成功合成了无机二茂铁类似物[Fe(η4- P4)2]2-。环状是芳香性π配体,P的杂化方式是_______ ,
中的大π键应表示为_______(分子中的大π键可用符号
表示,其中m代表形成大π键的原子数,n代表形成大π键的电子数)
(3)雌黄的分子式为As2S3,1个As2S3分子中孤电子对数目为_______。
(4)天津理工大学科研团队制备出一种智能离子交换剂,由平行堆积的一维链阴离子(部分结构如下图)和K+阳离子组成,含有n个最简单元的阴离子可表示为_______。
(5)①基态铋原子的价电子排布式为_______。
②铋的一种氧化物的立方晶胞结构如图所示,已知最近的两个铋离子之间的距离为a pm,阿伏加德罗常数为NA,则该晶体的密度为_______g·cm-3(列出计算式即可)。
13、Al、Cr、Co、Ni的合金及其相关化合物用途非常广泛,如锂离子电池的正极材料为LiCoO2,电解质溶液为LiBF4溶液。
(1)Co2+的基态核外电子排布式为_______。
(2)钴元素可形成种类繁多的配合物。三氯五氨合钴的化学式为Co(NH3)5Cl3,是一种典型的维尔纳配合物,具有反磁性。0.01molCo(NH3)5Cl3与足量硝酸银溶液反应时生成2.87g白色沉淀。Co(NH3)5Cl3中Co3+的配位数为_______,该配合物中的配位原子为_______。
(3)1951年Tsao最早报道了用LiAlH4还原腈:。
①LiAlH4中三种元素的电负性从大到小的顺序为_______(用元素符号表示)。
②中碳原子的轨道杂化类型为_______,1mol该分子中含σ键的物质的量为_______。
(4)全惠斯勒合金CrxCoyAlz的晶胞结构如图甲所示,其化学式为_______。
(5)NiO的晶胞结构如图乙所示其中离子坐标参数A为(0,0,0),则C的离子坐标参数为_______。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(如图丙),已知O2-的半径为apm,设阿伏加德罗常数的值为NA,每平方米的面积上具有该晶体的质量为_______g(用含a、NA的代数式表示,Ni的相对原子质量为59)。