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、CO、SO2是主要的大气污染气体,利用化学反应原理是治理污染的重要方法.
Ⅰ.甲醇可以补充和部分替代石油燃料,缓解能源紧张,利用CO可以合成甲醇.
(1)已知:CO(g)+1/2O2(g)═CO2(g)ΔH1=-283.0kJ·mol-1
H2(g)+1/2O2(g)═H2O(l)ΔH2=-285.8kJ·mol-1
CH3OH(g)+3/2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=-764.6 kJ·mol-1
请写出CO与H2合成甲醇蒸汽的热化学方程式____________________
(2)一定条件下,在溶剂为VL的密闭容器中充入a molCO与2a molH2合成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如图所示.
①该反应在A点的平衡常数K=_________________(用a和V表示)
②下列能说明反应达到平衡状态的是_____
A.v(CO)=v(H2) B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变 D. c(CO)=c(H2)
③写出能增大v(CO)又能提高CO转化率的一项措施_____________________________
Ⅱ.某学习小组以SO2为原料,采用电化学方法制取硫酸。
(3)原电池原理:该小组设计的原理示意图如左下图,写出该电池负极的电极反应式______。
(4)电解原理:该小组用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液,然后电解该溶液制得了硫酸。原理如图,写出开始电解时阳极的电极反应式________________。
(5)已知25℃时由Na2SO3和NaHSO3形成的混合溶液恰好呈中性,则该混合溶液中各离子浓度的大小顺序为________________________________(已知25℃时,H2SO3的电离平衡常数Ka1=1×10-2,Ka2=1×10-7)
3、选修一物质结构与性质过渡金属元素及其化合物的应用广泛,是科学家们进行前沿研究的方向之一。
(1)测定土壤中铁的含量时需先将三价铁还原为二价铁,再采用邻啡罗啉做显色剂,用比色法测定,若土壤中含有高氯酸盐时会对测定有干扰。相关的反应如下:4FeCl3+2NH2OH•HCl═4FeCl2+N2O↑+6HCl+H2O
①基态Fe原子中,电子占有的最高能层符号为____________,核外未成对电子数为____________ ,Fe3+在基态时,外围电子排布图为____________。
②羟胺中(NH2OH)采用sp3杂化的原子有____________,三种元素电负性由大到小的顺序为____________;与ClO4-互为等电子体的分子的化学式为____________。
(2)过渡金属原子可以与CO分子形成配合物,配合物价电子总数符合18电子规则.如Cr可以与CO形成Cr(CO)6分子:价电子总数(18)=Cr的价电子数(6)+CO提供电子数(2×6)。
Fe、Ni两种原子都能与CO形成配合物,其化学式分别为____________、____________。
(3)Pt2+的常见配合物Pt(NH3)2Cl2存在两种不同的结构:一种为淡黄色(Q),不具有抗癌作用,在水中的溶解度较小;另一种为黄绿色(P),具有抗癌作用,在水中的溶解度较大。
①Q是____________分子(选填“极性”或“非极性”)。
②P分子的结构简式为____________。
(4)NiXO晶体晶胞结构为NaCl型,由于晶体缺陷,x值为0.88,晶胞边长为a pm.晶胞中两个Ni原子之间的最短距离为____________ pm。若晶体中的Ni分别为Ni2+、Ni3+,此晶体中Ni2+与Ni3+的最简整数比为____________。
4、(1)84消毒液的有效成分是_____。
(2)O2F2为共价化合物,各原子均满足8电子稳定结构,写出O2F2的电子式_____。
(3)NaOH的碱性比Mg(OH)2强,主要原因是_____。
5、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。
6、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=________。
7、2015年,中国药学家屠哟坳获得诺贝尔生理学和医学奖,其突出贡献是创制新型抗疟药青蒿素和双氢青蒿素。青蒿素是从黄花篙中提取得到的一种无色针状晶体,双氢青蒿素是青蒿素的重要衍生物,抗疟疾疗效优于青蒿素。请回答下列问题:
(1)组成青蒿素的三种元素电负性由大到小排序是_________,画出基态O原子的价电子排布图_________。(2)一个青蒿素分子中含有_________个手性碳原子;
(3)双氢青蒿素的合成一般是用硼氢化钠(NaBH4)还原青蒿素。硼氢化物的合成方法有:
2LiH+B2H6=2LiBH4 4NaH+BF3=NaBH4+3NaF
①写出BH4-的等电子体_________ (分子、离子各写一种);
②1976年,美国科学家利普斯康姆(W.N.Lipscomb)因提出多中心键的理论解释B2H6的结构而获得了诺贝尔化学奖。B2H6分子结构如图,2个B原子和一个H原子共用2个电子形成3中心二电子键,中间的2个氢原子被称为“桥氢原子”,它们连接了2个B原子。则B2H6分子中有_________种共价键,B原子的杂化方式为_________。
③NaBH4的阴离子中一个B原子能形成4个共价键,而冰晶石(Na3AlF6)的阴离子中一个Al原子可以形成6个共价键,原因是_________。
④NaH的晶胞如图,则NaH晶体中阳离子的配位数是_________;设晶胞中阴、阳离子为刚性球体且恰好相切,求阴、阳离子的半径比=_________。
8、C1化学又称一碳化学,研究以含有一个碳原子的物质为原料合成工业产品的有机化学及工艺,因其在材料科学和开发清沽燃料方面的重要作用已发展成为一门学科。燃煤废气中的CO、CO2均能转化为基础化工原料、清洁能源甲醇:
①3H2(g)+CO2(g) CH3OH (g) + H2O(l) △H1
②CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H2
Ⅰ.已知:18g水蒸气变成液态水放出44KJ的热量。
化学键 | C-H | C-O | C=O | H-H | O-H |
键能/KJ/mol | 412 | 351 | 745 | 436 | 462 |
则△H1_____________________
Ⅱ.一定条件下,在恒容的密闭容器中投入1molCO 和2mol H2,反应②在催化剂作用下充分反应,CH3OH在平衡混合气中的体积分数在不同压强下随温度的变化如图l所示:
(1)图中压强的相对大小是P1______P2(填“>”“<”或“=”),判断的理由是________
(2)A、B、C三点的化学平衡常数的相对大小K(A)______K(B)_____ K(C)(填“>”“<”或“=”) ,计算C点的压强平衡常数Kp=__________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×体积分数)
(3)300℃,P2条件下,处于E点时V正________V逆(填“>”“<”或“=”)
(4)某温度下,不能说明该反应己经达到平衡状态的是______________。
a.容器内的密度不再变化
b. 速率之比v(CO):v(H2): v(CH3OH)=l: 2:l
c.容器内气体体积分数不再变化
d. 容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
e.容器内各组分的质量分数不再变化
(5)反应开始至在C点达平衡,各物质的浓度随时间变化曲线如图2所示,保持温度不变,t1时改变条件为_________,此时平衡_______。(填“正向移动”“逆向移动”“不移动” )
Ⅲ.工业上可通过甲醛羰基化法制取甲酸甲酯,25℃时,其反应的热化学方程式为:CH3OH(g)+CO(g) HCOOCH3(g),部分研究如下图所示:
①根据反应体系的压强对甲醇转化率的影响并综合考虑生产成本因素的是_____(填下列序号字母)
a. 3.5×106Pa b. 4.0×106Pa c. 5.0×106Pa
②用上述方法制取甲酸甲酯的实际工业生产中,采用的温度是80℃,其理由是_______
9、已知:硼镁矿主要成分为Mg2B2O5·H2O,硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程为:
回答下列有关问题:
(1)硼砂中B的化合价为 ,将硼砂溶于热水后,常用稀H2SO4调pH=2~3制取H3BO3,该反应的离子方程式为 。
(2)MgCl2·7H2O需要在HCl氛围中加热,其目的是 。若用惰性电极电解MgCl2溶液,其阴极反应式为 。
(3)镁-H2O2酸性燃料电池的反应原理为 Mg+H2O2+2H+===Mg2++2H2O, 则正极反应式为 。常温下,若起始电解质溶液pH=1,则pH=2时,溶液中Mg2+浓度为______。当溶液pH=6时, (填“有”或“没有”)Mg(OH)2沉淀析出(已知Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12)。
(4)制得的粗硼在一定条件下生成BI3,BI3加热分解可以得到纯净的单质硼。现将0.020 g粗硼制成的BI3完全分解,生成的I2用0.30 mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。该粗硼样品的纯度为____(提示:I2+2S2O===2I-+S4O)(结果保留一位小数)。
10、某小组以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化下,合成了橙黄色晶体A[Coa(NH3)bClc]。回答下列问题:
已知:(1)Coa(NH3)b Clc在溶液中完全电离生成[Coa(NH3)b]c+ 和Cl-。
(2)Ksp[Co(OH)2]=1.09×10-15 Ksp[Co(OH)3]=1.6×10-44
I.A的制取:先向盛有混合物的三颈烧瓶中加入浓氨水,再加入双氧水,控制反应温度在50-60℃,充分反应后,再将反应后的混合物冷却、过滤,除去滤渣中的杂质即可得橙黄色晶体A.制备装置图如下:
(1)滴加氨水时,氨水无法正常流下,其原因可能是__________。
(2)采用水浴加热的优点是____________。
(3)如果先向溶液中加入双氧水,易生成沉淀,该沉淀为___________(填化学式)。
II.A的提纯:提纯的主要过程如下图所示:
(4)趁热过滤的目的是__________;沉淀B中主要的物质是__________(填名称)。
(5)有两处操作中加入浓盐酸,其目的是_______________。
(6)下图为操作Ⅱ中用到的抽滤装置,操作时将物质放在X装置(布氏漏斗)中,打开抽气泵,最终X装置中剩余橙黄色固体,抽滤装置可以加快过滤速率,其工作原理是___________。抽滤结束后,向X中加入乙醇,再抽滤,选用乙醇而不用水作沉淀洗涤剂的原因是____________。
III.组成测定:精确称取5.350g晶体A,配成溶液后,分为两等份;向一份溶液中加入足量氢氧化钠溶液,加热,所放出的气体能与60mL 1mol/L的盐酸恰好完全反应。向另一份溶液中加入足量硝酸银溶液,生成4.305g白色沉淀;
(7)A的分子式为_________________。
11、合成氨的原料气N2和H2通常是以焦炭、水和空气为原料制取的,其主要反应是:①2C+O22CO②C+H2O(g)
CO+H2③CO+H2O(g)
CO2+H2,某次生产中将焦炭、H2O(g)和空气(设空气中N2和O2的体积比为4:1)混合反应,所得气体产物经分析,组成如表:
气体 | CO | N2 | CO2 | H2 | O2 |
常温常压下体积(m3) | x | 20 | 19 | 60 | 1.0 |
(1)求表中数据x=___。
(2)已知常温常压下,1mol气体的体积为24.5L,求该生产中参加反应的焦炭的质量___kg。
12、铁和锡是常用于食品包装的金属,其化合物在工业上也广泛应用。
Ⅰ.锡与形成化合物种类最多的元素同主族,某锡的化合物可作为治疗癌症药物的原料,结构如图(Bu-n为正丁基)。
(1)Sn位于元素周期表的___________区。
(2)结构中一个Sn原子形成的配位键有___________个,结构中N原子的杂化类型为___________。
Ⅱ.由工业磷化渣[主要成分是,杂质为
(FeⅡ)]来制备锂电池原料磷酸铁的工业流程如下。
已知:常温下,;
(3)“碱浸”过程中,提升浸出率的方法有___________(写出一条即可)。
(4)写出“碱浸”过程中反应的化学方程式:___________,若以离子浓度为
。视为沉淀完全,“碱浸”中,若将
沉淀完全,pH应为___________。
(5)“步骤A”的名称为___________。
(6)理论上,电池级要求磷酸铁中铁磷的物质的量比为1.0,实际pH对产物的影响如图所示,要达此标准,“搅拌”步骤中控制的pH为___________。
(7)磷酸铁锂电池是绿色环保型电池,石墨作为锂离子电池的负极材料,嵌入石墨的两层间,导致石墨的层堆积方式发生改变,形成化学式为
的嵌入化合物,平面结构如图2所示,则
为___________。
13、有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。A的基态原子2p能级有3个电子;C的基态原子2p能级有1个电子;E原子最外层有1个单电子,其次外层有3个能级且均排满电子;D与E同周期,价电子数为2。则:
(1)写出基态E原子的价电子排布式________。基态A原子的第I电离能比B的大,其原因是____。
(2)B元素的氢化物的沸点是同族元素氢化物中最高的,原因是_________。
(3)A的最简单氢化物分子的空间构型为___________,其中A原子的杂化类型是_________。
(4)向E的硫酸盐溶液中通入A的气态氢化物至过量,产生蓝色沉淀,随后沉淀溶解得到深蓝色溶液,向溶液中加入适量乙醇,析出蓝色晶体。
①该蓝色晶体的化学式为_________,加入乙醇的目的是____________。
②写出该配合物中配离子的结构简式___________。
(5)C和D形成的化合物的晶胞结构如图所示,则D的配位数是_______,已知晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏伽德罗常数为NA,求晶胞边长a=________cm(含用ρ、NA的计算式表示)。