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、NO2是一种红棕色气体,沸点为21℃。机动车尾气、锅炉废气是NO2的重要的排放源。完成下列填空:
(1)NO2的分子模型如图所示,该模型的类型为_______。
(2)下列说法正确是_____
A.N原子和O原子2p亚层的电子能量相同
B.N原子和O原子核外电子都有4种伸展方向
C.NO2和O2均为非极性分子
D.NO2和O2分子中各原子最外层电子数均为8
(3)元素非金属性:氮<氧,从原子结构的角度分析其原因:_______。列举一个事实说明N、O元素非金属性强弱:_______。
(4)点燃的镁条可以在NO2中继续燃烧,实验现象为_______。
(5)硝酸铜在1000℃时分解,其转化关系为:Cu(NO3)2→Cu+NO2↑+O2↑,该反应中断裂的化学键类型为_______。所得气体的平均分子量为_______。
(6)学生甲为了探究NO2对非金属的助燃性,利用排空气法收集上述反应生成的气体,并插入带火星的木条。学生乙认为该方法并不能达到其实验目的,原因是_______。
学生丙查阅文献得知,NO2不能使带火星的木条复燃。
(7)请在学生甲设计的实验方案基础上加以改进,帮助学生丙验证其所查文献描述NO2的性质:_______。
3、甲醇(CH3OH)有很多用途。回答下列问题:
I.甲醇可用于制取甲醛(HCHO)。
(1)甲醇的沸点为64 ℃,甲醛的沸点为-21 ℃,甲醇的沸点较高的原因是__________。
(2)甲醇分子中采用sp3杂化的原子有____________(填元素符号);甲醛分子中σ键与π键之比为_____________。
II.直接甲醇燃料电池(DMFC)因其具有质量轻、体积小、结构简单、比能量密度高、低温操作等优点,DMFC阳极普遍采用以铂(Pt)为基础 的二元催化剂,如Pt-Cr合金等。
(3)基态Cr原子的未成对电子数为______________。
(4)与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是_______。(填元素符号)
(5)已知金属铂晶胞结构如右图所示。催化剂的XRD图谱分析认为:当铂中掺入Cr原子后,Cr替代了晶胞面心位置上的Pt,该催化剂的化学式为_______,晶体中与1个Pt原子相紧邻的Cr原子有_____个。
(6)若铂原子半径为r pm,铂摩尔质量为M g·mol-1,铂晶体的密度为ρ g·cm-3,则阿伏加德罗常数NA为_____mol-1(用有关字母列出计算式即可)。
4、如图1是甲醇燃料电池工作的示意图,其中A、B、D均为石墨电极,C为铜电极。工作一段时间后,断开K,此时A、B两极上产生的气体体积相同。
(1)甲中负极的电极反应式为____________。
(2)乙中B极为_____(填“阴极”或“阳极”),该电极上析出的气体在标准状况下的体积为____。
(3)丙装置溶液中金属阳离子的物质的量与转移电子的物质的量变化关系如图2,则图中③线表示的是_________________(填离子符号)的变化;反应结束后,要使丙装置中金属阳离子恰好完全沉淀,需要___________ mL 2. 0 mol/L NaOH溶液。
5、大气污染越来越成为人们关注的问题,烟气中的NOx必须脱除(即脱硝)后才能排放,脱硝的方法有多种。完成下列填空:
Ⅰ直接脱硝
(1)NO在催化剂作用下分解为氮气和氧气。在10 L密闭容器中,NO经直接脱硝反应时,其物质的量变化如图所示。则0~5min内氧气的平均反应速率为_______mol/(L·min)。
Ⅱ臭氧脱硝
(2)O3氧化NO结合水洗可完全转化为HNO3,此时O3与NO的物质的量之比为_____。
Ⅲ氨气脱硝
(3)实验室制取纯净的氨气,除了氯化铵外,还需要_______、_______(填写试剂名称)。不使用碳酸铵的原因是_______________________________(用化学方程式表示)。吸收氨气时,常使用防倒吸装置,下列装置不能达到此目的的是________。
NH3脱除烟气中NO的原理如下图:
(4)该脱硝原理中,NO最终转化为________(填化学式)和H2O。当消耗1mol NH3和0.25mol O2时,除去的NO在标准状况下的体积为______L。
6、碳酰氯(COC12),俗称光气,常温下为气体,化学性质不稳定,遇水迅速水解得到强酸,工业用途广泛,是化工制品的重要中间体。
(1)实验室可利用氧气与氯仿(CHCl3)反应得到光气和一种氢化物,写出氧气与氯仿(CHC13)反应的化学反应方程式:_____________________________。
(2)工业上,常用CO与氯气反应得到光气,其热化学方程式为:CO(g)+Cl2(g)COCl2(g) △H=-108 kJ/mol,已知:1 molCl2(g)、1molCO(g)化学键断裂分别需要吸收能量243kJ、1072kJ,则1molCOCl2(g)中化学键断裂需要吸收能量________kJ。
(3)光气的分解反应为 COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) △H=+l08kJ/mol。温度为T1时,该可逆反应在恒容密闭体系中,各物质的浓度与时间关系如下表所示:
浓度/mol• L-1 时间/min | COCl2(g) | CO(g) | Cl2(g) |
0 | 0.1300 | 0.0050 | 0.0050 |
5 | 0.0400 |
|
|
①在5 min 时恰好达到平衡状态,该反应在此温度下的平衡常数K=________(精确到小数点后两位)。
②0~5min 内,v(COCl2)=_________。
③若保持温度不变,再向容器中充入一定量COCl2 (g),重新达到平衡,此时COCl2 (g)的转化率a(COCl2)_________(填“增大”“减小”或“不变”),试用平衡常数解释原因______________________。
④保持其他条件不变,改变反应温度至T2,反应重新达到平衡,此时测得c(CO)=0.0850 mol/L,则T1________T2(填“>”、“<”、“=”),理由是________________________________。
7、将汽车尾气中含有的CO利用不仅能有效利用资源,还能防治空气污染。工业上常用CO与H2在由Al、Zn、Cu等元素形成的催化剂作用下合成甲醇。
(1)右图是某同学画出CO分子中氧原子的核外电子排布图,
请判断该排布图 (填“正确”或“错误”),理由是 (若判断正确,该空不用回答)。
(2)写出两种与CO互为等电子体的离子 。
(3)向CuSO4溶液中加入足量氨水可得到深蓝色[Cu(NH3)4]SO4溶液,[Cu(NH3)4]SO4中 所含配位键是通过配体分子的 给出孤电子对, 接受电子对形成,SO42-的空间构型是 ,该物质中N、O、S三种元素的第一电离能大小顺序为 > > (填元素符号)。
(4)甲醇与乙烷的相对分子质量相近,故二者分子间的作用力(范德华力)相近,但是二者沸点的差距却很大,造成该差异的原因是 ;在甲醇分子中碳原子轨道的杂化类型为 。
(5)甲醛与新制Cu(OH)2悬浊液加热可得砖红色沉淀Cu2O,已知Cu2O晶胞的结构如图所示:
①在该晶胞中,Cu+ 的配位数是 ,
②若该晶胞的边长为a pm,则Cu2O的密度为________g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA)
8、某探究小组设计如图所示装置(夹持、加热仪器略),模拟工业生产进行制备三氯乙醛(CCl3CHO)的实验。查阅资料,有关信息如下:
①制备反应原理:C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl
可能发生的副反应:C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O
CCl3CHO+HClO→CCl3COOH(三氯乙酸)+HCl
②相关物质的相对分子质量及部分物理性质:
| C2H5OH | CCl3CHO | CCl3COOH | C2H5Cl |
相对分子质量 | 46 | 147.5 | 163.5 | 64.5 |
熔点/℃ | -114.1 | -57.5 | 58 | -138.7 |
沸点/℃ | 78.3 | 97.8 | 198 | 12.3 |
溶解性 | 与水互溶 | 可溶于水、乙醇 | 可溶于水、乙醇、三氯乙醛 | 微溶于水,可溶于乙醇 |
(1)仪器A中发生反应的化学方程式为____________。
(2)装置B中的试剂是____________,若撤去装置B,可能导致装置D中副产物____________(填化学式)的量增加;装置D可采用____________加热的方法以控制反应温度在70℃左右。
(3)装置中球形冷凝管的作用为____________,写出E中所有可能发生的无机反应的离子方程式____________。
(4)反应结束后,有人提出先将D中的混合物冷却到室温,再用过滤的方法分离出CCl3COOH。你认为此方案是否可行____________。
(5)测定产品纯度:称取产品0.40g配成待测溶液,加入0.1000mol•L-1碘标准溶液20.00mL,再加入适量Na2CO3溶液,反应完全后,加盐酸调节溶液的pH,立即用0.02000mol•L-1Na2S2O3溶液滴定至终点。进行三次平行实验,测得消耗Na2S2O3溶液20.00mL。则产品的纯度为____________(计算结果保留三位有效数字)。
滴定的反应原理:CCl3CHO+OH-═CHCl3+HCOO-
HCOO-+I2═H++2I-+CO2↑
I2+2S2O32-═2I-+S4O62-
(6)为证明三氯乙酸的酸性比乙酸强,某学习小组的同学设计了以下三种方案,你认为能够达到实验目的是____________
a.分别测定0.1mol•L-1两种酸溶液的pH,三氯乙酸的pH较小
b.用仪器测量浓度均为0.1mol•L-1的三氯乙酸和乙酸溶液的导电性,测得乙酸溶液的导电性弱
c.测定等物质的量浓度的两种酸的钠盐溶液的pH,乙酸钠溶液的pH较大
9、已知固体Na2SO3受热分解生成两种正盐,实验流程和结果如下:
已知:气体Y是一种纯净物,在标准状况下密度为1.518g•L﹣1.请回答下列问题:
(1)气体Y的电子式为_____。
(2)实验流程中,Na2SO3受热分解的化学方程式为_____。
(3)另取固体X试样和Na2SO3混合,加适量蒸馏水溶解,再加入稀盐酸,立即有淡黄色沉淀产生。则产生淡黄色沉淀的离子方程式为_____(不考虑空气的影响)。
(4)Na2SO3长期露置在空气中,会被氧化成Na2SO4,检验Na2SO3是否变质的实验操作是_____。
(5)某研究性学习小组通过图所示装置,利用电化学方法处理上述流程中产生的气体Y.基本工艺是将气体Y通入FeCl3,待充分反应后过滤,将所得滤液加入电解槽中进行电解,电解后的滤液可以循环利用。则与a相连的电极反应式为_____。
10、某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究:
操作 | 现象 |
取适量漂粉精固体,加入100mL水 | 部分固体溶解,溶液略有颜色 |
过滤,测漂粉精溶液的pH | pH试纸先变蓝,后褪色 |
液面上方出现白雾; 稍后,出现浑浊,溶液变为黄绿色; 稍后,产生大量白色沉淀,黄绿色褪去 |
(1)写出C12和Ca(OH)2制取漂粉精的化学方程式 ;
(2)向水中持续通入SO2,未观察到白雾.推测现象i的白雾由HCl小液滴形成,进行如下实验:
a.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化;
b.用酸化的AgNO3溶液检验白雾,产生白色沉淀.
①实验a目的是 ;
②由实验a、b不能判断白雾中含有HC1,理由是 ;
(3)将A瓶中混合物过滤、洗涤,得到沉淀X
①向沉淀X中加入稀HC1,无明显变化.取上层清液,加入BaC12溶液,产生白色沉淀.则沉淀X中含有的物质是
②用离子方程式解释现象iii中黄绿色褪去的原因: .
(4)测定漂粉精有效成分的质量分数.称取2.000g漂粉精于锥形瓶中,加水溶解,调节溶液的pH,以淀粉为指示剂,用0.2000mol•L﹣1 KI溶液进行滴定,溶液出现稳定浅蓝色时为滴定终点.反应原理为:3C1O﹣+I﹣═3C1﹣+IO3﹣IO3﹣+5I﹣+3H2O═6OH﹣+3I2
实验测得数据如下表所示.
滴定次数 | 1 | 2 | 3 |
KI溶液体积/mL | 19.98 | 20.02 | 20.00 |
该漂白粉中有效成分的质量分数为 .
11、为测定 K2[Cu(C2O4)2]·2H2O(M=354g/mol)含量,准确称取试样1.000g溶于 NH3·H2O中,并加水定容至250mL,取试样溶液25.00mL于锥形瓶中,再加入10mL 3.000mol/L的H2SO4溶液,用0.01000mol/L的KMnO4溶液滴定,重复试验,平均消耗 KMnO4标准液20.00mL。已知:C2O42-酸性条件下被MnO4-氧化为CO2,杂质不参加反应。该样品中K2[Cu(C2O4)2]·2H2O的质量分数为____________(保留小数点后两位) ,写出简要计算过程:__________________。
12、丙烯(C3H6)是仅次于乙烯(C2H4)的重要基本有机原料,工业上常利用丙烷(C3H8)催化脱氢氧化制取丙烯。丙烷脱氢过程主要包含以下3个反应:
①C3H8→C3H6+H2 ②2 C3H6+9O2→6CO2+9H2O ③C3H8→CH4+C2H4
根据以下所给条件回答问题:
(1)已知各物质的燃烧热如下表,请计算反应①的反应热ΔH1=_________.
物质 | H2 | CH4 | C2H4 | C3H6 | C3H8 |
燃烧热(KJ/mol) | 285.8 | 891.0 | 1411.0 | 2013.4 | 2217.8 |
(2)如果要加快石油工业中丙烷的裂解速度,可以采取的措施是_________.
A.高温低压B.低温高压C.高温高压D.低温低压
(3)在500℃下,按一定的原料气比和气流速度的条件下,不同载体催化剂对丙烷脱氢反应的影响如图所示。其中某一组实验数据如下表所示。(其中丙烷的转化率指的是总转化率,丙烯的选择性指最终转化为丙烯的丙烷占反应丙烷的百分比。)
物质 | 反应前(mol) | 反应后(mol) |
C3H8 | 10 |
|
C3H6 | 0 | 1.02 |
CO2 | 0 | 1.98 |
C2H4 | 0 | 0.02 |
CH4 | 0 | 0.02 |
①磷酸钙、磷酸锆、磷酸铝三种载体的催化效率最高的是_________.
②经研究发现,不同载体的催化效果与载体本身的酸碱性有关,以下三种催化剂中催化效果最好的是_________.
A.SiO2 B.Al2O3 C.MgO
③由上表计算该条件下,丙烷的转化率=_________.;丙烯的选择性=_________.
④根据化学平衡理论催化剂并不会改变平衡体系中的转化率和产率,但在丙烷催化生产丙烯的反应中,使用不同的催化剂所得到的丙烯的选择性却有不同。请说明原因:_________.
(4)目前有一种便携式固体氧化物燃料电池,它以丙烷气体为燃料。电池中的一极通人空气,另一极通入丙烷气体,电解质是固态氧化物,在熔融状态下能传导O2-,请写出该电池负极的电极反应式:_________
13、填空。
(1)常压下,苯和甲苯的熔、沸点如下表;
苯的模型 | 熔点:5.5℃ | 甲苯模型 | 熔点;-94.9℃ | ||
沸点:80.1℃ | 沸点:100.4℃ |
晶体中分子间的作用力不仅取决于分子的大小,还取决于晶体中碳链的空间排列情况。请解释:
①苯的沸点比甲苯的沸点更低,主要原因是_______。
②苯晶体的熔点比甲苯的熔点更高,主要原因是_______。
(2)白磷晶体是由分子(
)组成的分子晶体,白磷以
形式存在,而氮以
形式存在的原因_______。已知有关氮、磷的单键和叁键的键能(
)如下表:
N-N | N≡N | P-P | P≡P |
193 | 946 | 197 | 489 |