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、硫单质及其化合物在化工生产、污水处理等领域应用广泛。
(1)煤制得的化工原料气中含有羰基硫(O=C=S),该物质可转化为H2S,主要反应如下:
ⅰ.水解反应:COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H1
ⅱ.氢解反应:COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H2
已知反应中相关的化学键键能数据如下表:
化学键 | H-H | C=O(COS) | C=S | H-S | |
E/kJ·mol-1 | 436 | 745 | 580 | 339 | 1076 |
①恒温恒压下,密闭容器中发生反应i。下列事实能说明反应i达到平衡状态的是_______。 (填标号)
a.容器的体积不再改变
b.化学平衡常数不再改变
c.混合气体的密度不再改变
d.形成1molH—O键,同时形成1molH—S键
②一定条件下,密闭容器中发生反应i,其中COS(g)的平衡转化率()与温度(T)的关系如图所示。则A、B、C三点对应的状态中,v(COS)=v(H2S)的是____________。(填标号)
③反应ii的正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图所示,其中表示逆反应的平衡常数(K逆)的是__________(填“A”或“B”)。T1℃时,向容积为10 L的恒容密闭容器中充入2 mol COS(g)和1 mol H2(g),发生反应ii,COS的平衡转化率为_____________。
(2)过二硫酸是一种强氧化性酸,其结构式为
①在Ag+催化作用下,S2O82-能与Mn2+在水溶液中发生反应生成SO42-和MnO4-,该反应的离子方程式为_____________________________。
②工业上可用惰性电极电解硫酸和硫酸铵混合溶液的方法制备过二硫酸铵。总反应的离子方程式为________________________________。
(3)NaHS可用于污水处理的沉淀剂。已知:25℃时,反应Hg2+(aq)+HS-(aq) HgS(s)+H+(aq)的平衡常数K=1.75×1038,H2S的电离平衡常数Ka1=1.0×10-7,Ka2=7.0×10-15。
①NaHS的电子式为____________________。
②Ksp(HgS)=_____________________。
3、下列是某无色水样成分的检验,已知该水样中只可能含K+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、Ag+、Ca2+、C、S
、Cl-中的若干种离子,该小组同学取100 mL水样进行实验:向样品中先滴加硝酸钡溶液,再滴加1 mol·L-1硝酸,实验过程中沉淀质量的变化如下图所示:
(1)水样中一定含有的阴离子是 ,其物质的量浓度之比为 。
(2)写出BC段曲线所表示反应的离子方程式:
。
(3)由B点到C点变化过程中消耗硝酸的体积为 。
(4)试根据实验结果推测K+是否存在? (填“是”或“否”);若存在,K+的物质的量浓度c(K+)的范围是 (若K+不存在,则不必回答)。
(5)设计简单实验验证原水样中可能存在的离子:(写出实验步骤、现象和结论)
。
4、聚合氯化铝是一种新型净水剂,其中铝的总浓度(用c表示)包括三类:主要为A l3+的单体形态铝(用Ala表示)总浓度,主要为主要为[AlO4 Al12(OH)24(H2O)12 ]7+的中等聚合形态铝总浓度(用Alb 表示)和Al(OH)3胶体形态铝(用A1c表示)总浓度。
(1)真空碳热还原一氧化法可实现由铝土矿制备金属铝,相关反应的热化学方程式如下:
①Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g)△H1=akJ·mol-1
②3AlCl(g)= 2Al(s)+AlCl3(g) △H2=bkJ·mol-1
则反应Al2O3(s)+33C(s)= 2Al(s)+ 3CO(g)△H=______kJ·mol-1(用含a、b的代数式表尔)。 反应①在常压、1900 ℃ 的高温下才能进行,说明△H______( 填“>”“=”或“<”)。
(1)用膜蒸馏(简称MD)浓缩技术将聚合氯化铝溶液进行浓缩,实验过程中不同浓度聚合氯化铝溶液中铝形态分布(百分数)如下表:
①在一定温度下,c越大,Al(OH)3胶体的百分含量______(填“越大”“越小”或“不变”)。
②若将c=2.520mol/L的聚合氯化铝溶液加水稀释,则稀释过程中发生的主要反应的离子方程式为_____________。
(3)一定条件下,向1.0mol/L的AlCl3溶液中加入0.6 mol/L的NaOH溶液,可制得Alb含量约为86 % 的聚合氯化铝溶液。写出生成[AlO4 Al12(OH)24(H2O)12 ]7+的离子方程式:_______。
(4)已知Al3++4X=2,X表示显色剂,
表示有色物质,通过比色分析得到25 ℃时Al3+浓度随时间的变化关系如图所示(初始时X的浓度为0.194mol·L-1)。
①1min时, 的浓度为___________。
②0~3min内该反应的速率vx=________。
③第9min时,反应达到平衡,K=__________(用代数式表示)。
5、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。其材料除单晶硅,还有铜铟镓硒等化合物。
(1)镓的基态原子的电子排布式是__________________。
(2)硒为第4周期元素,相邻的元素有砷和溴,则3种元素的第一电离能从大到小顺序为_______(用元素符号表示)。
(3)气态SeO3分子的立体构型为________。
(4)硅烷(SinH2n+2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示,呈现这种变化关系的原因是:______________。
(5)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性,其化合物往往具有加合性,因而硼酸(H3BO3)在水溶液中能与水反应生成[B(OH)4]-而体现一元弱酸的性质,则[B(OH)4]-中B的原子杂化类型为___;
(6)金属Cu单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,反应的离子方程式为_______________________________________________________;
(7)一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构。在晶胞中,Au原子位于顶点,Cu原子位于面心,则该合金中Au原子与Cu原子个数之比为_____________,若该晶胞的边长为a pm,则合金的密度为______________________ g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数为NA)。
6、(1)比较元素非金属性的相对强弱:________
(填“>”、“<”或“=”);用一个化学方程式说明
与
氧化性的相对强弱________。
(2)离子化合物可被用于治疗消化道疾病,各原子均满足8电子稳定结构。写出
的电子式________。
(3)半导体材料单晶硅的熔点高、硬度大,主要原因是________。
7、实验室可利用SO2与Cl2在活性炭的催化下制取一种重要的有机合成试剂磺酰氯(SO2Cl2)。所用的反应装置如图所示(部分夹持装置省略)。已知SO2Cl2的熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,遇水能发生剧烈的水解反应,遇潮湿空气会产生白雾。
(1)化合物SO2Cl2中S元素的化合价为__。
(2)仪器D的名称是___。
(3)乙、丙装置制取原料气Cl2与SO2。
①乙装置F中充满Cl2,则E中所盛放的溶液为___(填溶液的名称)。
②丙装置中试剂X、Y的组合最好是__。
A.98%浓硫酸+Cu B.70%H2SO4+Na2SO3 C.浓HNO3+Na2SO3
(4)上述装置的正确连接顺序为__、__、丁、__、__(用甲、乙、丙表示,可重复使用)__。
(5)B装置中从a口通入冷水的作用是__;C装置的作用是__。
(6)SO2Cl2遇水能发生剧烈的水解反应,会产生白雾,则SO2Cl2发生水解反应的化学方程式为__。
(7)若反应中消耗氯气的体积为1.12L(已转化为标准状况,SO2足量),最后通过蒸馏得到纯净的磺酰氯5.13g,则磺酰氯的产率为__(保留三位有效数字)。
8、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。
9、(1)光学实验证明在溶有O2的水中存在可能为五元环状结构的O2·H2O,原因是___________。
(2)化合物A、B、C的熔点如下表:
| A | B | C |
化学式 | CH3CH2Cl | CH3CH2CH2Cl | CH3NH3Cl |
熔点/℃ | -139 | -123 | 230 |
化合物C的熔点明显高于A的原因是___________。
10、硫酸氧矾(VOSO4)对高血糖、高血症等具有一定的治疗作用。制备VOSO4的实验流程及实验装置如图(夹持及加热装置已省略)。
V2O5+H2SO4(VO2)2SO4溶液(橙红色)
VOSO4溶液(蓝黑色)
VOSO4晶体(纯蓝色)
回答下列问题;
(1)仪器a的名称为_______,在该仪器中发生反应生成(VO2)2SO4的化学方程式为_______。
(2)常温条件下,V2O5是一种黄色固体粉末,微溶于水,溶于强酸(如硫酸,常温下其溶解反应方程式为,该反应属于_______(填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”),在较适宜的温度下,可减小浓硫酸的需要量,如图为反应温度与产物产率间的关系,则最适宜的加热方式为_______(填“直接加热”或“水浴加热”)。
(3)加入草酸前,反应液需充分冷却并加适量蒸馏水稀释的目的是_______;反应液由橙红色变为蓝黑色的反应的离子方程式为_______。
(4)硫酸氧钒中钒含量的测定:
Ⅰ.制备VOSO4溶液:称取0. 4617 g V2O5,并取一定量的浓硫酸、水,置于上图装置中反应。
Ⅱ.滴定预处理:
①将制得的蓝黑色硫酸氧钒溶液用250mL容量瓶定容;
②取定容后的蓝黑色溶液15. 00 mL于锥形瓶中,滴加酸性高锰酸钾(可将VO2+氧化为)溶液至反应完全;
③加入2mL尿素溶液后,滴加亚硝酸钠溶液至溶液不再产生气泡。已知:尿素不直接与亚硝酸盐反应,但可将亚硝酸还原为氮气;亚硝酸可将还原为VO2+。
Ⅲ.滴定过程:加入10mL硫酸-磷酸混酸,调节pH=0,滴入指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至终点。()。得到处理后的数据如下:
次数 | 1 | 2 | 3 |
测得VOSO4中钒的质量m(V)/g | 0.2442 | 0.2456 | 0.2437 |
步骤③中加入尿素的目的是_______;测得硫酸氧钒中钒的质量百分含量ω(%)=_______(列出计算式);经计算,测得的钒的质量百分含量低于理论值,分析其可能原因:_______(写出一点即可)。
11、 G(异戊酸薄荷醇酯)是一种治疗心脏病的药物。其合成线路如下:
已知:①RCH=CH2+CO+H2RCH2CH2CHO
②A能与 FeCl3发生显色反应, K是高分子化合物
③
请填写下列空白:
(1)F中官能团名称_____,A到B的反应类型________。
(2)写出C和F反应生成G的化学方程式___________。
(3)下列说法正确的是_______。
A.有机物 G 的分子式为 C15H28O2
B.有机物 A 溶液能与 Na2CO3 溶液反应产生 CO2
C.有机物 C 不能与浓溴水反应生成白色沉淀
D.有机物 D 生成 K 的反应为缩聚反应
(4)某芳香族化合物 X是B的同分异构体,X分子中含有4种不同化学环境的氢原子,其对应的个数比为 9:2:2:1,写出该化合物可能的结构简式_________。
(5)正戊酸的化学式为CH3(CH2)3COOH,可用作香料、橡胶促进剂等,写出以正丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)为原料制备正戊酸的合成路线流程图(无机试剂任用)。
__________
合成路线流程图示例如下:
12、合成气(CO和H2)是一种重要的化工原料气,可以合成甲酸甲酯、二甲醚等化工产品,合成气的制备具有重要的研究价值。回答下列问题:
I.催化分解法
(1)催化剂作用下,用甲醇制备合成气的反应为CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g) ΔH>0,理论上欲提高甲醇的平衡转化率,适宜采用的措施是_______(填标号)。
A.高温高压
B.低温高压
C.高温低压
D.低温低压
(2)科研发现,在钯催化剂作用下,甲醇制备合成气的反应历程如图所示(吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注)。
该历程中,最大能垒(活化能)为_______kJ·mol-1,放热最多步骤的化学方程式为_______。
II.自热重整法
甲烷、二氧化碳自热重整制合成气发生的反应主要有:
i.CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH1
ii.H2(g)+CO2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41kJ·mol-1
(3)已知部分化学键的键能数据如下表:
化学键 | C-H | H-H | C=O | C=O(CO) |
键能/kJ·mol-1 | 413 | 436 | 803 | 1076 |
则ΔH1=_______kJ·mol-1。
(4)将1molCH4与1molCO2在2L密闭容器中反应制取CO和H2时,CH4和CO2的平衡转化率随温度的变化如图所示。
①代表CO2平衡转化率随温度变化的曲线是_______(填“A”或“B”)。
②计算923K时反应i的化学平衡常数K=_______(计算结果保留小数点后2位)。
③1200K以上CH4和CO2的平衡转化率趋于相等的原因可能是_______。
III.电解转化法
(5)我国科学家设计了一种电解装置,能将二氧化碳转化为合成气,同时获得甘油醛,装置如图所示。
①催化电极a应与电源_______(填“正”或“负”)极相连。
②催化电极b生成合成气的电极反应式为_______。
13、氮化镓(GaN)结构与金刚石类似,是一种半导体材料,因其具有良好的电学特性,广泛的应用于电子行业,近年智能手机的快速充电器中就使用了氮化镓材料。
(1)基态N原子的电子排布式为___________;基态Ga原子核外电子能量最高的电子占据的能级为___________。
(2)GaN、GaP、GaAs熔点如下表所示,分析其变化原因___________。
晶体 | GaN | GaP | GaAs |
熔点/℃ | 1700 | 1480 | 1238 |
(3)GaN可在高温下由金属Ga和NH3反应制取。N原子和H原子可以形成多种微粒,如:NH3、NH、NH
、N2H4、N2H
、N2H
等。在N2H
中,N原子的杂化方式为___________。与N2H
互为等电子体的物质是___________(写出一种);在N2H
中存在的化学键类型有___________。
a.极性键 b.非极性键 c.离子键 d.配位键
(4)GaN的晶胞结构如图所示:其中与Ga原子最近的N原子所构成的空间结构为___________;若GaN晶体的密度为6.1 g/cm3,阿伏加德罗常数为NA,则距离最近的两个N原子间的距离为___________nm(写出表达式即可)。