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、
铁及其氧化物是日常生活生产中应用广泛的材料。请回答下列问题:
(l)基态铁原子的价电子轨道表达式为__________。
(2)铁元素常见的离子有Fe2+和Fe3+,稳定性Fe2+_______Fe2+(填“大于”或“小于”),原因是________________。
(3)纳米氧化铁能催化火箭推进剂NH4ClO4的分解,NH4+的结构式为______(标出配位键),空间构型为_________,其中氮原子的杂化方式为_______;与ClO4-互为等电子体的分子或离子有__________(任写两种)。
(4)金属铁晶体原子采用________堆积.铁晶体的空间利用率为______(用含π的式子表示)。
(5)某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示,它由A、B方块组成。则该权化物中Fe2+、Fe3+、O2-的个数比为_______(填最简整数比);己知该晶体的密度为dg/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则品胞参数a 为_______nm(用含d 和NA的代数式表示)。
3、丙烯酸是非常重要的化工原料之一,可用甘油催化转化如下:
甘油丙烯醛
丙烯酸
,
已知:反应Ⅰ:
(活化能)
反应Ⅱ:
(活化能)
甘油常压沸点为290℃,工业生产选择反应温度为300℃,常压下进行。
(1)①反应Ⅰ在_______条件下能自发进行(填“高温”或“低温”);
②若想增大反应Ⅱ的平衡常数K,改变条件后该反应_______(选填编号)
A.一定向正反应方向移动 B.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
C.一定向逆反应方向移动 D.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
(2)工业生产选择反应温度为300℃,忽略催化剂活性受温度影响,分析温度不能过低理由是_______。
(3)工业制备丙烯酸的中间产物丙烯醛有剧毒,选择催化剂_______能使工业生产更加安全。(选填编号)
催化剂A:能大幅降低和
催化剂B:能大幅降低,
几乎无影响
催化剂C:能大幅降低,
几乎无影响
催化剂D:能升高和
(4)①温度350℃,向1L恒容密闭反应器中加入1.00mol甘油和进行该实验。同时发生副反应:
。实验达到平衡时,甘油的转化率为80%。乙酸和丙烯酸的选择性随时间变化如图所示,计算反应
的平衡常数为_______(X的选择性:指转化的甘油中生成X的百分比)
②调节不同浓度氧气进行对照实验,发现浓度过高会降低丙烯酸的选择性,理由是_______。
(5)关于该实验的下列理解,正确的是_______。
A.增大体系压强,有利于提高甘油的平衡转化率
B.反应的相同时间,选择不同的催化剂,丙烯酸在产物中的体积分数不变
C.适量的氧气能抑制催化剂表面积碳,提高生产效率
D.升高反应温度,可能发生副反应生成COx,从而降低丙烯酸的产率
4、铁和钴是两种重要的过渡元素。
(1)钴位于元素周期表的第______族,其基态原子中未成对电子个数为________。
(2)[Fe(H2NCONH2)]6(NO3)3的名称是三硝酸六尿素合铁(Ⅲ),是一种重要的配合物。该化合物中Fe3+的核外电子排布式为_________________________________,所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是_____________________________。
(3)尿素[CO(NH2)2]分子中,碳原子为_______杂化,分子中σ键与π键的数目之比为_________。
(4)FeO晶体与NaCl晶体结构相似,比较FeO与NaCl的晶格能大小,还需知道的数据是 ________________________________________。
(5)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物,结构分别为[Co(NH3)5Br]SO4和[Co(SO4)(NH3)5]Br。已知Co3+的配位数为6,为确定钴的配合物的结构,现对两种配合物进行如下实验:在第一种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生白色沉淀,在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀。则第二种配合物的配体为___________________。
(6)奥氏体是碳溶解在r-Fe中形成的一种间隙固溶体,无磁性,其晶胞为面心立方结构,如图所示,则该物质的化学式为____________。若晶体密度为d g·cm-3,则晶胞中最近的两个碳原子的距离为___________________pm(阿伏加德罗常数的值用NA表示,写出简化后的计算式即可)。
5、下图是工业上以天然气、空气为原料合成氨的一种工艺流程:
(1)脱硫反应第一步是利用Fe(OH)3除去H2S,该反应的化学方程式是____________。
(2)脱硫反应第二步是利用空气氧化回收硫,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________,下列试剂中也适宜作此反应的氧化剂的是________(填选项)。
A.Cl2 B.H2O2 C.KMnO4 D.O3
(3)流程中Fe(OH)3和K2CO3可循环利用,你认为流程中还可循环利用的物质有_______。
(4)合成氨反应的原料气中V(N2)∶V(H2)=1∶3。平衡混合物中氨的含量与温度、压强的关系如下图所示:
则A、B、C三点对应的化学平衡常数KA、KB、KC的关系是___________(用“>”、“<”或“=”表示);A点H2的平衡转化率为________。
6、芦笋中的天冬酰胺(结构如图)和微量元素硒、铬、锰等,具有提高身体免疫力的功效。
(1)天冬酰胺所含元素中,________(填元素名称,下同)元素基态原子核外未成对电子数最多,第一电离能最大的是________。
(2)天冬酰胺中碳原子的杂化轨道类型为________,分子中σ键和π键数目之比为________。
(3)O、S、Se为同主族元素,H2O、H2S和H2Se的参数对比见表。
化学式 | 键长/nm | 键角 |
H2O | 0.99 | 104.5° |
H2S | 1.34 | 92.3° |
H2Se | 1.47 | 91.0° |
H2S的键角大于H2Se的原因可能为________________________________________。
H2O、H2S、H2Se沸点由高到低的顺序为________________,酸性由强到弱的顺序为________________。
(4)写出铬的基态原子电子排布式:________________________________________。
(5)铬为体心立方晶体,晶胞结构如图,则该晶胞中含有______个铬原子。若铬的密度为ρg·cm-3,相对原子质量为M,NA表示阿伏加德罗常数的值,则铬原子的半径为______cm。
7、化学反应原理在科研和生产中有广泛应用.
(1)工业上制取Ti的步骤之一是:在高温时,将金红石(TiO2)、炭粉混合并通人Cl2先制得TiCl4和一种可燃性气体,已知:
①TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(1)+O2(g);△H=﹣410.0kJ•mol﹣1
②CO(g)═C(s)+O2(g);△H=+110.5kJ•mol﹣1
则上述反应的热化学方程式是 .
(2)利用“化学蒸气转移法”制备二硫化钽(TaS2)晶体,发生如下反应:
TaS2(s)+2I2(g)═TaI4(g)+S2(g)△H1>0 (Ⅰ);若反应(Ⅰ)的平衡常数K=1,向某恒容且体积为15ml的密闭容器中加入1mol I2 (g)和足量TaS2(s),I2 (g)的平衡转化率为 .
如图1所示,反应(Ⅰ)在石英真空管中进行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2 (g),一段时间后,在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体,则温度T1 T2(填“>”“<”或“=”).上述反应体系中循环使用的物质是 .
(3)利用H2S废气制取氢气的方法有多种.
①高温热分解法:
已知:H2S(g)═H2(g)+S2(g);△H2;在恒容密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验.以H2S起始浓度均为c mol•L﹣1测定H2S的转化率,结果如图2.图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率.△H2 0(填>,=或<);说明随温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因: .
②电化学法:
该法制氢过程的示意图如3.反应后的溶液进入电解池,电解总反应的离子方程式为 .
8、镍在金属羰基化合物(金属元素和CO中性分子形成的一类配合物)、金属储氢材料(能可逆地多次吸收、储存和释放H2的合金)等领域用途广泛。
(1)基态Ni原子核外电子排布式为__________________________。
(2)Ni(CO)4中镍元素的化合价为__________,写出与CO互为等电子体的带一个单位正电荷的阳离子为:_______。Ni(CO)4的一氯代物有2种,其空间构型为_______________ o
(3)一种储氢合金由镍与镧(La)组成,其晶胞结构如图所示,则该晶体的化学式为_____________
(4)下列反应常用来检验Ni2+,请写出另一产物的化学式:_______________。
与Ni2+配位的N原子有__________个,该配合物中存在的化学键有_________(填序号)。
A.共价键 B.离子键 C.配位键 D.金属键 E.氢键
(5)Ni与Fe的构型相同(体心立方堆积),Ni的摩尔质量为M g/mol,阿伏加德罗常数为NA,密度为a g/cm3Ni原子的半径为_________pm(金属小球刚性相切)
9、金是一种贵重金属,抗腐蚀,是延展性最好的金属之一。负载型金纳米材料在催化动态催化理论、光学、电子学等方面有重要作用。
Ⅰ.金的结构
(1)金元素位于元素周期表第6周期ⅠB族,金的价电子排布式为_______。
(2)金晶体的晶胞为面心立方晶胞,Au在晶胞中的配位数是_______。
Ⅱ.金的提取
硫脲()液相提金原理:
(3)硫脲易溶于水,原因是_______。
Ⅲ.金的应用
一种最稳定的负载型纳米金团簇,具有最完美的对称性,其结构如图所示:
(4)该金团簇的化学式为_______(填字母)。
a.Au b. c.
(5)该金团簇中有_______种不同化学环境的金原子。
10、NaClO2是重要漂白剂和消毒剂,主要用于水、砂糖、油脂的漂白杀菌。
已知:i.NaClO2在溶液中过饱和时,若溶液温度低于38℃,析出NaClO2•3H2O;若溶液温度高于38℃,则析出NaClO2;若溶液温度高于60℃,NaClO2分解为NaClO3和NaCl。
ii.ClO2气体浓度超过10%时,长期存放易发生嫌炸性分解。通常需现用现制。
iii.ClO2气体在中性和碱性溶液中不能稳定存在。
【实验室制备】实验室设计如下实验制备如图亚氯酸钠(NaClO2)晶体。
已知:装置B中发生的主要反应:2NaClO3+Na2SO3+H2SO4(浓)=2ClO2↑+2Na2SO4+H2O
(1)ClO2气体与装置D中混合溶液反应生成NaClO2,每转移1mol电子,生成NaClO2的质量为___________
(2)反应结束后,为从D试管中溶液获得NaClO2晶体,需进行以下操作。请补充完整:
①55℃蒸发结晶;
②趁热过滤;
③用___________℃热水洗涤晶体;
④低温干燥,得到成品。
(3)实验须使B中NaClO3稍微过量,原因是____________:如NaClO3不足,则装置D中可能产生,检验装置D中是否含有
的方法是:取少量D中反应后的溶液于试管中,___________,证明溶液中存在
。
(4)实验结束后,关闭K2,打开K1。在一段时间后断开K2左侧橡胶管与玻璃管的连接,并从接口处向C中鼓入一定量空气。以上操作的目的是___________。
【工业制备】
(5)在无隔膜电解槽中阳极的电极反应式:___________。
(6)吸收塔内的温度不能过高的原因为___________。
(7)吸收塔内ClO2随着还原剂的不同和溶液酸碱性的变化可被还原为或Cl-。ClO2被S2-还原为
、Cl-的转化率与溶液pH的关系如图所示。请写出pH≤2时ClO2与S2-反应的离子方程式:___________。
11、实验室利用铜屑、硝酸和硫酸的混酸为原料制备硫酸铜晶体。结合具体操作过程回答下列问题。
(1)配制混酸:将3 mol/L的硫酸(密度1.180g/cm3)与15mol/L的浓硝酸(密度1.400 g/cm3)按体积比5:1混合后冷却。
①计算混酸中硫酸的质量分数为__________;
②取1g混酸,用水稀释至20.00mL,用0.5mol/L烧碱进行滴定,消耗标准烧碱溶液的体积为__________mL。
(2)灼烧废铜屑:称量一定质量表面含油污的纯铜屑(铜含量为99.84%),置于坩埚中灼烧,将油污充分氧化后除去,直至铜屑表面均呈黑色。冷却后称量,固体质量比灼烧前增加了3.2 %,
①固体中氧元素的质量分数为__________(保留3位小数);
②固体中铜与氧化铜的物质的量之比为___________。
(3)溶解:称取2.064g固体,慢慢分批加入一定质量的混酸,恰好完全反应。列式计算产生NO气体体积在标准状况下的体积(设硝酸的还原产物只有NO)。______________
(4)结晶:将反应后的溶液水浴加热浓缩后冷却结晶,析出胆矾晶体。
①计算反应后溶液中CuSO4的物质的量是__________;
②若最终得到胆矾晶体质量为6.400g,胆矾的产率为_________。(精确到1%)
12、锗是一种重要的半导体材料,同时在航空航天测控、化学催化剂、生物医学等领域都有广泛而重要的应用。实验室模拟生产锗的实验过程如图所示:
已知:GeCl4的熔点:-49.5℃,沸点:82℃,密度:1.9g·cm-3。
回答下列问题:
(1)在实验室中,若焙烧锗石矿,应将样品放在____中灼烧。产生的气体可以用下列____方式处理(填标号)。
a.氢氧化钠溶液 b.
酸性高锰酸钾溶液
c.苯和水的分层液 d.
碱石灰
(2)步骤2:将烧渣放入三颈烧瓶中,分批加入浓盐酸并搅拌,控制温度为40℃反应30分钟,反应装置如图所示:
①仪器a的名称是____,仪器b的作用是____,加热采用的方式为____。
②用浓盐酸而不用稀盐酸处理GeO2粗品的原因是____。
(3)写出“步骤4”生成GeO2·nH2O反应的化学方程式___。
(4)查阅资料得知:“步骤4”生成的GeO2·nH2O实为GeO2·H2O,其在5.0mol·L-1的盐酸中溶解度最小。取10.0mLGeCl4和高纯水反应,欲使GeO2·H2O的产率最高,加入高纯水的体积约为____mL(忽略混合及反应前后液体体积的变化,保留一位小数)。
13、电解锰渣主要含MnSO4、MnO2、PbSO4、CaSO4及少量的SiO2、Fe2(SO4)3。利用电解锰渣回收铅的工艺如下图所示:
已知:Ksp(PbSO4)=2.6×10−8,Ksp(PbCO3)=7.4×10−14,Ksp(CaCO3)=2.8×10−9;回答下列问题:
(1)“还原酸浸”时,MnO2被还原的离子方程式为_________。
(2)“浸出液”含有的盐类主要有MnSO4和少量的CaSO4、____,经除杂后得到精制MnSO4溶液。下图为MnSO4的溶解度随温度的变化曲线,从精制MnSO4溶液中获得MnSO4晶体的方法为____。
(3)“浸铅”反应PbSO4+2CH3COO-⇌Pb(CH3COO)2+能发生的原因是_____________。
(4)若“浸铅”后所得溶液中c(Pb2+)=c(Ca2+)=0.1mol·L−1,为实现铅与钙的分离,应控制“沉铅”溶液中c()的范围为__________mol·L−1。(当溶液中金属离子浓度小于10−5mol·L−1,可以认为该离子沉淀完全。)
(5)“沉铅”时,若用同浓度的(NH4)2CO3溶液代替NH4HCO3溶液,会生成Pb2(OH)2CO3。原因是________。
(6)“沉铅”的主要副产物除CH3COONH4外,还有_________。