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、以黄铜矿(主要成分为铁、铜、硫三种元素组成的化合物)为基本原料,通过一系列的冶炼可得到铜、铁、SO2、SO3、H2SO4等物质,回答下列问题:
(1)基态铁原子价层电子排布式为____________,基态硫原子的核外电子共有_______种不同的能量。硫元素所在周期的非金属元素第一电离能由大到小的顺序为__________。
(2)SO2、SO3、H2SO4中,硫原子的杂化轨道类型为sp3的物质是________,SO2的分子构型是____________,属于非极性分子的氧化物是___________。
(3)在溶液中Cu2+易与水形成[Cu(H2O)6]2+而显蓝色,向相应的溶液中加入足量的氨水可得到[Cu(NH3)4(H2O)2]2+,则[Cu(NH3)4(H2O)2]2+中Cu2+的配位数是________________,氧铜配位键与氮铜配位键相比,较稳定的是___________________。
(4)氧化铜的熔点为1326℃、沸点为1800℃;氧化亚铜的熔点为1235℃、沸点为1100℃,试解释导致这种差异最可能的原因是___________。
(5)由铁、铜、硫形成的某种化合物的晶胞是一个长方体,结构如图所示,则该化合物的化学式为____________。若晶体密度为dg·cm﹣3,则晶胞的高h=_______pm(写出简化后的计算式即可)。
3、某研究小组将一批电子废弃物简单处理后,得到含Cu、Al、Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计如下制备硫酸铜晶体和无水氯化铁的方案:
已知:Cu2++4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O
请回答下列问题:
(1)步骤①Cu与酸反应的离子方程式为_________________________。
(2)步骤②加H2O2的作用是______________,滤渣2为(填化学式)__________。
(3)步骤⑤不能直接加热脱水的理由是________
(4)若滤液1中Cu2+的浓度为0.02mol·L-1,则氢氧化铜开始沉淀时的pH=________(已知:Ksp[Cu(OH)2]=2.0x10-20)
(5)已知:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2 I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
某同学为了测定CuSO4·5H2O产品的质量分数可按如下方法:取3.00g产品,用水溶解后,加入足量的KI溶液,充分反应后过滤、洗涤,将滤液稀释至250mL,取50mL加入淀粉溶液作指示剂,用0.080mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定,达到滴定终点的依据是______________。
四次平行实验耗去Na2S2O3标准溶液数据如下:
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
消耗Na2S2O3标准溶液(mL) | 25.00 | 25.02 | 26.20 | 24.98 |
此产品中CuSO4·5H2O的质量分数为__________。
4、(1)酸碱质子理论认为:凡是能给出质子c(H+)的任何物质都是酸,凡是能接受质子(H+)的任何物质都是碱。则CH3CH3、OH-、HCl、F-中属于碱的是___________,用一个离子方程式说明它们结合质子能力的相对强弱___________。
(2)硼元素可形成多种化合物,其中氮化硼(BN)熔点为3774℃,而乙硼烷(B2H6)熔点仅-165℃。氮化硼熔点远高于乙硼烷的可能原因是___________。
5、碳在地壳中的含量很低,但是含有碳元素的有机化合物却分布极广。有机化合物不仅构成了生机勃勃的生命世界,也是燃料、材料、食品和药物的主要来源。请回答下列问题:
(1)糖类、油脂、蛋白质是人体必需的基本营养物质。下列说法中错误的是
A.纤维素能刺激肠道蠕动,人应摄入一定量的蔬菜、水果和粗粮
B.淀粉在人体内最终水解成葡萄糖,葡萄糖经缓慢氧化为人体提供能量
C.摄入过多油脂影响健康,因此日常饮食中要合理控制油脂的摄入量
D.蛋白质是天然有机高分子,由C、H、O三种元素组成
(2)有人称“一带一路”是“现代丝绸之路”。丝绸的主要成分是
A.蛋白质
B.油脂
C.多糖
D.氨基酸
(3)下列物质可用来鉴别乙醇和乙酸的是
A.溴水
B.紫色石蕊试液
C.铜片
D.食盐水
(4)一定条件下,某反应的微观示意图如图,下列说法中错误的是
A.甲分子的空间结构是正四面体
B.乙和丙的组成元素相同
C.16g甲完全燃烧至少需要64g乙
D.生成物丙和丁的物质的量之比是1:2
(5)“何以解忧?唯有杜康。”早在几千年前,我国劳动人民就掌握了发酵法酿酒的技术。现代工业可以利用乙烯与水的反应制取乙醇,其反应原理为:,该反应的反应类型为
A.加成反应
B.取代反应
C.聚合反应
D.氧化反应
(6)下列说法中错误的是
A.塑料、橡胶、合成纤维都属于有机高分子材料
B.乙烯是一种植物生长调节剂,可用于催熟果实
C.和
反应,生成物一定是
和HCl
D.乙烯化学性质较活泼,可使酸性高锰酸钾溶液褪色
6、近日,中国科学院上海有机化学研究所游书力研究院课题组从Z-烯丙基底物出发,首次实现了铱催化Z式保留不对称烯丙基取代反应。已知Co与Ir同族。回答下列问题:
(1)铱(Ir)在周期表中的位置为第六周期第九列,化合物中常见价态有+3和+4价,其中+4价更稳定,原因是____。有机合成中常用的催化剂,该物质熔点350℃,在熔化时难以发生电离,其固体的晶体类型是___;
是高强度曝光的增敏剂,用于激光照相材料,其阴离子
中Ir的价层电子对数为6,该离子的空间结构为____。
(2)某种Ir的配合物阳离子,其结构如图所示。该离子中N的杂化方式为___;1mol该离子中Ir原子形成的配位键有____mol。
(3)原子分数坐标可用于表示晶胞内部各原子的相对位置。化合物的四方晶格结构如下图所示,晶胞棱边夹角均为90°,晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。
坐标原子 | x | y | z |
Ir | 0 | 0 | 0 |
O | 0.25 | 0.25 | 0 |
一个晶胞中有___个O,其他Ir原子分数坐标为___,晶体中与单个O键合的Ir有____个。已知的晶胞参数为apm、apm、cpm,晶体密度为
,设
为阿伏伽德罗常数的值,则
的摩尔质量为___(用代数式表示)
。
7、工业由钛铁矿(主要成分FeTiO3,Fe2O3、Al2O3、FeO、SiO2等杂质)制备TiCl4的工艺流程如下:
已知:
①酸浸 FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O(l)
②水解 TiOSO4(aq)+2H2O(l)H2TiO3(s)+H2SO4(aq)
③煅烧 H2TiO3(s)TiO2(s)+H2O(s)
(1)FeTiO3中钛元素的化合价为 ,试剂A为 。
(2)碱浸过程发生反应的离子反应方程式为 。
(3)酸浸后需将溶液温度冷却至70℃左右,若温度过高会导致最终产品吸收率过低,原因是 。
(4)上述流程中氯化过程的化学反应方程式为 。
已知TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)+O2(g) △H=+151kJ·mol-1。该反应极难进行,当向反应体系中加入碳后,则反应在高温条件下能顺利发生。从化学平衡的角度解释原因是 。
(5)TiCl4极易水解,利用此性质可制备纳米级TiO2·xH2O,该反应的化学反应方程式是 。
8、据公安部2019年12月统计,2019年全国机动车保有量已达3.5亿。汽车尾气排放的碳氢化合物、氮氧化物及碳氧化物是许多城市大气污染的主要污染物。
I.汽油燃油车上安装三元催化转化器,可有效降低汽车尾气污染。
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=−393.5kJ·mol−1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=−221.0kJ·mol−1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H3=+180.5kJ·mol−1
CO和NO两种尾气在催化剂作用下生成N2的热化学方程式___。
(2)对于2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),在一定温度下,于1L的恒容密闭容器中充入0.1molNO和0.3molCO,反应开始进行。
下列能说明该反应已经达到平衡状态的是___(填字母代号)。
A.比值不变
B.容器中混合气体的密度不变
C.v(N2)正=2v(NO)逆
D.容器中混合气体的平均摩尔质量不变
(3)使用间接电化学法可处理燃煤烟气中的NO,装置如图2所示。
已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式___。用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理___。
(4)T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应:2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H<0。实验测得:v正=v(CO)消耗=2v(O2)消耗=k正c2(CO)·c(O2),v逆=(CO2)消耗=k逆c2(CO2),k正、k逆为速率常数只受温度影响。不同时刻测得容器中n(CO)、n(O2)如表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(CO)/mol | 2 | 1.2 | 0.8 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
n(O2)/mol | 1.2 | 0.8 | 0.6 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
①T1温度时=___L/mol。
②若将容器的温度改变为T2时其k正=k逆,则T2__T1(填“>”、“<”或“=")。
II.“低碳经济”备受关注,CO2的有效开发利用成为科学家研究的重要课题。在0.1MPa、Ru/TiO2催化下,将一定量的H2和CO2置于恒容密闭容器中发生反应X:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H<0
(5)温度为T时,向10L密闭容器中充入5molH2和CO2的混合气体,此时容器内压强为5P,两种气体的平衡转化率ɑ与的关系如图所示:
①图中CO2的平衡转化率可用表示___(L1或L2)
②该温度下,反应X的平衡常数Kp=___。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
9、科学研究表明,当前应用最广泛的化石燃料到本世纪中叶将枯竭,解决此危机的唯一途径是实现燃料和燃烧产物之间的良性循环:
(1)一种常用的方法是在230℃、有催化剂条件下将CO2和H2转化为甲醇蒸汽和水蒸气。下图是生成1molCH3OH时的能量变化示意图。
已知破坏1mol不同共价键的能量(kJ)分别是:
已知E1=8.2 kJ·mol-1,则E2=__________kJ·mol-1。
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行如下反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
① 该反应的ΔH__________0(填“<” 或“>” )。
② 实验2条件下的平衡常数K= 。
③ 实验3中,若平衡时H2O的转化率为25%,则a/b=______。
④ 实验4,若900℃时,在容器中加入CO、H2O、CO2、H2各1mol,则此时V正 V逆(填“<” 或“>” 或“=”)。
(3)捕捉CO2可以利用Na2CO3溶液。先用Na2CO3溶液吸收CO2生成NaHCO3,然后使NaHCO3分解,Na2CO3可以进行循环使用。将100mL 0.1mol/LNa2CO3的溶液中通入112mL(已换算为标准状况)的CO2,溶液中没有晶体析出,则:
①反应后溶液中的各离子浓度由大到小的顺序是___________________________。
②反应后的溶液可以作“缓冲液”(当往溶液中加入一定量的酸和碱时,有阻碍溶液pH变化的作用),请解释其原理_____________________________________。
10、KMnO4在生产和生活中有着广泛用途,某化学小组在实验室制备KMnO4并探究其性质。
(一) KMnO4的制备,分步骤Ⅰ、Ⅱ两步进行。
步聚Ⅰ.先利用如图所示装置制备K2MnO4。称取7.0gKOH(s)和5.0gKClO3(s)放入容器A中,加热,待混合物熔融后,加入5.0gMnO2(s),待反应物干涸后,加大火焰强热4~8min,得墨绿色的锰酸钾。
(1)A可选用_______(填标号)。
①石英坩埚 ②瓷坩埚 ③铁坩埚
(2)实验中发生反应生成K2MnO4的化学方程式为_______。
Ⅱ.由K2MnO4制备KMnO4。已知:K2MnO4易溶于水,水溶液呈墨绿色。主要过程如下:
①待A处物料冷却后,用20mL4%KOH溶液重复浸取,合并浸取液便得墨绿色的锰酸钾溶液。
②向滤液中通入足量CO2,使K2MnO4歧化为KMnO4和MnO2,过滤出生成的MnO2。
③再将滤液进行一系列处理,得KMnO4晶体。
(3)过程②向滤液中通入足量CO2,可观察到的现象为_______;检验K2MnO4歧化完全的实验方法是_______。
(二) KMnO4的性质。已知:KMnO4具有强氧化性,可与草酸(H2C2O4)反应:。某化学小组选用硫酸酸化的0.05mol/L高锰酸钾溶液与草酸溶液反应,探究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下三组实验:
[实验内容及记录的数据]
编号 | 室温下,试管中所加试剂及其用量/mL | 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min | |||
|
|
| |||
1 | 3.0 | 1.0 | 4.0 | 2.0 | 4.0 |
2 | 2.0 | 2.0 | 4.0 | 2.0 | 5.2 |
3 | 1.0 | 3.0 | 4.0 | 2.0 | 6.4 |
(4)配制的高锰酸钾溶液肯定不需要的仪器是_______(填标号)。
a.蒸发皿 b.容量瓶 c.玻璃棒 d.烧杯 e.坩埚 f.胶头滳管
(5)为达到实验目的,H2C2O4溶液的物质的量浓度不低于_______。
(6)利用实验1中数据计算,0~4min内,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率:_______。
11、某混合物由FeSO4和Cu(NO3)2两种物质组成,为测定其中各组分的含量,进行以下实验操作,同时得到相关实验数据:
假设NO的还原产物只有NO,且完全反应。
(1)原混合物中FeSO4和Cu(NO3)2的物质的量之比为_______;
(2)上述步骤②中n=_______, 请简要写出计算过程_______。
12、磷及其化合物在电池、催化等领域有重要应用。回答下列问题:
(1)黑磷与石墨类似,也具有层状结构(如图所示)。
①第三周期中基态原子的第一电离能比P大的元素有______种。
②下列说法错误的是______(填字母)。
A.黑磷分子中所用化学键的键能不完全相同 B.黑磷与石墨都属于混合型晶体
C.黑磷中P原子的杂化方式为sp3 D.黑磷分子中存在大π键,易导电
(2)LiPF6、LiAsF6等可作为聚乙二醇锂离子电池的电极材料。电池放电时,Li+沿聚乙二醇分子中的碳氧链向正极迁移的过程如图所示(图中阴离子未画出)。
①Li+迁移过程发生______(填“物理”或“化学”)变化。
②相同条件下,使用______(填“LiPF6”或“LiAsF6”)作电极材料时,Li+迁移速率较快,原因是_____。
(3)PCl5是一种白色晶体,其晶胞如图所示。该晶体熔融时形成一种能导电的液体,测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正八面体形阴离子。
①写出PCl5熔融时的电离方程式______。
②若晶胞参数为anm,则晶体的密度为______g•cm-3(列出计算式)。
13、实现二氧化碳选择性、稳定性加氢合成甲醇是“甲醇经济”理念下的一个重要成果。由CO2和H2合成CH3OH的反应过程如下:
I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+40.9kJ·mol-1
II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.4kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)如图是一种特定条件下反应I机理中的第一步变化,则碳原子的杂化类型从____变为___。
(2)写出由CO2和H2合成CH3OH的热化学方程式为____。
(3)恒压条件下,按n(CO2):n(H2)=1:3投料时,该反应在无分子筛膜和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示。(分子筛膜能选择性分离出H2O)
①根据图中数据,恒压条件下采用有分子筛膜时的最佳反应温度为____℃。
②有分子筛膜时甲醇产率高的原因是____。
(4)不同压强下,依然按n(CO2):n(H2)=1:3投料,测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。
已知:CO2的平衡转化率=×100%
CH3OH的平衡产率=×100%
①压强:p1____p2(填“>”“=”或“<”),判断依据是____。
②纵坐标表示CO2平衡转化率的是图____(填“甲”或“乙”)。
③图乙中T1温度时,两条曲线几乎交于一点的原因是____。