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、[化学——选修3:物质结构与性质]太阳能电池板材料除单晶硅外,还有铜、铟、镓、硒等化学物质。
(1)基态硅原子的价电子排布图: 。
(2)硒和硫同为VIA族元素,与其相邻的元素有砷和溴,则三种元素的第二电离能由小到大的顺序为 。(用I2X表示)
(3)气态SeO3分子的杂化类型为 ,与SeO3互为等电子体的一种阴离子为 (填化学式)。
(4)胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O) 4]SO4 ·H2O,其结构示意图如下:
胆矾中含有的粒子间作用力是 (填序号)。
A.离子键 B.极性键 C.金属键 D.配位键 E.氢键 F.非极性键
(5)在硫酸铜溶液中加入过量KCN,生成配合物K 2[Cu(CN)4],该配合物属于 晶体,已知CN-与N2为等电子体,指出1molCN-中键的数目为 。
(6)一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积结构,在晶胞中金原子位于顶点,铜原子位于面心,则该合金中铜原子(Cu)与金原子(Au)个数比为 ;若该晶体的晶胞棱长为a nm,则该合金密度为 g/cm3。(列出计算式,不要求计算结果,阿伏加德罗常数的值为NA)
3、A、B、C、D均为中学化学常见的纯净物,A是单质。它们之间有如图反应关系:
(1)若B是气态氢化物,C、D是氧化物且会造成光化学烟雾污染。写出反应③的化学方程式:___。
(2)若A是太阳能电池用的光伏材料。C、D为钠盐,两种物质中除钠、氧外的元素位于同一主族,且溶液均显碱性。写出反应②的化学方程式:___。
(3)若D物质具有两性,反应②③均要用强碱溶液,反应④是通入过量的一种引起温室效应的主要气体。写出反应④的离子方程式:___。
(4)若A是应用最广泛的金属。反应④用到A,反应②⑤均用到同一种非金属单质。写出反应④的离子方程式:___。
4、硫和碳及其化合物广泛存在于自然界中,并被人们广泛利用。回答下列问题:
(1)当基态原子的电子吸收能量后,电子会发生____,某处于激发态的S原子,其中1个3s电子跃迁到3p轨道中,该激发态S原子的核外电子排布式为__________。硫所在周期中,第一电离能最大的元素是___________。(填元素符号)
(2)写出一个与CO2具有相同空间结构和键合形式的分子的电子式__________________。
(3)H2S中S原子的杂化类型是__________;H2S的VSEPR模型名称为_________;H2S的键角约为94°,H2O的键角为105°,其原因是___________________________。
(4)科学家通过X射线推测胆矾结构示意图1如下:
其中含有________个配位键,___________个氢键。
(5)已知Zn和Hg同属IIB族元素,火山喷出的岩浆是一种复杂的混合物,冷却时,许多矿物相继析出,其中所含的ZnS矿物先于HgS矿物析出,原因是_________________________________。
(6)碳的另一种同素异形体—石墨,其晶体结构如上图2所示,虚线勾勒出的是其晶胞。则石墨晶胞含碳原子个数为____个,已知石墨的密度为pg·cm-1,C-C键长为rcm,阿伏伽德罗常数的值为NA,计算石墨晶体的层间距为____cm。
5、化学上把外加少量酸、碱,而pH基本不变的溶液,称为缓冲溶液。
I.现有25℃时,浓度均为的
和
的缓冲溶液,pH=4.76,回答下列问题:[25℃时
,
为盐的水解常数]
(1)25℃时_______(写表达式),计算
_______(保留三位有效数字)。
(2)该缓冲溶液中离子浓度由大到小的顺序是_______。
(3)用1.0L上述缓冲溶液中滴加几滴NaOH稀溶液(忽略溶液体积的变化),反应后溶液中c(H+)_______mol/L。
(4)改变下列条件,能使稀溶液中
保持增大的是_______。
a.升温 b.加入NaOH固体 c.稀释 d.加入CH3COONa固体
II.人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系()维持pH稳定。已知正常人体血液在正常体温时,
的一级电离常数
,
,
。由题给数据可算得正常人体血液的pH约为_____,当过量的酸进入血液中时,血液缓冲体系中
的值将___(填“变大”“变小”或“不变”)。
6、I.把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径1:C(s) +O2 (g)=CO2(g) ΔH1<0 ①
途径2:先制成水煤气:C(s) +H2O(g) = CO(g)+H2(g) ΔH2>0 ②
再燃烧水煤气:2 CO(g)+O2 (g)=2CO2(g) ΔH3<0 ③
2H2(g)+O2 (g) =2H2O(g) ΔH4<0 ④
请回答下列问题:
(1) 途径I放出的热量________( 填“大于”“等于”或“小于”) 途径II放出的热量。
(2) ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系式是_____________________。
II.某氮肥厂含氮废水中的氮元素多以和NH3·H2O形式存在,处理过程中
在微生物的作用下经过两步反应被氧化成
,这两步反应过程中的能量变化如图所示:
(3)1mol(aq)全部被氧化成
(aq)的热化学方程式是____________________
III.氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体,已知:
①CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH= -a kJ•mol-1(a>0)
②2CO(g)+2NO (g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH= -b kJ•mol-1(b>0)
(4)若用标准状况下 3.36L CO还原NO2至N2(CO完全反应)的整个过程中转移电子的物质的量为______mol,放出的热量为______kJ(用含有a和b的代数式表示)。
(5)用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染.例如:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1= -574kJ•mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=?
若1mol CH4还原NO2至N2整个过程中放出的热量为867kJ,则ΔH2=______.
7、亚硝酰硫酸(NOSO4H)纯品为棱形结晶,溶于硫酸,遇水易分解,常用于制染料。SO2和浓硝酸在浓硫酸存在时可制备NOSO4H,反应原理为:SO2+HNO3=SO3+HNO2、SO3+HNO2=NOSO4H。
(1)亚硝酰硫酸(NOSO4H)的制备。
①打开分液漏斗I中的旋塞后发现液体不下滴,可能的原因是_______。
②按气流从左到右的顺序,上述仪器的连接顺序为_______ (填仪器接口字母,部分仪器可重复使用)。
③A中反应的方程式为_______。
④B中“冷水”的温度一般控制在20°C,温度不易过高或过低的原因为_______。
(2)亚硝酰硫酸(NOSO4H)纯度的测定。称取1.500g产品放入250 mL的碘量瓶中,并加入100.00 mL浓度为0.1000 mol·L-1的KMnO4标准溶液和10 mL25%的H2SO4,摇匀;用0.5000 mol·L-1 Na2C2O4标准溶液滴定,滴定前读数1.02 mL,到达滴定终点时读数为31.02 mL。
已知:
i.__KMnO4+__NOSO4H+__=__K2SO4+__MnSO4+__HNO3+__H2SO4
ii.2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4=2MnSO4+10CO2↑+8H2O
①完成反应i的化学方程式:_______KMnO4+_______NOSO4H+_______=_______K2SO4+_______MnSO4+_______HNO3+_______H2SO4
②滴定终点的现象为_______。
③产品的纯度为_______。(保留3位有效数字)
8、硝酸(HNO3)在生活、生产中有广泛的用途。工业上通常以氨气为原料来制取硝酸,其反应原理如下:4NH3+5O24NO+6H2O、4NO+3O2+2H2O→4HNO3
(1)比较HNO3中各组成元素的非金属性强弱___________。
(2)写出NH3的电子式___________,O原子最外层的轨道表示式___________。
(3)联合制碱法是把“合成氨法”和“氨碱法”联合在一起,你认为制硝酸能不能用这个方法,把“合成氨工业”和“硝酸工业”联合在一起,理由是___________。
9、二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,以CO和H2为原料生产二甲醚主要发生以下三个反应:
化学反应方程式 |
| 化学平衡常数 |
①CO(g)+2H2(g) | ΔH1=-99 kJ•mol-1 | K1 |
②2CH3OH(g) | ΔH2=-24 kJ•mol-1 | K2 |
③CO(g)+H2O(g) | ΔH3=-41 kJ•mol-1 | K3 |
(1)该工艺的总反应为3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH
该反应ΔH=__________________,化学平衡常数K=____________________(用含K1、K2、K3的代数式表示)。
(2)某温度下,将8.0molH2和4.0molCO充入容积为2L的密闭容器中,发生反应:4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g),10 分钟后反应达平衡,测得二甲醚的体积分数为25%,则CO的转化率为________。
(3)下列措施中,能提高CH3OCH3产率的有________。
A.分离出二甲醚 B.升高温度 C.改用高效催化剂 D.增大压强
(4)该工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率,原因是_______________________________。
10、碘化钠在光学器件石油探测、安检、环境监测等领域有重要应用。某研究小组开发设计的制备高纯NaI的简化流程如图:
已知:
①I2(s)+I-(aq)I
(aq)。
②水合肼(N2H4•H2O)具有强还原性,可分别将碘的各种酸根和I2还原为I-,本身被氧化为无毒物质。
③NaI易溶于水,也易溶于酒精,在酒精中的溶解度随温度的升高增加不大。
请回答:
(1)步骤Ⅰ,I2与NaHCO3溶液发生歧化反应,生成物中含IO-和IO离子。
①I2与NaHCO3溶液反应适宜温度为40~70℃,则采用的加热方式为__。
②实验过程中,加少量NaI固体能使反应速率加快,其原因是__。
(2)步骤Ⅱ,水合肼与IO-反应的离子方程式为__。
(3)步骤Ⅲ,多步操作为:
①将步骤Ⅱ得到的pH为6.5~7的溶液调整pH值至9~10,在100℃下保温8h,得到溶液A;
②将溶液A的pH值调整至3~4,在70~80℃下保温4h,得溶液B;
③将溶液B的pH调整至6.5~7,得溶液C;
④在溶液C中加入活性炭,混合均匀后煮沸,静置10~24h后,过滤除杂得粗NaI溶液。
上述①②③操作中,调整pH值时依次加入的试剂为__。
A.NaOH B.HI C.NH3•H2O D.高纯水
(4)步骤Ⅳ,采用改进的方案为用“减压蒸发”代替“常压蒸发”。
①“减压蒸发”需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管、接收瓶之外,还有__。
A.直形冷凝管 B.球形冷凝管 C.烧杯 D.抽气泵
②采用“减压蒸发”的优点为__。
(5)将制备的NaI•2H2O粗品以95%乙醇为溶剂进行重结晶。请给出合理的操作排序__。
加热95%乙醇→____→___→___→____→纯品(选填序号)。
①减压蒸发结晶 ②NaI•2H2O粗品溶解 ③趁热过滤 ④真空干燥
11、将两种硫酸盐按一定比例混合后共熔,可制得化合物M(化学式为xK2SO4·yCr2(SO4)3),若将2.83g化合物M中的Cr3+全部氧化为Cr2O72-后,溶液中的Cr2O72-可和过量KI溶液反应,得到3.81gI2,反应的离子方程式为:Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr2O72-+3I2+7H2O,若向溶有2.83gM的溶液中,加入过量的BaCl2溶液,过滤洗涤干燥后可得到4.66g白色沉淀。
由此推断出化合物M中x:y为__。写出简要计算过程:__。
12、硫、锌分别是人体必须的常量元素和微量元素,在生产中有着广泛应用。回答下列问题。
(1)基态硫原子的价电子排布式为___________,共有___________个未成对电子。下列状态的硫原子中,电离最外层1个电子所需能量最低的是___________(填标号)。
(2)S与O同族,H2S与H2O空间构型相同,都是2对孤电子对,但H2O分子中的键角比H2S分子中的键角大,请从成键电子对之间相互排斥的角度解释其原因___________。
(3)二烃基锌(R-Zn-R)分子中烃基R与锌以σ键结合,C2H5-Zn-C2H5分子中原子的杂化方式有___________,下表是2种二烃基锌的沸点数据,则烃基R1是___________,推断的依据,是___________。
物质 | R1-Zn-R1 | C2H5-Zn-C2H5 |
沸点(°C) | 46 | 118 |
(4)闪锌矿硫化锌的晶胞结构如图所示。硫离子呈立方最密堆积,Zn2+填入S2-组成___________空隙中(填“正四面体”或“正八面体”);NA为阿伏加德罗常数,若晶体的密度为ρg/cm3,则S2-离子之间最短核间距离为___________pm(用含ρ、NA的代数式表示)。
13、CO2既是温室气体,也是重要的化工原料,二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
(1)用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物,某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+ 2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g) ∆H,在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如表:
浓度/(mol/L)//时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
NO | 2.0 | 1.16 | 0.40 | 0.40 | 0.6 |
N2 | 0 | 0.42 | 0.80 | 0.80 | 1.2 |
CO2 | 0 | 0.42 | 0.80 | 0.80 | 1.2 |
①根据图表数据分析T1 ℃时,该反应在0~10 min内的平均反应速率v(NO)=_____mol·L-1·min-1;计算该反应的平衡常数K=_______。
②若30 min后只改变某一条件,据表中的数据判断改变的条件可能是_____(填字母编号)。
A.通入一定量的NO B.适当缩小容器的体积
C.加入合适的催化剂 D.加入一定量的活性炭
③若30 min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为2:3:3,则达到新平衡时NO的转化率_______(填“升高”或“降低”),∆H______0(填“>”或“<”)。
(2)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.1 kJ·mol-1
2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-24.5 kJ·mol-1
写出CH3OCH3(g)和H2O(g)转化为CO2(g)和H2(g)的热化学方程式_______
(3)二甲醚燃料电池具有能量转化率高、电量大的特点而被广泛应用,一种二甲醚氧气电池(电解质为KOH溶液)的负极反应式为:_______。
(4)常温下,用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工产品Na2CO3。
①若某次捕捉后得到pH=10的溶液,则溶液中c(HCO)∶c(CO
) =______。[常温下K1(H2CO3)=4.4×10-7、K2(H2CO3)=5×10-11]。
②欲用1LNa2CO3溶液将4.66 g BaSO4(233 g/moL)固体全都转化为BaCO3,则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为_____。[已知:常温下Ksp(BaSO4)=1×10-11,Ksp (BaCO3)=1×10 -10]。(忽略溶液体积的变化)