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、三硫化四磷是黄绿色针状结晶,其结构如图所示。不溶于冷水,溶于叠氮酸、二硫化碳、苯等有机溶剂,在沸腾的NaOH稀溶液中会迅速水解。回答下列问题:
(1)Se是S的下一周期同主族元素,其核外电子排布式为____________。
(2)第一电离能:S______(填“>”、“<”或“=”,下同)P,电负性:S_____P。
(3)三硫化四磷分子中P原子采取_________杂化,与PO3-互为等电子体的化合物分子的化学式为_______。
(4)二硫化碳属于________(填“极性”或“非极性”)分子。
(5)用NA表示阿伏伽德罗常数的数值,0.1mol三硫化四磷分子中含有的孤电子对数为_________。
(6)叠氮酸(HN3)在常温下是一种液体,沸点较高,为308.8K,主要原因是_____________。
(7)氢氧化钠具有NaCl型结构,其晶胞中Na+与OH-之间的距离为αcm,晶胞中Na+的配位数为______,用NA表示阿伏加德罗常数的数值,NaOH的密度为_______g·cm-3。
3、利用周期表中同主族元素的相似性,可预测元素的性质。
(1)P元素的基态原子有______个未成对电子,白磷的分子式为P4,其结构如图甲所示。科学家目前合成了N4 分子,N 原子的杂化轨道类型是______,N-N 键的键角为_____;N4分解后能产生N2并释放出大量能量,推测其用途为____________。
(2)N、P、As 原子的第一电离能由大到小的顺序为___________。
(3)立方氮化硼晶体的结构如图乙所示。该晶体中,B原子填充在N原子的______(填空间构型名称)空隙中,且占据此类空隙的比例为________(填百分数)。
(4)N与As是同族元素,B与Ga是同族元素,立方砷化镓晶体与立方氮化硼晶体结构类似,两种晶体中熔点较高的是________;立方砷化镓晶体的晶胞边长为a pm,则其密度为____g·cm-3(用含a 的式子表示,设NA为阿伏加德罗常数的值)。
4、"碳达峰”“碳中和”是我国社会发展重大战略之一
I.中国首次实现了利用二氧化碳人工合成淀粉,其中最关键的一步是以CO2为原料制CH3OH.在某CO2催化加氢制CH3OH的反应体系中,发生的主要反应有:
①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41.1kJmo1-1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.0kJmo1-1
③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3=-48.9kJmo1-1
(1)5Mpa时,往某密闭容器中按投料比n(H2):n(CO2)=3:1充入H2和CO2反应达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
①图中Y代表___________(填化学式)。
②体系中CO2的物质的量分数受温度影响不大,原因是___________。
II.CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
①CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) K1
②CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) K2
请回答:
(2)反应CH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)的K=___________(用K1,K2表示)。
(3)恒压,750°C时,CH4和CO2按物质的量之比1:3投料,经如下流程可实现CO2高效转化。
①写出过程ii产生H2O(g)的化学方程式___________。
②过程ii的催化剂是___________,若CH4和CO2按物质的量之比1:1投料,则会导致过程ii___________。
③过程ii平衡后通入稀有气体He,测得一段时间内CO物质的量上升,根据过程iii,结合平衡移动原理,解释CO物质的量上升的原因___________。
5、如表所示为元素周期表的一部分,参照元素①~⑨在表中的位置,请回答下列问题:
族 周期 | IA |
| 0 | |||||
1 | ① | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA |
|
2 |
| ⑧ |
|
| ⑨ | ② | ③ |
|
3 | ④ |
| ⑤ |
|
| ⑥ | ⑦ |
|
(1)③、④、⑦的原子半径由大到小的顺序是_________(用元素符号表示)。
(2)下列事实能说明②元素的非金属性比⑥元素的非金属性强的是__________。
a.②的单质与⑥元素的简单氢化物溶液反应,溶液变浑浊
b.在氧化还原反应中,1mol②单质比1mol⑥单质得电子多
c.②和⑥两元素的简单氢化物受热分解,前者的分解温度高。
(3)①、②两种元素按原子个数之比为1:1组成的常见液态化合物,在酸性溶液中能将Fe2+ 氧化,写出该反应的离子方程式 ___________________。
(4) 已知周期表中存在对角相似规则,如铍(Be)与铝化学性质相似,⑧的氧化物、氢氧化物也有两性,写出⑧的氢氧化物与④的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式 _______________________。
(5)已知W+X=Y+Z(反应需要加热,),W、X、Y、Z分别是由①②⑨三种元素形成的四种10电子粒子(W、X为离子,Y、Z为分子),写出该化学方程式_________________。
(6)由表中元素形成的物质可发生如图中的反应,其中B、C、G是单质,B为黄绿色气体, D溶液显碱性。
①写出D溶液与G反应的离子方程式______________________。
②写出检验A溶液中溶质的阴离子的方法____________________。
③常温下,若电解1L0.1mol/L的A溶液,一段时间后测得溶液pH为12(忽略溶液体积变化),则该电解过程中转移电子的物质的量为:________________。
6、目前人们对环境保护、新能源开发很重视。
(1)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体转化为无毒气体。
4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200 kJ·mol-1
对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图像正确的是 (填代号)。
(2)用活性炭还原法也可以处理氮氧化物,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) ΔH在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下:
时间/min 浓度/(mol/L) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.0 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
CO2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
①根据图表数据分析T1℃时,该反应在0-20min的平均反应速率v(CO2)= ;计算该反应的平衡常数K= 。
②30min后,只改变某一条件,根据上表的数据判断改变的条件可能是 (填字母代号)。
A.加入一定量的活性炭 B.通入一定量的NO
C.适当缩小容器的体积 D.加入合适的催化剂
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3,则达到新平衡时NO的转化率 (填“升高”或“降低”),ΔH 0(填“>”或“<”).
(3)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH= -l59.5kJ/mol
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH= +116.5kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0kJ/mol
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式 。
(4)一种氨燃料电池,使用的电解质溶液是2mol/L的KOH溶液。
电池反应为:4NH3+3O2=2N2+6H2O;
请写出通入a气体一极的电极反应式为 ;每消耗3.4g NH3转移电子的物质的量为 。
7、回答下列问题:
(1)氢键存在于分子之问,也可以存在分子内,如邻羟基苯甲醛存在分子内氢键,导致它的沸点比对羟基苯甲醛低,氢键用X—H…Y表示,画出邻羟基苯甲醛分子的内氢键_______。
(2)苯酚常温下在水中溶解度不大,但高于65°时,它能与水任何比例互溶,原因是_______。
(3)三种晶体的熔点数据如下:
物质 | |||
熔点 | 280℃ | 3550℃ | 3652℃ |
和金刚石熔点相差大,石墨的熔点比金刚石高,原因是_______。
8、非金属元素在化学中具有重要地位,请回答下列问题:
(1)氧元素的第一电离能比同周期的相邻元素要小,理由________。
(2)元素X与硒(Se)同周期,且该周期中X元素原子核外未成对电子数最多,则X为_____(填元素符号),其基态原子的电子排布式为_______。
(3)臭齅排放的臭气主要成分为3-MBT-甲基2丁烯硫醇,结构简式为()1mol 3-MBT中含有
键数目为_______NA(NA为阿伏伽德罗常数的值)。该物质沸点低于(CH3)2C=CHCH2OH,主要原因是_______。
(4)PCl5是一种白色晶体,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;熔体中P-Cl的键长只有198pm和206pm两种,试用电离方程式解释PCl5熔体能导电的原因_________,正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角原因为__________,该晶体的晶胞如图所示,立方体的晶胞边长为a pm,NA为阿伏伽德罗常数的值,则该晶体的密度为_______g/cm 3
9、CO、SO2是主要的大气污染气体,利用化学反应原理是治理污染的重要方法.
Ⅰ.甲醇可以补充和部分替代石油燃料,缓解能源紧张,利用CO可以合成甲醇.
(1)已知:CO(g)+1/2O2(g)═CO2(g)ΔH1=-283.0kJ·mol-1
H2(g)+1/2O2(g)═H2O(l)ΔH2=-285.8kJ·mol-1
CH3OH(g)+3/2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=-764.6 kJ·mol-1
请写出CO与H2合成甲醇蒸汽的热化学方程式____________________
(2)一定条件下,在溶剂为VL的密闭容器中充入a molCO与2a molH2合成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如图所示.
①该反应在A点的平衡常数K=_________________(用a和V表示)
②下列能说明反应达到平衡状态的是_____
A.v(CO)=v(H2) B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变 D. c(CO)=c(H2)
③写出能增大v(CO)又能提高CO转化率的一项措施_____________________________
Ⅱ.某学习小组以SO2为原料,采用电化学方法制取硫酸。
(3)原电池原理:该小组设计的原理示意图如左下图,写出该电池负极的电极反应式______。
(4)电解原理:该小组用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液,然后电解该溶液制得了硫酸。原理如图,写出开始电解时阳极的电极反应式________________。
(5)已知25℃时由Na2SO3和NaHSO3形成的混合溶液恰好呈中性,则该混合溶液中各离子浓度的大小顺序为________________________________(已知25℃时,H2SO3的电离平衡常数Ka1=1×10-2,Ka2=1×10-7)
10、某小组同学探究盐对Fe3++3SCN-Fe(SCN)3平衡体系的影响。
实验I:探究KCl对Fe3+和SCN-平衡体系的影响将已用稀盐酸酸化0.005mol·L-1FeCl3溶液(无色)和0.01mol·L-1KSCN溶液等体积混合,静置至体系达平衡,得红色溶液X。各取2mL溶液X放入3支比色皿中,分别滴加0.1mL不同浓度的KCl溶液,并测定各溶液的透光率随时间的变化,结果如图所示。
已知:①溶液的透光率与溶液颜色深浅有关,颜色深,透光率低。
②Cl、与Fe3+均能发生络合反应:Fe3++4C1-
[FeCl4]-(黄色)、Fe3++2
[Fe(SO4)2]-(无色)。
(1)稀盐酸酸化FeCl3溶液的目的是___________。(用离子方程式表示)。采用浓度较低的FeCl3溶液制备Fe3+和SCN-的平衡体系,是为了避免___________(填离子符号)的颜色对实验干扰。
(2)从实验结果来看,KCl溶液确实对Fe3+和SCN-平衡体系有影响,且随着KCl浓度增大,Fe3++3SCN-Fe(SCN)3平衡向___________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
实验II:探究盐对Fe3+和SCN-平衡体系产生影响的原因
同学查阅相关资料,认为可能的原因有:
原因1:溶液中的离子会受到周围带有异性电荷离子的屏蔽,使该离子的有效浓度降低,这种影响称为盐效应。KCl溶液的加入使Fe3+和SCN-平衡状态因盐效应而发生变化。
原因2:溶液中存在副反应Fe3++4C1-[FeCl4]-,离子浓度发生变化,导致Fe3+和SCN-平衡状态发生变化。
(3)基于以上分析,该组同学取2mL红色溶液X,分别加入等物质的量的不同种类的盐晶体(忽略溶液体积变化),观察颜色变化,结果如下表。
序号 | 加入少量盐 | 溶液颜色 |
① | KCl | 变浅 |
② | NaCl | 变浅程度较大 |
基于以上实验现象可得出结论:K+的盐效应弱于Na+的盐效应。简述获得结论的依据:______。
(4)取2mL溶液X继续进行实验,结果如下表。
序号 | 加入溶液 | 溶液颜色 |
③ | 1mL蒸馏水 | 略变浅 |
④ | 1mL3mol·L-1盐酸 | 明显变浅,溶液偏黄 |
⑤ | 1mL1.5mol·L-1硫酸 | 现象a:溶液变为浅黄色 |
上述实验③和实验④可证明副反应影响了Fe3+和SCN-平衡体系,结合实验现象及化学用语分析副反应对Fe3+和SCN-平衡体系有影响的原因:___________。
实验III:探究现象a中溶液变为浅黄色的的原因
序号 | 实验操作 | 溶液颜色 |
⑥ | 取1mL0.0025mol:L-1Fe2(SO4)3溶液(无色),加入1mL0.01mol·L-1KSCN溶液,再加入1mL1.5mol·L-1硫酸 | 溶液先变红,加入硫酸后变为浅黄色 |
⑦ | 取1mL0.005mol·L-1FeCl3溶液(无色) | 溶液为无色 |
(5)由实验④、实验⑤和实验⑥可知,溶液变为浅黄色与___________(填微粒的化学式)无关。
(6)为了进一步确认现象a中使溶液呈浅黄色的微粒只有Fe(SCN)3,补充完整实验⑦的操作___________。
11、某兴趣小组对化合物X开展探究实验。
其中:X是易溶于水的正盐,由3种元素组成;A和B均为纯净物;生成的A全部逸出,且可使品红溶液褪色:溶液C中的溶质只含一种阴离子,并测得其pH为1;用酸性标准溶液滴定用6.68gX配成的溶液,发生反应:
,消耗
。(注:忽略加入固体X后溶液的体积变化)。请回答:
(1)组成X的3种元素是_______(填元素符号),X的化学式是_______。
(2)若吸收气体A的KOH不足,,该反应的化学方程式是_______。
(3)固体X与稀盐酸发生反应的离子方程式是_______。
(4)某研究小组讨论溶液D中的主要阴离子M与的反应原理,提出了两种可能:一是发生氧化还原反应;二是发生双水解反应,生成氢氧化铁胶体和气体A。在探究过程中某小组同学选择如下的实验用品:溶液D,
稀溶液,稀盐酸;试管、胶头滴管。从选择的药品分析,分析设计这个实验的目的是_______。
12、油气开采、石油化工、煤化工等行业产生的废气普遍含有硫化氢,需要回收处理并加以利用。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
则反应③的
___________
:下列叙述中能说明反应③达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.断裂2molC—H的同时生成1molC=S B.恒容条件下,体系压强不再变化
C.恒容条件下,气体的密度不再变化 D.
(2)对于上述反应①,在不同温度、压强为100kPa、进料的物质的量分数为0.1%~20%(其余为Ar)的条件下,
的平衡转化率如图1所示。
、
和
的大小关系为___________;
的物质的量分数越大,
的平衡转化率越小的原因是___________。
(3)上述反应①和③的随温度的变化如图2所示,已知
(R为常数,T为温度,K为平衡常数),则在1000K时,反应的自发趋势:①___________③(选填“>”“<”或“=”)。在1000K、100kPa条件下,
的混合气发生反应,达到平衡时
,
接近于0,其原因是___________。
(4)在1000K、100kPa条件下,的混合气发生反应,上述反应③达到平衡时,
的分压与
的分压相同。则反应③的
___________。
13、过渡钴元素是磁化一次就能保持磁性的少数金属元素之一,可制成超硬耐热合金、磁性合金或粘合剂等,请回答下列问题:
(1)钴的基态原子的价电子排布为___________。
(2)橙红色晶体羰基钴的分子式为Co2(CO)8,是一种重要的无机金属配合物,可溶于多数有机溶剂。该晶体中三种元素电负性由大到小的顺序为___________(填元素符号)
(3)纳米结构氧化钴可在室温下将甲醛(HCHO)完全催化氧化,已知甲醛各原子均满足稳定结构,甲醛分子中心原子的杂化方式为___________。
(4)CoCl2溶液加氨水直接先生成的Co(OH)2沉淀又溶解,再加氨水,生成[CoNH3)6]Cl2,1 mol [Co(NH3)5Cl]Cl2中含σ键数目为___________(用NA表示阿伏加德罗常数),含有的作用力有___________(填序号)
a.配位键 b.离子键 c.金属键 d.氢键 e.极性键 f.非极性键
(5)①在HClO4-NaClO4,介质中,K5[Co3+O4W12O36](简写为Co3+W)可催化合成酯,组成HClO4-NaClO4中H、Na、O元素的第一电离能由小到大的顺序为___________。
②写出ClO的一种等电子体的化学式为___________。
(6)磷化钴的晶胞结构如图所示,最近且相邻两个钴原子的距离为n pm,设NA为阿伏加德罗常数的值,则晶胞密度为___________g·cm-3(列出计算式)