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、NH3作为一种重要化工原料,被大量应用于工业生产,与其有关性质反应的催化剂研究曾被列入国家863计划。催化剂常具有较强的选择性,即专一性。已知:
反应I:4NH3(g) +5O2(g) 4NO(g) +6H2O(g) △H=―905.0 kJ·molˉ1
反应 II:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g) +6H2O(g) △H
(1)
化 学 键 | H—O | O=O | N≡N | N—H |
键能kJ·molˉ1 | 463 | 496 | 942 | 391 |
△H=__________________ 。
(2)在恒温恒容装置中充入一定量的NH3和O2,在催化剂的作用下进行反应I,则下列有关叙述中正确的是_________。
A.使用催化剂时,可降低该反应的活化能,加快其反应速率
B.若测得容器内4v正(NH3)=6v逆(H2O) 时,说明反应已达平衡
C.当容器内=1时,说明反应已达平衡
D.当测得容器内的O2密度不再变化时,说明反应已达平衡
(3)氨催化氧化时会发生上述两个竞争反应I、II。为分析某催化剂对该反应的选择性,在1L密闭容器中充入1 mol NH3和2mol O2,测得有关物质的量关系如下图:
① 该催化剂在高温时选择反应____________ (填“ I ”或“ II”)。
② 520℃时,4NH3(g)+5O24NO(g) +6H2O(g)的平衡常数K=__________ ( 不要求得出计算结果,只需列出数字计算式)。
③有利于提高NH3转化为N2平衡转化率的措施有______________
A.使用催化剂Cu/TiO2 B.将反应生成的H2O(g)及时移出
C.增大NH3和O2的初始投料比 D.投料比不变,增加反应物的浓度
E.降低反应温度
(4)最近华南理工大提出利用电解法制H2O2并用产生的H2O2处理废氨水,装置如图:
①为了不影响H2O2的产量,需要向废氨水加入适量硝酸调节溶液的pH约为5,则所得废氨水溶液中c(NH4+)______c(NO3﹣)(填“>”、“<”或“=”).
②Ir﹣Ru惰性电极有吸附O2作用,该电极上的反应为______.
③理论上电路中每转移3mol电子,最多可以处理NH3•H2O的物质的量为______.
3、[化学―选修3:物质结构与性质]
研究物质的微观结构,有助于人们理解物质变化的本质。请根据已学习的物质结构知识,回答下列问题:
(l)基态Mn原子的价电子排布式为___,气态Mn2+再失去l个电子比Fe2+再失去1个电子更难,其原因是________。
(2)向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,继续加氨水,难溶物溶解,得到深蓝色的透明溶液;若加入极性较小的溶剂(如乙醇),将析出深蓝色的晶体。实验时形成的深蓝色溶液中的阳离子内存在的全部化学键类型有_____。写出难溶物溶于氨水时的离子方程式__________。实验过程中加入C2H5OH 后可观察到析出深蓝色Cu(NH3)4SO4·5H2O晶体。实验中所加C2H5OH 的作用是______。
(3) HClO2、HClO3为氯元素的含氧酸,试推测ClO2-的空间结构:________;HClO3分子中,Cl原子的杂化方式为______;两种酸酸性较强的是_______.
(4)多磷酸盐的酸根阴离子是由两个或两个以上磷氧四面体通过共用角顶氧原子而连接起来的,部分结构如图所示,多磷酸根离子的通式为______。(磷原子数目用n表示)
(5)金属Pt采用“…ABCABC…”型堆积方式,抽出一个晶胞,其正确的是________。
已知金属Pt的密度为21.4 g/cm3,则Pt原子半径的计算式为______pm (只列式,不必计算结果,Pt的相对原子质量为M,阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1)。
4、铂(Pt)及其化合物用途广泛。
(1)在元素周期表中,Pt与Fe相隔一个纵行、一个横行,但与铁元素同处_____族。基态铂原子有2个未成对电子,且在能量不同的原子轨道上运动,其价电子排布式为____________。
(2)二氯二吡啶合铂是由Pt2+、Cl-和吡啶结合形成的铂配合物,有顺式和反式两种同分异构体。科学研究表明,顺式分子具有抗癌活性。
①吡啶分子是大体积平面配体,其结构简式如图所示。每个吡啶分子中含有的σ键数目为________。
②二氯二吡啶合铂中存在的微粒间作用力有________(填序号)。
a.离子键 b.氢键 c.范德华力 d.金属键 e.非极性键
③反式二氯二吡啶合铂分子是非极性分子,画出其结构式:_____。
(3)某研究小组将平面型的铂配合物分子进行层状堆砌,使每个分子中的铂原子在某一方向上排列成行,构成能导电的“分子金属”,其结构如图所示。
① 硫和氮中,第一电离能较大的是______。
②“分子金属”可以导电,是因为______能沿着其中的金属原子链流动。
③“分子金属”中,铂原子是否以sp3的方式杂化?简述理由:______。
(4)金属铂晶体中,铂原子的配位数为12,其立方晶胞沿x、y或z轴的投影图如图所示。若金属铂的密度为d g·cm-3,则晶胞参数a=_________________nm(列计算式)。
5、【选做题】本题包括A, B两小题,请选定其中一小题,并在相应的答题区域内作答。若多做,则按A小题评分
A.在5-氨基四唑()中加入金属Ga,得到的盐是一种新型气体发生剂,常用于汽车安全气囊.
(1)基态Ga原子的电子排布式可表示为____________;
(2)5-氨基四唑中所含元素的电负性由大到小的顺序为____________,其中N原子的杂化类型为____________;在1mol 5-氨基四唑中含有的σ键的数目为____________。
(3)叠氮酸钠(NaN3)是传统安全气囊中使用的气体发生剂.
①叠氮酸钠(NaN3)中含有叠氮酸根离子(N3-),根据等电子体原理N3-的空间构型为____________。
②以四氯化钛、碳化钙、叠氮酸盐作原料,可以生成碳氮化钛化合物.其结构是用碳原子取代氮化钛晶胞(结构如右图)顶点的氮原子,这种碳氮化钛化合物的化学式为____________。
6、铜及其化合物有着广泛的应用。某实验小组探究的性质。
I.实验准备:
(1)由固体配制
溶液,下列仪器中需要使用的有_________(填序号)。
实验任务:探究溶液分别与
、
溶液的反应
查阅资料:
已知:a.(深蓝色溶液)
b.(无色溶液)
(深蓝色溶液)
设计方案并完成实验:
实验 | 装置 | 试剂x | 操作及现象 |
A |
|
| 加入 |
B |
| 加入 |
现象分析与验证:
(2)推测实验B产生的无色气体为,实验验证:用蘸有碘水的淀粉试纸接近试管口,观察到__________。
(3)推测实验B中的白色沉淀为,实验验证步骤如下:
①实验B完成后,立即过滤、洗涤。
②取少量已洗净的白色沉淀于试管中,滴加足量________,观察到沉淀溶解,得到无色溶液,此反应的离子方程式为__________;露置在空气中一段时间,观察到溶液变为深蓝色。
(4)对比实验A、B,提出假设:增强了
的氧化性。
①若假设合理,实验B反应的离子方程式为和__________。
②下述实验C证实了假设合理,装置如图8(两个电极均为碳棒)。实验方案:闭合K,电压表的指针偏转至“X”处;向U形__________(补全实验操作及现象)。
Ⅱ.能与
、
、
、
等形成配位数为4的配合物。
(5)硫酸铜溶液呈蓝色的原因是溶液中存在配离子_________(填化学式)。
(6)常见配合物的形成实验
实验操作 | 实验现象 | 有关离子方程式 |
滴加氨水后,试管中首先出现蓝色沉淀,氨水过量后沉淀逐渐__________,得到深蓝色的透明溶液,滴加乙醇后析出_________色晶体 |
7、在空气中泄露的二氧化硫,会被氧化而形成硫酸雾或硫酸盐气溶胶,污染环境。工业上常用溶液吸收、活性炭还原等方法处理二氧化硫,以减小对空气的污染。
(1)写出用溶液吸收
的离子方程式____________。
(2)钠原子核外有______种能量不同的电子。写出硫原子最外层电子的轨道表示式____________。
(3)比
稳定,请用分子结构的知识简述其理由。__________________
8、(化学—选修3:物质结构与性质)
氮化硼(BN)被称为一种“宇宙时代的材料”,具有很大的硬度。
(1)基态硼原子有__________个未成对电子,氮离子的电子排布式为__________。
(2)部分硼的化合物有以下转化:
则下列叙述正确的是__________(填序号);
A.B3N3H6俗称无机苯,但不是平面分子
B.BNH6与乙烷是等电子体
C.HB≡NH中的硼原子、氮原子韵杂化类型相同
D.硼、氮、氧三元素的第一电离能比较:B<N<O
(3)下图的晶体结构中,黑球白球分别代表不同的原子、离子或分子,则图1的晶胞中含有的粒子总数为__________;图2中的白球的配位数是__________。
(4)已知图3、4均表示BN晶体的结构,制备氮化硼的原理为:BCl3+2NH3=BN+2HCl+NH4Cl,当该反应中有1mol BN生成时,则反应中可形成__________mol配位键,比较氮化硼晶体与晶体硅的沸点高低并解释原因____________________。
(5)X射线的衍射实验可获取晶体的结构,包括晶胞形状、大小及原子的分布等参数,从而提供了又一种实验测定阿伏加德罗常数和元素的相对质量的方法。若图4晶胞的棱长为a nm,密度为ρ g·cm-3,则阿伏加德罗常数为__________(要求化为最简关系)。
9、已知:硼镁矿主要成分为Mg2B2O5·H2O,硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程为:
回答下列有关问题:
(1)硼砂中B的化合价为 ,将硼砂溶于热水后,常用稀H2SO4调pH=2~3制取H3BO3,该反应的离子方程式为 。
(2)MgCl2·7H2O需要在HCl氛围中加热,其目的是 。若用惰性电极电解MgCl2溶液,其阴极反应式为 。
(3)镁-H2O2酸性燃料电池的反应原理为 Mg+H2O2+2H+===Mg2++2H2O, 则正极反应式为 。常温下,若起始电解质溶液pH=1,则pH=2时,溶液中Mg2+浓度为______。当溶液pH=6时, (填“有”或“没有”)Mg(OH)2沉淀析出(已知Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12)。
(4)制得的粗硼在一定条件下生成BI3,BI3加热分解可以得到纯净的单质硼。现将0.020 g粗硼制成的BI3完全分解,生成的I2用0.30 mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。该粗硼样品的纯度为____(提示:I2+2S2O===2I-+S4O)(结果保留一位小数)。
10、蔗糖与浓硫酸的炭化实验会产生大量的有刺激性气味的气体对环境产生污染。为此,某化学兴趣小组设计了如下装置进行实验。玻璃管中①②③分别为CO检测试纸 (浸有氯化钯洛液的滤纸,遇CO变黑色)、滴有品红溶液的滤纸、滴有酸性KMn04 溶液的滤纸,a和b分别为两个小气球。
实验步骤如下:按图示连接好仪器,然后检查装置的气密性;装好试剂,夹紧止水夹K,向A瓶中的蔗糖上小心滴加浓硫酸,片刻后可观察到A瓶内蔗糖变黑,体积膨胀,有白雾产生,气球a鼓起,玻璃管中①号滤纸白色变黑色,②号和③号滤纸均褪色。请回答以下问题:
(1)上图中盛有浓硫酸的仪器名称为________。待上述反应结束后,点燃酒精灯并在②号和③号滤纸的玻璃管近均匀加热,观察到的现象是_______。
(2)B瓶中酸性KMnO4溶液的作用是______________,发生反应的离子方程式为_____。
(3)打开止水夹K,使气球a内气体缓慢通过B瓶和C瓶,一段时间之后,发现澄清石灰水变浑浊,但此现象并不能证明该反应生成了CO2。为了证明有CO2生成并简化实验装置,可在④号位置放上滴有______的滤纸(从以下试剂中选择)。
A.品红浓液 B.酸性高锰酸钾溶液 C.溴水 D.澄清石灰水
(4)若反应生成的两种碳的氧化物在相同条件下的体积比为2:1,则滤纸炭化后体积膨胀发生反应的化学方程式可能为_________。(若是氧化还原反应,请用单线桥法在化学反应方程式上标明电子转移的方向和数目。)
(5)若在尾端没有气球b,会有什么不良结果?_________。
11、达喜是常用的中和胃酸的药物,其有效成分是含结晶水的铝镁碱式盐。取该碱式盐6.02g,向其中逐滴加入4.00mol·L-1的盐酸,当加入盐酸42.5mL时开始产生CO2,加入盐酸至45.0mL时恰好反应完全。
(1)计算该碱式盐样品中碳酸根与氢氧根的物质的量之比:__。
(2)若达喜中镁、铝元素的物质的量之比为3:1,则氢元素的质量分数为__。
12、CO2的捕集与转化是当今科学研究的重要课题。以CO2、C2H6为原料合成C2H4涉及的主要反应如下:
I.CO2(g)+C2H6(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g) △H=+177kJ·mol-1(主反应)
II.C2H6(g)CH4(g)+H2(g)+C(s) △H=+9kJ·mol-1(副反应)
I的反应历程可分为如下两步:
①C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H1(反应速率较快)
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) △H2=+41kJ·mol-1(反应速率较慢)
(1)△H1=____。
(2)相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)对反应I速率影响更大,其原因是____。
(3)如图是CO2和C2H6合成C2H4相关物质转化率或选择性与温度变化的关系,则该反应选择的最佳温度为____℃。
(4)在800℃时,将1molCO2和3molC2H6充入10L体积不变的密闭容器中,在有催化剂存在的条件下,只发生反应CO2(g)+C2H6(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)。若初始压强为2.0MPa,一段时间后反应达到平衡,平衡时产物的物质的量之和与剩余反应物的物质的量之和相等,则达到平衡时CO2的转化率为____;该温度下反应的平衡常数Kp=____(保留两位有效数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(5)工业上用甲烷催化法制取乙烯,只发生如下反应:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) △H>0,温度T时,向2L恒容密闭容器中充入2molCH4,反应过程中CH4的物质的量随时间变化如图所示。实验测得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)•c2(H2),k正、k逆为速率常数,只与温度有关,则T温度时
=____(用含有m的代数式表示)。该反应在____(“高温”或“低温”)下更易自发进行。
13、钌()为稀有元素,广泛应用于电子、航空航天、化工等领域。钌的矿产资源很少,故从含钌废料中回收钌的研究很有意义。某科研小组设计了一种从含钌废料中分离提纯钌的工艺,其流程如下:
(1)加碱浸取时,为提高钌的浸出率可采取的措施有_______(任写两点)。
(2)操作X的名称为_______。
(3)“研磨预处理”是将研磨后的含钌废料在氢气还原炉中还原为单质钌,再进行“碱浸”获得,写出“碱浸”时生成
的离子方程式:_______。
(4)“滤渣”的主要成分为,加入草酸的作用是_______,金属钌与草酸的质量比x和反应温度T对钌的回收率的影响如图所示,则回收钌较为适宜的条件是_______。
在酸性介质中,若使用溶液代替草酸,可获得
,则反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______。
(5)“一系列操作”为_______,写出在“还原炉”中还原制得钌的化学方程式:_______。