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]
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)。
3、非金属硼的合金及其化合物有着广泛的用途。
(1)硼钢合金的硬度是普通钢材的 4 倍,其主要成分是铁。 画出基态铁原子的价电子排布图_____。
(2)氨硼烷(NH3BH3)是一种新型储氢材料,其分子中存在配位键, 则氨硼烷分子结构式为_____。写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子_____(填化学式)。
(3)常温常压下硼酸(H3BO3)晶体结构为层状,其二维平面结构如右图所示。
①1 mol H3BO3晶体中含有______mol 氢键。
②请从氢键的角度解释硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大的原因:__________。
(4)硼氢化钠是一种常用的还原剂。其晶胞结构如右图所示:
①该晶体中Na+的配位数为_____。
②H3BO3 分子中的 O—B—O 的键角_____(填“大于”、“等于”或“小于”) BH4-中的 H—B—H 的键角,判断依据是_____。
③已知硼氢化钠晶体的密度为 ρ g/cm3, NA代表阿伏伽德罗常数的值,则 a=_____(用含 ρ、 NA的代数式表示);④若硼氢化钠晶胞上下底心处的 Na+被 Li+取代,得到的晶体的化学式为_____。
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、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_______________________________。
6、(14分)乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料,工业生产乙醇的一种反应原理为:2CO(g)+4H2 (g) CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H=—256.1kJ·mol—1。
已知:H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol—1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=—41.2kJ·mol—1
(1)以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇,其热化学方程式如下:
2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(l) △H= 。
(2)CH4和H2O(g)在催化剂表面发生反应CH4+H2OCO+3H2,该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表:
温度/℃ | 800 | 1000 | 1200 | 1400 |
平衡常数 | 0.45 | 1.92 | 276.5 | 1771.5 |
①该反应是_____反应(填“吸热”或“放热”);
②T℃时,向1L密闭容器中投入1molCH4和1mol H2O(g),平衡时c(CH4)=0.5mol·L—1,该温度下反应CH4+H2OCO+3H2的平衡常数K= 。
(3)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5 为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图。
①若不使用CO,温度超过775℃,发现NO的分解率降低,其可能的原因为 ;在n(NO)/n(CO)=1的条件下,应控制的最佳温度在 左右。
②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染。写出CH4与NO2发生反应的化学方程式: 。
(4)乙醇-空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2—离子。该电池负极的电极反应式为 。
7、氢氟酸可用于半导体工业,也常用来蚀刻玻璃,其刻蚀反应原理如下:6HF + Na2SiO3 =2NaF + SiF4↑+ 3H2O完成下列填空:
(1)根据HF的________(选填编号)大于H2O,可推断氟元素的非金属性强于氧元素。
A.酸性 B.熔沸点 C.稳定性 D.键的极性
(2)SiF4与甲烷结构相似,SiF4是含___键的_____分子(均选填“极性”或“非极性”)。刻蚀反应中的三种元素可组成同时含离子键和共价键的化合物,该化合物的电子式为__________。
(3)Si原子核外电子有_____种不同能量的电子,其中最高能量的电子处于______轨道。
(4)在相同条件下,Na2SiO3、CaSiO3分别与等浓度等体积的氢氟酸反应,两个反应原理相似,但前者的反应速率明显大于后者。原因是__________________________。
(5)同浓度的H2SO3和HF两溶液的pH为:H2SO3_____HF(选填“>”或“<”)。浓度均为0.01 mol/L 的H2SO3和HF的1L混合溶液中,通入0.02 mol NH3充分反应后,SO32-、HSO3-、F-、NH4+浓度从大到小的顺序为:____________________。
已知:H2SO3 Ki1=1.54×10-2 Ki2=1.02×10-7 HF Ki=6.8×10-4 NH3·H2O Ki=1.8×10-5
8、【化学—选修3:物质结构与性质】碳、氮在自然界中广泛存在。
(1)CH3COOH中C原子轨道杂化类型有;1molCH3COOH分子中含有键的数目为
(2)50号元素Sn在周期表中位置是 ;写出50号元素Sn的基态原子核外电子排布式
(3)锡和碳一样能生成四氯化物(SnC14),然而锡又不同于碳,配位数可超过4.SnC14两种可能立体结构分别是 和
(4)与H20互为等电子体的一种含有碳元素的阳离子为 (填化学式);H20
与CH3CH20H可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为
(5)元素X的某价态离子X}+中所有电子正好充满K, L, M三个电子层,它与
N3一形成的晶体结构如图所示。
①该晶体的阳离子与阴离子个数比为
②该晶体中Xn十离子中n=
③晶体中每个N3一被 个等距离的Xn+离子包围。
9、A、B、C、D、E代表5种元素。请填空:
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,其元素名称为_______。
(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同,B的元素符号为_______,C的元素符号为_______。
(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满,D的元素符号为_______,其基态原子的电子排布式为_______。
(4)E元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,E的元素符号为_______,其基态原子的电子排布式为_______。
10、某化学小组探究乙醛银镜反应后试管上银的去除方案。
已知:实验条件空气的影响忽略不计。
(1)写出乙醛发生银镜反应的化学方程式_____。
(2)向附有银镜的试管中加入稀HNO3,试管壁上的银逐渐消失,管口有浅红棕色气体生成,产生浅红棕色气体的化学方程式是_____。
(3)小组同学认为使用稀硝酸易产生污染性气体,考虑到铁盐也有较强的氧化性,用铁盐去除银镜对环境有利,于是进行如表实验:
序号 | 实验操作 | 现象 |
I | 向附有少量银镜的试管中,加入5mL0.1mol•L-1Fe(NO3)3溶液(过量,pH=2),振荡试管 | 银镜慢慢消失,溶液澄清 |
对银镜的消失原因小组同学作出如下假设:
假设1:Fe3+具有氧化性,能氧化Ag;
假设2:……。
回答下列问题:
①补全假设2:_____。
②甲同学通过设计实验,证明了假设2成立,他设计的方案为:向附有少量银镜的试管中,加入_____,充分振荡,银镜消失。
③为证明假设1,乙同学用同浓度FeCl3溶液替换Fe(NO3)3溶液,进行下列实验:
序号 | 实验操作 | 现象 |
II | 向附有少量银镜的试管中,加入5mL0.1mol•L-1FeCl3溶液(过量,pH=2),振荡试管 | 银镜快速溶解,反应后溶液中有明显灰色沉淀 |
丙同学查阅文献得知:Fe3+氧化性与Ag+接近,实验II中银镜能快速溶解,可能与生成氯化银沉淀有关,用平衡移动原理解释原因_____。
④为证明自己的观点,丙同学的通过积极思考,设计了实验III。
实验III:如图连接装置进行实验,电压表的指针向左偏转,记录电压示数为a。
已知:电压大小反映了物质氧化性与还原性强弱的差异;物质氧化性与还原性强弱的差异越大,电压越大。
将U形管右侧溶液替换成0.1mol•L-1NaNO3溶液,重做上述实验,电流表指针向左偏转,记录电压示数为b,能证明丙同学观点的实验证据是_____。
(4)总结上述实验,小组同学认为HBr溶液和HI溶液也能去除试管上的银镜,并进行如表实验。
序号 | 实验操作 | 现象 |
IV | 向附有少量银镜的试管中,加入5mL1mol•L-1的HBr溶液,不断振荡。 | 银镜不溶解 |
V | 向附有少量银镜的试管中,加入5mL1mol•L-1的HI溶液,不断振荡。 | 银镜溶解,有黄色沉淀产生,且有气泡产生 |
已知:常温下Ksp(AgBr)=5.4×10-13;Ksp(AgI)=8.5×10-17,分析相同条件下银镜能溶于5mL1mol•L-1的HI溶液,而不溶于HBr溶液的原因_____。
11、研究 CO、CO2 的回收利用既可变废为宝,又可减少碳的排放。回答下列问题:
(1)T1 K 时,将 1mol 二甲醚引入一个抽空的 50L 恒容容器中,发生分解反应:CH3OCH3(g) CH4(g)+H2(g)+CO(g) ,在不同时间测定容器内的总压,所得数据见下表:
由表中数据计算:0~5.0 min 内的平均反应速率 v(CH3OCH3)=__________,该温度下平衡常数 K=_______________ 。
(2)在 T2 K、1.0×104 kPa 下,等物质的量的 CO 与 CH4 混合气体发生如下反应:CO(g)+CH4(g) CH3CHO(g),反应速率 v正 −v逆=k正p(CO)•p (CH4)-k逆p(CH3CHO),k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,P为气体的分压(气体分压P=气体总压 P总×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数 Kp=4.5×10-5(kPa)-1,则 CO 转化率为 20%时,
=____________。
12、纯橄岩为含镁的硅酸盐矿物,并含有MnO、Fe2O3、FeO、SiO2和一些有机物等杂质。工业上利用纯橄岩制备一水硫酸镁(MgSO4·H2O)的工艺流程如下:
(1)浸出时温度控制在90℃~100℃之间,并且要连续搅拌2小时的目的是___________。
(2)上述流程中多次用到了过滤操作,实验室过滤时需要用到的玻璃仪器是玻璃棒、烧杯和________________。
(3)向过滤Ⅰ的滤液中加入NaClO溶液,将溶液中的Mn2+氧化成MnO2,反应的离子方程式为________________________________。
(4)滤渣Ⅱ中主要成分为________________(填化学式)。
(5)检验过滤Ⅱ后的滤液中是否含有Fe3+的实验操作方法是________________________。
(6)已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线如下图,且溶液的沸点随压强增大而升高。为了从滤液中充分回收MgSO4·H2O,采取将滤液蒸发浓缩、加压升温结晶的方法,采取加压升温结晶的原因是________________________________。
13、驱除白蚁药物J的一种合成路线如下:
已知:①(G为OH或OR')
②
③
回答下列问题:
(1)B→C反应类型为_______,“一定条件Ⅰ”具体是_______。
(2)F中含氧官能团的名称为_______,E→F的转化在后续合成中的目的是_______。
(3)E的结构简式是_______,G→H的化学方程式_______。
(4)D的同分异构体中,存在苯环且只有三种化学环境氢原子的结构有_______种。
(5)根据上述信息,写出以戊二酸二甲酯为主要原料(其它原料任选),制备合成的路线_______。