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、铜及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回答下列问题:
(1)画出基态Cu原子的价电子排布图_______________;
(2)已知高温下Cu2O比CuO稳定,从核外电子排布角度解释高温下Cu2O更稳定的原因____________________________________;
(3)配合物 [Cu(NH3)2]OOCCH3中碳原子的杂化类型是___________,配体中提供孤对电子的原子是________。C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序是_______________(用元素符号表示)。
(4)铜晶体中铜原子的堆积方式如图1所示,则晶体铜原子的堆积方式为____________。
(5)M原子的价电子排布式为3s23p5,铜与M形成化合物的晶胞如图2所示(黑点代表铜原子)。
①该晶体的化学式为_____________。
②已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0,则铜与M形成的化合物属于________化合物(填“离子”、“共价”)。
③已知该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏伽德罗常数为NA,已知该晶体中Cu原子和M原子之间的最短距离为体对角线的1/4,则该晶体中Cu原子和M原子之间的最短距离为___________pm(写出计算列式)。
3、镍电池广泛应用于混合动力汽车系统,电极材料由NiO2、Fe和碳粉涂在铝箔上制成。
放电过程中产生Ni(OH)2和Fe(OH)2,Fe(OH)2最终氧化、脱水生成氧化铁。由于电池使用后电极材料对环境有危害,某学习小组对该电池电极材料进行回收研究。
已知 :①NiO2有强氧化性,可与浓盐酸反应;
②NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+。
③某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及开始沉淀和完全沉淀时的理论pH如表所示:
M(OH)n | Ksp | pH | |
开始沉淀 | 沉淀完全 | ||
Al(OH)3 | 2.0×10-32 | 4.1 | - |
Fe(OH)3 | 3.5×10-38 | 2.2 | 3.5 |
Fe(OH)2 | 1.0×10-15 | 7.5 | 9.5 |
Ni(OH)2 | 6.5×10-18 | 6.4 | 8.4 |
回答下列问题:
(1)该电池的正极反应式为; ;
(2)维持电流强度为1.0A,消耗0.28gFe,理论电池工作 s。(已知F=96500C/mol)
(3)对该电池电极材料进行回收方案设计:
①方案中加入适量双氧水的目的是 ;在滤液I中慢慢加入NiO固体,则依次析出沉淀
和沉淀 (填化学式)。若两种沉淀都析出,pH应控制在不超过
(离子浓度小于1×10-5mol/L为完全沉淀,lg2=0.3、lg3=0.4);设计将析出的沉淀混合物中的两种物质分离开来的实验方案 。
②滤液III中溶质的主要成分是 (填化学式);气体I为 ,判断依据是 。
4、(1)下列物质中,由极性键形成的非极性分子是____。
A.CO2 B.H2O C.CO D.CCl4
(2)近年来,我国北方地区雾霾频发。引起雾霾的PM2.5微细粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3、有机颗粒物及扬尘等。通过测定雾霾中锌等重金属的含量,可知交通污染是目前造成雾霾天气的主要原因之一。回答下列问题:
(1)基态O原子核外电子的运动状态有______种,其电子云形状有____种。
(2)基态Zn原子的核外电子排布式为____。
(3)(NH4)2SO4中存在的化学键类型有_______。
(4)N和F能形成化合物N2F2,N2F2中氮原子的杂化轨道类型为________,写出N2F2的一种结构式:____,1mol N2F2分子中所含σ键的数目是_________。
(5)下列说法正确的是________(填字母)。
a.N2O为直线形分子
b.C、N、O的第一电离能依次增大
c.O3与SO2、NO2-互为等电子体
d.相同压强下,HCOOH的沸点比CH3OCH3的高,说明前者是极性分子,后者是非极性分子
(6)测定大气中PM2.5浓度的方法之一是β-射线吸收法,其放射源可用85Kr。已知85 Kr晶体的晶胞结构如图所示。设晶胞中所含85Kr原子数为m,与每个85 Kr原子相紧邻的85 Kr原子数为n,则_______(填数值)。该晶胞的边长为a nm,则85Kr晶体的密度为______g/cm3.(设NA为阿伏加德罗常数的值)
5、已知:E是石油裂解气的主要成份,分子式为C2H4,D是一种具有香味的物质,各物质间的转化如图所示(有的反应条件和产物已略去).
请回答下列问题:
(1)化合物B的结构简式为
(2)反应①的反应类型
(3)写出反应②的化学方程式 .
6、实验室可利用SO2与Cl2在活性炭的催化下制取一种重要的有机合成试剂磺酰氯(SO2Cl2)。所用的反应装置如图所示(部分夹持装置省略)。已知SO2Cl2的熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,遇水能发生剧烈的水解反应,遇潮湿空气会产生白雾。
(1)化合物SO2Cl2中S元素的化合价为__。
(2)仪器D的名称是___。
(3)乙、丙装置制取原料气Cl2与SO2。
①乙装置F中充满Cl2,则E中所盛放的溶液为___(填溶液的名称)。
②丙装置中试剂X、Y的组合最好是__。
A.98%浓硫酸+Cu B.70%H2SO4+Na2SO3 C.浓HNO3+Na2SO3
(4)上述装置的正确连接顺序为__、__、丁、__、__(用甲、乙、丙表示,可重复使用)__。
(5)B装置中从a口通入冷水的作用是__;C装置的作用是__。
(6)SO2Cl2遇水能发生剧烈的水解反应,会产生白雾,则SO2Cl2发生水解反应的化学方程式为__。
(7)若反应中消耗氯气的体积为1.12L(已转化为标准状况,SO2足量),最后通过蒸馏得到纯净的磺酰氯5.13g,则磺酰氯的产率为__(保留三位有效数字)。
7、【化学——选修3:物质结构与性质】硼和氮元素在化学中有很重要的地位,回答下列问题:
(1)基态硼原子核外电子有____ ____种不同的运动状态,基态氮原子的价层电子排布图为_________________。预计于2017年发射的“嫦娥五号”探测器采用的长征5号运载火箭燃料为偏二甲肼[(CH3)2NNH2]。(CH3)2NNH2中N原子的杂化方式为_________。
(2)化合物H3BNH3是一种潜在的储氢材料,可利用化合物B3N3H6通过如下反应制得:3CH4+2B3N3H6+ 6H2O=3CO2+6H3BNH3
①H3BNH3分子中是否存在配位键_______________(填“是”或“否”),B、C、N、O的第一电离能由小到大的顺序为___________________。
②与B3N3H6互为等电子体的分子是_____________(填一个即可),B3N3H6为非极性分子,根据等电子原理写出B3N3H6的结构式____________________________。
(3)“嫦娥五号”探测器采用太阳能电池板提供能量,在太阳能电池板材料中除单晶硅外,还有铜,铟,镓,硒等化学物质,回答下列问题:
①SeO3分子的立体构型为_____________。
②金属铜投入氨水或H2O2溶液中均无明显现象,但投入氨水与H2O2的混合溶液中,则铜片溶解,溶液呈深蓝色,写出该反应的离子反应方程式为 。
③某种铜合金的晶胞结构如图所示,该晶胞中距离最近的铜原子和氮原子间的距离为pm,则该晶体的密度为_________________(用含a的代数式表示,设NA为阿
伏伽德罗常数的值)。
8、乙烯的产量是一个国家石油化工水平的重要标志,研究制备乙烯的原理具有重要的意义,科学家研究出各种制备乙烯的方法。
I.由乙烷直接脱氢或氧化脱氢制备,原理如下:
直接脱氢:
氧化脱氢:
(1)已知键能,
,生成1mol碳碳π键放出的能量为_______________kJ,从热力学角度比较直接脱氢和氧化脱氢,氧化脱氢法的优点为______________。
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量的和
,维持初始压强
,
,发生上述两个反应。2.5min时,
,
,则用
的分压变化表示直接脱氢反应的平均速率为_______
;反应一段时间后,
和
的消耗速率比小于2:1的原因为__________________。
II.利用乙炔和氢气催化加成制备乙烯,发生如下反应:
①
②
保持压强为20kPa条件下,按起始投料,匀速通入装有催化剂的反应器中发生反应①和②,测得不同温度下
和
的转化率如下图实线所示(图中虚线表示相同条件下平衡转化率随温度的变化)。
(3)表示转化率的曲线是_____________(填“m”或“n”)。
(4)随着温度的升高,m和n两条曲线都是先升高后降低,其原因是_______________。
(5)时,两种物质的转化率分别为0.75、0.5,反应①的平衡常数
__________
。
9、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___________。
10、以炼锌厂的烟道灰(主要成分为ZnO,另含少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等)为原料可生产草酸锌晶体(ZnC2O4·2H2O)。
有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 | Zn(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.5 | 4.2 | 5.4 |
沉淀完全的pH | 3.3 | 9.7 | 6.7 | 8.2 |
请问答下列问题:
(1)滤渣A的主要成分为________,滤渣B的主要成分为________。
(2)除锰过程中产生MnO(OH)2沉淀的离子方程式为____________________。
(3)①除铁(部分Cu2+可能被除去)时加入ZnO控制反应液pH的范围为________。
②上述流程中除铁与除铜的顺序不能颠倒,否则除铁率会减小,其原因是__________。
(4)沉淀后要获得干燥纯净草酸锌晶体,需进行的操作是_____________。
(5)将草酸锌晶体加热分解可得到一种纳米材料。加热过程中固体残留率随温度的变化如下图所示,300 ℃~460 ℃范围内,发生反应的化学方程式为_______。
11、某同学设计实验确定CaC2O4•xH2O的结晶水数目。称取样品9.84g,经热分解测得气体产物中有CO、CO2、H2O,其中H2O的质量为2.16g;残留的固体产物是CaO和CaCO3的混合物,质量为5.34g。计算:
(1)x=____(写出计算过程)。
(2)n(CO)=____mol。
12、2023年1月,重庆市经济和信息化委员会、重庆市发展和改革委员会、重庆市生态环境局联合印发了《重庆市工业领域碳达峰实施方案》,提出了21项重点工作举措,为实现碳达峰奠定了坚实基础。由制备甲醇、甲醛、甲酸等,实现
的资源化利用已成为重要课题。回答下列问题:
(1)常温常压下,甲醛为气态,而甲酸为液态,其原因是___________。
(2)科研团队通过多种途径实现了合成甲醛,总反应为
已知:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
反应Ⅳ:
①___________。
②向一恒温恒容容器中充入和
只发生反应Ⅰ,若起始时容器内压强为1.2kPa,反应经3min达到平衡,平衡时
的分压为0.24kPa,则这段时间内的平均反应速率
___________kPa/min。平衡后,再向容器内通入
和
,使二者分压均增大0.05kPa,
的转化率将___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③若在某恒温恒容容器中充入和
只发生反应Ⅱ,下列说法正确的是___________(填序号)。
A.反应Ⅱ在高温下可以自发进行
B.若混合气体的平均密度不再改变,说明反应Ⅱ已经达到平衡
C.反应任意时刻均存在
D.增大浓度,
的平衡物质的量分数一定增大
(3)我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂s-SnLi用于制备甲酸。在不使用催化剂和使用s-SnLi催化剂两种反应路径下由
制备甲酸,各反应物、中间体、产物(其中CO为副产物)的相对能量如图甲所示,据图分析,便用s-SnLi化剂除了能加快制备甲酸反应的速率,还具有的作用是___________。
(4)基于催化剂s-SnLi的电催化制备甲酸盐同时释放电能的装置如图乙所示,该电池放电时,正极的电极方程式为___________。若电池工作tmin,维持电流强度为IA,理论上消耗
的质量为___________(已知1mol电子所带电荷量为FC,用含I、t、F的代数式表示)。
13、绿色能源是未来能源发展的重要方向,氢能是重要的绿色能源。
(1)氢气是一种环保的气体,不会污染大气且热值高。相关化学键的键能表示如表:
化学键 | O=O | H—H | O—H |
键能E/(kJ·mol-1) | a | b | c |
则氢气燃烧热的△H=____kJ/mol(用含a、b、c代数式表示)
(2)催化制氢是目前大规模制取氢气的方法之一:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol-1。在T1℃时,将0.10molCO与0.40molH2O充入5L的容器中,反应平衡后H2的物质的量分数x(H2)=0.08。
①反应平衡常数K=____。(结果保留2位有效数字)
②保持K不变,提高CO平衡转化率措施有:____。(任意一条)
③由T1℃时上述实验数据计算得到v正~x(CO)和v逆~x(H2)的关系可用如图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为____。(填字母)
④研究表明,CO催化变换反应的速率方程为:v=k[x(CO)•x(H2O)-],式中,x(CO)、x(H2O)、x(CO2)、x(H2)分别表示相应的物质的量分数,KP为平衡常数,k为反应的速率常数,温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时,CO催化变换反应的KP___(填“增大”或“减小”或“不变”)。根据速率方程分析,T>Tm时v逐渐减小的原因是____。
(3)氨电解法制氢气
利用电解原理,将氨转化为高纯氢气,其装置如图所示。阳极的电极反应式为____。