1、一种流体电解海水提锂的工作原理如下图所示,中间室辅助电极材料具有选择性电化学吸附/脱出锂离子功能(吸附 Li+转化为 LiMn2O4,脱出 Li+转化为 Li1-xMn2O4)。工作过程可分为两步,第一步为选择性吸附锂,第二步为释放锂,通过以上两步连续的电解过程,锂离子最终以 LiOH的形式被浓缩到阴极室。下列说法中错误的是
A.吸附与释放锂的过程中 Mn的化合价发生变化,第一步选择性吸附锂的过程中中间室材料作阴极
B.释放锂过程中中间室材料上发生的电极反应式为 Li1-xMn2O4+xLi++xe-=LiMn2O4
C.阴极室一侧离子交换膜选用阳离子交换膜,阴极室中阳离子向N极迁移
D.第二步选择性释放锂的过程中,阴极电极反应式为 O2+4e-+2H2O=4OH-
2、NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.14g聚乙烯含有的C-H键数目为2NA
B.1L0.1mol/L的NaF溶液含有的质子数为2NA
C.22.4LCl2与足量的C2H6反应生成HCl的数目为2NA
D.0.1mol的氧气与足量的Na反应转移电子数目为0.2NA
3、25℃时,向溶液中滴入稀硫酸,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示,反应过程始终无气体逸出。已知:X表示
或
。下列叙述错误的是
A.H2XO3的Ka2的数量级为
B.在NaHXO3溶液中:
C.溶液显中性时:
D.温度不变时,随着硫酸的加入,始终保持不变
4、向0.lmol/LCH3COOH溶液中加入少量Na0H固体(忽略温度、体积变化),增大的是
A. 氢离子浓度 B. 水的电离程度 C. 水的离子积 D. 醋酸浓度
5、“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施不利于实现“碳中和”的是
A.植树造林、节能减排
B.减少化石能源消费
C.煤气化后再燃烧利用
D.研发催化剂将CO2还原为甲醇
6、已知:pKa=-lgKa,25℃时 H2A 的pKa1=1.85,pKa2=7.19。常温下,用 0.1mol·L-1NaOH 溶封液滴定 20 mL 0.1 mol·L-1H2A 溶液的滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.A 点 V0﹤10 mL线
B.B 点所得溶液中:c(H2A)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)
C.C 点所得溶液中:c(A2-)=c(HA-)
D.D 点所得溶液中:A2-水解平衡常数Kh1=10-6.81
7、下列解释事实的方程式正确的是
A. 电解饱和食盐水,产生黄绿色气体:2NaCl+2H2O==2NaOH+H2↑+Cl2↑
B. 用Na2CO3溶液将水垢中的CaSO4转化为CaCO3:CO32-+Ca2+==CaCO3↓
C. 向H2O2溶液中滴加CuSO4溶液,产生气泡:H2O2==H2O+O2↑
D. 向苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液,溶液变澄清:
8、下列颜色绚丽的过程为化学变化,但不涉及氧化还原反应的是
A.硫酸锶灼烧时火焰呈洋红色
B.无水硫酸铜溶于浓氨水生成深蓝色溶液
C.酸性重铬酸钾遇乙醇转化为绿色溶液
D.《抱朴子》记载:“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”
9、节约资源、保护环境,共同守护我们赖以生存的地球是每个人的责任。下列做法值得提倡的是
A.推进垃圾分类处理
B.将秸秆就地焚烧
C.加快开采化石燃料
D.使用含磷洗涤剂
10、X、Y、Z、R、W为原子序数依次增大的短周期元素,Z、W为同族元素,R是短周期中原子半径最大的主族元素。其中,X、Y、Z、W形成的化合物可表示为[YX4]+[XWZ4]-。下列说法不正确的是
A.R与X、Y、Z、W均可形成离子化合物
B.简单气态氢化物的稳定性:Z>Y
C.X、Y、Z三种元素形成物质的水溶液只能呈酸性
D.[YX4]+为正四面体构型
11、下列四个反应(条件略,已配平),酸所体现的性质与其他三者有所不同的是
A. MnO2+4HCl(浓)→MnCl2+Cl2↑+2H2O
B. Ag+2HNO3(浓)→AgNO3+NO2↑+H2O
C. C+2H2SO4(浓)→CO2↑+2SO2↑+2H2O
D. 3Fe3O4+28HNO3(浓)→9Fe(NO3)3+NO↑+14H2O
12、常温下,向10 mL 0.1 mol/L的CuCl2溶液中滴加0.1 mol/L的Na2S溶液,滴加过程中溶液中一lgc(Cu2+)随滴入的Na2S溶液体积的变化如图所示(忽略滴加过程中的温度变化和溶液体积变化)。下列叙述正确的是
A. 常温下Ksp (CuS)的数量级为10-35
B. c点溶液中水的电离程度大于a点和d点溶液
C. b点溶液中c(Na+)=2c(Cl-)
D. d点溶液中c (Na+) >c (Cl-) >c (S2-) >c (OH-) >c (H+)
13、Suzuki-Miyaura偶联反应是构建碳碳键的有效手段之一,在制药、催化、先进材料制备等领域有着广泛的应用。下列说法错误的是
A.该催化循环中硼的成键数目不变
B.(PPh3)4Pd是该反应的催化剂
C.物质A、B、C为反应中间体
D.OH-参与了该催化循环
14、2020年的春节期间,新冠病毒肆虐。因为核酸是生命的基础物质,是病毒的“身份证”,所以患者的确诊需要病毒的核酸检验。以下关于核酸的论述正确的是 ( )。
A.核酸是核蛋白的非蛋白部分,也是由氨基酸残基组成的
B.核酸水解产物中含有磷酸、葡萄糖和碱基
C.核酸、核苷酸都是高分子化合物
D.核酸有核糖核酸和脱氧核糖核酸两类,对蛋白质的合成和生物遗传起重要作用
15、工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如下。下列说法不正确的是
A. 在铝土矿制备较高纯度A1的过程中常用到NaOH溶液、CO2气体、冰晶石
B. 石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐,都能与盐酸反应
C. 在制粗硅时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
D. 黄铜矿(CuFeS2)与O2反应产生的Cu2S、FeO均是还原产物
16、中华优秀传统文化博大精深、源远流长,王翰《凉州词》中写道“葡萄美酒夜光杯,欲饮琵琶马上催···”。夜光杯的主要成分为3MgO·4SiO2·H2O,古代制作琵琶的主要原料为木料或竹料、丝线等,下列说法错误的是
A.由蚕丝搓纺而成的丝线的主要成分为蛋白质
B.忽略水和酒精之外的其它成分,葡萄美酒的度数越低,则酒的密度越低
C.夜光杯属硅酸盐产品,不溶于水,具有耐酸碱侵蚀、抗氧化等优点
D.制作琵琶的竹料放入饱和Na2SiO3溶液中充分浸透后沥干可起到防火的作用
17、高纯氢的制备是目前的研究热点,利用太阳能光伏电池电解水制高纯氢,工作示意图如图所示。下列有关说法正确的是
A.连接K1可以制取O2
B.电极2发生反应2H2O+2e-=H2↑+2OH-
C.电极3的主要作用是通过NiOOH和Ni(OH)2相互转化提供电子转移
D.连接K2溶液的pH减小
18、下列实验操作能达到实验目的的是
A.用装置甲制备并收集乙酸乙酯
B.用装置乙除去CO2中的少量SO2
C.用热的纯碱溶液除去试管上的油污
D.用稀盐酸除去试管内壁上的银
19、基于H2O、H2O2、O2自循环的生物混合光电化学电池,在单个单元中实现可持续太阳能一燃料一电能转换,工作原理如图。下列说法错误的是
A.电池工作时,电子由电极N经导线流向电极M
B.负极的电极反应式有2H2O-2e- =H2O2+2H+
C.自循环过程中存在O2+2e- +2H+= H2O2
D.该电池的有效开发和利用可减少碳排放
20、是一种剧毒气体,回收处理的方法之一是先用NaOH溶液吸收
,然后对吸收液进行再处理,处理原理如图所示。下列说法错误的是
A.b极上的电极反应式为
B.工作中b极区增大
C.当电路中有4mol电子通过时,生成的为0.5mol
D.处理的总反应之一为
21、I下列有关晶体结构或性质的描述中正确的是(______)
A.冰中存在极性键,分子间作用力和氢键
B.因金属性K>Na,故金属钾的熔点高于金属钠
C.各1mol的金刚石与石墨晶体中所含的C-C键的数目相同
D.氧化镁的晶格能大于氯化钠,故其熔点高于氯化钠。
Ⅱ某类金属合金也称为金属互化物,比如:Cu9Al4,Cu5Zn8等。请问答下列问题:
(1)基态锌原子的电子排布式为_______________________________;己知金属锌可溶于浓的烧碱溶液生成可溶性的四羟基合锌酸钠Na2[Zn(OH)4]与氢气,该反应的离子方程式为: ___________________________________________________;已知四羟基合锌酸离子空间构型是正四面体型,则Zn2+的杂化方式为__________________。
(2)铜与类卤素(SCN)2反应可生成Cu(SCN)2,1mol (SCN)2分子中含有__________个σ键。类卤素(SCN)2对应的酸有两种:A—硫氰酸()和B-异硫氰酸(
),两者互为:_________;其中熔点较高的是___________ (填代号),原因是________________________________。
(3)已知硫化锌晶胞如图1所示,则其中Zn2+的配位数是____________; S2-采取的堆积方式为____________________。(填A1或A2或A3)
(4)己知铜与金形成的金属互化物的结构如图2所示,其立方晶胞的棱长为a纳米(nm),该金属互化物的密度为_______g/cm3(用含a,NA的代数式表示)。
22、可燃冰是一种高效清洁能源,中国已勘探的可燃冰储量居世界第一,持续安全开采量创下了世界纪录,有望2030年实现产业化开采。科学家也对进行了重点研究。
I.与
重整的工艺过程中涉及如下反应:
反应①
反应②
反应③
(1)已知:反应④,则
_______
。
(2)一定条件下,向体积为的密闭容器中通入
各
及少量
,测得不同温度下反应平衡时各产物产量如图所示。
①图中a和c分别代表产生_______和_______。由图中信息判断后产生
的主要反应并说明理由_______。
②平衡时,
与
的转化率分别为95%和90%,体系内余
,反应③的平衡常数
_______(写出计算式)。
③密闭恒容条件下,反应②达到平衡的标志是_______
A.每消耗的同时消耗
B.的分压不再发生变化
C.气体平均分子量不再发生变化
D.气体密度不再发生变化
E.比值不再发生变化
Ⅱ.将与一种产生温室效应的气体利用电解装置进行耦合转化,原理示意如图。
(3)电池工作时,向电极_______移动。
(4)若消耗和产生温室效应气体的体积比为3∶2,则生成乙烷和乙烯的体积比为_______。
23、下图为室温时不同pH下磷酸盐溶液中含磷微粒形态的分布,其中a、b、c三点对应的pH分别为2.12、7.21、11.31,其中δ表示含磷微粒的物质的量分数,下列说法正确的是______
A.2 mol H3PO4与3 mol NaOH反应后的溶液呈中性
B.NaOH溶液滴定Na2HPO4溶液时,无法用酚酞指示终点
C.H3PO4的二级电离常数的数量级为10−7
D.溶液中除OH−离子外,其他阴离子浓度相等时,溶液可能显酸性、中性或碱性
24、为治理环境,减少雾霾,应采取措施减少二氧化硫、氮氧化物(NOx)等的排放量。
Ⅰ.处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx。
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574 kJ/mol
②CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-586.7kJ/mol
(1)若用4.48LCH4还原NO生成N2,则放出的热量为______kJ。(气体体积已折算为标准状况下)
Ⅱ.(2)NOx可用强碱溶液吸收产生硝酸盐。在酸性条件下,FeSO4溶液能将NO3-还原为NO,NO能与多余的FeSO4溶液作用生成棕色物质,这是检验NO3-的特征反应。写出该过程中产生NO的离子方程式: 。
(3)用电化学处理含NO3-的废水,电解的原理如图1所示。则电解时阴极的电极反应式为 ;当电路中转移20 mol电子时,交换膜左侧溶液质量减少________g。
图1 图2 图3
Ⅲ.利用I2O5消除CO污染的反应为:5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)。不同温度下,向装有足量I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入4 molCO,测得CO2的体积分数(φ)随时间(t)变化曲线如图2所示。
(4)T1时,该反应的化学平衡常数的数值为 。
(5)下列说法不正确的是_______(填字母)。
A.容器内气体密度不变,表明反应达到平衡状态
B.两种温度下,c点时体系中混合气体的压强相等
C.d点时,在原容器中充入一定量氦气,CO的转化率不变
D.b点和d点时化学平衡常数的大小关系:Kb<Kd
Ⅳ.以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4通过反应CO2(g)+CH4(g)
CH3COOH(g) △H<0直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图3所示。
(6)①250~300℃时,乙酸的生成速率减小的主要原因是 。
②工业生产中该反应的温度常选择250℃、不选择400℃,从综合经济效益考虑,其原因是 。
25、[化学—选修22:化学生活与技术]氯碱工业过程中产生了大量的盐泥。某氯碱工厂的盐泥组成如下:
成分 | NaCl | Mg(OH)2 | CaCO3 | BaSO4 | SiO2等不溶于酸的物质 |
质量分数(%) | 15~20 | 15~20 | 5~10 | 30~40 | 10~15 |
该工厂进一步利用盐泥生产了七水硫酸镁,设计了工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)反应器中加入酸溶解,反应液控制pH为5左右,反应温度在50℃左右,写出有关化学反应方程式 。
(2)在滤饼中检测到硫酸钙的成分,其原因是 。
(3)已知一些盐的溶解度如下图。在滤液I中通入高温水蒸气进行蒸发结晶,为了析出晶体I,应控制温度在__________℃。
(4)步骤II操作是_______________,
(5)步骤III在工业上常用的设备是______________(填字母)。
A.加压干燥器 B.蒸馏塔 C.离心机 D.真空干燥器
(6)准确称取制备产品ag,将其加入到盛有V1mL c1mol/L的NaOH溶液的锥形瓶中,溶解后,加入酚酞溶液2滴,溶液变红色,再用c2mol/L的盐酸进行滴定,消耗盐酸V2mL,则样品MgSO4·7H2O的质量分数是 。
26、氢能是理想的清洁能源,资源丰富。以太阳能为热源分解 Fe3O4 ,经由热化学铁氧化合物循环分解水制H2 的过程如下:
(1)过程Ⅰ:
①将O2分离出去,目的是提高Fe3O4的 。
②平衡常数K 随温度变化的关系是 。
③在压强 p1下, Fe3O4的平衡转化率随温度变化的(Fe3O4) ~ T 曲线如图 1 所示。若将压强由p1增大到p2 ,在图1 中画出 p2 的
(Fe3O4) ~ T 曲线示意图。
(2)过程Ⅱ的化学方程式是 。
(3)其他条件不变时,过程Ⅱ在不同温度下, H2O的转化率随时间的变化(H2 O) ~ t曲线如图2 所示。比较温度T1 、T2 、T3的大小关系是 ,判断依据是 。
(4)科研人员研制出透氧膜(OTM) ,它允许电子、O2-同时透过,可实现水连续分解制H2。工作时,CO、H 2O分别在透氧膜的两侧反应。工作原理示意图如下:
H2O在 侧反应(填“ a ”或“ b ”),在该侧H2O释放出H2的反应式是 。
27、铜、镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材料。请回答:
(1)基态铜原子的电子排布式为 ;已知高温下CuO→Cu2O+O2,从铜原子价层电子结构(3d和4s轨道上应填充的电子数)变化角度来看,能生成Cu2O的原因是 。
(2)硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物,则它们形成的组成最简单的氢化物中,分子构型分别为 ,若“Si—H”中共用电子对偏向氢元素,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,则硒与硅的电负性相对大小为Se Si(填“>”、“<”)。
(3)SeO2常温下白色晶体,熔点为340~350℃,315℃时升华,则SeO2固体的晶体类型为 ;若SeO2类似于SO2是V型分子,则Se原子外层轨道的杂化类型为 。
(4)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成配合物,如BF3能与NH3反应生成BF3·NH3。BF3·NH3中B原子的杂化轨道类型为 ,B与N之间形成 键。
(5)金刚砂(SiC)的硬度为9.5,其晶胞结构如图所示;则金刚砂晶体类型为 ,在SiC中,每个C原子周围最近的C原子数目为 个;若晶胞的边长为a pm,则金刚砂的密度表达式为 g/cm3。
28、气态亚硝酸(HNO2或HONO)是大气中的一种污染物。
(1)亚硝酸的电离平衡常数Ka=6.0×10﹣6,其电离方程式为________。
(2)亚硝酸分子中各原子最外层电子均达到稳定结构,其电子式为________。
(3)亚硝酸进入人体可以与二甲胺[(CH3)2NH]迅速反应生成亚硝酸胺[CH3)2N-N=O],亚硝酸胺是最重要的化学致癌物之一。
① 亚硝酸与二甲胺反应生成亚硝酸胺的一种反应机理如下:
HONO+
过程ⅰ和过程ⅱ的反应类型分别为:________、消去反应。
② 上述反应机理的反应过程与能量变化的关系如图:
亚硝酸与二甲胺反应生成亚硝酸胺的反应ΔH________0(填“>”或“<”)。反应难度更大的是过程________(填“ⅰ”或“ⅱ”)。
29、苯乙酮用于制香皂和香烟,也用作纤维素酯和树脂等的溶剂和塑料。工业生产中的增塑剂,是一种重要的化工原料,可由苯经下述反应制备:
CH3COOH+AlCl3⃗CH3COOAlCl2+HCl↑
相关物质的部分物理性质 |
| |||
名称 | 熔点/°C | 沸点/°C | 密度/g·mL-1 | 溶解度 |
乙酸酐 | -73 | 140 | 1.082 | 与水反应(生成乙酸) |
苯 | 5.5 | 80.5 | 0.879 | 不溶于水 |
苯乙酮 | 20.5 | 202 | 1.028 | 微溶于水 |
实验步骤如下:
步骤1:向如图所示的仪器A中迅速加入13g粉状无水AlCl3和16mL(14g,0.18mol)无水苯。在搅拌下将4mL(4.3g,0.04mol)乙酸酐自滴液漏斗慢慢滴加到A中,控制乙酸酐滴加的速度(约10min)。加完后,待反应稍缓和后在沸水浴中搅拌回流,直到不再有HCl气体逸出为止。
步骤2:将反应混合物冷却到室温,在搅拌下倒入装有18mL37%的HCl和30g碎冰的烧杯中(在通风橱中进行),若仍有固体不溶物,可补加适量37%的HCl使之完全溶解。将混合物转入分液漏斗中,分出有机层,水层用苯萃取两次(每次8mL)。合并有机层,依次用15mL10%NaOH溶液、15mL水洗涤,再用无水MgSO4干燥。
步骤3:先在水浴上蒸馏回收物质B,稍冷后改用空气冷凝管蒸馏收集馏分,产量约4.0g。
(1)步骤1中搅拌回流时,冷凝水从___________(填“a”或“b”)端进水,仪器A的名称___________。
(2)步骤1中要逐滴滴加乙酸酐的原因是___________。
(3)步骤2中水层用苯萃取两次(每次8mL),而不萃取一次(16mL)的目的是___________。用15mL10%NaOH溶液洗涤主要是为了除去___________(填物质名称) 。
(4)步骤3中在水浴上蒸馏回收的物质B为___________。
(5)本实验为收集产品用了减压蒸馏装置,如图二所示,其中毛细管的作用是___________,蒸馏中需要控制一定温度,可能是___________(填字母代号)。
A.202°C B.220°C C.175°C
(6)本次实验苯乙酮的产率为___________(保留两位有效数字) 。
30、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,
=____________。
31、铝氢化钠(NaAlH4)是重要的还原剂。以铝土矿(主要成分Al2O3,含少量SiO2、Fe2O3等杂质)为原料制备NaAlH4的一种流程如图:
已知:碱浸中SiO2转化成难溶的Na2Al2SixO8
(1)Na2Al2SixO8用氧化物的形式表示为___(x用具体的数值表示)。
(2)过滤1得滤液的主要成分为NaOH和NaAlO2,写出反应1中NaHCO3与NaAlO2反应的离子方程式:___。
(3)电解2生成NaHCO3和NaOH用于循环使用,写出电解2阴极的电极反应式:___。
(4)反应3的化学方程式为___。
(5)铝氢化钠遇水发生剧烈反应产生大量气泡,其反应的化学方程式为___。
(6)滤渣主要成分有Na2Al2SixO8和Fe2O3,可以采用如图流程进行分离:
①滤渣溶于盐酸所得的固体物质可能为___(填化学式)。
②滤渣溶于盐酸的“酸浸率”与温度关系如图所示,试解释温度过高,“酸浸率”降低的原因___。
③已知常温下,Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38,Al3+开始沉淀的pH为4,(溶液中离子的浓度小于1×10-5mol/L为沉淀完全),从滤液中先分离出Fe3+,应调节pH范围为___(lg2≈0.3)。
32、2019年1月3日上午,嫦娥四号探测器翩然落月,首次实现人类飞行器在月球背面的软着陆。所搭载的“玉兔二号”月球车,通过砷化镓(GaAs)太阳能电池提供能量进行工作。回答下列问题:
(1)基态As原子的价电子排布图为____________,基态Ga原子核外有________个未成对电子。
(2)镓失去电子的逐级电离能(单位:kJ•mol-1)的数值依次为577、1985、2962、6192,由此可推知镓的主要化合价为____和+3,砷的电负性比镓____(填“大”或“小”)。
(3)1918年美国人通过反应:HC≡CH+AsCl3CHCl=CHAsCl2制造出路易斯毒气。在HC≡CH分子中σ键与π键数目之比为________;AsCl3分子的空间构型为___________。
(4)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃制得,(CH3)3Ga中碳原子的杂化方式为_______
(5)GaAs为原子晶体,密度为ρg•cm-3,其晶胞结构如图所示, Ga与As以_______键键合。Ga和As的原子半径分别为a pm和b pm,设阿伏伽德罗常数的值为NA,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为_______________(列出计算式,可不化简)。
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