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、(1)比较沸点高低:HF______HCl(填“>、<或=”)。试解释原因__________。
(2)书写碱性的甲烷燃料电池的负极的电极反应式___________。
(3)用一个离子方程式说明AlO2-比结合H+能力强___________。
3、KBr可用于光谱分析和化学分析等。
(1)制备KBr的一种方法如下:80℃时,向溶有CO(NH2)2的KOH溶液中缓慢加入Br2,至pH为6~7时反应完全,生成CO2、N2等。该反应的化学方程式为_____。
(2)KBr可用于测定苯酚(C6H5OH)样品的纯度,方法如下:取0.5000g苯酚试样,用NaOH溶液溶解后定容成250.00mL溶液;移取25.00mL该溶液,加入25.00mL0.03000mol•L﹣1的KBrO3(含过量KBr)标准溶液,然后加入足量盐酸,充分反应后再加足量KI溶液,充分反应;用0.1000mol•L﹣1Na2S2O3溶液滴定至淡黄色,加入指示剂,继续滴定至终点,用去16.20mL。测定过程中物质的转化关系如下:
①加入的指示剂为_____。
②计算苯酚样品的纯度(写出计算过程)_____。
4、新型半导体材料如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等在国防技术、航空航天及5G技术等领域扮演着重要的角色。回答下列问题:
(1)基态Si原子中,核外电子占据的最高能层的符号为____,占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为____;基态Ga原子的核外电子排布为[Ar]3d104s2p1,其转化为下列激发态时,吸收能量最少的是____(填选项字母)。
A.[Ar] B.[Ar]
C.[Ar] D.[Ar]
(2)C与Si是同主族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Si原子之间难以形成双键、叁键。从原子结构分析,其原因为____。
(3)硼(B)与Ga是同主族元素,硼氢化钠(NaBH4)是有机合成中重要的还原剂,其阴离子BH的立体构型为____;另一种含硼阴离子的结构如图所示,其中B原子的杂化方式为____。
(4)GaCl3的熔点为77.9℃,GaF3的熔点为1000℃,试分析GaCl3熔点低于GaF3的原因为____;气态GaCl3常以二聚体形式存在,二聚体中各原子均满足8e-结构,据此写出二聚体的结构式为____。
(5)B和Mg形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。该化合物的晶体结构单元如图所示,其中Mg原子间形成正六棱柱,6个B原子分别位于六个三棱柱体心。则该化合物的化学式可表示为____;相邻B原子与Mg原子间的最短距离为____nm(用含x、y的代数式表示)。
5、硫和碳及其化合物广泛存在于自然界中,并被人们广泛利用。回答下列问题:
(1)当基态原子的电子吸收能量后,电子会发生____,某处于激发态的S原子,其中1个3s电子跃迁到3p轨道中,该激发态S原子的核外电子排布式为__________。硫所在周期中,第一电离能最大的元素是___________。(填元素符号)
(2)写出一个与CO2具有相同空间结构和键合形式的分子的电子式__________________。
(3)H2S中S原子的杂化类型是__________;H2S的VSEPR模型名称为_________;H2S的键角约为94°,H2O的键角为105°,其原因是___________________________。
(4)科学家通过X射线推测胆矾结构示意图1如下:
其中含有________个配位键,___________个氢键。
(5)已知Zn和Hg同属IIB族元素,火山喷出的岩浆是一种复杂的混合物,冷却时,许多矿物相继析出,其中所含的ZnS矿物先于HgS矿物析出,原因是_________________________________。
(6)碳的另一种同素异形体—石墨,其晶体结构如上图2所示,虚线勾勒出的是其晶胞。则石墨晶胞含碳原子个数为____个,已知石墨的密度为pg·cm-1,C-C键长为rcm,阿伏伽德罗常数的值为NA,计算石墨晶体的层间距为____cm。
6、W固体受热分解为三种产物,其产物之间又能发生反应的转化关系如下图所示,试推断并回答填空:
(1)写出下列物质的化学式:A E
(2)写出W受热分解反应的化学方程式:
(3)写出D+A→W+E+H2O反应的离子方程式: .
7、精制氯化钾在工业上可用于制备各种含钾的化合物,完成下列填空,工业氯化钾中含有、
、
等杂质离子,可按如下步骤进行精制,完成各步内容:
①溶解;②加入试剂至、
沉淀完全,煮沸;③____________;④加入盐酸调节
;⑤____________(除
);⑥蒸干灼烧。步骤②中,依次加入的沉淀剂是
、______、______。证明
已沉淀完全的操作是____________。
8、六方晶胞是一种常见晶胞,镁、锌和钛的常见晶胞属于六方晶胞。
(1)①写出Zn所在元素周期表中的分区是_______;
②Ti的基态原子价电子排布式_______;
③下表为Na、Mg、Al的第一电离能。
第一电离能 | 元素 | ||
Na | Mg | Al | |
496 | 738 | 577 |
请解释其变化规律的原因_______。
(2)已知以上三种金属的盐的熔沸点(℃)如下表:
物理性质 | 氯化物 | ||
熔点 | 712 | 290 | -24.1 |
沸点 | 1412 | 732 | 136.4 |
已知:熔融状态下能够导电。请解释三种氯化物熔沸点差异的原因_______。
的熔沸点明显偏低的另一个原因是该分子空间构型是_______,分子高度对称,没有极性,分子间作用力很弱。
(3)某晶体属于六方晶系,其晶胞参数,
。晶胞沿着不同方向投影如下,其中深色小球代表A原子,浅色大球代表B原子(化学环境完全等同)。已知A2原子坐标为
,B1原子沿c方向原子坐标参数
。
①该物质的化学式为_______。
②晶胞中原子A1—A2在ab面投影的距离为_______(保留四位有效数字)。
③B1原子坐标参数为_______。
9、硼是一种奇特的元素,它来自超新星爆发和宇宙射线的散列辐射。
(1)写出BF3电子式___________,B与F形成共价键时,共用电子对偏向_____原子,判断依据是_________________。
(2)硼酸(H3BO3)在水中电离出阴离子[B(OH)4]-,请写出硼酸的电离方程式___________。
10、FeCl2是一种常用的还原剂、媒染剂。某化学实验小组在实验室里用如下两种方法来制备无水FeCl2。有关物质的性质如下:
| C6H5Cl(氯苯) | C6H4Cl2(二氯苯) | FeCl3 | FeCl2 |
溶解性 | 不溶于水,易溶于苯、乙醇 | 不溶于C6H5Cl、C6H4Cl2、苯,易溶于乙醇,易吸水 | ||
熔点/℃ | -45 | 53 | 304 | 670 |
沸点/℃ | 132 | 173 | 316,易升华 | 700 |
(1)用H2还原无水FeCl3制取FeCl2。有关装置如下:
①H2还原少量无水FeCl3制取FeCl2的化学方程式为_____________。
②按气流由左到右的方向,上述仪器的连接顺序为B→A→___→___→___→E(填字母,装置可多次使用);A中长颈漏斗的作用_____________。
③C中盛放的试剂是_____________。
(2)利用反应2FeCl3+C6H5Cl2FeCl2+C6H4Cl2+HCl↑,制取无水FeCl2并测定FeCl3的转化率。按如图装置,在三颈烧瓶中放入32.5 g无水氯化铁和过量的氯苯,反应开始前先通N2一段时间,控制反应温度在一定范围加热3 h,反应完成后继续通一段时间N2至装置冷却后,分离提纯得到粗产品。
①仪器a的作用是__________。
②反应中提供过量氯苯的作用是__________。
③反应结束后,冷却实验装置A,将三颈烧瓶内物质倒出,经过滤、洗涤、干燥后,得到粗产品。洗涤所用的试剂可以是____,回收滤液中C6H5Cl的操作方法是______。
④反应后将锥形瓶中溶液配成250 mL,量取25.00 mL所配溶液,用0.400 mol/L的NaOH溶液滴定,终点时消耗NaOH溶液为19.60 mL,则氯化铁的转化率为__________。
11、海水中含有较为丰富的Mg2+,利用晒盐之后的母液制备Mg。某兴趣小组探究:要将镁离子沉淀完全通常是“把镁离子转化为氢氧化镁沉淀,而不是碳酸镁沉淀”的原因。已知晒盐之后的母液中c(Mg2+)=1.0×10-3mol/L,模拟工业过程,采用Na2CO3或石灰乳来沉降其中的Mg2+。室温下,相关的物理数据见表(各饱和溶液密度近似为1g/mL)。
| 溶解度 | 溶度积常数Ksp |
Na2CO3 | 26.5g |
|
Ca(OH)2 | 0.37g |
|
Mg(OH)2 |
| 1.0×10-11 |
MgCO3 |
| 2.50×10-4 |
已知:
Mg(OH)2(s)Mg2+(ag)+2OH-(aq)Ksp=c(Mg2+)·c2(OH-)
MgCO3(s)Mg2+(ag)+2CO
(aq)Ksp=c(Mg2+)·c(CO
)
(1)资料显示,在室温下用石灰乳调节pH=12.4时镁离子沉淀完全,请通过计算说明碳酸钠能否达到相同的沉淀效果___。
(2)模拟工业过程,母液中c(Mg2+)=1.0×10-3mol/L,1L母液中加入1molNaOH,Mg2+的沉积率为a%,加入1molNa2CO3,Mg2+的沉积率为b%,则a:b约为___(不考虑溶液体积变化,沉积率=沉积量:初始量)
12、锗(Ge)是门捷列夫在1871年所预言的元素“类铝”,其与硅同族,高纯度的锗已成为目前重要的半导体材料,其化合物在治疗癌症方面也有着独特的功效。如图是以锗锌矿(主要成分为GeO2、ZnS,另外含有少量的Fe2O3等)为主要原料生产高纯度锗的工艺流程:
已知:GeCl4的熔点为-49.5℃,沸点为84℃,在水中或酸的稀溶液中易水解。
回答下列问题:
(1)滤渣l的主要成分为___________。
(2)步骤③沉锗过程中,当温度为90℃,pH为14时,加料量(CaCl2/Ge质量比)对沉锗的影响如表所示,选择最佳加料量为___________(填“10-15”“15-20”或“20-25”)。
编号 | 加料量(CaCl2/Ge) | 母液体积(mL) | 过滤后滤液含锗(mg/L) | 过滤后滤液pH | 锗沉淀率(%) |
l | 10 | 500 | 76 | 8 | 93.67 |
2 | 15 | 500 | 20 | 8 | 98.15 |
3 | 20 | 500 | 2 | 11 | 99.78 |
4 | 25 | 500 | 1.5 | 12 | 99.85 |
(3)步骤⑤获得的GeCl4为___________晶体,该步骤的分离方法所需的装置为___________。
根据选择,提出改进的方法:___________(若不需要改进,此空填“不需要”)。
(4)步骤⑥的化学方程式___________。
(5)Ge元素的单质及其化合物都具有独特的优异性能,请回答下列问题:量子化学计算显示含锗化合物H5O2Ge(BH4)3具有良好的光电化学性能。CaPbI3是H5O2Ge(BH4)3的量子化学计算模型,CaPbI3的晶体结构如图所示,若设定图中体心钙离子的分数坐标为,则分数坐标为
的离子是___________ 。
13、通过向烟道内喷入还原剂NH3,然后在催化剂的作用下将烟气中的NOx还原成清洁的N2和H2O。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式
①2NH3(g)+2NO(g)+O2(g)⇌2N2(g)+3H2O(g) ΔH1=-813kJ·mol-1
②2NO2(g)+NH3(g)⇌
N2(g)+4H2O(g) ΔH2=-912kJ·mol-1
③NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)⇌2N2(g)+3H2O(g) ΔH3
④2NH3(g)+O2(g)⇌N2(g)+3H2O(g) ΔH4=-633kJ·mol-1
计算反应③的ΔH3=___________kJ·mol-1
(2)关于合成氨工艺的下列理解,不正确的是___________(填字母)。
A.工业实际生产中合成氨反应的ΔH和ΔS都小于零
B.当温度、压强一定时,在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体,有利于提高平衡转化率
C.基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化,不断将液氨移去,利于反应正向进行
D.分离空气可得N2,通过天然气和水蒸气转化可得H2,原料气须经过净化处理,以防止催化剂“中毒”
(3)工业上生产NH3过程中,常用Fe作催化剂,控制温度773K,压强3.0×107Pa,原料中N2和H2物质的量之比为1:2.8.分析说明原料气中N2过量的理由:___________。
(4)若向容积为1.0L的反应容器中通入5molN2、15molH2,在不同温度下分别达到平衡时,混合气体中NH3的质量分数随压强变化的曲线如图所示。
①温度T1、T2、T3大小关系是___________。
②M点的平衡常数K=___________(可用计算式表示)。
(5)铁和氨气在一定条件下发生置换反应生成氢气和另外一种化合物,该化合物的晶胞结构如图所示,该化合物的化学式为___________,若两个最近的Fe原子间的距离为acm,设NA为阿伏加德罗常数的数值,则该晶体的密度是___________gcm-3(列出表达式即可)
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