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】前四周期原子序数依次增大的六种元素,A、B、C、D、E、H中,A元素在宇宙中含量最丰富,B元素基态原子的核外有3种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子数目相同。D元素是地壳中含量最多的元素,E为d区元素,其外围电子排布中有4对成对电子,H元素基态原子最外层只有一个电子,其它层均已充满电子。
(1)E元素在周期表中的位置是 。
(2)六种元素中电负性最大的元素为 ,前五种元素中第一电离能最小的元素为______(写元素符号)。C元素与元素氟能形成C2F2分子,该分子中C原子的杂化方式是____________。
(3)配合物E(BD)4常温下为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,据此判断该分子属于 分子(填“极性”或“非极性”)。该分子中σ键与π键数目比为 。
(4)H单质的晶胞结构如图所示,则原子采取的堆积方式为 ,若已知H原子半径为r pm ,NA表示阿伏伽德罗常数,摩尔质量为M,用相应字母表示:
①该原子的配位数为 。
②该晶体的密度为 g/cm3。
③H原子采取这种堆积方式的空间利用率为 (用含π表达式表示)。
3、在实验室里,某同学取一小块金属钠做与水反应的实验。试完成下列问题:
(1)切开的金属钠暴露在空气中,最先观察到的现象是______________________________,所发生反应的化学方程式是______________________________。
(2)将钠投入水中后,钠熔化成一个小球,根据这一现象你能得出的结论是:
①________________________________________________________________________,
②________________________________________________________________________。
将一小块钠投入盛有饱和石灰水的烧杯中,不可能观察到的现象是________(填编号)。
A.有气体生成
B.钠融化成小球并在液面上游动
C.溶液底部有银白色的金属钙生成
D.溶液变浑浊
(3)在钠与水反应过程中,若生成标准状况下224 mL的H2,则转移的电子的物质的量为________________。
(4)根据上述实验过程中钠所发生的有关变化,试说明将金属钠保存在煤油中的目的是___________。
4、CO2、碳酸盐、有机物等均是自然界碳循环中的重要物质。回答下列问题:
(1)下列物质属于化合物但不属于电解质的是______(填字母)。
A.石墨 B.汽油 C.乙醇 D.碳酸
(2)倍半碳酸钠(Na2CO3·NaHCO3·2H2O)在水溶液中的电离方程式为__________________________。
(3)金属钠在足量CO2中燃烧生成常见的盐和单质,写出反应的化学方程式:____________。
(4)铜器表面的难溶物Cu2(OH)2CO3可用稀硫酸洗涤除去,该反应的离子方程式为________________。
(5)工业上制取金刚砂的反应为:,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。
5、MnO2是一种重要的无机功能材料,粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节.某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品转化为纯MnO2实验,其流程如下
(1)第①步加稀H2SO4时,粗MnO2样品中的_____________(写化学式)转化为可溶性物质.
(2)第②步反应的离子方程式:_______________________
(3)流程中得到MnO2固体操作必需的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、_______________。
(4)已知第③步蒸发得到的固体中有NaClO3和NaOH,则一定还有含有_________(写化学式).其中用到Cl2的实验室制法的反应离子方程式:_______________________。
(5)若粗MnO2样品的质量为50.76g,第①步反应后,经过滤得到34.8g MnO2,并收集到0.896LCO2(标准状况下),则在第②步反应中至少需要____________ g NaClO3.[M (NaClO3)=106.5]
(6)第①步酸溶产生的CO2与NH3反应可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。己知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s); ΔH=-159.5kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CONH2)2(s)+H2O(g); ΔH=+116.5kJ·mol-1
③H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0kJ·mol-1
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式______________。
6、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)。
7、(1)电镀时,镀件与电源的_______极连接。
(2)化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成的镀层。若用铜盐进行化学镀铜,应选用_______(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。
(3)粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中,粗铜板应是图中电极_______(填图中的字母);在电极d上发生的电极反应式为_______;若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为_______。
(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是_______。
a.电能全部转化为化学能
b.粗铜接电源正极,发生氧化反应
c.溶液中Cu2+向阳极移动
d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
8、下表是元素周期表的一部分,根据表中给出的10种元素,按要求作答
(1)镁元素位于元素周期表中第___周期_____族;
(2)空气组成中体积分数最大的气体是_____;
(3)O与S相比,原子半径较小的是____;
(4)金刚石的组成元素是________;
(5)单质的化学性质最不活泼的元素是______;
(6)Na与Mg元素相比金属性较强的是_________
(7)NH3与PH3相比,热稳定性较弱的是______
(8)H2SO4与H3PO4相比酸性较强的是______
(9)Mg(OH)2与Al(OH)3其中属于两性氢氧化物的是________
(10)单质呈黄绿色的气体组成元素是_____,其单质的水溶液呈__(填“酸性或“碱性”)。
9、光纤通讯是光导纤维传送信号的一种通讯手段,合成光导纤维及氮化硅(一种无机涂层)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)反应I的化学方程式为2C+ SiO2Si+2CO↑,其中还原剂为_______(填化学式),该反应涉及的副反应可能有(碳不足)C+ SiO2
Si+CO2↑和(碳足量)_______________。
(2)经反应Ⅱ所得的四氯化硅粗品中所含的物质如下:
组分名称 | SiCl4 | SiHCl3 | SiH2Cl2 | HCl | BCl3 | PCl3 |
质量分数 | 0.545 | 0.405 | 0.0462 | 0.0003 | 0.00193 | 0.00157 |
沸点/℃ | 57.6 | 31. 8 | 8. 2 | -85 | 12. 5 | 75. 5 |
图中 “操作X”的名称为_______;PCl3的电子式为_______。
(3)已知反应Ⅳ的化学方程式为3SiCl4+4NH3Si3N4+12HCl,则反应Ⅲ和Ⅳ中尾气的用途为________。若向一2L恒容密闭容器中投入1 mol SiC14和1 mol NH3,6 min后反应完全,则0~6 min内,HCl的平均反应速率为____________ mol·L-l·min-l。
10、2—硝基—1,3—苯二酚是重要的医药中间体。实验室常以间苯二酚为原料,经磺化、硝化、去磺酸基三步合成:
部分物质相关性质如表:
名称 | 相对分子质量 | 性状 | 熔点/℃ | 水溶性(常温) |
间苯二酚 | 110 | 白色针状晶体 | 110.7 | 易溶 |
2—硝基—1,3—苯二酚 | 155 | 桔红色针状晶体 | 87.8 | 难溶 |
制备过程如下:
第一步:磺化。称取77.0g间苯二酚,碾成粉末放入烧瓶中,慢慢加入适量浓硫酸并不断搅拌,控制温度在一定范围内搅拌15min(如图1)。
第二步:硝化。待磺化反应结束后将烧瓶置于冷水中,充分冷却后加入“混酸”,控制温度继续搅拌15min。
第三步:蒸馏。将硝化反应混合物的稀释液转移到圆底烧瓶B中,然后用如图2所示装置进行水蒸气蒸馏(水蒸气蒸馏可使待提纯的有机物在低于100℃的情况下随水蒸气一起被蒸馏出来,从而达到分离提纯的目的),收集馏出物,得到2—硝基—1,3—苯二酚粗品。
请回答下列问题:
(1)图1中仪器b的名称是_______;磺化步骤中控制温度最合适的范围为_______(填字母代号,下同)。
A.30~60℃ B.60~65℃ C.65~70℃ D.70~100℃
(2)已知:酚羟基邻对位的氢原子比较活泼,均易被取代。请分析第一步磺化引入磺酸基基团(—SO3H)的作用是_______。
(3)硝化步骤中制取“混酸”的具体操作是_______。
(4)水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物的方法之一,被提纯物质必须具备的条件正确的是_______。
A.不溶或难溶于水,便于最后分离
B.具有较低的熔点
C.在沸腾下与水不发生化学反应
D.难挥发性
(5)下列说法正确的是_______。
A.直型冷凝管内壁中可能会有红色晶体析出
B.烧瓶A中长玻璃管起稳压作用,既能防止装置中压强过大引起事故,又能防止压强过小引起倒吸
C.反应一段时间后,停止蒸馏,先熄灭酒精灯,再打开旋塞,最后停止通冷凝水
(6)蒸馏所得2—硝基—1,3—苯二酚中仍含少量杂质,可用少量乙醇水混合剂洗涤。请设计简单实验证明2—硝基—1,3—苯二酚已经洗涤干净_______。
(7)本实验最终获得15.5g桔红色晶体,则2—硝基—1,3—苯二酚的产率约为_______(保留3位有效数字)。
11、用两块相同的纯铜片作为电极,电解硫酸铜溶液,电解时,若电流强度为0.5A,电解时间为10min,每个电子的电量为1.60×10-19C,NA=6.02×1023mol-1。
(1)电路中通过的电量Q=___C。
(2)两块铜片质量相差了___g。
12、合成氨是目前人工固氮最重要的途径,研究合成氨反应具有重要意义。
(1)直接常压电化学合成氨以纳米作催化剂,
和
为原料制备
。其工作原理如图所示:
①阴极的电极反应式为______;阴极的镍合金制成筛网的目的是______。
②电解过程中,由于发生副反应,使得阴极制得的中混有少量气体单质,则理论上阳极和阴极生成气体的物质的量之比的范围是______。
(2)一定条件下,哈伯-博施合成氨反应历程中的能量变化如图所示。合成氨反应的热化学方程式为______。生成的历程中,速率最慢的反应的化学方程式为______。
(3)科学家一直努力寻找提高合成氨效率的催化剂,一种新型高催化活性的催化剂的催化活性与其中
的关系如图所示,
______(用分数表示)。
(4)在铁表面很容易解离成
原子,而
在铁表面较难解离。为研究哈伯-博施合成氨反应中与
直接反应的是
还是
,德国化学家格哈德·埃特尔设计如下实验:将铁催化剂置于真空容器中,通入一定量的
,再向其中不断通入
,同时测得催化剂表面某原子的浓度不断减小。根据实验结果他提出了反应的机理,如图所示。
①该实验中测定的是催化剂表面______原子浓度的变化。
②图中的电子式为______。
13、CO、CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题,可利用CO、CO2制备甲烷、甲醇、二甲醚等。
(1)CO2加氢制备甲烷:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-164.7kJ•mol-1。已知ΔH=ΔfH(生成物)- ΔfH
(反应物),298K时,几种气态物质的标准摩尔生成焓如表:
物质 | CO2(g) | H2O(g) | CH4(g) | H2(g) |
ΔfH | -393.5 | -241.8 | x | 0 |
则x=_______。
(2)H2和CO合成甲烷的反应为2CO(g)+2H2(g)CH4(g)+CO2(g)。T℃时,将等物质的量的CO和H2充入恒压(200kPa)的密闭容器中。已知v逆=K逆•p(CH4)•p(CO2),其中p为分压,该温度下K逆=5.0×10-4。反应达平衡时测得v正=
kPa•s-1,则该温度下反应的Kp=_______(用组分的分压计算的平衡常数)。
(3)二氧化碳催化加氢制甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0,反应在起始物
=3时,不同条件下达到平衡,体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH),在t=250℃下的x(CH3OH)~p、在p=5×105Pa下的x(CH3OH)~t如图。
①图中对应等温过程的曲线是_______。
②当x(CH3OH)=0.10时,CO2的平衡转化率约为_______。
③当x(CH3OH)=0.10时,反应条件可能为_______或_______。
(4)甲醇脱水制得二甲醚的反应为2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),当T=500K时,反应平衡常数Kc≈9,在密闭容器中加入一定量CH3OH,反应到达平衡状态时,体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数_______(填字母)。
a.< b.=
c.>
d.无法确定
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