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、20世纪前,黑火药是世界上唯一的火箭推进剂,黑火药爆炸的化学方程式为:S + 2KNO3 +3C = K2S +N2↑ +3CO2↑。20世纪60年代,火箭使用的是液体推进剂,常用的氧化剂有四氧化二氮、液氧等,可燃物有肼(N2 H4)、液氢等。
(1)K原子核外电子云有___种不同的伸展方向,电子填充了__个轨道;写出硫原子的核外电子排布式__,比较反应所涉及的原子的原子半径大小:__;
(2)写出产物中含极性键的非极性分子的结构式__,产物K2S的电子式为___;
(3)已知S和氯水反应会生成两种强酸,其离子方程式为_______;
(4)以上的火箭推进剂一般含有氮元素,含氮化合物种类丰富。有一含氮化合物,具有很强的爆炸性,86g该化合物爆炸分解会生成标况下N267. 2L和另一种气体单质H2。写出其爆炸的化学方程式____。
3、硅是重要的半导体材料,构成现代电子工业的基础。硅及其化合物在工业中应用广泛,在国防和航天工业中亦有许多用途。
(1)硅原子中最外层电子排布式为___,该层电子的电子云有___种不同的伸展方向。
(2)温石棉矿是一种硅酸盐类矿物,化学式写作氧化物形式为6MgO•4SiO2•4H2O,其中原子半径最大的元素在周期表中的位置是___。SiO2存在与金刚石结构类似的晶体,其中硅氧原子之间以___相结合。
a.离子键 b.极性键 c.非极性键 d.范德华力
(3)甲硅烷(SiH4)是一种无色的液体,遇到空气能爆炸性自燃,生成二氧化硅固体和水。在室温下,10gSiH4自燃放出热量446kJ,请写出其燃烧的热化学方程式:___;
(4)SiH4的热稳定性不如CH4,其原因是___。
工业上硅铁可以用于冶镁。以煅白(CaO•MgO)为原料与硅铁(含硅75%的硅铁合金)混合,置于密闭设备中于1200℃发生反应:2(CaO•MgO)(s)+Si(s)Ca2SiO4(l)+2Mg(g)
(5)常温下镁的还原性强于硅。上述方法能够获得镁的原因是:___。
(6)若上述反应在容积为aL的密闭容器中发生,一定能说明反应已达平衡的是___(选填编号)。
a.反应物不再转化为生成物
b.炉内Ca2SiO4与CaO•MgO的质量比保持不变
c.反应放出的总热量不再改变
d.单位时间内,n(CaO•MgO)消耗:n(Ca2SiO4)生成=2:1
若bg煅白经tmin反应后转化率达70%,该时段内Mg的生成速率是___。
4、(1)比较氧元素和氟元素的非金属性强弱:O_______F(填“<”“>或”“=”);用一个化学方程式说明两者非金属的相对强弱______________________________________。
(2)2002年1月18日在《科学》期刊中报导罗马大学的Fulvio Cacace及其同事发现氮的一种同素异形体N4,已知N4所有原子均满足8电子稳定结构。写出N4的结构式_______________。
(3)CO2和SiO2均是IVA族元素氧化物,CO2常温为气态,SiO2为高熔点固体。请分析原因_______________________________________________。
5、钢化玻璃因其优良的性能广泛应用于日常生活,但由于制作玻璃时里面含有极少量硫化镍,使得钢化玻璃在极限条件下的使用受到限制。
(1)基态硫原子价层电子的轨道表达式电子排布图
为__,基态镍原子中核外电子占据最高能层的符号为__。
(2)Ni(CO)4常用于制备纯镍,溶于乙醇、CCl4、苯等有机溶剂,为__晶体,Ni(CO)4空间构型与甲烷相同,中心原子的杂化轨道类型为__,写出与配体互为等电子体的阴离子__任写一种
。
(3)与硫同族的硒元素有两种常见的二元含氧酸,请比较它们酸性强弱__>__填化学式
,理由是__。
(4)H2S的键角__填“大于”“小于”“等于”)H2O的键角,请从电负性的角度说明理由__。
(5)NiO与NaCl的晶胞结构相似,如图所示,阴离子采取面心立方堆积,阳离子填充在位于阴离子构成的__空隙中,已知Ni2+半径为69nm,O2-半径为140nm,阿伏伽德罗常数为NA,NiO晶体的密度为__g/cm3(只列出计算式。
6、铁元素不仅可以与SCN-、CN-等离子形成配合物,还可以与CO、NO等分子以及许多有机试剂形成配合物.回答下列问题:
(1)基态铁原子有_____________个未成对电子;
(2)CN-有毒,含CN-的工业废水必须处理,用TiO2作光催化剂可将废水中的CN-转化为OCN-,并最终氧化为N2、CO2
①C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是_____________;
②1molFe(CN)32-中含有σ键的数目为_____________;
③铁与CO形成的配合物Fe(CO)3的熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于CCl4,据此可以判断Fe(CO)3晶体属于_____________(填晶体类型)
(3)乙二胺四乙酸能和Fe2+形成稳定的水溶性配合物乙二胺四乙酸铁钠,原理如图1:
①乙二胺四乙酸中碳原子的杂化轨道类型是_____________;
②乙二胺(H2NCH2CH2NH2)和三甲胺[N(CH3)2]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高得多,原因是_____________;
(4)铁铝合金的一种晶体属于面心立方结构,其晶胞可看成由8个小体心立方结构堆砌而成,小立方体如图2所示,则该合金的化学式为_____________,已知小立方体边长为acm,此铁铝合金的密度为_____________g•cm-3。
7、下表是元素周期表前三周期,针对表中的①~⑧元素,回答下列问题:
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| ⑤ | ⑥ |
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① | ② |
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| ③ | ④ |
| ⑦ |
| ⑧ | ||
(1)元素④在周期表中的位置是________。
(2)在这些元素原子中,得电子能力最强的是______(填元素符号)。
(3)单质化学性质最不活泼的元素是______(填元素符号),元素②原子结构示意图为______。
(4)元素⑥、⑦形成的氢化物中,沸点高的是______(填化学式)。
(5)元素①的最高价氧化物对应的水化物所含化学键的类型是_______。
(6)元素⑤最简单的氢化物和最高价氧化物对应的水化物相互反应的产物是_______。
(7)写出元素③的单质与稀盐酸反应的离子方程式_______。
8、某芳香烃A可以从煤干馏得到的煤焦油中分离出来,以A为原料可以合成聚邻氨基苯甲酸、扁桃酸等物质,其合成流程如下(部分产物、合成路线、反应条件已略去):
已知:
Ⅰ.R—CHO+HCN
Ⅱ.R—CNR—COOH
Ⅲ.(苯胺易被氧化)
请回答下列问题:
(1)C的分子式为__________。
(2)下列对相关反应类型的判断合理的是__________ (填序号)。
| ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ |
Ⅰ | 加成 | 水解 | 还原 | 取代 | 还原 | 氧化 | 加聚 |
Ⅱ | 加成 | 消去 | 还原 | 加成 | 氧化 | 还原 | 缩聚 |
Ⅲ | 取代 | 水解 | 氧化 | 加成 | 氧化 | 还原 | 缩聚 |
Ⅳ | 取代 | 消去 | 氧化 | 取代 | 还原 | 氧化 | 加聚 |
(3)写出反应③的化学方程式:______________________________。
(4)扁桃酸有多种同分异构体,其中既能与氯化铁溶液发生显色反应,又能与碳酸氢钠溶液反应产生气泡的同分异构体有__________种,写出其中一种的结构简式:__________________。
(5)以芳香烃A为主要原料,还可以通过下列合成路线合成阿司匹林和冬青油:
①冬青油的结构简式为____________________。
②写出反应Ⅴ的化学方程式:______________________________。
9、18-Ⅰ 乙酸香兰酯是用于调配奶油、冰淇淋的食用香精,其合成反应的化学方程式如下:
下列叙述正确的是(_____)
A.该反应属于取代反应
B.乙酸香兰酯的分子式为C10H8O4
C.FeCl3溶液可用于区别香兰素与乙酸香兰酯
D.乙酸香兰酯在足量NaOH溶液中水解得到乙酸和香兰素
18-Ⅱ用 A(CH2=CH2)和 D(HOOCCH=CHCH=CHCOOH)合成高分子P,其合成路线如下:
已知:①
②酯与醇可发生如下酯交换反应:
(1)B的名称为_________________,D中官能团的名称为_________________________。
(2)C的分子式是C2H6O2,反应②的试剂和反应条件是____________________________。
(3)F的结构简式是__________________________。
(4)反应⑥的化学方程式是____________________________________。
(5)G的一种同分异构体G'为甲酸酯、核磁共振氢谱有3种峰且1mol该有机物酸性条件下水解产物能与2 mol NaOH反应。G'的结构简式为___________________。
(6)以对苯二甲醇、甲醇为起始原料,选用必要的无机试剂合成G,写出合成路线(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)。___________________
10、过氧化钙(CaO2)是一种用途广泛的优良供氧剂,常温下为白色固体,可溶于酸,微溶于水且能与水缓慢反应,难溶于乙醇,且本身无毒,不污染环境。
I.实验室制备CaO2的装置如图所示。
(1)CaO2的晶体中阳阴离子的个数比为_______
(2)甲装置用来制备NH3,烧瓶内固体可以是_______,乙装置中B的作用是_______。
(3)仪器A的名称是_______,有同学认为,为了加快反应速率和提高产率,可将冰水混合物改为温水浴加热,你认为该同学的观点是否合理并说明理由_______。(不写理由不给分)
II.工业上生产CaO2的实验流程如下。
(4)已知“反应”步骤会生成CaO2·8H2O,该步反应的离子方程式是_______。
(5)洗涤步骤先用冷水洗涤,再用乙醇洗涤。用乙醇洗涤的目的是_______。
11、化学需氧量(COD)是衡量水质的重要指标之一、COD是指在特定条件下用一种强氧化剂(如)定量地氧化水体中的还原性物质所消耗的氧化剂的量(折算为氧化能力相当的
质量,单位:mg/L)。某水样的COD测定过程如下:取400.0mL水样,用硫酸酸化,加入40.00mL0.002000mol/L
溶液,充分作用后,再加入40.00mL0.005000mol/L
溶液。用0.002000mol/L
。溶液滴定,滴定终点时消耗26.00mL。
已知:
(1)1mol的氧化能力与___________g
的氧化能力相当(作氧化剂时转移的电子数相同)。
(2)该水样的COD值是___________mg/L。(写出计算过程,结果保留小数点后一位)
12、氮氧化物的任意排放会造成酸雨、光化学烟雾等环境问题,可采用多种方法消除。
已知:CH4(g)+4NO2(g)CO2(g)+2H2O(l)+4NO(g) ΔH=—654kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)CO2(g)+2H2O(l)+2N2(g) ΔH=—1240kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l) ΔH=—44kJ·mol-1
(1)CH4还原NO2
①CH4将NO2还原为N2并生成水蒸气的热化学方程式为_______。
②下列措施中,能提高NO2的转化率的是_______。
a.使用催化剂
b.充入NO2
c.恒容下,充入Ar惰性气体
d.把容器的体积缩小一半
e.降低温度
f.及时分离水
(2)CH4还原NO
在2L密闭容器中通入1.00molCH4和2.00molNO,在3MPa,一定温度下反应生成CO2(g)、H2O(g)、N2(g),反应时间(t)与NO的物质的量[n(NO)]关系如下表:
反应时间t/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
n(NO)/mol | 2.00 | 1.20 | 0.80 | 0.60 | 0.50 | 0.50 |
由表中数据计算,2~4min内v(CH4)=_______mo1·L-1·min-1,该温度下的压强平衡常数Kp_______(用分压表示,分压=物质的量分数×总压)。
(3)C还原NO
①反应C(s)+2NO(g)=N2(g)+CO2(g)在常温下能自发进行,据此判断该反应的焓变ΔH________0(填“>”“<”或“=”)。
②以上反应可分为如下四步反应历程,写出其中第三步的反应:
第一步:2NO=(NO)2
第二步:C+(NO)2=C(O)+N2O
第三步:_______
第四步:2C(O)=CO2+C
(4)NH3催化还原氮氧化物技术(SCR)是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术,反应原理如图所示:
用Fe作催化剂时,在氨气足量的情况下,当c(NO2):c(NO)=1:1时,脱氮率最佳,按最佳脱氮率,每生成2molN2,转移电子数目为_______。
(5)除上述方法外,还可用电解法将NO转变为NH4NO3,其工作原理如图,N极的电极反应式为_______,通入NH3的主要原因是_______。
13、“碳中和”引起各国的高度重视,正成为科学家研究的主要课题。利用合成二甲醚有两种工艺。
工艺1:先在设备一加氢合成甲醇,涉及以下主要反应:
Ⅰ.甲醇的合成:
Ⅱ.逆水汽变换:
再通过设备二由甲醇脱水合成二甲醚。
Ⅲ.甲醇脱水:
工艺2:在双功能催化剂作用下,由加氢直接得到二甲醚。
已知:相关物质变化的变示意图如下:
(1)请写出工艺2中直接加氢合成
(反应Ⅳ)的热化学方程式:_______。
(2)工艺1需先在设备一先合成甲醇。在不同压强下,按照投料合成甲醇,实验测定
的平衡转化率和
的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。
下列说法正确的是_______。
A.图甲纵坐标表示的平衡产率
B.
C.为了同时提高的平衡转化率和
的平衡产率,应选择低温、高压的反应条件
D.一定温度、压强下,寻找活性更高的催化剂,是提高的平衡转化率的主要研究方向
(3)解释图乙中压强一定时,曲线随温度变化先降后升的原因_______。
(4)假定工艺2在一定温度下,控制恒容的刚性容器中进行,不考虑反应Ⅱ的逆水汽变换及其他副反应,将
与
与双能催化剂充分接触反应,测定
的平衡转化率为80%,
选择性为50%,求此温度下反应Ⅳ的平衡常数
_______。(
选择性
)
(5)工艺2使用的双功能催化剂通常由甲醇合成活性中心和甲醇脱水活性中心组成,前者常采用铜基催化剂,后者主要是。在一定条件下将
与
以
投料比通过双功能催化剂,测定含碳产物的物质的量分数随时间变化如图所示。研究发现,采用
代替铜基催化剂在甲醇合成阶段有更佳的催化效果。在图上画出采用
与
复合催化剂作用下,
物质的量分数随时间变化的曲线_______。
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