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、元素铜(Cu)、砷(As)、镓(Ga)等形成的化合物在现代工业中有广泛的用途,回答下列问题:
(1)基态铜原子的价电子排布式为_____________,价电子中未成对电子占据原子轨道的形状是__________________________。
(2)化合物AsCl3分子的立体构型为________________,其中As的杂化轨道类型为_____________。
(3)第一电离能Ga__________As。(填“>”或“<”)
(4)若将络合离子[Cu(CN)4]2-中的2个CN- 换为两个Cl-,只有一种结构,则[Cu(CN-)4]2-中4个氮原子所处空间构型为_______________,一个CN-中有__________个π键。
(5)砷化镓是一种重要的半导体材料,晶胞结构如图所示。
熔点为1238℃,密度为⍴g·cm-3,该晶体类型为______________,Ga与As以__________键键合,Ga和As的相对原子质量分别为Ma和Mb,原子半径分别为racm和rbcm,阿伏加德罗常数值为NA,GaAs晶胞中原子体积占晶胞体积的百分率为____________________。(列出计算公式)
3、甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
化学反应 | 平衡常数 | 温度℃ | |
500 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(g) | K1 | 2.5 | 0.15 |
②H2(g)+CO2(g) | K2 | 1.0 | 2.50 |
③3H2(g)+CO2(g) | K3 |
|
|
(1)反应②是________________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系,如左下图所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)_____________K(B)(填“>”、“<”或“=”)。据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=_______(用K1、K2表示)。
(3)在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如右上图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是_____________________。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是_____________________。
(4)一种甲醇燃料电池,使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液。
请写出加入(通入)b物质一极的电极反应式_________________;
每消耗6.4g甲醇转移的电子数为_______________。
(5)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下,将a mol/L的醋酸与b mol/LBa(OH)2溶液等体积混合后,溶液中:2c(Ba2+)= c(CH3COO-),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数Ka为________________。
4、将Cu2O与Fe2O3的混合物共ag加入20.0mL4.00mol·L-1的过量稀硫酸中,充分反应后剩余固体的质量为bg。请计算:
(1)若向反应后的溶液中加入40.0mLNaOH溶液能刚好使溶液中的所有金属离子完全沉淀,则该氢氧化钠溶液的物质的量浓度为__________________mol·L-1。
(2)若a=7b,则混合物中Cu2O与Fe2O3的物质的量之比为__________________。
5、研究表明,在CuZnO2催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO,反应的热化学方程式如下:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1 平衡常数K1 反应Ⅰ
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2 =+41.2kJ•mol-1 平衡常数K2 反应Ⅱ
(1)一定条件下,将n(CO2): n(H2)=1:1的混合气体充入绝热恒容密闭容器中发生反应。下列事实可以说明反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)已达到平衡的是_______
A 容器内气体密度保持不变 B CO2体积分数保持不变
C 该反应的平衡常数保持不变 D 混合气体的平均相对分子质量不变
(2)研究证实,CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应的电极反应式是___________________。
(3)反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K3=____________(用K1和K2表示)。
(4)在恒压密闭容器中,由CO2和H2进行反应I合成甲醇,在其它条件不变的情况下,探究温度对化学平衡的影响,实验结果如图。
①△H1_________0(填“>”、“<”或“=”)
②有利于提高CO2平衡转化率的措施有___________(填标号)。
A.降低反应温度
B.投料比不变,增加反应物的物质的量
C.增大CO2和H2的初始投料比
D.混合气体中掺入一定量惰性气体(不参与反应)
(5)在T1温度时,将1.00molCO2和3.00molH2充入体积为1.00L的恒容密闭容器中,容器起始压强为P0,仅进行反应I。
①充分反应达到平衡后,若CO2转化率为a,则容器的压强与起始压强之比为________(用a表示)。
②若经过3h反应达到平衡,平衡后,混合气体物质的量为3.00mol,则该过程中H2的平均反应速率为____________(保留三位有效数字);平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示,即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数。写出上述反应压力平衡常数KP为____________(用P0表示,并化简)。
6、硅是最理想的太阳能电池材料,高性能晶硅电池是建立在高质量晶硅材料基础上的。工业上可以用如图所示的流程制取高纯硅。
(1)硅在周期表中的位置是_______________,反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比为:__________________
(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3 (沸点31.8℃)中含有少量SiCl4 (沸点57.6℃)和SiH2Cl2 (沸点8.2℃)、SiH3Cl(沸点-30.4℃)提纯SiHCl3采用的方法为__________,整个过程中可以循环利用的物质X是:_____________(填化学式)
(3)提纯粗硅的过程中必须严格控制无水无氧,原因之一是硅的卤化物极易水解,写出SiCl4遇水剧烈反应的化学方程式___________________________________
(4)硅在有HNO3存在的条件下,可以与HF生成H2SiF6,同时有不溶于水的气体生成,该气体遇空气变为红棕色,硅单质发生的化学方程式为_____________________________________________________
(5)某工厂用100吨纯度为75%的石英砂为原料经第一步反应制得的粗硅中含硅28吨,则该过程中硅的产率是:__________(精确到小数点后两位)
7、铁和钴是两种重要的过渡元素。
(1)钴位于元素周期表中第____族,其基态原子中未成对电子的个数为______。
(2)[Fe(H2NCONH2)6](NO3)2的名称是三硝酸六尿家合铁(Ⅲ),是一种重要的配合物。该化合物中Fe2+的核外电子排布式为_____,尿素分子中C、N原子的杂化方式分别是____、____,其分子中σ键与π键的数目之比为____,所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是____.
(3)FeO晶体与NaCl晶体结构相似,比较FeO与NaCl的晶格能大小,还需要知道的数据是________。
(4)Co(NH3)5BrSO4可形成两种结构的钴的配合物,已知Co3+的配位数是6,为确定钴的配合物的结构,现对两种配合物进行如下实验:在第一种配合物溶液中加硝酸银溶液产生白色沉淀,在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀.则第二种配合物的配体为____。
(5)奥氏体是碳溶解在γ-Fe中形成的一种间隙固溶体,无磁性,其晶胞如图所示,则该物质的化学式为______,若晶体密度为dg/cm3,则晶胞中最近的两个碳原子的距离为___pm (阿伏加德罗常数的值用NA表示,写出简化后的计算式即可)。
8、工业上常利用FeSO4还原酸浸软锰矿(主要成分MnO2,杂质为Si、Fe和Al等元素的化合物)制备MnSO4·H2O。
(1)①FeSO4还原MnO2生成MnSO4反应的离子方程式为___。
②Fe2+基态核外电子排布式为___。
(2)在一定温度下,软锰矿与FeSO4、硫酸、蒸馏水按照一定比例混合搅拌反应。混合体系液固比(g·mL-1)对锰浸取率(%)的影响如图所示。反应需要控制液固比=4:1:当液固比<4:1时,锰浸取率随液固比增大而迅速上升的原因是___。
(3)浸取液经氧化、中和等系列操作后,可得到MnSO4·H2O粗产品。通过下列方法测定产品纯度:准确称取3.000g样品,加适量ZnO及H2O煮沸、冷却,转移至锥形瓶中,用0.5000mol·L-1KMnO4,标准溶液滴定至溶液呈红色且半分钟不褪色,消耗标准溶液20.00mL计算MnSO4·H2O样品的纯度(写出计算过程):___。
已知:2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4
9、A、B、C、D、E五种短周期主族元素,原子序数依次增大,其中C、D、E同周期,A、C同主族,B、E同主族,B元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍,又知A单质是密度最小的气体。
请回答下列问题:
(1)元素C在周期表中的位置______________________________。
(2)A、C、E以原子个数比1∶1∶1形成化合物X,其电子式为_________________。
(3)B、E对应简单氢化物稳定性的大小顺序是(用分子式表示) ________________。
(4)若D是非金属元素,其单质在电子工业中有重要应用,请写出其氧化物溶于强碱溶液的离子方程式:___________________________________________。
10、温和型氧化剂过氧化钙()是一种白色固体,微溶于水,可与水缓慢反应,不溶于有机溶剂,易与酸反应。某实验小组按如下流程和装置制取
:
第①步所用的装置图1所示(夹持装置省略):
请回答:
(1)步骤③:不断通入干燥氧气,目的是_______。
(2)步骤②:下列操作中正确的是_______(选填序号)。
A.抽滤可加快固液分离,减少与水反应
B.用倾析法转移溶液,应充分振摇烧瓶形成悬浊液,并一次性地倒入布氏漏斗中
C.边抽滤,边用玻璃棒搅拌布氏漏斗内悬浊液,可加快抽滤速度
D.倾析后,可通过吸滤瓶支管口向烧瓶内倒入滤液,洗出烧瓶内的
(3)步骤①:控制其它条件相同,考察与
的物质的量之比(
)对
产率的影响,结果如图2所示。随着比值的增大
产率呈下降趋势,原因是_______。
(4)甲同学用滴定法测定产品的纯度:取mg产品于烧杯,加过量盐酸并加热到不再产生气泡,冷却后加足量溶液,过滤出
沉淀,洗涤后转入锥形瓶中,加足量稀硫酸,用0.01
标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液
。
①滴定前的下列操作,正确顺序是_______(填字母编号)。
A.盛装标准溶液
B.用标准溶液润洗
C.读数、记录
D.查漏、清洗
E.排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面
②乙同学取等质量产品,加过量稀硫酸,用0.01标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液
。判断
_______
(选填“大于”“等于”或“小于”)。
(5)步骤①用饱和溶液代替,结果
的产率很低,可能的原因是_______。
(6)控制过量,实验时发现
滴加速率会明显影响
产率。请在图3中画出
产率随
滴加速率的变化曲线:_______。
11、已知:5C2O42-+2MnO4-+16H+ = 2Mn2++10CO2↑+8H2O。某研究小组通过如下实验步骤测定晶体A(KxFey(C2O4)z·aH2O,其中的Fe元素为+3价)的化学式:
步骤1:准确称取A样品9.820 g,分为两等份;
步骤2:取其中一份,干燥脱水至恒重,残留物质量为4.370g;
步骤3:取另一份置于锥形瓶中,加入足量的3.000 mol·L-1 H2SO4溶液和适量蒸馏水,使用0.5000 mol·L-1 KMnO4溶液滴定,滴定终点消耗KMnO4溶液的体积为24.00 mL;
步骤4:将步骤1所得固体溶于水,加入铁粉0.2800 g,恰好完全反应。
通过计算确定晶体A的化学式(写出计算过程) _______________。
12、5月15日,天问一号探测器成功着陆于火星。据了解火星上存在大量的含氮化合物,科学家推测火星生命可能主要以氮、碳、硅、铜为基体构成。请回答下列问题:
(1)邻氨基吡啶()的铜配合物在有机不对称合成中起催化诱导效应。
①邻氨基吡啶中所有元素的电负性由小到大的顺序为_______(填元素符号)。设NA为阿伏加德罗常数的值,1mol中含有σ键的数目为_______。
②一定条件下-NH2可以被氧化成-NO2,-NO2中N原子的杂化方式为_______杂化。
(2)第四周期的某主族元素,其第一至第五电离能数据如图所示,则该元素的基态原子电子排布式为_______。
(3)元素周期表中的第IVA族~第VIIA族中部分元素的最简单氢化物的沸点变化趋势线如图,其中一个小黑点代表一种氢化物,则趋势线a代表第_______族元素的最简单氢化物的沸点变化趋势,判断依据是_______。
(4)一种嘌呤和一种吡啶的结构如图。
①嘌呤中轨道之间的夹角∠1比∠2大,原因是_______。
②分子中的大π键可以用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数。则该吡啶中的大π键可表示为_______。
(5)火星岩石中存在大量的氮化镓,氮化镓为六方晶胞,结构如图所示。若该晶体密度为dgcm-3,晶胞参数a=b≠c(单位:nm),a、b夹角为120°,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞参数c=_______nm(写出代数式)。
13、高铁酸钾(K2FeO4)是一种集氧化、吸附、凝聚、杀菌于一体的新型高效多功能绿色净水剂,易溶于水,难溶于有机溶剂。一种以Mn、Fe及MnO2制备高铁酸钾和活性MnO2的流程如图所示:
已知:部分金属离子在溶液中沉淀的pH如下表:
金属离子 | Fe3+ | Fe2+ | Mn2+ |
开始沉淀的pH | 1.9 | 7.0 | 8.1 |
完全沉淀的pH | 3.2 | 9.0 | 10.1 |
回答下列问题:
(1)MnO2不溶于稀硫酸,加入过量FeSO4目的是在酸性条件下将MnO2还原成稳定的Mn2+,写出该反应的离子方程式___________。
(2)“调pH”操作中,调节pH的范围是___________,“滤渣”的主要成分是___________。
(3)“沉锰”操作中,温度过高会导致MnO2产率降低,原因是_____________。
(4)某温度下,若要从10m3c()=2.0×10-4mol·L-1的溶液中沉淀
(浓度降至10-5mol·L-1),理论上需加入Ca(OH)2固体的物质的量不少于___________mol。(已知该温度下CaFeO4的Ksp=4.5×10-9,不考虑水解和溶液体积变化)
(5)已知锰的某种氧化物的晶胞如图所示,其中锰的化合价为___________,配位数为____________。
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