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)氯化铝为无色透明晶体,易溶于水、乙醇、氯仿,微溶于苯。熔融的氯化铝不导电。无水氯化铝在178℃升华,用质谱仪检测气态氯化铝,谱图中出现质荷比(相对分子质量)最大值为267,原因是___。
(2)酸碱电子理论认为:所有能够接受电子对的物质(分子、离子或原子团)都称为酸,所有能够提供电子对的物质(分子、离子或原子团)都称为碱,请按此理论写出一个中和反应的化学方程式___(反应物均含氮元素)。
3、回答下列问题:
(1)氢键存在于分子之问,也可以存在分子内,如邻羟基苯甲醛存在分子内氢键,导致它的沸点比对羟基苯甲醛低,氢键用X—H…Y表示,画出邻羟基苯甲醛分子的内氢键_______。
(2)苯酚常温下在水中溶解度不大,但高于65°时,它能与水任何比例互溶,原因是_______。
(3)三种晶体的熔点数据如下:
物质 | |||
熔点 | 280℃ | 3550℃ | 3652℃ |
和金刚石熔点相差大,石墨的熔点比金刚石高,原因是_______。
4、氮化铝(AlN)是一种新型非金属材料,室温下能缓慢水解。可由铝粉在氮气氛围中1700℃合成,产物为白色到灰蓝色粉末。某小组探究在实验室制备AlN并测定产品纯度,设计实验如下。请回答:
(一)制备AlN
(1)按气流由左向右的方向,上述装置的正确连接顺序为j→__________________→i(填仪器接口字母编号)。
(2)实验时,以空气为原料制备AlN。装置A中还原铁粉的作用为________________,装置B中试剂X为_____________________。
(二)测定产品纯度
取m g的产品,用以下装置测定产品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。
已知:AlN + NaOH + H2O = NaAlO2 + NH3↑
(3)完成以下实验步骤:组装好实验装置,首先_________________________________,加入实验药品。接下来的实验操作是关闭______________________________并打开______________,再打开分液漏斗活塞加入足量NaOH浓溶液后关闭,至不再产生气体。再______________,通入氮气一段时间,测定装置III反应前后的质量变化为n g。
(4)实验结束后,计算产品中AlN的纯度为___________﹪(用含m、n的代数式表示)。
(5)上述实验的设计仍然存在缺陷,你认为可能的缺陷及会导致的测定结果____________(用 “偏高”、“偏低”描述)如何______________________________________________________。
5、纳米TiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。制备纳米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2·xH2O,经过滤、水洗,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2 。用现代分析仪器测定TiO2粒子的大小。用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+ ,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。
请回答下列问题:
(1)TiCl4水解生成TiO2·x H2O的化学方程式为
(2)玻璃棒有多种用途,下列实验操作中玻璃棒的作用完全相同的是 (填字母)
①测定醋酸钠溶液的pH ②加热食盐溶液制备NaCl晶体
③配制0.1mol/L的硫酸溶液 ④用淀粉—KI试纸检验溶液中氧化性离子
⑤配制10%的硫酸钠溶液
A.①⑤ B.②⑤ C.①④ D.③④
(3)水洗时检验TiO2·x H2O已洗净的方法是
(4)下列可用于测定TiO2粒子大小的方法是 (填字母代号)
a.核磁共振氢谱 b.红外光谱法 c.质谱法 d.透射电子显微镜法
(5)滴定终点的现象是
(6)滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为Mg·mol-1)试样w g,消耗c mol·L-1 NH4Fe(SO4)2标准溶液V mL,则TiO2质量分数表达式为 %
(7)下列操作会导致TiO2质量分数测定结果偏高的是
A. 滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面
B. 配制标准溶液时,烧杯中的NH4Fe(SO4)2溶液有少量溅出
C. 容量瓶清洗之后,未干燥
D.配制标准溶液定容时,俯视刻度线
6、(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_______________________________________________。
7、化工生产中可用CO2和H2在一定条件下制得烯烃。下图是由煤焦油、CO2和H2合成橡胶和TNT的路线:
请回答下列问题:
(1)工业上煤通过________制取煤焦油。
(2)反应①的反应类型为____________;反应③的反应条件为____________。
(3)烯烃B的名称为________________;E的结构简式为_______________。
(4)D与足量H2在一定条件下反应生成F,F的一氯代物共有_____种。
(5)请写出以CH3COOH、为原料合成化工产品
的路线流程图(无机试剂任选)(提示:卤代苯中苯环上的卤原子很难被取代)。
__________合成路线流程图示例如下:
8、2015年,中国药学家屠哟坳获得诺贝尔生理学和医学奖,其突出贡献是创制新型抗疟药青蒿素和双氢青蒿素。青蒿素是从黄花篙中提取得到的一种无色针状晶体,双氢青蒿素是青蒿素的重要衍生物,抗疟疾疗效优于青蒿素。请回答下列问题:
(1)组成青蒿素的三种元素电负性由大到小排序是_________,画出基态O原子的价电子排布图_________。(2)一个青蒿素分子中含有_________个手性碳原子;
(3)双氢青蒿素的合成一般是用硼氢化钠(NaBH4)还原青蒿素。硼氢化物的合成方法有:
2LiH+B2H6=2LiBH4 4NaH+BF3=NaBH4+3NaF
①写出BH4-的等电子体_________ (分子、离子各写一种);
②1976年,美国科学家利普斯康姆(W.N.Lipscomb)因提出多中心键的理论解释B2H6的结构而获得了诺贝尔化学奖。B2H6分子结构如图,2个B原子和一个H原子共用2个电子形成3中心二电子键,中间的2个氢原子被称为“桥氢原子”,它们连接了2个B原子。则B2H6分子中有_________种共价键,B原子的杂化方式为_________。
③NaBH4的阴离子中一个B原子能形成4个共价键,而冰晶石(Na3AlF6)的阴离子中一个Al原子可以形成6个共价键,原因是_________。
④NaH的晶胞如图,则NaH晶体中阳离子的配位数是_________;设晶胞中阴、阳离子为刚性球体且恰好相切,求阴、阳离子的半径比=_________。
9、硫酸铵是化工、染织、医药、皮革等工业原料。某硫酸工厂利用副产品Y处理尾气SO2得到CaSO4,再与相邻的合成氨工厂联合制备(NH4)2SO4,工艺流程如下:
请回答以下问题:
(1)下列有关(NH4)2SO4溶液的说法正确的是_____
A.电离方程式:(NH4)2SO42NH4++SO42-
B.水解离子方程式:NH4++H2ONH3•H2O+H+
C.离子浓度关系:c(NH4+)+c(H+)=c(SO42-)+c(OH–)
D.微粒浓度大小:c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(NH3•H2O)>c(OH–)
(2)硫酸工业中,V2O5作催化剂时发生反应2SO2+ O2 2SO3,SO2的转化率与温度、压强有关,请根据下表信息,结合工业生产实际,选择下表中最合适的温度和压强分别是__________。该反应420℃时的平衡常数_____520℃时的平衡常数(填“>”、“<”或“=”)。
1.01×105Pa | 5.05×105Pa | 1.01×106Pa | |
420℃ | 0.9961 | 0.9972 | 0.9984 |
520℃ | 0.9675 | 0.9767 | 0.9852 |
620℃ | 0.8520 | 0.8897 | 0.9276 |
(3)在2L密闭容器中模拟接触法制备三氧化硫时,若第12分钟恰好达到平衡,测得生成SO3的物质的量为1.2mol,计算前12分钟用氧气表示反应速率v(O2)为___________。
(4)副产品Y是__。沉淀池中发生的主要反应方程式是___________________。
(5)从绿色化学和资源综合利用的角度说明上述流程的主要优点是________________。
10、实验室制备肥皂的过程如下:
请回答:
(1)加入乙醇的目的是__________________________________________。
(2)证明油脂完全反应的方法是_____________________________________________________。
(3)以硬脂酸甘油酯为例,写出皂化反应的方程式:_____________________。
11、燃烧法是测定有机化合物分子式的一种方法,某有机物12g在氧气中完全燃烧,生成7.2g水和8.96LCO2(标况)。0.5mol该有机物的质量为30g。
(1)试求该有机物分子式_________________________;
(2)若该有机物能与Na2CO3溶液反应产生气体,则其结构简式为________________;
若该有机物既能与Na反应产生气体,又能发生银镜反应,则结构简式为___________。
12、近日,复旦大学、北京大学和上海电力大学等的研究团队共同报道了一种新型NASICON相铁基磷酸盐负极材料Na3Fe2(PO4)P2O7。回答下列问题:
(1)基态Fe2+的价电子排布式为___。
(2)Na3Fe2(PO4)P2O7中PO的空间构型为___,研究表明,该负极材料发生反应:Na3Fe2(PO4)P2O7-e-=Na2Fe2(PO4)P2O7+Na+,Na2Fe2(PO4)P2O7-e-=NaFe2(PO4)P2O7+Na+。指出Na2Fe2(PO4)P2O7中Fe2+:Fe3+=___。
(3)K3[Fe(CN)6](铁氰化钾)溶液可以检验铁陨石中铁元素价态。
①铁氰化钾中不存在的作用力有___(填标号)。
a.离子键 b.极性键 c.非极性键 d.π键 e.配位键 f.氢键
②1mol[Fe(CN)6]3-中含有的σ键数目为___(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(4)NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同,其中Ni2+和Fe2+的半径分别为6.9×10-2nm和7.8×10-2nm,则熔点:NiO___(填“<”、“=”或“>”)FeO,试说明判断理由___。
(5)一种铁氮化合物具有高磁导率,密度为ρg·cm-3,其结构如图所示:
①该铁氮化合物的化学式为___。
②计算Fe(Ⅱ)构成正八面体的体积为___cm3。
13、费托合成是以合成气为原料,在催化作用下合成液态烃的工艺流程,是我国煤化工的重点发展方向。催化剂的选择性、高稳定性是研究重点,目前主要以纳米铁系催化剂以及钴系催化剂为主,实验室常以固定床或者搅拌釜作为该反应的研究装置,已知该反应的机理如图所示:
已知2CO(g)+4H2(g)C2H4(g)+2H2O(g)△H=-237kJ/mol反应Ⅰ
CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)△H=-178kJ/mol反应Ⅱ
(1)C是一种良好的还原剂,可用来还原各种金属氧化物,如图为C和Al分别和氧气反应的吉布斯自由能变与温度的关系,已知ΔG<0,反应自发,写出C在2000K以上还原Al2O3的化学方程式:__,由如图推测2000K以上该反应是反应___(填“自发”或者“不自发”)。
(2)在固定床反应器中,生产条件为5MPa,200℃~250℃,流速100mL/min,若不考虑其它产物的情况,下列说法错误的是___。
A.采用纳米铁催化剂可以提高催化剂表面积,加快化学反应速率
B.合成气在催化剂表面没有化学键的形成,催化剂改变了化学反应历程
C.固定床反应器中合成气的流速影响产物的转化率和选择性
D.适当升高温度(不考虑催化剂失活)可以提高CO的平衡转化率
E.反应开始前往往先通入H2处理一段时间是为了激活催化剂,去除表面氧化膜
(3)已知固定床反应器中增加装置压强会导致产物中C2H4选择性上升,可能的原因是___。
(4)实验中通常也以搅拌釜作为恒容反应容器,在搅拌釜中加入铁系催化剂,再通入10MPa合成气后关闭进气,升温到200℃维持稳定,开启搅拌桨,一直反应到约10~20h后装置内气压不再发生改变(不考虑装置漏气)。在保持其他条件不变的情况下,为了提高C2H4的选择性可以采取的措施是___。
A.适当升高温度 B.改变催化剂 C.适当降低温度 D.加快搅拌速度
(5)搅拌釜反应器中按照投料比=3:1通入气体,起始压强为8MPa,关闭进气阀,控制反应温度为200℃,反应结束后测得CO的转化率为20%,C2H4的选择性为50%,求该条件下反应Ⅱ的Kp=___MPa-2(对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)表示的平衡常数记作Kp)。
(6)某课题小组采用气相色谱研究该反应中C1到C4的各种烃类分布,以N2作为载气(流动相),已知不同气体在同一色谱柱中出峰时间不相同,如图为该产物色谱图中的部分内容,请利用气相色谱设计一种方法判断哪一个峰是乙烯___。
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