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、【选做题】本题包括A, B两小题,请选定其中一小题,并在相应的答题区域内作答。若多做,则按A小题评分
A.在5-氨基四唑()中加入金属Ga,得到的盐是一种新型气体发生剂,常用于汽车安全气囊.
(1)基态Ga原子的电子排布式可表示为____________;
(2)5-氨基四唑中所含元素的电负性由大到小的顺序为____________,其中N原子的杂化类型为____________;在1mol 5-氨基四唑中含有的σ键的数目为____________。
(3)叠氮酸钠(NaN3)是传统安全气囊中使用的气体发生剂.
①叠氮酸钠(NaN3)中含有叠氮酸根离子(N3-),根据等电子体原理N3-的空间构型为____________。
②以四氯化钛、碳化钙、叠氮酸盐作原料,可以生成碳氮化钛化合物.其结构是用碳原子取代氮化钛晶胞(结构如右图)顶点的氮原子,这种碳氮化钛化合物的化学式为____________。
3、工业上可用软锰矿(主要成分是MnO2)和黄铁矿(主要成分是FeS2)为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工业流程如下:
回答下列问题:
(1)为了提高溶浸工序中原料的浸出率,可以采取的措施有__________________(写一条)。
(2)除铁工序中,在加入石灰调节溶液的pH前,加入适量的软锰矿,其作用是______________。
(3)净化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等杂质。若测得滤液中c(F-)=0.01 mol•L-1,滤液中残留的c(Ca2+)=________________〔已知:Ksp(CaF2)=1.46×10-10〕,
(4)沉锰工序中,298K、c(Mn2+)为1.05 mol•L-1时,实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间的关系如图所示。根据图中信息得出的结论是______________。
(5)沉锰工序中有CO2生成,则生成MnCO3的离子方程式是______________________。
(6)从沉锰工序中得到纯净MnCO3的操作方法是___________________。副产品A的化学式是________。
4、汽车尾气脱硝脱碳主要原理为: 。一定条件下密闭容器中,用传感器测得该反应在不同时间NO和CO浓度如下表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
完成下列填空:
(1)写出该反应的平衡常数表达式:__________________。
(2)前2s内的氮气的平均反应速率是: =___________
;
达到平衡时,CO的转化率为_______________。
(3)工业上常采用“低温臭氧氧化脱硫脱硝”技术来同时吸收和氮的氧化物气体(
),以获得
的稀溶液。在此溶液中,水的电离程度是受到了_________(填“促进”、“抑制”或“没有影响”);若往
溶液中再加入少量稀盐酸,则
值将__________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)如果向溶液中通入足量
气体,没有沉淀生成,继续滴加一定量的氨水后,则会生成白色沉淀。用平衡移动原理解释上述现象。_________________________。
(5)向另一种可溶性钡盐溶液中通入少量气体,会立即看到白色沉淀,该沉淀的化学式为_________;原可溶性钡盐可能是_________________。
5、NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式:__________________________。
(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
①写出该反应的热化学方程式:_______________________________。
②随温度升高,该反应化学平衡常数的变化趋势是____。
(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOx的排放。
①当尾气中空气不足时,NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式:______________________________
②当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。其吸收能力顺序如下:12MgO<20CaO<38SrO<56BaO。原因是___________________________________________,
元素的金属性逐渐增强,金属氧化物对NOx的吸收能力逐渐增强。
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下:
①Pt电极上发生的是________反应(填“氧化”或“还原”)
②写出NiO电极的电极反应式:______________________________________。
6、青蒿素是一种有效的抗疟药。常温下,青蒿素为无色针状晶体,难溶于水,易溶于有机溶剂,熔点为156~157℃。提取青蒿素的方法之一是乙醚浸取法,提取流程如下:
请回答下列问题:
(l)对青蒿进行破碎的目的是__________________。
(2)操作I用到的玻璃仪器是__________,操作Ⅱ的名称是_______。
(3)用下列实验装置测定青蒿素的化学式,将28.2g青蒿素放在燃烧管C中充分燃烧:
① 仪器各接口的连接顺序从左到右依次为_______(每个装置限用一次)。A装置中发生的化学反应方程式为_________________。
② 装置C中CuO的作用是_________________。
③ 装置D中的试剂为_________________。
④ 已知青蒿素是烃的含氧衍生物,用合理连接后的装置进行实验.测量数据如下表:
装置质量 | 实验前/g | 实验后/g |
B | 22.6 | 42.4 |
E(不含干燥管) | 80.2 | 146.2 |
则青蒿素的最简式为__________。
(4)某学生对青蒿素的性质进行探究。将青蒿素加入含有NaOH 、酚酞的水溶液中,青蒿素的溶解度较小,加热并搅拌,青蒿素的溶解度增大,且溶液红色变浅,与青蒿素化学性质相似的物质是______(填字母代号)。
A.乙醇 B.乙酸 C.乙酸乙酯 D.葡萄糖
7、硫及其化合物广泛存在于自然界中。
(1)四硫富瓦烯分子结构如图所示,其碳原子杂化轨道类型为_________,根据电子云的重叠方式其含有的共价键类型为___________,1mol四硫富瓦烯中含有σ键数目为__________。
(2)煅烧硫铁矿时发生的反应为FeS2+O2Fe2O3+SO2,所得产物SO2再经催化氧化生成SO3,SO3被水吸收生成硫酸。
①基态S原子存在____________对自旋方向相反的电子。
②离子化合物FeS2中,Fe2+的电子排布式为__________,与S22-互为电子体的离子是____________。
③气体SO3分子的空间构型为__________,中心原子阶层电子对数为____________。
(3)闪锌矿是一种自然界含Zn元素的矿物,其晶体结构属于立方晶体(如下图所示),Zn属于_______区元素,在立方ZnS晶体结构中S2-的配位数为______________,若立方ZnS晶体的密度为ρg·cm-3,晶胞参数a=______nm(列出计算式),晶胞中A、B的坐标分别为A(,
,
)、B(
,
,
),则C点的坐标为____________。
8、环戊烯是生产精细化工产品的重要中间体,其制备涉及的反应如下:
回答下列问题:
(l)反应的△H= _________ kJ/mol 。
(2)解聚反应在刚性容器中进行。
①其他条件不变,有利于提高双环戊二烯平衡转化率的条件是 ____ (填标号).
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强
②实际生产中常通入水蒸气以降低双环戊二烯的沸点。某温度下,通入总压为l00kPa的双环戊二烯和水蒸气,达到平衡后总压为160kPa,双环戊二烯的转化率为8 0%,则 pH2O=___kpa,平衡常数Kp=______kPa (Kp为以分压表示的平衡常数)
(3) 一定条件下,将环戊二烯溶于有机溶剂中进行氢化反应,反应过程中保持氢气压力不变,测得环戊烯和环戊烷的产率(以环戊二烯为原料计)随时间变化如下图所示。
①将环戊二烯溶于有机溶剂中可减少二聚反应的发生,原因是____,
②最佳的反应时间为__h。活化能较大的是__(填“氢化反应”或“副反应”)。
(4)已知氢化反应平衡常数为1.6 × 1012,副反应的平衡常数为2.0×10l2。在恒温恒容下,环戊二烯与氢气按物质的量之比为1:1进行反应,则环戊二烯的含量随时间变化趋势是____(不考虑环戊二烯的二聚反应)。
9、(1)BF3与一定量的水形成(H2O)2·BF3晶体Q,Q在一定条件下可转化为R:
①晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及____________(填序号)。
a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.金属键 e.氢键 f.范德华力
②R中阳离子的空间构型为________,阴离子的中心原子轨道采用________杂化。
(2)已知苯酚()具有弱酸性,其Ka=1.1×10-10,水杨酸第一级电离形成的离子
能形成分子内氢键。据此判断,相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)________Ka(苯酚)(填“>”或“<”),其原因是________________。
10、实验室探究溶液与
的反应。
I.如下图所示制备(经检验装置气密性良好)。
(1)仪器a的名称是___________。
(2)写出C中制备的离子方程式___________。
II.探究溶液与
的反应,过程如下图所示:
已知:硫酸亚铜易溶于水。
回答下列问题:
(3)加入固体后产生的无色气体经检验为
,写出该检验的实验操作及现象:_______。(可选试剂:
溶液、
溶液、碘水)
(4)加入固体后产生的白色沉淀经检验是
,说明发生了氧化还原反应。加入
固体发生反应的原因:
a.改变了
的还原性
b.改变了的
的氧化性
用原电池原理进行实验,探究上述可能的原因。
编号 | 实验1 | 实验2 |
实验 | ||
现象 | 闭合开关K,电流计指针发生微小偏转,烧杯中未见明显现象 | 闭合开关K,电流计指针发生微小偏转,烧杯中未见明显现象 |
①由实验1、2可知原因a不合理,依据是___________。
②实验3:用下图所示装置实验,B中有白色沉淀生成,证明原因b合理。
ⅰ.补全上图电化学装置示意图:___________。
ⅱ.写出B中的电极反应方程式___________。
ⅲ.请从反应原理的角度解释原因:与
的还原产物
形成沉淀,______,使
与
的反应能够进行完全。
III.金能与浓硝酸发生微弱反应生成,短时间几乎观察不到金溶解。金易溶于“王水”[V(浓硝酸):V(浓盐酸)
]。
已知:
(5)利用(4)中实验探究的结论,分析“王水”溶金的原理:___________。
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、研究含有一个碳原子物质的化学称为“一碳”化学。
(1)已知:HCHO(g)+H2(g)=CH3OH(g) ΔH1= - 84kJ·mol-1
CO2(g)+ 3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2= - 49.5 kJ·mol-1
则反应CO2(g)+2H2(g)=HCHO(g)+H2O(g) ΔH3=___________ kJ·mol-1
(2)工业上合成甲醇的反应: CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g) ΔH4,在一个密闭容器中,充入lmolCO和2molH2发生反应,测得平衡时H2的体积分数与温度、压强的关系如图1所示。
①压强P1___________ P2(填“大于”或“小于”)。
②a点条件下,H2的平衡转化率为___________,该温度下达到平衡后,在容积不变的条件下再充入mol CO和
mol CH3OH,平衡___________(填“正向” “逆向”或“不”)移动,新平衡时的逆反应速率___________ (填“大于” “等于”或“小于”)原平衡。
(3)由甲醇制烯烃:主反应(2CH3OHC2H4+2H2O、3CH3OH
C3H6+3H2O)、 副反应:2CH3OH
CH3OCH3+H2O。某实验室控制反应温度为400℃,在相同的反应体系中分别填装等量的两种催化剂(Cat。1和Cat。2),以恒定的流速通入CH3OH,在相同的压强下进行甲醇制烯烃的对比研究,得到有关实验数据(选择性:转化的甲醇中生成乙烯和丙烯的百分比) 如图2所示。结果较好的是___________ (填“Cat.1”、或“Cat.2”)。使用Cat。2反应2h后甲醇的转化率与乙烯和丙烯的选择性均明显下降,可能的原因是___________(结合碰撞理论解释)。
(4)工业上用甲醇可以制备甲胺(CH3NH2),甲胺与氨相似。则甲胺在水中的电离方程式为___________,常温下,反应CH3NH2·H2O(aq)+H+(aq)CH3NH
(aq)+ H2O(1)的平衡常数K=2.5×104,该温度下,甲胺的电离常数Kb=___________(填数值)。
13、2022年诺贝尔化学奖授予美国科学家卡罗琳·贝尔托齐、卡尔·巴里·沙普利斯和丹麦科学家莫滕·梅尔达尔,以表彰他们在发展点击化学和生物正交化学方面的贡献。点击化学的代表反应为Cu催化的叠氮一炔基Husigen环加成反应,NaN₃、SO₂F₂、FSO₂N₂等均是点击化学中常用的无机试剂。回答下列问题:
(1)氮原子激发态的电子排布式有___________,其中能量最高的是___________(填标号)。
a.1s²2s²2p²3p¹ b.1s²2s²2p4 c.1s²2s²2p²3s¹ d.1s²2s²2p³
(2)N、O、F的第一电离能最小的是___________,SO₂F₂分子结构如图1所示,已知键角α为124°,β为96°,则α>β的原因主要是___________。
(3)叠氮化物能与Fe³⁺、Cu²⁺及Co³⁺等形成配合物,如:[Co(N₃)(NH₃)₅]SO₄,该配合物中Co³⁺的配位数为___________。HN3分子的空间结构如图2所示(图中键长单位为10⁻10m)。
已知:①典型N-N、N=N和N≡N的键长分别为1.40×10⁻10m、1.20×10⁻10m和1.09×10⁻10m;②甲酸根的两个碳氧键键长相同,处于典型碳氧单键键长和碳氧双键键长之间,其结构可以用两个极端电子式()的平均杂化体来表示。试画出HN3分子的两个极端电子式___________;“
”中N原子的杂化方式为___________。
(4)图3是MgCu₂的拉维斯结构,Mg以金刚石方式堆积,八面体空隙和半数的四面体空隙中,填入以四面体方式排列的Cu。距离Mg原子最近的Mg原子有___________个。
(5)图4是沿立方格子对角面取得的截面,Mg原子的半径为___________pm,该晶胞的空间利用率为___________。
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