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、汽车尾气中的主要污染物是NO和CO。为减轻大气污染,人们提出通过以下反应来处理汽车尾气:
(1)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H=-746.5KJ/mol (条件为使用催化剂)
已知:2C (s)+O2(g)2CO(g) △H=-221.0KJ/mol
C (s)+O2(g)CO2(g) △H=-393.5KJ/mol
则 N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H= kJ·mol-1。
(2)T℃下,在一容积不变的密闭容器中,通入一定量的NO和CO,用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
C(NO)10-4 mol/L | 10.0 | 4.50 | C1 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
C(CO)10-3 mol/L | 3.60 | 3.05 | C2 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
则C2合理的数值为 (填字母标号)。
A.4.20 B.4.00 C.2.95 D.2.80
(3)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如下图所示:
则曲线II对应的实验编号为 。
(4)将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
H2O | CO | CO | H2 | |||
i | 650 | 2 | 4 | 2.4 | 1.6 | 5 |
ii | 900 | 1 | 2 | 1.6 | 0.4 | 3 |
iii | 900 | a | b | c | d | t |
①实验组i中以v(CO2)表示的反应速率为 ,温度升高时平衡常数会 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②若a=2,b=1,则c= ,达平衡时实验组ii中H2O(g)和实验组iii中CO的转化率的关系为αii (H2O) αiii (CO)(填“<”、“>”或“=”)。
(5)CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准,该分析仪的工作原理类似于燃料电池,其中电解质是氧化钇(Y2O3)和氧化锆(ZrO2)晶体,能传导O2-。
①则负极的电极反应式为________________。
②以上述电池为电源,通过导线连接成图一。若X、Y为石墨,a为2L 0.1mol/L KCl溶液,写出电解总反应的离子方程式 。电解一段时间后,取25mL上述电解后的溶液,滴加0.4mol/L醋酸得到图二曲线(不考虑能量损失和气体溶于水,溶液体积变化忽略不计)。根据图二计算,上述电解过程中消耗一氧化碳的质量为__________g。
3、与硫同族的元素Te,最高价氧化物的水化物碲酸(H6TeO6)的酸性比H2SO4____(选填“强”或“弱”),其氧化性比硫酸强。向碲酸中通入SO2气体,若反应中生成的TeO2与Te的物质的量之比为2:1,写出该反应的化学方程式______________。当6mol碲酸与一定量SO2恰好完全反应,所得溶液体积为20L,则所得溶液的pH为____________。
4、N,P,As等元素的化合物在生产和研究中有许多重要用途。请回答下列问题:
(1)意大利罗马大学的[FuNvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的N4分子,该分子的空间构型与P4类似,其中氮原子的轨道杂化方式为__________,N-N键的键角为__________。
(2)基态砷原子的价电子排布图为__________,砷与同周期相邻元素的第一电离能由大到小的顺序为__________。
(3)配位原子对孤对电子的吸引力越弱,配体越容易与过渡金属形成配合物。PH3与NH3的结构相似,和过渡金属更容易形成配合物的是__________(填"PH3”或“NH3”)。
(4)SCl3+和PCl3是等电子体,SCl3+的空间构型是__________。S-Cl键键长__________P-Cl键键长__________(填“>”、“=”或“<”),原因是__________。
(5)砷化镓为第三代半导体,以其为材料制造的灯泡寿命长,耗能少。已知立方砷化镓晶胞的结构如图所示,砷化镓的化学式为__________。若该晶体的密度为ρg•cm-3,设NA为阿伏加德罗常数的值,则a、b的距离为__________pm(用含ρ和NA的代数式表示)。
5、电催化还原是当今资源化利用二氧化碳的重点课题,常用的阴极材料有有机多孔电极材料、铜基复合电极材料等。
(1)一种有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种有机物的骨架上)电催化还原的装置示意图如图-1所示。控制其他条件相同,将一定量的
通入该电催化装置中,阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如图-2所示。
①电解前需向电解质溶液中持续通入过量的原因是___________。
②控制电压为0.8V,电解时转移电子的物质的量为___________mol。
③科研小组利用代替原有的
进行研究,其目的是___________。
(2)一种铜基复合电极材料的制备方法:将一定量
分散至水与乙醇的混合溶液中,向溶液中逐滴滴加
(一种强酸)溶液,搅拌一段时间后离心分离,得
,溶液呈蓝色。写出
还原
的离子方程式:___________。
(3)金属Cu/La复合电极材料电催化还原CO₂制备甲醛和乙醇的可能机理如图-3所示。研究表明,在不同电极材料上形成中间体的部分反应活化能如图-4所示。
①X为___________。在答题卡上相应位置补充完整虚线框内Y的结构。_________
②与单纯的Cu电极相比,利用Cu/La复合电极材料电催化还原的优点是___________。
6、次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品,具有较强还原性,回答下列问题:
(1)H3PO2是一元中强酸,写出其电离方程式:___________。
(2)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的银离子还原为银单质,从而可用于化学镀银.
①(H3PO2)中,磷元素的化合价为___________。
②利用(H3PO2)进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1,则氧化产物为:___________(填化学式);
③NaH2PO2是 正盐还是酸式盐?___________,其溶液显___________性(填“弱酸性”、“中性”、或者“弱碱性”)。
(3)H3PO2的工业制法是:将白磷(P4)与氢氧化钡溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与硫酸反应,写出白磷与氢氧化钡溶液反应的化学方程式___________。
(4)(H3PO2)也可以通过电解的方法制备.工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):
①写出阳极的电极反应式___________;
②分析产品室可得到H3PO2的原因___________;
③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2,将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室,其缺点是___________杂质。该杂质产生的原因是___________。
7、为了确定黄钾铁矾[KFe3(SO4)x(OH)y]的化学式,某兴趣小组设计了如下实验:
请回答:
(1)黄钾铁矾的化学式[KFe3(SO4)x(OH)y]中x=________,y=________。
(2)写出溶液B中所含溶质的化学式________。
(3)红褐色沉淀能溶于HI溶液,并发生氧化还原反应,写出该反应的离子方程式________。
8、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______________________________________________________。
9、(1)醋酸可通过分子间氢键双聚形成八元环,画出该结构_____。(以 O…H—O 表示氢键)
(2)已知碳化镁 Mg2C3可与水反应生成丙炔,画出 Mg2C3的电子式_____。
(3)工业上,异丙苯主要通过苯与丙烯在无水三氯化铝催化下反应获得,写出该反应方程式_____。
(4)将乙酸乙酯与H218O混合后,加入硫酸作催化剂,乙酸乙酯在加热条件下将发生水解反应,写出产物中不含18O的物质的结构简式_____。
10、钴的配合物多种多样,实验室可用如图装置制备[Co(NH3)6]Cl3(省略了夹持和加热装置)。实验步骤如下:在三口烧瓶中加入含CoCl2·6H2O3.0g的NH4Cl溶液和一定量活性炭(作催化剂),边通氨气边缓慢滴加过氧化氢溶液,控制温度55°C左右至反应完毕。回答下列问题
物质 | 颜色 | 溶解性 | 相对分子质量 |
CoCl2·6H2O | 粉红 | 溶于水、盐酸、氨水等 | 238 |
[Co(NH3)6]Cl3 | 橙黄 | 溶于热水、盐酸,难溶于乙醇、氨水 | 267.5 |
(1)仪器A的名称为___________;控制温度的方法为___________。
(2)试管中发生的反应方程式为___________。
(3)尾气吸收装置最合适的为___________。
(4)反应结束后,冷却至室温,将三口烧瓶中混合物过滤得棕黑色不溶物,将棕黑色不溶物转移到一定量热水中,操作a得橙黄色溶液,冷却加浓氨水,过滤,用无水乙醇洗涤,干燥,称量得1.5g产品。
操作a的名称为___________;加浓氨水的目的为___________。计算本实验的产率___________(保留3位有效数字)
(5)某研究小组探究了不同催化剂粒度和用量对合成的影响,反应结果如图所示。
选择最佳的活性炭粒度和用量为___________。
11、已知粗盐水中含,含
。向粗盐水中加入
除Mg2+:MgCl2+Ca(OH)2→Mg(OH)2↓+CaCl2。然后加入
除
。
(1)处理上述粗盐水,至少需要加
________
。(保留三位有效数字)
(2)如果用碳酸化尾气(含体积分数为0.100、
体积分数0.0400)代替碳酸钠,发生如下反Ca2++2NH3+CO2+H2O→CaCO3↓+2
。处理上述
粗盐水至少需要通入标准状况下________
碳酸化尾气。(需列式计算,保留三位有效数字)
12、铁、镧、锑的合金能实现热电效应。所谓的热电效应,是当受热物体中的电子(空穴),因随着温度梯度由高温区往低温区移动时,所产生电流或电荷堆积的一种现象。若选用具有明显的热电效应的稀有矿物石为原料,加入到墙体材料中,在与空气接触中,随温度变化可发生极化,并向外放电, 起到净化室内空气的作用。
(1)镧与Sc同族位于第六周期。镧的价电子排布式为_______,锑的核外有_______种运动状态不同的电子。
(2)多数配离子显示的颜色与d轨道的分裂能有关。分裂能是指配离子的中心原子(离子)的一个电子从较低能量的d轨道跃迁到较高能量的d轨道所需的能量(用∆表示),它与中心离子的电子构型、电荷、配体有关。试判断分裂能∆[Fe(H2O)6]3+(黄色)_______∆[Fe(H2O)6]2+(浅绿色) 填“大于”,“小于”或“等于”),原因是_______。
(3)一种镧,锑形成的配合物结构如图所示
①该结构中,中心离子La3+配位数为_______,碳的杂化方式为_______。
②该配合物中长周期元素的第一电离能由大到小的顺序为_______。
(4)某铁、镧、锑的合金晶胞如下图1,铁原子位于锑原子构成的正八面体的体心,晶胞的六个表面结构都如下图2。
①若上图中A 点锑原子的坐标为,则B点铁原子的坐标为_______。
②若该晶体的密度为ρg/cm3,阿伏加德罗常数为NA,则Sb原子与Sb原子的最近距离为_______cm。
13、氯化钠是一种典型且极具魅力的晶体,我们通过学习氯化钠可以更好地了解其他类似物质的结构。已知氯化钠的晶胞如下图1所示。
图1
(1)下列关于氯化钠的说法正确的是_______。
A.基态的电子有5种空间运动状态
B.钠是第一电离能最大的碱金属元素
C.氯原子的价电子排布式可写成
D.每个氯离子周围与它最近且等距的氯离子有12个
(2)已知的密度为
,
的摩尔质量为
,阿伏加德罗常数的值为
,则在
晶体里
和
的最短距离为_______
。
(3)温度升高时,晶体出现缺陷,如图2所示,当图中方格内填入
时,恰好构成氯化钠晶胞的1/8。
晶体出现缺陷时,其导电性大大增强,原因是_______。
(4)、
的晶体类型与氯化钠相同,
和
的离子半径分别为
和
,则熔点:
_______
(填“>”“<”或“=”)
(5)钡在氧气中燃烧时得到一种钡的氧化物晶体,其阴阳离子的排布与氯化钠相同,其中存在的化学键的类型为_______。
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