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)已知Al(OH)3是两性氢氧化物,但不溶于弱碱溶液氨水,也不溶于弱酸碳酸。试用离子方程式说明原理:_____、_____。
(2)分子(CN)2中键与键之间的夹角为180°,并有对称性,分子中每个原子均满足8电子稳定结构。写出(CN)2的电子式_____。
(3)请在下图的虚线框中补充完成SiO2晶体的结构模型示意图____,(部分原子已画出),并进行必要的标注。
3、化学反应原理在科研和生产中有广泛应用.
(1)工业上制取Ti的步骤之一是:在高温时,将金红石(TiO2)、炭粉混合并通人Cl2先制得TiCl4和一种可燃性气体,已知:
①TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(1)+O2(g);△H=﹣410.0kJ•mol﹣1
②CO(g)═C(s)+O2(g);△H=+110.5kJ•mol﹣1
则上述反应的热化学方程式是 .
(2)利用“化学蒸气转移法”制备二硫化钽(TaS2)晶体,发生如下反应:
TaS2(s)+2I2(g)═TaI4(g)+S2(g)△H1>0 (Ⅰ);若反应(Ⅰ)的平衡常数K=1,向某恒容且体积为15ml的密闭容器中加入1mol I2 (g)和足量TaS2(s),I2 (g)的平衡转化率为 .
如图1所示,反应(Ⅰ)在石英真空管中进行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2 (g),一段时间后,在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体,则温度T1 T2(填“>”“<”或“=”).上述反应体系中循环使用的物质是 .
(3)利用H2S废气制取氢气的方法有多种.
①高温热分解法:
已知:H2S(g)═H2(g)+S2(g);△H2;在恒容密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验.以H2S起始浓度均为c mol•L﹣1测定H2S的转化率,结果如图2.图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率.△H2 0(填>,=或<);说明随温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因: .
②电化学法:
该法制氢过程的示意图如3.反应后的溶液进入电解池,电解总反应的离子方程式为 .
4、将亚硒酸与高锰酸钾共热可制得硒酸(H2SeO4),配平该反应方程式,并标出电子转移的方向和数目__________。
____H2SeO3 +____KMnO4 →____K2SeO4+____MnSeO4+____H2SeO4+____
5、氢能是发展中的新能源,它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题:
(1)利用太阳能直接分解水制氢,是最具吸引力的制氢途径,其能量转化形式为___________________。
(2)氢气能源有很多优点,佴是氢气直接燃烧的能量转化率远低于燃料电池,写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式:_______________________________________。
(3)在一定条件下,1mol某金属氢化物MHX与ymolH2发生储氢反应生成1 mol新的金属氢化物,写出该反应的化学反应方程式:___________________________________。
(4)化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH−FeO42−+3H2↑,工作原理如图所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO42−,镍电极有气泡产生。已知:Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,易被H2还原。
①电解一段时间后,c(OH−)降低的区域在_______(填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是_______。
6、氢能是一种极具发展潜力的清洁能源,硫碘循环制氢主要的热化学方程式为:
Ⅰ.SO2(g)+2H2O(l)+I2(g)=H2SO4 (l)+2HI(g) △H=35.9 kJ/mol
Ⅱ.2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l) △H=470kJ/mol
Ⅲ.2HI(g)=H2(g)+I2(g) △H=14.9kJ/mol
(1)反应2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l)的△H= mol·L-1。
(2)反应Ⅰ在液相中发生称为bensun反应,向水中加入1mol SO2和3mol I2,在不同温度下恰好完全反应生成的n(SO42-)和n(Ix-)的变化见图甲。
①Ix-中x= 。②温度达到120℃时,该反应不发生的原因是 。
(3)反应Ⅲ是在图乙中进行,其中的高分子膜只允许产物通过,高分子膜能使反应程度 ___ (填“增大”、“减小”或“不变”),在该装置中为了进一步增大达平衡时HI的分解率;不考虑温度的影响,还可以采取的措施为 。
(4)图丙是一种制备H2的方法,装置中的MEA为允许质子通过的电解质膜。
①写出阳极电极的反应式: 。
②电解产生的氢气可以用镁铝合金(Mg17Al12)来储存,合金吸氢后得到仅含一种金属的氢化物(其中氢的质量分数为0.077)和一种金属单质,该反应的化学方程式为 。
7、下图中,固体A是铁锈的主要成分。
请回答:
(1)白色沉淀E的化学式____________。
(2)写出A---B的化学方程式_____________________。
(3)写出C---D在溶液中发生氧化还原反应的离子方程式______________________。
8、利用周期表中同主族元素的相似性,可预测元素的性质。
(1)P元素的基态原子有______个未成对电子,白磷的分子式为P4,其结构如图甲所示。科学家目前合成了N4 分子,N 原子的杂化轨道类型是______,N-N 键的键角为_____;N4分解后能产生N2并释放出大量能量,推测其用途为____________。
(2)N、P、As 原子的第一电离能由大到小的顺序为___________。
(3)立方氮化硼晶体的结构如图乙所示。该晶体中,B原子填充在N原子的______(填空间构型名称)空隙中,且占据此类空隙的比例为________(填百分数)。
(4)N与As是同族元素,B与Ga是同族元素,立方砷化镓晶体与立方氮化硼晶体结构类似,两种晶体中熔点较高的是________;立方砷化镓晶体的晶胞边长为a pm,则其密度为____g·cm-3(用含a 的式子表示,设NA为阿伏加德罗常数的值)。
9、过渡金属广泛应用于材料、催化剂、电导体等,是化学工作者重点研究的对象。我国科学家成功研制出一系列石墨烯限域的过渡金属中心(
、
、
、
、
)催化剂材料;成功制备出砷化铌纳米带,并观测到其表面态具有百倍于金属铜薄膜和千倍于石墨烯的导电性。请回答下列问题:
(1)基态原子的外围电子排布图为___________。
(2)配离子的颜色与电子跃迁的分裂能大小有关,1个电子从较低的
轨道跃迁到较高能量的
轨道所需的能量为
的分裂能用符号△表示。则分裂能
小于
,理由是___________。
(3)某含铜化合物的晶胞如图所示,晶胞上下底面为正方形,侧面与底面垂直。
①晶胞中每个原子与___________个
原子相连,含铜化合物的化学式为___________。
②该晶体高温煅烧生成的分子空间构型为
形。分子中大
键可用
符号表示,其中
代表参与形成的大
键原子数,
代表参与形成的大
键电子数(如苯分子中的大
键可表示为
),则
中大
键应表示为___________。
(4)石墨烯可采用化学方法进行制备,如采用六氯苯六溴苯作为原料可制备石墨烯。下表给出了六氯苯、六溴苯、苯六酸(俗名为蜜石酸)的熔点和水溶性:
物质 | |||
熔点/℃ | 231 | 325 | 287 |
水溶性 | 不溶 | 不溶 | 易溶 |
①六溴苯的熔点比六氯苯高的原因是___________。
②苯六酸与六溴苯、六氯苯的水溶性存在明显的差异,原因是___________。
③苯六酸分子中的杂化方式是___________。
(5)铌元素()为一种金属元素,其基态原子的核外电子排布式为
。下列不同
微粒的核外电子排布式中,失去最外层1个电子所需能量最小的是___________(填标号)。
a. b.
c.
d.
(6)的结构中
为面心立方最密堆积,晶胞结构如图所示。若该晶体的晶胞参数为
,阿伏加德罗常数的值为
。则距离最近的两个锰原子之间的距离为___________
。
10、氮化镁是一种无机化合物,纯净的氮化镁为黄绿色的粉末,易与水反应产生氨气,常用作催化剂、工业添加剂、发泡剂等。请回答下列问题:
(1)实验室制备,上述装置正确的连接顺序是:A→______→______→______→B______→______(必要时可重复使用) _______________。写出A中发生反应的化学方程式______________________。
(2)硫酸亚铁饱和溶液的作用________________________。开始实验时,先点燃A装置酒精灯还是B装置酒精喷灯__________________(填“A”或“B”) 。
(3)利用如图装置可以检验产物中是否含有未反应的镁粉,可用____________(填仪器名称)代替仪器a发挥相同的作用。仪器a中盛装的溶液是____________(填化学式) 。
(4)向锥形瓶加入mg产物样品,开始实验。最后通过读取量气管的数据换算为标准大气压的气体体积为VmL。试计算未反应的镁粉占样品的质量分数__________.
(5)用上述(4)中装置,下列情况会导致上述结果偏高的是__________。
A.称量样品时,样品少量水解
B.滴入锥形瓶中的液体过多,占用大量瓶内空间
C.两次读取量气管数据,先仰视后俯视
D.第二次读数时,水准管和量气管液面左低右高
11、亚硝酰氯(NOC1)是有机合成中的重要试剂。实验室中可用如下反应合成亚硝酰氯。
I: Cl2(g) + 2NO(g)2NOCl(g) △H
(1)已知几种物质的相对能量如下表。
物质 | Cl2(g) | NO(g) | NOCl(g) |
相对能量/( kJ ·mol -1) | 0 | 90.25 | 51.71 |
则反应I的△H=_______kJ·mol-1。
(2)T °C下,向某真空恒容密闭容器中加入足量的CuCl2(s)并充入一定量的NO(g),发生反应II: 2CuCl2(s)2CuCl(s)+Cl2( g)和反应I,测得起始压强为b kPa,达到平衡时NOCl(g)的压强为ckPa。若此温度下,反应II的平衡常数KpII=a kPa,则平衡时NO的转化率为_______;该温度下,反应I的平衡常数KpI=_______ 。(用气体物质的平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数,用含a、b、c的代数式表示)
(3)反应Cl2(g) + 2NO(g) = 2NOCl(g)的速率方程式可表示为v(正)=k(正) •c(Cl2)•c2(NO), v(逆)=k(逆) •c2(NOCl),其中k(正)、k(逆)代表正、逆反应的速率常数,其与温度、催化剂等有关,与浓度无关。
①加入催化剂,k(正)增大的倍数_______ (填 “大于”“小于”或“等于”)k(逆)增大的倍数。
②已知:pk= -lgk。下左图中所示有2条直线分别代表pk(正)、pk(逆)与的关系,其中代表pk(正)与
关系的直线是_______(填字母)。理由是_______。
(4)一定条件下向恒容密闭容器中按一定比例[]充入NO(g)和Cl2(g)发生反应I,平衡时体系中NOCl(g)体积分数φ(NOCl)随
的变化如上右图所示,则NO转化率最大的是_______ (填 “A”“B”或“C”)点,当
=1.5时,表示平衡状态时的φ(NOCl) 可能是_______(填“D” “E”或“F”)点。
12、硫及其化合物在日常生活、工业生产中都非常普遍。
(1)SO2、H2S都是常见的污染性气体,具有一定的毒性。请再写出两种与酸雨、光化学烟雾和臭氧层空洞均有关的污染性气体:___________。
(2)变废为宝是治理污染的常用手段。以V2O5为催化剂,将SO2氧化为SO3,再进一步转化为硫酸,是工业上制取硫酸的常用方法。该过程可分为如下步骤:
(i)SO2(g)+V2O5(s) SO3(g)+V2O4(s),活化能为Ea1。
(ii)2V2O4(s)+O2(g) 2V2O5(s),活化能为Ea2。
能量变化如图所示。
总反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的
___________ kJ∙mol−1 (用E1~E5中的合理数据组成的代数式表示)。决定SO2催化氧化的总反应速率的是步骤___________(填(i)或(ii)),其活化能为___________ kJ∙mol−1 (用E1~E5中的合理数据组成的代数式表示)。
(3)在水中,硫酸是一种强酸,但实际上只有第一步电离是完全的,第二步电离并不完全,电离方程式可表示为:H2SO4=H++,
H++
。
①25℃时,Na2SO4溶液的pH___________(填“>”“<”或“=”)7。
②0.100 mol∙L−1的稀硫酸中,c(H+)=0.109 mol∙L−1,求硫酸第二步电离的电离常数___________(写出计算过程,结果保留三位有效数字)。
(4)液态水中,水存在自偶电离:H2O+H2O H3O++OH-。平常书写的H+,实际上是纯水或水溶液中H3O+的缩写。如HCl在水中电离,完整写法是HCl+H2O=H3O++Cl-。
①液态的醋酸(用HAc表示)中,同样存在HAc的自偶电离,其方程式可表示为___________。
②用醋酸作溶剂时,硫酸是一种二元弱酸。将少量H2SO4溶于冰醋酸中,第一步电离的完整写法是___________。若保持温度不变,关于该所得溶液,下列说法正确的是___________。
A.加入少量冰醋酸,c()与c(
)均减小
B.加入少量H2SO4,H2SO4的电离程度增大
C.加入少量NaAc固体。c()与c(
)的比值减小
D.加入少量Na2SO4固体,c(Ac-)减小
13、马日夫盐[Mn(H2PO4)2·2H2O]在国防工业中常用作各种武器的润滑层和防护层。以软锰矿(主要成分为MnO2及少量的FeO、Al2O3和SiO2)为原料制备马日夫盐的主要工艺流程如图:
(1)“漫锰”时为了提高浸取率,可采取的措施有_________(任写出一条);在步骤一中,如果SO2气体中混有空气,测得反应液中Mn2+、SO42-的浓度随反应时间t变化如图,产生该现象的原因是_______________;
(2)关于“步骤二”的说法正确的是_________ ;
A.为提高萃取率和产品产量,实验时分多次萃取并合并萃取液
B.溶液中加入萃取剂Y,转移至分液漏斗中。塞上玻璃塞,如图用力振摇
C.经几次振据并放气后,手持分液漏斗静置待液体分层
D.分液时,将分液湿斗上的玻璃塞打开或使塞上的四槽对准漏4口上的小孔,打开旋塞,待油水界面与旋塞上口相切,关闭旋塞后再从上口倒出上层液体
(3)已知几种离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表所示:
离子 | 开始沉淀时的pH | 完全沉淀时的pH |
Fe2+ | 7.6 | 9.7 |
Fe3+ | 2.7 | 3.7 |
Al3+ | 3.8 | 4.7 |
Mn2+ | 8.3 | 9.8 |
滤渣X的化学式为_____,步骤三时,pH值应调到的范围是________________;
(4)步骤四时,将Na2CO3溶液逐渐加入锰盐溶液中;若顛倒滴加顺序可能会生成__________已知Ksp(MnCO3)=2.24×10-11,加入饱和Na2CO3溶液使Mn2+恰好沉淀完全后.溶液中c(CO32-)=________;
(5)步骤五产生马日夫盐晶体的化学反应方程式为___________________。
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