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、ClO2常温下为气体,具有强氧化性,易溶于水且不与水反应,可作为自来水的消毒剂与食品的漂白剂。ClO2可通过如下反应制备:2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O,将生成的混合气体通过装有亚氯酸钠(NaClO2)的干燥管,可将其中的Cl2转化为ClO2。
请回答:
(1)亚氯酸钠与氯气反应的化学方程式为__________________。
(2)请设计实验证明氯气已被亚氯酸钠完全吸收__________________。
3、氮(N)、磷(P)、砷(As)等都是ⅤA族的元素,该族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。回答下列问题:
(1)化合物N2H4的电子式为___________________。
(2)As原子的核外电子排布式为_______________________。
(3)P和S是同一周期的两种元素,P的第一电离能比S大,原因是_______________。
(4)NH4+中H-N-H的健角比NH3中H-N-H的键角大,原因是_________________。
(5)Na3AsO4中含有的化学键类型包括________;AsO43-空间构型为________,As4O6的分子结构如图所示,则在该化合物中As的杂化方式是________________。
(6)白磷(P4)的晶体属于分子晶体,其晶胞结构如图(小圆圈表示白磷分子)。己知晶胞的边长为acm,阿伏加德罗常数为NAmol-1,则该晶胞中含有的P原子的个数为_________,该晶体的密度为_______g·cm-3(用含NA、a的式子表示)。
4、[有机化学基础] 有机物H是一种重要的医药中间体。其结构简式如图所示:
合成H的一种路线如下:
已知以下信息:
①有机物A遇氯化铁溶液发生显色反应,其分子中的苯环上有2个取代基,且A的苯环上一氯代物有2种。 ②J能发生银镜反应。
请回答下列问题:
(1)I的名称是 。G生成H的反应类型是 。
(2)B的含氧官能团名称是 ;E生成F的化学方程式为 。
(3)在一定条件下,A与J以物质的量比1∶1反应生成功能高分子材料K,K的结构简式为 。
(4)已知:,C与E以物质的量比1∶1混合在催化剂、加热条件下反应,写出化学方程式 。
(5)L是B的同分异构体,L符合下列条件的结构有 种(不考虑立体结构)。
①与B具有相同的官能团;②遇氯化铁溶液发生显色反应。
5、通过“CO2→合成气→高附加值产品”的工艺路线,可有效实现CO2的资源化利用。CO2加氢制合成气(CO、H2)时发生下列反应:
I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41kJ·mol-1
II.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H2
III.CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) △H3=+247kJ·mol-1
(1)据此计算△H2=____;反应III能自发进行的原因为____。
(2)在压强为p0的恒压密闭容器中,按一定物质的量之比充入H2(g)和CO2(g)发生反应,平衡体系中气体的物质的量分数随温度变化如图1所示:
①CH4(g)的物质的量分数随着温度升高而降低的原因为____。
②T1℃时,反应II的压强平衡常数Kp=____(用含p0的代数式表示)。
(3)结合具体催化剂,探讨反应路径的研究表明:将钙循环(CaO和CaCO3相互转换)引入上述反应体系具有诸多优势。
①钙循环使反应I分为以下两个步骤进行,请写出步骤2的化学方程式。
步骤1.CO2(g)的捕获:CO2+CaO=CaCO3;
步骤2.CaO的再生:____。
②将钙循环引入该反应体系时,对反应I的影响可能为____(填选项字母)。
A.提高反应速率 B.增大平衡常数 C.提高选择性 D.增大反应活化能
(4)电催化还原CO2的方法具有催化效率更高、反应条件更温和的优点,CO2在Au纳米颗粒表面电还原的进程如图2所示。据此判断该过程的决速步骤为____(填“a”、“b”或“c”),电催化还原CO2的电极反应式为____。
6、Ti、Fe、Cr、Mn等均为过渡元素,在生产生活中起着不可替代的重要作用,对其单质和化合物的应用研究是目前科学研究的前沿之一。请回答下列问题:
(1)Cr元素的基态原子电子排布式为_____________________,比较Fe和 Mn的各级电离能后发现,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子______(填“难”或“易”)。
(2)Cu元素处于周期表____________区,向盛有硫酸铜的试管里加入氨水,首先形成蓝色沉淀,继续加入氨水,沉淀溶解,此时的离子方程式为______________,若加入乙醇将析出____________色的晶体,其配离子的离子构型为_____________
(3)某钙钛型复合氧化物(如图1),以A原子为晶胞的顶点,A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb,当B位是V、Cr、Mn、Fe时,这种化合物具有CMR效应(巨磁电阻效应)。用A、B、O表示这类特殊晶体的化学式:_____________。
(4)有一种蓝色晶体可表示为:[KxFey(CN)z],研究表明它的结构特性是Fe2+、Fe3+分别占据立方体的顶点,自身互不相邻,而CN-位于立方体的棱上,K+位于上述晶胞体心,且K+空缺率为50%(体心中没有K+的占总体心的百分比),其晶体中的阴离子晶胞结构如上图的图2所示,该晶体的化学式可表示为____________。
7、回答下列问题:
(1)乙醇的挥发性比水的强,原因是_______。
(2)金属氢化物是应用广泛的还原剂。KH的还原性比NaH的强,原因是_______。
8、乙烯是制造塑料、合成橡胶和合成纤维等化学产品的基本原料。C2H6裂解制C2H4是化学工业的一个重要研究课题,目前裂解方法有电催化、光催化裂解、直接裂解、氧气或二氧化碳氧化乙烷裂解等。乙烷直接裂解、乙烷二氧化碳氧化裂解和乙烷氧气氧化裂解的反应如下:
(Ⅰ)C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H1=+125kJ·mol-1
(Ⅱ)CO2(g)+C2H6(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g) △H2=+177kJ·mol-1
(Ⅲ)2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g) △H3=-211.6kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)已知键能:E(C—H)=416kJ·mol-1,E(H—H)=436kJ·mol-1,由此计算生成1mol碳碳π键放出的能量为_______kJ。
(2)在一绝热的恒容密闭容器中,通入一定量的C2H6发生反应(Ⅰ),反应过程中容器内压强(P)与时间(t)变化如图1所示,随着反应进行,a~b段压强减小的原因是_______。
(3)反应(Ⅱ)的Arrhenius经验公式实验数据如图2中曲线a所示,已知Arrhenius经验公式Rlnk=-+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。反应的活化能Ea=_______kJ·mol-1。当改变外界条件时,实验数据如图中曲线b所示,则实验可能改变的外界条件是_______。
(4)乙烷氧气氧化裂解制乙烯,除发生反应(Ⅲ)之外,还发生副反应(Ⅳ):2C2H6(g)+7O2(g)4CO2(g)+6H2O(g)。在800℃时用乙烷氧气氧化裂解制乙烯,乙烷的转化率、乙烯的选择性和收率随投料比
的变化关系如图所示:
已知:C2H4的选择性=×100%
C2H4的收率=C2H6的转化率×C2H4的选择性
①控制=2而不采用选择性更高的
=3.5,除可防止积碳外,另一原因是_______;
<2时,
越小,乙烷的转化率越大,乙烯的选择性和收率越小的原因是_______。
②一定温度和压强为5.8pMPa条件下,将C2H6和O2按物质的量之比为2∶3通入密闭弹性容器中发生反应,平衡时,C2H4选择性为60%,C2H4的收率为48%。该温度下,反应2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g)的Kp=_______(用含字母p的代数式表示,带单位。已知Kp是用反应体系中气体的分压来表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
9、N和Si是合成新型非金属材料的两种重要元素。请回答:
(1)基态Si原子的价层电子排布图为 ;Si原子可形成多种氢化物,其中Si2H6中Si原子的价层电子对数目为 。
(2)ClO3-、ClO4-中Cl都是以 轨道与O原子 轨道成键,其微粒的立体结构分别为 、 。
(3)N和Si形成的原子晶体中,N原子的配位数为 。
(4)NaN3常作为汽车安全气囊的填充物,其焰色反应为黄色。大多数金属元素有焰色反应的微观原因为 ;N3-中σ键和π键的数目之比为 。B、F与N三种元素同周期,三种基态原子的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)
(5)SiO2的晶胞与金刚石(如图所示)相似,可以看作Si原子替代C原子后,在两个成键的Si原子间插入1个O原子形成。则:
①晶胞中最小的环含有_____个原子。
②若晶体密度为ρg·cm3,阿伏伽德罗常数为NA,晶胞中两个最近的Si原子核之间的距离为____pm(用代数式表示)。
10、S2Cl2是一种重要的化工产品。常温时是一种有毒并有恶臭的金黄色液体,熔点-76℃,沸点138℃,易与水反应,进一步氯化可得SCl2。SCl2是樱桃红色液体,易挥发,熔点-122℃,沸点59℃。SCl2 与S2Cl2相似,有毒并有恶臭,且更不稳定。S2Cl2可用下列装置制备。
回答下列问题:
(1)写出S2Cl2的电子式________________;装置a中的试剂是________________。
(2)写出实验室制取Cl2的离子反应方程式________________________
(3)装置b中发生反应前,需进行的操作是________________________;
(4)装置e作用是___________________________;
(5)为了获得到纯净的S2Cl2,需要进行的操作名称是________________;
(6)将S2Cl2放入水中会产生沉淀和气体,写出S2Cl2与水反应的化学方程式________________。检验所产生的气体的方法是_________________________。
11、混合碱(Na2CO3与NaHCO3,或Na2CO3与NaOH的混合物)的成分及含量可用双指示剂法测定。步骤如下:取混合碱溶液25.00 mL,滴加2滴酚酞为指示剂,用0.2000 mol·L−1的盐酸滴定液滴定至溶液呈微红色,记下消耗盐酸体积为22.50 mL;再滴加2滴甲基橙,继续滴定至溶液由黄色变为橙色,记下第二次滴定消耗盐酸的体积12.50 mL。(已知:H2CO3的Ka1 =4.3×10-7;Ka2 =5.6× 10-11)
请计算:
(1)混合碱成分及物质的量之比为___________。
(2)混合碱溶液中Na2CO3的浓度为___________mol·L−1.(写出计算过程)
12、2021年作为“十四五”开局之年,调整能源结构,应对碳排放已列入政府工作重点,碳科技也是当前国际社会关注的热点之一、
利用CO2和H2在催化剂的作用下合成甲醇,主要发生以下反应:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1=-53.7kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2=+41.2kJ·mol-1
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ∆H3
(1)已知部分化学键的键能如下表:
化学键 | H-H | H-O | C=O | C |
键能/kJ·mol-1 | 436 | 465 | a | 1076.8 |
则a=___________kJ·mol-1。
(2)在容积恒为2L的密闭容器中充入2molCH3OH(g)和2molCO(g),在一定温度下发生反应CH3OH(g)+CO(g)HCOOCH3(g),测得容器内的压强随时间的变化如下表所示。
t/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 |
P/kPa | P0 | —— | 0.8P0 | —— | —— | 0.7P0 | 0.7P0 | 0.7P0 |
①已知该条件下,该反应可自发进行,则其∆H___________0(填“<”“>”或“=”),判断依据是___________。
②在此条件,0-4min的v(CH3OH)=___________kPa·min-1,该反应的平衡常数Kp=___________(kPa)-1(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(3)通过计算机对反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)进行模拟实验,在0.1MPa时,不同温度下,不同水碳比n(H2O)进行热力学计算,绘得反应平衡体系中
的物质的量分数与水碳比、平衡温度的关系如图所示:
水碳比和平衡温度对H2物质的量分数的影响
由图可知,温度一定时,H2的平衡物质的量分数与水碳比的关系是___________,可能的原因是___________。
(4)电化学转化法:多晶Cu可高效催化CO2甲烷化,电解CO2制备CH4的原理如图:
多晶铜连接电源的___________极。(填“正”或“负”)
13、铋(Bi)与氮同主族,氯氧化铋(BiOCl)广泛用于彩釉调料、塑料助剂、油漆调色、生产金属铋等。一种用火法炼铜过程产铜转炉烟尘(除含铋的化合物之外,还有CuSO4、ZnSO4、CuS、Fe2O3、SiO2、铅砷化合物)制备高纯氯氧化铋的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)向“酸浸”所得浸液1中加入Zn粉,主要目的是____________;充分反应后过滤,从溶液中获得ZnSO4·7H2O的操作为____________、过滤、洗涤、干燥。
(2)“浸铜”时,有单质硫生成,其离子方程式为__________;浸出渣中除含有硫外,还含有___________(填化学式)和铅砷化合物。
(3)“浸铋”时,反应液必须保持强酸性,否则BiOCl会提前析出混入浸出渣使产率降低,原因是________(用离子方程式表示)。
(4)“除铅、砷”时,加入改性HAP。浸液1与HAP的液固比()与铅、砷去除率以及后续沉铋量的关系如下表:
125:1 | 50:1 | 25:1 | 15:1 | |
Pb2+去除率/% | 84.86 | 94.15 | 95.40 | 96.83 |
As3+去除率/% | 98.79 | 98.92 | 98.99 | 99.05 |
m(沉铋)/g | 2.34 | 2.33 | 2.05 | 1.98 |
实验中应采用的=_______。
(5)“沉铋“时需控制溶液的pH=3.0,此时BiCl3发生反应的化学方程式为___________。
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