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、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+____
3、近日,《自然—通讯》发表了我国复旦大学魏大程团队开发的一种共形六方氮化硼修饰技术,可直接在二氧化硅表面生长高质量六方氮化硼薄膜。
(1)下列N原子的电子排布图表示的状态中,能量最高的是___,能量最低的是___(用字母表示)。
A. B.
C. D.
(2)第二周期主族元素中,按第一电离能大小排序,第一电离能在B和N之间的元素有___种。
(3)Na与N形成的NaN3可用于制造汽车的安全气囊,其中阴离子的空间构型为___,Na在空气中燃烧则发出黄色火焰,这种黄色焰色用光谱仪摄取的光谱为___光谱(填“发射”或“吸收”)。
(4)已知NH3分子的键角约为107°,而同主族磷的氢化物PH3分子的键角约为94°,试用价层电子对互斥理论解释NH3的键角比PH3的键角大的原因:___。
(5)BH3·NH3是一种有效、安全的固体储氢材料,可由BH3与NH3反应生成,B与N之间形成配位键,氮原子提供___,在BH3·NH3中B原子的杂化方式为___。它的性质与乙烷有所不同:在标准状况下为无色无味的白色固体,在水中溶解度也较大,其原因是___。
(6)立方氮化硼属于原子晶体,其晶胞结构如图1所示,可认为氮原子处于硼原子围成的某种空隙中,则氮原子处于硼原子围成的___(填空间结构)空隙中。图2是立方氮化硼晶胞沿z轴的投影图,请在图中圆球上涂“●”标明N的相对位置___。
已知立方氮化硼的密度为dg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞中硼原子与氮原子的最近距离为___nm。(只要求列算式)
4、[物质结构与性质]
已知碳元素能形成多种金属碳化物,如碳化钙,俗称为电石。
(1)电石(CaC2)是用CaO与焦炭在电炉中加强热反应生成的,写出此反应的化学方程式 ,CaC2中含有化学键的类型为 ,C22-与N2互为等电子体,C22-的电子式可表示为 ,其中σ键和π键数目之比为 。
(2)已知MgO、CaO的熔点分别为2852℃、2614℃,分析熔点差异的原因是 。
(3)苯丙氨酸是一种重要的氨基酸,其结构如图所示,分子中第一电离能最大的原子价电子排布式是 ,其中碳原子的杂化方式有 。
(4)已知CaF2晶体(如图,Ca2+处于面心)的密度为ρg/cm3,NA为阿伏加德常数,相邻的两个Ca2+的核间距为a cm,则CaF2的摩尔质量(M)可以表示为 g/mol。
5、2015年8月12日,天津滨海新区爆炸事故确认有氰化钠(NaCN)、亚硝酸钠等,氰化钠毒性很强,遇水、酸会产生有毒易燃氰化氢气体。氰化氢的沸点只有26摄氏度,因此相当容易挥发进入空气,这就大大增加了中毒的风险。同时氰化钠遇到亚硝酸钠会发生爆炸。回答下列问题
(1)写出氰化钠遇水产生氰化氢的离子方程式
(2)爆炸现场约700吨的氰化钠大约需要900吨的双氧水来处理。氰化钠与双氧水相遇后,会释放出氨气同时析出白色晶体碳酸氢钠,使得氰化钠的毒性大大降低,写出氰化钠与双氧水反应的化学方程式 。
(3)氰化钠遇到亚硝酸钠能生成氧化钠和两种无污染的气体发生爆炸,写出化学反应方程式 。
(4)爆炸残留在废水中的CN- 可以用Cr2O72-处理,拟定下列流程进行废水处理,
① 上述处理废水流程中主要使用的方法是 ;
A.混凝法 B.中和法 C.沉淀法 D.氧化还原法
② 步骤②反应无气体放出,该反应的离子方程式为_______________________;
③ 步骤③中,每处理0.4 mol Cr2O72 - 时转移电子2.4 mol,该反应的离子方程式为 ___________;
④处理酸性Cr2O72-废水多采用铁氧磁体法。该法是向废水中加入FeSO4·7H2O将Cr2O72-还原成Cr3+,调节pH,Fe、Cr转化成相当于FeⅡ[FexⅢCr(2-x)Ⅲ]O4(铁氧磁体,罗马数字表示元素价态)的沉淀。处理1 mol Cr2O72-,需加入amol FeSO4·7H2O,下列结论正确的是 。
A.x=0.5,a=6 B.x=0.5,a=10 C.x=1.5,a=6 D.x=1.5,a=10
6、将汽车尾气中含有的CO利用不仅能有效利用资源,还能防治空气污染。工业上常用CO与H2在由Al、Zn、Cu等元素形成的催化剂作用下合成甲醇。
(1)右图是某同学画出CO分子中氧原子的核外电子排布图,
请判断该排布图 (填“正确”或“错误”),理由是 (若判断正确,该空不用回答)。
(2)写出两种与CO互为等电子体的离子 。
(3)向CuSO4溶液中加入足量氨水可得到深蓝色[Cu(NH3)4]SO4溶液,[Cu(NH3)4]SO4中 所含配位键是通过配体分子的 给出孤电子对, 接受电子对形成,SO42-的空间构型是 ,该物质中N、O、S三种元素的第一电离能大小顺序为 > > (填元素符号)。
(4)甲醇与乙烷的相对分子质量相近,故二者分子间的作用力(范德华力)相近,但是二者沸点的差距却很大,造成该差异的原因是 ;在甲醇分子中碳原子轨道的杂化类型为 。
(5)甲醛与新制Cu(OH)2悬浊液加热可得砖红色沉淀Cu2O,已知Cu2O晶胞的结构如图所示:
①在该晶胞中,Cu+ 的配位数是 ,
②若该晶胞的边长为a pm,则Cu2O的密度为________g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA)
7、[化学—选修3:物质结构与性质]A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B2+具有相同的电子构型;C、D为同周期元索,C核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题:
(1)四种元素中电负性最大的是 (填元素符号),其中C原子的次外层电子排布式为 。
(2)单质A有两种同素异形体,其中沸点高的是 (填分子式),原因是 ;B的氢化物所属的晶体类型是 ,B单质所形成的晶体,一个晶胞平均含有 个原子。
(3)C和D反应可生成组成比为1:5的化合物E,E的分子式为 ,已知该分子的空间构型为三角双锥,则其中两个Cl原子被F原子所替代得到的产物结构有 种。
(4)化合物D2A的立体构型为 ,中心原子的价层电子对数为 ,单质D与Na2SO3溶液反应,其离子方程式为 。
(5)A和B能够形成化合物F,F晶体中的B2+离子的排列方式如图所示,
①每个B2+周围最近的等距离的B2+离子有 个。
②已知F的晶胞参数是a0=0.54nm,它的密度为 (只列式不作计算,阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1)。
8、为治理环境,减少雾霾,应采取措施减少二氧化硫、氮氧化物(NOx)等的排放量。
Ⅰ.处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx。
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574 kJ/mol
②CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2=-586.7kJ/mol
(1)若用4.48LCH4还原NO生成N2,则放出的热量为______kJ。(气体体积已折算为标准状况下)
Ⅱ.(2)NOx可用强碱溶液吸收产生硝酸盐。在酸性条件下,FeSO4溶液能将NO3-还原为NO,NO能与多余的FeSO4溶液作用生成棕色物质,这是检验NO3-的特征反应。写出该过程中产生NO的离子方程式: 。
(3)用电化学处理含NO3-的废水,电解的原理如图1所示。则电解时阴极的电极反应式为 ;当电路中转移20 mol电子时,交换膜左侧溶液质量减少________g。
图1 图2 图3
Ⅲ.利用I2O5消除CO污染的反应为:5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)。不同温度下,向装有足量I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入4 molCO,测得CO2的体积分数(φ)随时间(t)变化曲线如图2所示。
(4)T1时,该反应的化学平衡常数的数值为 。
(5)下列说法不正确的是_______(填字母)。
A.容器内气体密度不变,表明反应达到平衡状态
B.两种温度下,c点时体系中混合气体的压强相等
C.d点时,在原容器中充入一定量氦气,CO的转化率不变
D.b点和d点时化学平衡常数的大小关系:Kb<Kd
Ⅳ.以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4通过反应CO2(g)+CH4(g)
CH3COOH(g) △H<0直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图3所示。
(6)①250~300℃时,乙酸的生成速率减小的主要原因是 。
②工业生产中该反应的温度常选择250℃、不选择400℃,从综合经济效益考虑,其原因是 。
9、氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
(1)科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图1所示,若“重整系统”发生的反应中=6,则FexOy的化学式为____________。
(2)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ•mol-1
CH3OCH3(g)+H2O(g)═2CH3OH(g)△H2=+23.4kJ•mol-1
则2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H3= ____________ kJ•mol-1
(3)①一定条件下,上述合成二甲醚的反应达到平衡状态后,若改变反应的某一个条件,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是____________(填代号)。
a.逆反应速率先增大后减小 b.H2的转化率增大
c.反应物的体积百分含量减小 d.容器中的值变小
②在某压强下,合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如图2所示.
T1温度下,将6mol CO2和12mol H2充入2L的密闭容器中,5min后反应达到平衡状态,则0~5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)= ____________ 。
③上述合成二甲醚的过程中提高CO2的转化率可采取的措施有____________、____________ (回答2点)。
(4)常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在NH4HCO3溶液中,c(NH4+)____c(HCO3-)(填“>”、“<’’或“=”);反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=____________ (己知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5mol/L, H2CO3的电离平衡常数K1=4×10-7 mol/L,K2= 4×10-11 mol/L)
(5)据报道以二氧化碳为原料采用特殊的电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到多种燃料,其原理如图3所示,电解时其中b极上生成乙烯的电极反应式为____________。
10、CuCl2是常见的化学试剂,学习小组开展了与CuCl2相关的系列实验。回答下列问题:
I.利用废铜屑制备CuCl2(实验装置如下图所示)
(1)仪器a的名称为_______。
(2)“湿法”制备CuCl2的化学方程式为_______。
(3)①石英管内可能观察到的现象为_______。
②石英管直接伸入收集装置,该管较粗,其优点是_______。
(4)除上述两种方法外,实验室中还可先将铜粉_______(填试剂及操作),再加入适量稀盐酸反应得到CuCl2溶液。
II.探究Al与CuCl2溶液的反应
将铝片放入盛有0.1mol·L-1CuCl2溶液的试管中,观察到现象为:铝片表面析出疏松的紫红色固体,产生无色无味气体,溶液颜色变浅。
(5)紫红色固体为_______(填化学式)。
(6)经检验产生的气体为H2.在CuCl2溶液中存在Cu2++2H2O=Cu(OH)2+2H+、2A1+6H+=2A13++3H2↑,小组成员认为应产生Cu(OH)2,但实际实验中并未观察到蓝色沉淀。于是他们提出了以下两种猜测并进行相关验证。完成下列表格:
猜测 | 实验 | 现象 | 结论 |
i.①_______。 | 取少量Cu(OH)2悬浊液,加入打磨过的铝片,振荡 | 无明显现象 | 猜想i不成立 |
ii.Cu(OH)2与Al3+发生了反应 | ②_______。 | 固体立即溶解,溶液呈浅绿色 | 猜想ii成立 |
③在猜测ii成立的基础上,该小组成员查阅文献发现体系中可能存在反应:2A13++3Cu(OH)2=2Al(OH)3+3Cu2+,列式计算平衡常数分析该反应进行的趋势___________________。(已知:Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20;Ksp[A1(OH)3]=1.3×10-33。一般认为,K>105时反应进行较完全,K<10-5时反应难以进行)文献显示生成的Al(OH)3可能以胶体形式存在,这是未观察到白色沉淀的可能原因,但仍需进一步深入研究。
11、以下方法常用于对废水中的苯酚进行定量测定:取含苯酚废水,加过量溴水使苯酚完全反应,煮沸,再加入过量
溶液生成三溴苯酚,再用
标准溶液滴定至终点,消耗
溶液
.已知
(三溴苯酚)
.
和
溶液颜色均为无色.
(1)消耗的物质的量为________.
(2)废水中苯酚的物质的量浓度为_______(写出简要计算过程).
12、氮及其化合物的研究对于生态环境保护和工农业生产发展非常重要。请回答下列问题:
(1)煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物NOx,用CH4催化还原NOx可消除氮氧化物的污染。
已知:
①CH4(g)+ 2NO2(g)= N2(g)+CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-865.0 kJ·mol-l
②2NO(g)+O2(g)= 2NO2(g) △H=-112.5 kJ·mol-1
③适量的N2和O2完全反应,每生成2.24 L(标准状况下)NO时,吸收8.9 kJ的热量。
则CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g)△H=___________kJ·mol-1
(2)已知合成氨反应N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g) △H= -92 kJ·mol-l,科研小组模拟不同条件下的合成氨反应,向刚性容器中充入10.0 mol N2和20.0 molH2,不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系如图,T1、T2、T3由小到大的排序为___________;在T2、50MPa条件下,A点v正___________ v逆(填“>”“<”或“=”);在温度T2压强50MPa时,平衡常数Kp=___________MPa-2(列出表达式,分压=总压×物质的量分数)。
(3)将1mol的N2和3mol的H2通入密闭容器中进行反应,在一定温度和压强下达到平衡时氨气的体积分数ϕ (NH3)的变化趋势如图所示(其中X1⃗X4逐渐减小,Y1⃗Y4逐渐增大):图中X轴表示的外界条件为___________,判断的理由是____。
(4)利用反应6NO2 + 8NH3 = 7N2+ 12H2O构成电池,能实现有效消除氮氧化物的排放,减轻环境污染,装置如下图所示:
写出电极B的电极反应式:___________。
13、和
都是重要的能源物质,
催化加氢合成甲醇是一种有效利用氢气且减少温室气体
排放的方法。
(1)通过计算机分析,我们可从势能图认识加氢制甲醇在不同催化条件下存在的两种反应路径,如图所示,下列说法正确的是_______。
①甲酸盐路径的决速步是
②不考虑,两种路径中产生的含碳中间体种类均有5种
③该反应的活化能
④催化剂相同,使用不同的载体也可改变反应历程
(2)催化加氢合成甲醇的过程中会发生副反应。
副反应Ⅰ:
副反应Ⅱ:
主反应为
①一定条件下,在固定容积的容器中通入1mol 和3mol
发生上述反应,初始压强为p,达到平衡时,容器中
的物质的量为a mol,
物质的量为b mol,
的转化率为α,则
的选择性为_______。主反应的平衡常数
为_______(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数)。
②控制和
初始投料比为1:3时,温度对
平衡转化率及甲醇和CO的产率的影响如图所示,则在250℃以上,升高温度
的转化率增大,但甲醇的产率降低,原因是_______。为增大
的产率,可采用的方法是_______(填一项即可)。
(3)在一定条件下,选择合适的催化剂只进行反应控制
和
初始投料比为1:1时,在不同温度下
、
、
,达到平衡后,
的转化率分别为50%、60%、75%,已知反应速率
,
、
分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数。
最大的是温度_______(填“
”、“
”或“
”,右同),
最大的是_______。
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