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、(Ⅰ)甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇。已知某些化学键的键能数据如下表:
化学键 C—C C—H H—H C—O H—O
键能/kJ·mol-1 348 413 436 358 1 072 463
请回答下列问题:
(1)已知CO中的C与O之间为叁键连接,则工业制备甲醇的热化学方程式为 。
(2)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应,在容积固定为2 L的密闭容器内充入1 mol CO和2 mol H2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在250 ℃开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
则从反应开始到20 min时,以CO表示的平均反应速率= ,该温度下平衡常数K= ,若升高温度则K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是 。
A.2v(H2)正=v(CH3OH)逆
B.容器内气体的平均摩尔质量保持不变
C.容器中气体的压强保持不变
D.单位时间内生成n mol CO的同时生成2n mol H2
(Ⅱ)回答下列问题:
(1)体积均为100 mL pH=2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,则Ka(HX) Ka(CH3COOH)(填“>”、“<”或“=”)。
(2)25 ℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)= mol·L-1(填精确值)。
3、铂(Pt)及其化合物用途广泛。
(1)在元素周期表中,Pt与Fe相隔一个纵行、一个横行,但与铁元素同处_____族。基态铂原子有2个未成对电子,且在能量不同的原子轨道上运动,其价电子排布式为____________。
(2)二氯二吡啶合铂是由Pt2+、Cl-和吡啶结合形成的铂配合物,有顺式和反式两种同分异构体。科学研究表明,顺式分子具有抗癌活性。
①吡啶分子是大体积平面配体,其结构简式如图所示。每个吡啶分子中含有的σ键数目为________。
②二氯二吡啶合铂中存在的微粒间作用力有________(填序号)。
a.离子键 b.氢键 c.范德华力 d.金属键 e.非极性键
③反式二氯二吡啶合铂分子是非极性分子,画出其结构式:_____。
(3)某研究小组将平面型的铂配合物分子进行层状堆砌,使每个分子中的铂原子在某一方向上排列成行,构成能导电的“分子金属”,其结构如图所示。
① 硫和氮中,第一电离能较大的是______。
②“分子金属”可以导电,是因为______能沿着其中的金属原子链流动。
③“分子金属”中,铂原子是否以sp3的方式杂化?简述理由:______。
(4)金属铂晶体中,铂原子的配位数为12,其立方晶胞沿x、y或z轴的投影图如图所示。若金属铂的密度为d g·cm-3,则晶胞参数a=_________________nm(列计算式)。
4、分别称取2.39g(NH4)2SO4和NH4Cl固体混合物两份。
(1)将其中一份配成溶液,逐滴加入一定浓度的Ba(OH)2溶液,产生的沉淀质量与加入Ba(OH)2溶液体积的关系如图。混合物中n[(NH4)2SO4]:n(NH4Cl)为___________。
(2)另一份固体混合物中NH4+与Ba(OH)2溶液(浓度同上)恰好完全反应时,溶液中c(Cl-)=_____(溶液体积变化忽略不计)。
5、电镀废液中含有Cu2+、Mg2+、Ca2+、Ni2+和Fe3+,某专利申请用下列方法从该类废液中制备高纯度的铜粉。
已知导体和其接触的溶液的界面上会形成一定的电位差,被称作电极电位。如反应Cu2+(氧化态)+2e-=Cu(还原态)的标准电极电位表示为Cu2+/Cu=0.34,该值越大氧化态的氧化性越强,越小还原态的还原性越强。两个电对间的电极电位差别越大,二者之间的氧化还原反应越易发生。某些电对的电极电位如下表所示:
Fe3+/Fe2+ | Cu2+/Cu+ | Cu2+/Cu |
| Fe2+/Fe | Ni2+/Ni | Mg2+/Mg | Ca2+/Ca |
0.77 | 0.52 | 0.34 | 0.17 | -0.44 | -0.23 | -2.38 | -2.76 |
回答下列问题:
(1)蒸发浓缩后的溶液中,Cu2+的物质的量浓度≥_______(结果保留两位小数)。分离固液混合物时,需要用真空抽滤的方法提高过滤的速度和效果,其原因是_______。
(2)溶液的氧化还原电位越高,其氧化能力同样越强。溶液的氧化还原电位,与溶液中离子等微粒的种类及其浓度相关,实验测得Cu2+与SO2反应体系的氧化还原电位与铜粉的回收率和纯度的关系如下表所示:
反应液的电位(mV) | 360 | 340 | 320 | 300 | 280 | 260 |
铜粉的回收率(%) | 86.5 | 90.2 | 95.6 | 97.2 | 97.3 | 97.4 |
产品的纯度(%) | 99.9 | 99.9 | 99.9 | 99.9 | 99.9 | 99.9 |
①由此可知,制备过程中进行电位检测时,要把溶液的氧化还原电位控制在_______mV左右。
②专利申请书指出,反应液的反应历程为Cu2+首先被还原为Cu+,Cu+再歧化为Cu和Cu2+。反应历程不是Cu2+直接被还原为Cu的原因是_______。反应生成Cu+的离子方程式是_______。
(3)废液2中含有的金属离子除Mg2+、Ca2+外还有_______。为了使这些离子均除去,使水得到进一步的净化,应该在调节溶液pH使其他杂质离子沉淀后,再使Ca2+转化为_______(填化学式)而除去。
6、[化学-选修3:物质结构与性质] 2015年8月12号接近午夜时分,天津滨海新区一处集装箱码头发生爆炸。发生爆炸的是集装箱内的易燃易爆物品,爆炸火光震天,并产生巨大蘑菇云。
回答下列问题:
(1)在组成NH4NO3、NaCN两种物质的元素中第一电离能最大的是___ ____(填元素符号),解释原因_____________________________________________。
(2)二甲基二硫和甲酸中,在水中溶解度较大的是_____ _(填名称),原因是_____________;烧碱所属的晶体类型为________;硫化碱(Na2S)的S2-的基态电子排布式是________________。
(3)硝酸铵中,NO3-的立体构型为 ,中心原子的杂化轨道类型为___________。
(4)1mol化合物NaCN中CN-所含的π键数为______,与-CN互为等电子体的分子有 。(CN)2又称为拟卤素,实验室可以用氰化钠、二氧化锰和浓硫酸在加热条件下制得,写成该制备的化学方程式___ _______。
(5)钠钾合金属于金属晶体,其某种合金的晶胞结构如图所示。合金的化学式为____________;晶胞中K 原子的配位数为 ;已知金属原子半径r(Na)=186pm、r(K)=227pm,计算晶体的空间利用率 __________(列出计算式,不需要计算出结果)。
7、(1)比较NaHCO3与NaAlO2结合氢离子能力的强弱,用一个离子方程式加以说明:_______。
(2)画出NH3·H2O的结构_______。 (氢键可用X…H-Y来表示)
(3)常压下,AlF3的熔点(1040℃)比AlCl3的熔点(194℃)高,原因是_______。
8、[化学-选修3:物质结构与性质]
铁氧体是一种磁性材料,具有广泛的应用。 -
(1)基态铁原子的核外电子排布式为[Ar]_______。
(2)工业制备铁氧体常使用水解法,制备时常加入尿素[CO(NH2)2 ]、醋酸钠等碱性物质。尿素分子中四种不同元素的电负性由大至小的顺序是____________;醋酸钠中碳原子的杂化类型是_________。
(3)工业制备铁氧体也可使用沉淀法,制备时常加入氨(NH3)、联氨(N2H4)等弱碱。比较下表中氨(NH3)、联氨(N2H4)的熔沸点,解释其高低的主要原因________。
| N2H4 | NH3 |
熔点/℃ | 2 | -77.8 |
沸点/℃ | 113.5 | -33.5 |
(4)下图是从铁氧体离子晶体Fe3O4中,取出的能体现其晶体结构的一个立方体,则晶体中的氧离子是否构成了面心立方最密堆积______(填“是”或“否”),该立方体是不是Fe3O4的晶胞______(填“是”或“否”),立方体中三价铁离子处于氧离子围成的_____空隙(填空间结构)。
(5)解释该Fe3O4晶体能导电的原因________,根据上图计算Fe3O4晶体的密度_____g•cm-3。 (图中a=0.42nm,计算结果保留两位有效数字)
9、聚合氯化铝是一种新型净水剂,其中铝的总浓度(用c表示)包括三类:主要为A l3+的单体形态铝(用Ala表示)总浓度,主要为主要为[AlO4 Al12(OH)24(H2O)12 ]7+的中等聚合形态铝总浓度(用Alb 表示)和Al(OH)3胶体形态铝(用A1c表示)总浓度。
(1)真空碳热还原一氧化法可实现由铝土矿制备金属铝,相关反应的热化学方程式如下:
①Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g)△H1=akJ·mol-1
②3AlCl(g)= 2Al(s)+AlCl3(g) △H2=bkJ·mol-1
则反应Al2O3(s)+33C(s)= 2Al(s)+ 3CO(g)△H=______kJ·mol-1(用含a、b的代数式表尔)。 反应①在常压、1900 ℃ 的高温下才能进行,说明△H______( 填“>”“=”或“<”)。
(1)用膜蒸馏(简称MD)浓缩技术将聚合氯化铝溶液进行浓缩,实验过程中不同浓度聚合氯化铝溶液中铝形态分布(百分数)如下表:
①在一定温度下,c越大,Al(OH)3胶体的百分含量______(填“越大”“越小”或“不变”)。
②若将c=2.520mol/L的聚合氯化铝溶液加水稀释,则稀释过程中发生的主要反应的离子方程式为_____________。
(3)一定条件下,向1.0mol/L的AlCl3溶液中加入0.6 mol/L的NaOH溶液,可制得Alb含量约为86 % 的聚合氯化铝溶液。写出生成[AlO4 Al12(OH)24(H2O)12 ]7+的离子方程式:_______。
(4)已知Al3++4X=2,X表示显色剂,
表示有色物质,通过比色分析得到25 ℃时Al3+浓度随时间的变化关系如图所示(初始时X的浓度为0.194mol·L-1)。
①1min时, 的浓度为___________。
②0~3min内该反应的速率vx=________。
③第9min时,反应达到平衡,K=__________(用代数式表示)。
10、水合肼(N2H4·H2O)又名水合联氨,无色透明,具有腐蚀性和强还原性的碱性液体,它是一种重要的化工试剂。利用尿素法生产水合肼的原理为:
CO(NH2)2+2NaOH+NaC1O==N2H4·H2O+Na2CO3+NaCl。
实验1:制备NaClO溶液。(已知:3NaClO2NaCl+NaClO3)
(1)图甲装置I中烧瓶内发生反应的化学方程式为_______________________。
(2)用NaOH固体配制溶质质量分数为30%NaOH溶液时,所需玻璃仪器除量筒外还有________________。(填标号)
a.烧杯 b.容量瓶 c.玻璃棒 d.烧瓶
(3)图甲装置Ⅱ中用冰水浴控制温度的目的是_________________。
实验2:制取水合肼。
(4)图乙中若分液漏斗滴液速度过快,部分N2H4·H2O会参与A中反应并产生大量氮气,降低产品产率。写出该过程反应生成氮气的化学方程式:________________________。充分反应后,蒸馏A中溶液即可得到水合肼的粗产品。
实验3:测定馏分中水合肼的含量。
(5)称取馏分3.0g,加入适量NaHCO3固体(滴定过程中,调节溶液的pH保持在6.5左右),加水配成250mL溶液,移出25.00mL置于锥形瓶中,并滴加2~3滴淀粉溶液,用0.15 mol·L-1的碘的标准溶液滴定。(已知:N2H4·H2O+2I2==N2↑+4HI+H2O)
①滴定时,碘的标准溶液盛放在________(填“酸式”或“碱式”)滴定管。
②下列能导致馏分中水合肼的含量测定结果偏高的是_________。(填标号)
a.锥形瓶清洗干净后未干燥
b.滴定前,滴定管内无气泡,滴定后有气泡
c.读数时,滴定前平视,滴定后俯视
d.盛标准液的滴定管水洗后,直接装标准液
③实验测得消耗I2溶液的平均值为20.00mL,馏分中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数为_______________________。
11、硫粉和溶液反应可以生成多硫化钠(
),离子反应为:
、
…
(1)在溶液中加入
硫粉,只发生
,反应后溶液中
和
无剩余,则原
_______
。
(2)在一定体积和浓度的溶液中加入
硫粉,控制一定条件使硫粉完全反应,反应后溶液中的阴离子有
、
、
(忽略其他阴离子),且物质的量之比为
。则反应后溶液中的
_______
。(写出计算过程)
12、稀土元素在耐热钢中有重要的作用。某废渣含Eu2O3、Fe2O3、Al2O3、Ta2O5、MnO等物质。以此废渣为原料,设计如下工艺流程对资源进行回收,可得到较为纯净的TaCl5(氯化钽)和Eu2O3(氧化铕)。
回答下列问题:
(1)操作②为_______,溶液A中含有的主要溶质为_______(填化学名称)。
(2)滤渣与NaOH溶液反应的离子方程式为_______,灼烧时发生反应的化学方程式为_______。
(3)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示。流程中为了用萃取剂除去金属杂质离子,进行萃取最适宜的pH是_______(填字母),其原因是_______。
A.2.0左右 B.3.0左右 C.5.0左右
(4)FFC电解法可由金属氧化物直接电解制备金属单质,利用此法可电解Ta2O5制备稀土元素Ta,其原理如图所示。
①电源b为_______(填“正”或“负”)极。
②Ta2O5极发生的电极反应为_______。
③工业生产过程中,石墨电极需要定期更换,原因是:_______。
13、大气污染是中国第一大环境污染问题,氮和硫的氧化物排放是造成大气污染的原因之一、
(1)汽车尾气中的NO由如下反应产生:
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180 kJ·mol-1
已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566 kJ·mol-1
则2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=___________kJ·mol-1
(2)NO可用氨水-臭氧组合高效脱除,与臭氧反应的过程如下:
NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g) △H=-200.9 kJ·mol-1
在恒容密闭容器中,NO氧化率随值以及温度的变化曲线如图甲所示。
①NO氧化率随值增大而增大的主要原因是___________。
②当温度高于100℃时,O3分解产生活性极高的氧原子,此时NO氧化率随温度升高而降低可能的原因有:___________。
(3)工业上用硫酸厂尾气中的SO2与SCl2、Cl2为原料合成SOCl2,反应如下:
反应I:SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g) △H=-471.7 kJ·mol-1
反应II:SCl2(g)+SO2Cl2(g)2SOCl2(g) △H=-5.6 kJ·mol-1
一定条件下,在5L的恒容密闭容器中通入一定量的SO2、SCl2与Cl2,反应4 min后达到平衡。若初始压强为p0,反应过程中容器内总压强(p)随时间(t)变化如图乙所示(平衡时温度与初始温度相同)。
容器内各组分物质的量如下表。
组分 | SO2 | Cl2 | SCl2 | SO2Cl2 | SOCl2 |
起始/mol | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0 | 0 |
平衡/mol |
|
|
| 0.1 |
|
①0~1min容器内压强增大的原因为___________。
②反应I、II达平衡时,SCl2的平衡转化率为___________。
③K为平衡常数,pK=-lgK,该温度下,反应II的pK=___________(保留两位有效数字,lg2=0.30)。
(4)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2,将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体匀速通入装有催化剂M的反应器中反应,反应相同时间,NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示。
①在50℃~150℃范围内随温度升高,NOx的去除率迅速上升的原因是___________。
②当反应温度高于380℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是___________。
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