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、铜是应用较为广泛的有色金属。
(1)基态铜原子的价电子排布式为_____________。
(2)金属化合物Cu2Zn合金具有较高的熔点、较大的强度、硬度和耐磨度。则Cu2Zn合金的晶体类型是______。
(3)某含铜化合物的离子结构如图所示。
① 该离子中存在的作用力有__________。
a.离子键 b.共价键 c.配位键
d.氢键 e.范德华力
② 该离子中第二周期的非金属元素的第一电离能由大到小的顺序是______。
③ 该离子中N原子的杂化类型有_________。
(4)晶胞有两个基本要素:
① 原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,下图为铜与氧形成的某化合物晶胞,其中原子坐标参数A 为(0,0,0);B为(,0,
);C为(
,
,0),则D原子的坐标参数为_____________。
② 晶胞参数,描述晶胞的大小和形状,设晶胞的边长为apm,则O的配位数是_______。
3、已知:硼镁矿主要成分为Mg2B2O5·H2O,硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程为:
回答下列有关问题:
(1)硼砂中B的化合价为 ,将硼砂溶于热水后,常用稀H2SO4调pH=2~3制取H3BO3,该反应的离子方程式为 。
(2)MgCl2·7H2O需要在HCl氛围中加热,其目的是 。若用惰性电极电解MgCl2溶液,其阴极反应式为 。
(3)镁-H2O2酸性燃料电池的反应原理为 Mg+H2O2+2H+===Mg2++2H2O, 则正极反应式为 。常温下,若起始电解质溶液pH=1,则pH=2时,溶液中Mg2+浓度为______。当溶液pH=6时, (填“有”或“没有”)Mg(OH)2沉淀析出(已知Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12)。
(4)制得的粗硼在一定条件下生成BI3,BI3加热分解可以得到纯净的单质硼。现将0.020 g粗硼制成的BI3完全分解,生成的I2用0.30 mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。该粗硼样品的纯度为____(提示:I2+2S2O===2I-+S4O)(结果保留一位小数)。
4、(14分)工业上用闪锌矿(主要成分为ZnS,还含有Fe2O3等杂质)为原料生产ZnSO4·7H2O的工艺流程如下:
(1)滤渣A经CS2提取后可获得一种淡黄色副产品,其化学式为 。
(2)浸取过程中Fe2(SO4)3的作用是 。
(3)除铁过程控制溶液的pH在5.4左右,该反应的离子方程式为 。该过程在空气入口处设计了一个类似淋浴喷头的装置,其目的是 。
(4)置换法除重金属离子所用物质C为 。
(5)硫酸锌的溶解度与温度之间的关系如下表:
温度/℃ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
溶解度/g | 41.8 | 54.1 | 70.4 | 74.8 | 67.2 | 60.5 |
从除重金属后的硫酸锌溶液中获得硫酸锌晶体的实验操作为 、 、过滤、干燥。
5、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)。
6、I.把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径1:C(s) +O2 (g)=CO2(g) ΔH1<0 ①
途径2:先制成水煤气:C(s) +H2O(g) = CO(g)+H2(g) ΔH2>0 ②
再燃烧水煤气:2 CO(g)+O2 (g)=2CO2(g) ΔH3<0 ③
2H2(g)+O2 (g) =2H2O(g) ΔH4<0 ④
请回答下列问题:
(1) 途径I放出的热量________( 填“大于”“等于”或“小于”) 途径II放出的热量。
(2) ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系式是_____________________。
II.某氮肥厂含氮废水中的氮元素多以和NH3·H2O形式存在,处理过程中
在微生物的作用下经过两步反应被氧化成
,这两步反应过程中的能量变化如图所示:
(3)1mol(aq)全部被氧化成
(aq)的热化学方程式是____________________
III.氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体,已知:
①CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH= -a kJ•mol-1(a>0)
②2CO(g)+2NO (g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH= -b kJ•mol-1(b>0)
(4)若用标准状况下 3.36L CO还原NO2至N2(CO完全反应)的整个过程中转移电子的物质的量为______mol,放出的热量为______kJ(用含有a和b的代数式表示)。
(5)用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染.例如:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1= -574kJ•mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=?
若1mol CH4还原NO2至N2整个过程中放出的热量为867kJ,则ΔH2=______.
7、碳及其化合物广泛存在于自然界中,回答下列问题:
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用形象化描述___________;
(2)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是___________;
(3)C2H2 分子中,共价键的类型有___________,C 原子的杂化轨道类型是___________,写出两个与C2H2 具有相同空间构型含碳无机物分子的分子式___________;
( 4 )CO 能与金属Fe、Ni 分别形成Fe(CO)5、Ni(CO)4,Fe(CO)5 中Fe 元素的原子核外电子排布为______,Ni(CO)4 是无色液体,沸点42.1℃,熔点-19.3℃,难溶于水,易溶于有机溶剂推测Ni(CO)4 是___________晶体。
(5)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:
①在石墨烯晶体中,每个C 原子连接___________个六元环,每个六元环占有___________个C 原子.
②在金刚石晶体中,C 原子所连接的最小环也为六元环,每个C 原子连接___________个六元环,六元环中最多有___________个C 原子在同一平面。
8、我国科学家成功用二氧化碳人工合成淀粉,其中第一步是利用二氧化碳催化加氢制甲醇。
(1)在标准状态下,由最稳定的单质生成单位物质的量的某纯物质的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓()。几种物质的标准摩尔生成焓如下:
物质 | CO2(g) | H2O(g) | CH3OH(g) |
| -393.5 | - 241. 8 | - 205. 0 |
①由表中数据推测,H2O(l)的_____________ (填“>”“<”或“=”)-241.8kJ·mol-1。
②CO2(g)与H2(g)反应生成CH3OH(g)与H2O(g)的热化学方程式为________________。
(2)在CO2(g)加氢合成CH3OH的体系中,同时发生以下反应:
反应i CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1<0
反应ii CO2(g) + H2(g)CO(g) +H2O(g) ΔH2>0
①一定条件下使CO2、H2混合气体通过反应器,测得220°C时反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比为n(CH3OH):n(CO2):n(CO)=1:7.20:0.11,则该温度下CO2转化率= __________× 100%(列出计算式即可)。
②其他条件相同时,反应温度对CO2的转化率的影响如图所示,实验中反应均未达到化学平衡状态的依据是_________________________;温度高于260°C时,CO2平衡转化率变化的原因是_________________。
③其他条件相同时,反应温度对CH3OH的选择性[CH3OH的选择性=×100%]的影响如图所示。温度相同时CH3OH选择性的实验值略高于其平衡值,从化学反应速率的角度解释其原因是______________。
④温度T时,在容积不变的密闭容器中充入0.5 mol CO2(g)和1. 0 mol H2(g),起始压强为pkPa,10min达平衡时生成0. 3 mol H2O(g) ,测得压强为pkPa。若反应速率用单位时间内分压变化表示,则10min内生成CH3OH的反应速率v(CH3OH)为________kPa·min -1;反应I的平衡常数Kp=____________(写出Kp的计算式)。
9、(1)光学实验证明在溶有O2的水中存在可能为五元环状结构的O2·H2O,原因是___________。
(2)化合物A、B、C的熔点如下表:
| A | B | C |
化学式 | CH3CH2Cl | CH3CH2CH2Cl | CH3NH3Cl |
熔点/℃ | -139 | -123 | 230 |
化合物C的熔点明显高于A的原因是___________。
10、(15分)毗氟氯禾灵的合成路线如下:
已知:
(1)B的结构简式为_____________。A的系统名称为_____________。
(2)在合成吡氟氯禾灵所涉及的反应中,属于加成反应的有___________(填序号)。
(3)写出反应⑥的化学方程式___________________。
(4)C的同分异构体有多种,写出同时具有下列性质的同分异构体的结构简式___________________。
a.能与FeCl3溶液发生显色反应 b.能发生银镜反应 c.核磁共振氢谱图中有四组峰
(5)写出由制备高分子化合物
的合成路线流程图(无机试剂任选),合成流程示意图如下:
11、19世纪初,法国科学家杜龙和珀蒂测定比热时发现:金属的比热()与其相对原子质量的乘积近似为常数25.08
。将40.0g惰性金属M加热到100℃,投入20.0g温度为36.7℃的水中,最终体系的温度为46.7℃。推算该金属的近似摩尔质量(水的比热为4.18
,请写出计算过程,结果保留整数)。_________________
12、镍、钴是重要的战略金属。广泛应用于国防、新能源、电子等工业,一种利用酸浸出法从冶金厂废炉渣(含Ni、Co及少量Cu、Mg、Ca、Fe的氧化物)中提取铜、镍和钴的部分工艺流程如图:
已知:
i.,
;离子浓度
时,认为该离子沉淀完全。
ii.在水中的溶解度随温度升高明显增大,不溶于乙醇和苯。
(1)基态和
中的未成对电子数之比为___________。
(2)除铁是用将溶液中的
氧化为
,再通过调pH,转化为黄钠铁矾,写出
氧化
的离子方程式:___________。
(3)除钙镁时,随pH降低,NaF用量急剧增加,原因是___________;当沉淀完全时,溶液中
是否沉淀完全?___________(写出计算过程)
(4)已知:萃取剂P204和P507对金属离子的萃取率与平衡pH的关系如图甲、乙所示,则萃取步骤中应选择的萃取剂是___________,最佳pH在___________左右。
(5)实验室从溶液中得到
晶体,操作过程为:蒸发浓缩、当___________(填现象),停止加热,冷却结晶,过滤、洗涤干燥等。
13、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-1
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-1
①合成氨需要选择合适的催化剂,分别选用A、B、C三种催化剂进行实验,所得结果如图1所示(其他条件相同),则实际生产中适宜选择的催化剂是(填“A”、“B”或“C”),理由是___________。
②科研小组模拟不同条件下的合成氨反应,向刚性容器中充人10.0 mol N2和20.0 mol H2,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2,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50 MPa时,平衡常数Kp=___________MPa-2(列出表达式,分压=总压×物质的量分数)。
③合成氨反应在催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态):
第一步N2(g)→2N*;H2(g)→2H*(慢反应)
第二步N*+H*NH*;NH*+H*
NH2*;NH2*+H*
NH3*;(快反应)
第三步NH3*NH3(g)(快反应)
i.第一步反应的活化能E1与第二步反应的活化能E2相比:E1>E2,请写出判断理由___________。
ii.关于合成氨工艺的下列理解,正确的有___________(填写字母编号)。
A.控制温度远高于室温,是为了保证尽可能高的平衡转化率和加快的反应速率
B.合成氨反应在不同温度下的△H和△S都小于零
C.NH3易液化,不断将液氨移去,利于反应正向进行
D.原料气中N2由分离空气得到,H2由天然气与水蒸气反应生成,原料气需要经过净化处理,以防催化剂中毒和安全事故发生
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