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、Ca(NO2)2(亚硝酸钙)是易溶于水的无色晶体,可用作混凝土中钢筋的防护剂。
(1)Ca(NO2)2的制备方法很多。
①实验室可用反应Ca(NO3)2+2CaFe2O4+4NO3Ca(NO2)2+2Fe2O3制备Ca(NO2)2,该反应中被氧化的N原子与被还原的N原子的物质的量之比为_____。
②用石灰乳吸收硝酸工业尾气中氮氧化物制备Ca(NO2)2,其中NO2与Ca(OH)2反应生成Ca(NO2)2和Ca(NO3)2的化学方程式为_____,经过滤得到含Ca(NO2)2的溶液为液态产品。
(2)测定某液态产品中NO3-含量的步骤如下:
已知:步骤4中的反应为NO3—+3Fe2++4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,
步骤5中的反应为6Fe2++Cr2O72—+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。
若步骤5滴定至终点时消耗K2Cr2O7溶液20.00mL,计算液态产品中NO3-的含量(单位g·L-1,最后结果保留一位小数,写出计算过程)___________。
3、合成氨工业上常用下列方法制备H2:
方法I:C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)
方法Ⅱ:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
(1)已知
①C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=一394 kJ·mol一1
②2C(s,石墨)+O2(g)=2CO(g) △H2=一222 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g) △H3=一484 kJ·mol-1
试计算25℃时由方法Ⅱ制备1 000 g H2所放出的能量为______________。
(2)在一定的条件下,将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器,发生反应C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)。其相关数据如下表所示:
①T1____T2(填“>”“=”或“<”);T1℃时,该反应的平衡常数K=______________。
②乙容器中,当反应进行到1.5 min时,H2O(g)的物质的量浓度范围是__________。
③在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是____________(填序号)。
A.V逆(CO2)=2V正(H2)
B.混合气体的密度保持不变
C.c(H2O):c(CO2):c(H2)=2:1:2
D.混合气体的平均摩尔质量保持不变
(3) 现有0.175 mol/L 醋酸钠溶液500 mL(已知醋酸的电离平衡常数K=1.75×10-5)。
①下列图像能说明醋酸钠的水解反应在t1时刻达到平衡的是________(填序号,下同)。
A.溶液中c(Na+)与反应 时间t的关系
B.CH3COO一的水解速率与反应时间t的关系
C .溶液的pH与反应时间t的关系
D.K与反应时间t的关系
②在醋酸钠溶液中加入下列少量物质,水解平衡向正反应方向移动的有_____________ 。
A.冰醋酸B.纯碱固体c.醋酸钙固体D.氯化铵固体
(4)在醋酸钠溶液中加入少量冰醋酸后,溶液中微粒浓度的关系式能成立的有________。
A.c(CH3COO一)+c(CH3COOH)>c(Na+)
B.c(Na+)> c(CH3COO一)>c(H+)>c(OH一)
C.c(CH3COO一)> c(Na+)> c(H+)>c(OH一)
D.c(CH3COO一)>c c(H+)>c(OH一)> c(Na+)
(5)欲配制0.175 mol/L醋酸钠溶液500 mL,可采用以下两种方案:
方案一:用托盘天平称取_________g无水醋酸钠,溶于适量水中,配成500 mL溶液。
方案二:用体积均为250 mL且浓度均为_____________的醋酸与氢氧化钠溶液混合而成(设混合后的体积等于混合前两者体积之和)。在室温下,0.175 mol/L醋酸钠溶液的pH约为_______________。
4、自门捷列夫发现元素周期律以来,人类对自然的认识程度逐步加深,元素周期表中的成员数目不断增加。回答下列问题:
(1)2010年和2012年,俄罗斯的杜布纳联合核研究所两次成功合成了超重元素,中文名为“石田”。元素
可由反应
得到,该反应________(填“是”或“不是”)化学反应。
的质子数为________。
(2)的同族元素F的一种化合物为
,若该化合物分子中的每个原子都达到8电子稳定结构,则
的电子式为________,该分子内存在的共价键类型有________。
(3)该族中的另一元素广泛存在于海水中,利用“膜”技术可以分离离子交换膜分为“阳膜”、“阴膜”、“单价阳膜”、“单价阴膜”、“双极性膜”等,单价阳膜允许+1价阳离子透过,单价阴膜允许-1价阴离子透过,双极性膜可将水解离为
和
,并实现其定向通过。BMSED电渗析技术可同步实现粗盐水中一二价盐的选择性分离和一价盐的酸碱制备,结构如图所示,指出膜名称:X是________、Z是________;阳极室的电极反应式为________。
5、新型半导体材料如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等在国防技术、航空航天及5G技术等领域扮演着重要的角色。回答下列问题:
(1)基态Si原子中,核外电子占据的最高能层的符号为____,占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为____;基态Ga原子的核外电子排布为[Ar]3d104s2p1,其转化为下列激发态时,吸收能量最少的是____(填选项字母)。
A.[Ar] B.[Ar]
C.[Ar] D.[Ar]
(2)C与Si是同主族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Si原子之间难以形成双键、叁键。从原子结构分析,其原因为____。
(3)硼(B)与Ga是同主族元素,硼氢化钠(NaBH4)是有机合成中重要的还原剂,其阴离子BH的立体构型为____;另一种含硼阴离子的结构如图所示,其中B原子的杂化方式为____。
(4)GaCl3的熔点为77.9℃,GaF3的熔点为1000℃,试分析GaCl3熔点低于GaF3的原因为____;气态GaCl3常以二聚体形式存在,二聚体中各原子均满足8e-结构,据此写出二聚体的结构式为____。
(5)B和Mg形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。该化合物的晶体结构单元如图所示,其中Mg原子间形成正六棱柱,6个B原子分别位于六个三棱柱体心。则该化合物的化学式可表示为____;相邻B原子与Mg原子间的最短距离为____nm(用含x、y的代数式表示)。
6、下列是某无色水样成分的检验,已知该水样中只可能含K+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、Ag+、Ca2+、C、S
、Cl-中的若干种离子,该小组同学取100 mL水样进行实验:向样品中先滴加硝酸钡溶液,再滴加1 mol·L-1硝酸,实验过程中沉淀质量的变化如下图所示:
(1)水样中一定含有的阴离子是 ,其物质的量浓度之比为 。
(2)写出BC段曲线所表示反应的离子方程式:
。
(3)由B点到C点变化过程中消耗硝酸的体积为 。
(4)试根据实验结果推测K+是否存在? (填“是”或“否”);若存在,K+的物质的量浓度c(K+)的范围是 (若K+不存在,则不必回答)。
(5)设计简单实验验证原水样中可能存在的离子:(写出实验步骤、现象和结论)
。
7、(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)。
8、有V、W、X、Y、Z五种元素,它们的原子序数依次增大,且都小于20;其中X和Z是金属元素。已知V和Z属同一族,它们原子最外电子层上只有1个电子,W和Y也属同一族,W原子最外电子层上电子数是次外电子层上电子数的3倍,X原子最外电子层上电子数等于Y原子最外电子层上电子数的一半。请用相关的元素符号回答:
(1)X、Z各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生盐和水,该反应的离子方程式为_____________;
(2)X最高价氧化物对应的水化物在水中电离方程式为:____________________________________;
(3)W与Z 可形成化合物Z2W2,该化合物的电子式为 ______________________________________;
(4)Y与Z形成的化合物水溶液pH ______ 7(填“>”、“<”或“=”),用离子方程式表示其原因 ____________________________________________________________;
(5)标准状况下,Y的最高价氧化物为无色晶体,该条件下0.20 mol该物质与一定量液态水混合得到一种稀溶液,并放出Q kJ的热量。写出该反应的热化学方程式:________________________________;
(6)W与V 可形成化合物V2W2,该化合物的结构式为 ______________________________________。
9、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。
10、聚酰胺-66(尼龙-66)常用于生产帐篷、渔网、弹力丝袜等织物。可以利用以下路线来合成。D的核磁共振氢谱有两个峰。
已知:
(1)1molA和1molH2在一定条件下恰好反应,生成饱和一元醇X,X中碳元素的质量分数约为65%,则X的分子式为 ,A分子中所含官能团的名称是 。
(2)B→C的反应类型是_________________。
(3)C→D的化学方程式为_______________________________________。
(4)F与氢氧化钠的乙醇溶液共热,得到有机产物Y
①Y的名称是_____________________。
②Y在一定条件下可以发生加聚反应得到以顺式结构为主的顺式聚合物,该顺式聚合物的结构简式为_____________________________。
(5)H和I反应生成J(聚酰胺-66)的化学反应方程式为_________________________。
为检验F中的官能团,所用试剂包括NaOH水溶液及 。
(6)同时满足下列条件的H的同分异构体有多种。写出其中一种同分异构体的结构简式(核磁共振氢谱有三个峰,面积比为4:4:2)________________________。
①只含一种官能团 ②1mol该物质与足量银氨溶液反应,生成4molAg
(7)已知:
写出以苯酚和HCHO为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下:
11、 G(异戊酸薄荷醇酯)是一种治疗心脏病的药物。其合成线路如下:
已知:①RCH=CH2+CO+H2RCH2CH2CHO
②A能与 FeCl3发生显色反应, K是高分子化合物
③
请填写下列空白:
(1)F中官能团名称_____,A到B的反应类型________。
(2)写出C和F反应生成G的化学方程式___________。
(3)下列说法正确的是_______。
A.有机物 G 的分子式为 C15H28O2
B.有机物 A 溶液能与 Na2CO3 溶液反应产生 CO2
C.有机物 C 不能与浓溴水反应生成白色沉淀
D.有机物 D 生成 K 的反应为缩聚反应
(4)某芳香族化合物 X是B的同分异构体,X分子中含有4种不同化学环境的氢原子,其对应的个数比为 9:2:2:1,写出该化合物可能的结构简式_________。
(5)正戊酸的化学式为CH3(CH2)3COOH,可用作香料、橡胶促进剂等,写出以正丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)为原料制备正戊酸的合成路线流程图(无机试剂任用)。
__________
合成路线流程图示例如下:
12、反应Ⅰ可用于在国际空间站中处理二氧化碳,同时伴有副反应Ⅱ发生。
主反应Ⅰ.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H1=-270kJ·mol-1
副反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
回答下列问题:
(1)几种化学键的键能如表所示:
化学键 | C—H | H—H | H—O | C=O |
键能/kJ·mol-1 | 413 | 436 | 463 | a |
则a=___。
(2)为了进一步研究上述两个反应,某小组在三个容积相同的刚性容器中,分别充入1molCO2和4molH2,在三种不同实验条件(见表)下进行两个反应,反应体系的总压强(p)随时间变化情况如图所示:
实验编号 | a | b | c |
温度/K | T1 | T1 | T2 |
催化剂的比表面积/(m2•g-1) | 80 | 120 | 120 |
①T1____T2(填“>”“<”或“=”),曲线Ⅲ对应的实验编号是____。
②若在曲线Ⅱ的条件下,10min达到平衡时生成1.2molH2O,则10min内反应的平均速率v(H2O)=____kPa•min-1,反应Ⅱ的平衡常数Kp=____。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(3)对于反应Ⅰ,在一定条件下存在:v正(H2)=k1•c4(H2)•c(CO2)或v逆(H2O)=k2•c2(H2O)•c(CH4),相应的速率与温度关系如图所示。
反应Ⅰ的平衡常数K=____(用含k1,k2的代数式表示);图中A、B、C、D四个点中,能表示反应已达到平衡状态的是____。
13、叠氮化钠(NaN3)常用作汽车安全气囊及头孢类药物生产等。水合肼还原亚硝酸甲酯(CH3ONO)制备叠氮化钠(NaN3)的工艺流程如下:
已知:i.叠氮化钠受热或剧烈撞击易分解,具有较强的还原性。
ii.相关物质的物理性质如下表:
相关物质 | 熔点℃ | 沸点℃ | 溶解性 |
CH3OH | -97 | 67.1 | 与水互溶 |
亚硝酸甲酯(CH3ONO) | -17 | -12 | 溶于乙醇、乙醚 |
水合肼(N2H4·H2O) | -40 | 118.5 | 与水、醇互溶,不溶于乙醚和氯仿 |
NaN3 | 275 | 300 | 与水互溶,微溶于乙醇,不溶于乙醚 |
(1)步骤I总反应的化学方程式为___________。
(2)实验室模拟工艺流程步骤II、III的实验装置如图。
①步骤II三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为___________。该反应放热,但在20℃左右选择性和转化率最高,实验中控制温度除使用冷水浴,还需采取的措施是___________。
②步骤II开始时的操作为___________(选填字母编号)。步骤III蒸馏时的操作顺序是___________(选填字母编号)。
a.打开K1、K2 b.关闭K1、K2 c.打开K3 d.关闭K3 e.水浴加热 f.通冷凝水
(3)步骤IV对B溶液加热蒸发至溶液体积的三分之一,冷却析出NaN3晶体,减压过滤,晶体用乙醇洗涤2~3次后,再___________干燥。精制NaN3的方法是___________。
(4)实验室用滴定法测定产品纯度。测定过程涉及的反应为:
2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN3=4NH4NO3+2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2↑
Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+
称取2.50 g产品配成250 mL溶液,取25.00 mL置于锥形瓶中,加入V1 mLc1 mol·L-1(NH4)2Ce(NO3)6溶液,充分反应后稍作稀释,向溶液中加适量硫酸,滴加2滴邻菲哕啉指示剂,用c2 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定过量的Ce4+,消耗标准溶液V2 mL。
①产品纯度为___________。
②为了提高实验的精确度,该实验还需要___________。
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