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、氢能是极具发展潜力的清洁能源,2021年我国制氢量位居世界第一、请回答:
(1)时,
燃烧生成
放热
,
蒸发吸热
表示
燃烧热的热化学方程式为_______。
(2)工业上,常用与
重整制备
。500℃时,主要发生下列反应:
I.
II.
①已知:。向重整反应体系中加入适量多孔
,其优点是_______。
②下列操作中,一定能提高平衡转化率的是_______(填标号)。
A.加催化剂 B.增加用量
C.移除 D.恒温恒压,通入惰性气体
③500℃、恒压条件下,1molCH4(g)和1molH2O(g)反应达平衡时,甲烷的转化率为0.5,二氧化碳的物质的量为0.25mol,则反应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)实现碳达峰、碳中和是贯彻新发展理念的内在要求,因此二氧化碳的合理利用成为研究热点。可用氢气和二氧化碳在催化剂作用下合成甲醇:。恒压下,
和
的起始物质的量之比为1∶3时,该反应甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示。该反应的
_______0,甲醇的产率P点高于T点的原因为_______。
(4)通过上述反应制得的甲醇燃料电池在新能源领域中应用广泛。
①若采用溶液为燃料电池的电解质溶液,则燃料电池的负极方程式为_______。
②已知在该燃料电池中,吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到,四步可能脱氢产物及其相对能量如图,则最可行途径为a→_______(用b~j等代号表示)。
3、太阳能电池的发展已经进入了第三代。第三代就是铜铟镓硒CIGS等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜硅系太阳能电池。完成下列填空:
(1)亚铜离子(Cu+)基态时的电子排布式为____________;
(2)硒为第四周期元素,相邻的元素有砷和溴,则这3种元素的第一电离能I1从大到小顺序为(用元素符号表示)_______________________________;用原子结构观点加以解释_________________________。
(3)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具 有孤对电子的分子或离子生成加合物,如BF3能与NH3反应生成BF3•NH3 。BF3•NH3中B原子的杂化轨道类型为__________,N原子的杂化轨道类型为 ______________ ,B与 N之间形成 __________________ 键。
(4)单晶硅的结构与金刚石结构相似,若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键,则得如图所示的金刚砂(SiC)结构;金刚砂晶体属于____________(填晶体类型)在SiC结构中,每个C原子周围最近的C原子数目为 ______________。
4、硫和碳及其化合物广泛存在于自然界中,并被人们广泛利用。回答下列问题:
(1)当基态原子的电子吸收能量后,电子会发生____,某处于激发态的S原子,其中1个3s电子跃迁到3p轨道中,该激发态S原子的核外电子排布式为__________。硫所在周期中,第一电离能最大的元素是___________。(填元素符号)
(2)写出一个与CO2具有相同空间结构和键合形式的分子的电子式__________________。
(3)H2S中S原子的杂化类型是__________;H2S的VSEPR模型名称为_________;H2S的键角约为94°,H2O的键角为105°,其原因是___________________________。
(4)科学家通过X射线推测胆矾结构示意图1如下:
其中含有________个配位键,___________个氢键。
(5)已知Zn和Hg同属IIB族元素,火山喷出的岩浆是一种复杂的混合物,冷却时,许多矿物相继析出,其中所含的ZnS矿物先于HgS矿物析出,原因是_________________________________。
(6)碳的另一种同素异形体—石墨,其晶体结构如上图2所示,虚线勾勒出的是其晶胞。则石墨晶胞含碳原子个数为____个,已知石墨的密度为pg·cm-1,C-C键长为rcm,阿伏伽德罗常数的值为NA,计算石墨晶体的层间距为____cm。
5、气态亚硝酸(HNO2或HONO)是大气中的一种污染物。
(1)亚硝酸的电离平衡常数Ka=6.0×10﹣6,其电离方程式为________。
(2)亚硝酸分子中各原子最外层电子均达到稳定结构,其电子式为________。
(3)亚硝酸进入人体可以与二甲胺[(CH3)2NH]迅速反应生成亚硝酸胺[CH3)2N-N=O],亚硝酸胺是最重要的化学致癌物之一。
① 亚硝酸与二甲胺反应生成亚硝酸胺的一种反应机理如下:
HONO+
过程ⅰ和过程ⅱ的反应类型分别为:________、消去反应。
② 上述反应机理的反应过程与能量变化的关系如图:
亚硝酸与二甲胺反应生成亚硝酸胺的反应ΔH________0(填“>”或“<”)。反应难度更大的是过程________(填“ⅰ”或“ⅱ”)。
6、铝、锌、铁在人类生产和生活中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题:
(1)Fe2+电子排布式为___,Zn的基态原子能级最高的电子的电子云轮廓图形状为___。
(2)已知Al的第一电离能为578kJ·mol-1、Mg的第一电离能为740kJ·mol-1,请解释Mg的第一电离能比Al大的原因___。
(3)Zn2+可形成[Zn(NH3)6]SO4络合物,1mol[Zn(NH3)6]2+配离子中含σ键___mol,其阴离子中心原子的杂化方式是___,NH3的沸点高于PH3的原因是___。
(4)已知Zn2+等过渡元素离子形成的水合离子的颜色如下表所示:
离子 | Sc3+ | Cr3+ | Fe2+ | Zn2+ |
水合离子的颜色 | 无色 | 绿色 | 浅绿色 | 无色 |
请根据原子结构推测Sc3+、Zn2+的水合离子为无色的原因:___。
(5)FeCl3中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为___,其中Fe的配位数为___。
(6)Fe和N可组成一种过渡金属氮化物,其晶胞如图所示。六棱柱底边边长为xcm,高为ycm,NA为阿伏加德罗常数的值,则晶胞的密度为___g·cm-3(列出计算式即可)。
7、工业上可用软锰矿(主要成分是MnO2)和黄铁矿(主要成分是FeS2)为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工业流程如下:
回答下列问题:
(1)为了提高溶浸工序中原料的浸出率,可以采取的措施有__________________(写一条)。
(2)除铁工序中,在加入石灰调节溶液的pH前,加入适量的软锰矿,其作用是______________。
(3)净化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等杂质。若测得滤液中c(F-)=0.01 mol•L-1,滤液中残留的c(Ca2+)=________________〔已知:Ksp(CaF2)=1.46×10-10〕,
(4)沉锰工序中,298K、c(Mn2+)为1.05 mol•L-1时,实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间的关系如图所示。根据图中信息得出的结论是______________。
(5)沉锰工序中有CO2生成,则生成MnCO3的离子方程式是______________________。
(6)从沉锰工序中得到纯净MnCO3的操作方法是___________________。副产品A的化学式是________。
8、一定条件下,二氧化碳可合成低碳烯烃,缓解温室效应、充分利用碳资源。
(1)已知:①C2H4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2(g) ΔH1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH2
③H2O(1)=H2O(g) ΔH3
④2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH4
则ΔH4=___(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
(2)反应④的反应温度、投料比[=x]对CO2平衡转化率的影响如图所示。
①a__3(填“>”、“<”或“=”);M、N两点反应的平衡常数KM__KN(填填“>”、“<”或“=”)
②M点乙烯体积分数为__;(保留2位有效数字)
③300℃,往6L反应容器中加入3molH2、1molCO2,反应10min达到平衡。求0到10min氢气的平均反应速率为__;
(3)中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物,反应过程如图。
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
助剂 | CO2转化率 (%) | 各产物在所有产物中的占比(%) | ||
C2H4 | C3H6 | 其他 | ||
Na | 42.5 | 35.9 | 39.6 | 24.5 |
K | 27.2 | 75.6 | 22.8 | 1.6 |
Cu | 9.8 | 80.7 | 12.5 | 6.8 |
①欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加__助剂效果最好;加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是__;
②下列说法正确的是__;
a.第ⅰ步所反应为:CO2+H2CO+H2O
b.第ⅰ步反应的活化能低于第ⅱ步
c.催化剂助剂主要在低聚反应、异构化反应环节起作用
d.Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的ΔH减小
e.添加不同助剂后,反应的平衡常数各不相同
(4)2018年,强碱性电催化还原CO2制乙烯研究取得突破进展,原理如图所示。
①b极接的是太阳能电池的__极;
②已知PTFE浸泡了饱和KCl溶液,请写出阴极的电极反应式__。
9、青蒿素是一种有效的抗疟药。常温下,青蒿素为无色针状晶体,难溶于水,易溶于有机溶剂,熔点为156~157℃。提取青蒿素的方法之一是乙醚浸取法,提取流程如下:
请回答下列问题:
(l)对青蒿进行破碎的目的是__________________。
(2)操作I用到的玻璃仪器是__________,操作Ⅱ的名称是_______。
(3)用下列实验装置测定青蒿素的化学式,将28.2g青蒿素放在燃烧管C中充分燃烧:
① 仪器各接口的连接顺序从左到右依次为_______(每个装置限用一次)。A装置中发生的化学反应方程式为_________________。
② 装置C中CuO的作用是_________________。
③ 装置D中的试剂为_________________。
④ 已知青蒿素是烃的含氧衍生物,用合理连接后的装置进行实验.测量数据如下表:
装置质量 | 实验前/g | 实验后/g |
B | 22.6 | 42.4 |
E(不含干燥管) | 80.2 | 146.2 |
则青蒿素的最简式为__________。
(4)某学生对青蒿素的性质进行探究。将青蒿素加入含有NaOH 、酚酞的水溶液中,青蒿素的溶解度较小,加热并搅拌,青蒿素的溶解度增大,且溶液红色变浅,与青蒿素化学性质相似的物质是______(填字母代号)。
A.乙醇 B.乙酸 C.乙酸乙酯 D.葡萄糖
10、连二硫酸锰(MnS2O6,其中Mn为+2价)是一种常用的果蔬保鲜剂,易溶于水,室温下其水溶液在pH为2.8~3.5时最稳定。回答下列问题:
[探究一]制备连二硫酸锰(MnS2O6)
某化学小组利用MnO2悬浊液吸收SO2气体制取连二硫酸锰的装置(部分夹持、加热仪器已省略)如图所示。
(1)装置A中装有70%H2SO4的仪器名称为_______,装置B的作用是_______。
(2)装置C中的反应温度需要控制在0°C左右,控制温度的方法是_______,实验时需要向C中通入稍过量的SO2,目的是_______。
(3)装置C中反应生成等物质的量的MnS2O6和MnSO4,则反应的化学方程式为_______,判断反应完成的现象是_______,待反应结束后经除杂、减压蒸发浓缩、结晶可得产品MnS2O6·nH2O。
[探究二]测定产品中Mn的质量分数
称取ag产品充分加热使其分解为MnSO4,然后加水溶解,用cmol·L-1的KMnO4溶液进行滴定(Mn元素均转化为MnO2)。
(4)若多次滴定平均消耗KMnO4溶液的体积为VmL,则产品中Mn的质量分数为_______。
(5)下列操作会使得测定结果偏大的是_______。
A.滴定前锥形瓶用蒸馏水洗后未用待测MnSO4溶液润洗
B.滴定前滴定管中尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失
C.滴定前平视读数,滴定结束俯视读数
D.对连二硫酸锰产品进行加热操作时加热不充分
11、已知:5C2O42-+2MnO4-+16H+ = 2Mn2++10CO2↑+8H2O。某研究小组通过如下实验步骤测定晶体A(KxFey(C2O4)z·aH2O,其中的Fe元素为+3价)的化学式:
步骤1:准确称取A样品9.820 g,分为两等份;
步骤2:取其中一份,干燥脱水至恒重,残留物质量为4.370g;
步骤3:取另一份置于锥形瓶中,加入足量的3.000 mol·L-1 H2SO4溶液和适量蒸馏水,使用0.5000 mol·L-1 KMnO4溶液滴定,滴定终点消耗KMnO4溶液的体积为24.00 mL;
步骤4:将步骤1所得固体溶于水,加入铁粉0.2800 g,恰好完全反应。
通过计算确定晶体A的化学式(写出计算过程) _______________。
12、磷化铜(Cu3P2)用于制造磷青铜,磷青铜是含少量锡、磷的铜合金,主要用作耐磨零件和弹性原件。
(1)基态磷原子中,电子占据的最高能层符号为___,在该能层中磷原子的电子占据的能量最高的电子云在空间有___个伸展方向,原子轨道呈__形。
(2)磷在成键时,能将一个3s电子激发进入3d能级而参加成键,写出该激发态原子的核外电子排布式:___。
(3)锡存在两种同素异形体,α—Sn采纳六方最密堆积,β—Sn采纳体心立方堆积,由α—Sn转变为β—Sn晶体体积___(填“膨胀”或“收缩”)。
(4)[Cu(CH3CN)4]+是非常稳定的络合离子,该络合离子中键和
键个数之比为____。
(5)某磷青铜晶胞结构如图所示。
①则其化学式为__。
②该晶体中距离Cu原子最近的Sn原子有___个,这些Sn原子所呈现的构型为__。
③若晶体密度为8.82g•cm-3,最近的Cu原子核间距为___pm(用含NA的代数式表示,列式即可,不用计算)。
13、苯的氢化是研究液态储氢材料的方向之一。相关有机物分别与氢气发生加成反应生成1mol环已烷的能量变化如图所示:
回答下列问题。
(1)用系统命名法命名为______;根据图中信息推理,下列说法不正确的______(填序号)。
A.2△H1≈△H2,说明碳碳双键加氢吸收的热量与分子内碳碳双键数目成正比
B.△H2<△H3,说明单双键交替的两个碳碳双键间存在相互作用,有利于物质稳定
C.3△H1<△H4,说明苯分子中不存在三个完全独立的碳碳双键
D.图中的不饱和烃含有相同官能团
(2)一定温度下,苯蒸气和氢气混合发生反应,生成(g)、
(g)、
(g)。
①向密闭容器中充入1mol苯蒸气和4molH2,平衡时混合气体中环己烷的体积分数______ 50%(填序号)。
A.一定大于 B.一定小于 C.可能等于 D.可能大于
②向密闭容器中充入2mol苯蒸气和2.5molH2,测得苯的转化率和产物选择性如图1所示。
(某一产物的选择性=),已知:平衡时气体总压强为30MPa。20min时
(g)的分压变化速率为______MPa•min-1。由
生成
(g)反应的平衡常数Kp=______(MPa)-2(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)
(3)一定条件下,如图2所示装置可实现有机物的电化学储氢。阴极气体产物除环己烷和H2外,无其它有机产物。阴极上苯生成环己烷的电极反应式为______;阴极产生H2的物质的量为______mol。
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