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、[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)
3、请回答下列问题:
(1)质谱仪的基本原理是用高能电子束轰击有机物分子,使之分离成带电的“碎片”,并根据“碎片”的特征谱分析有机物的结构。利用质谱仪测定某有机物分子的结构得到如图所示质谱图,该有机物的相对分子质量是_______。
(2)离子化合物KSCN各原子均满足8电子稳定结构,写出其电子式_______。
(3)正戊烷与乙醚沸点相近,但正戊烷难溶于水,乙醚的溶解度为8g/100g水,从结构上解释出现这两种情况的原因_______。
4、乙烯是制造塑料、合成橡胶和合成纤维等化学产品的基本原料。C2H6裂解制C2H4是化学工业的一个重要研究课题,目前裂解方法有电催化、光催化裂解、直接裂解、氧气或二氧化碳氧化乙烷裂解等。乙烷直接裂解、乙烷二氧化碳氧化裂解和乙烷氧气氧化裂解的反应如下:
(Ⅰ)C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H1=+125kJ·mol-1
(Ⅱ)CO2(g)+C2H6(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g) △H2=+177kJ·mol-1
(Ⅲ)2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g) △H3=-211.6kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)已知键能:E(C—H)=416kJ·mol-1,E(H—H)=436kJ·mol-1,由此计算生成1mol碳碳π键放出的能量为_______kJ。
(2)在一绝热的恒容密闭容器中,通入一定量的C2H6发生反应(Ⅰ),反应过程中容器内压强(P)与时间(t)变化如图1所示,随着反应进行,a~b段压强减小的原因是_______。
(3)反应(Ⅱ)的Arrhenius经验公式实验数据如图2中曲线a所示,已知Arrhenius经验公式Rlnk=-+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。反应的活化能Ea=_______kJ·mol-1。当改变外界条件时,实验数据如图中曲线b所示,则实验可能改变的外界条件是_______。
(4)乙烷氧气氧化裂解制乙烯,除发生反应(Ⅲ)之外,还发生副反应(Ⅳ):2C2H6(g)+7O2(g)4CO2(g)+6H2O(g)。在800℃时用乙烷氧气氧化裂解制乙烯,乙烷的转化率、乙烯的选择性和收率随投料比
的变化关系如图所示:
已知:C2H4的选择性=×100%
C2H4的收率=C2H6的转化率×C2H4的选择性
①控制=2而不采用选择性更高的
=3.5,除可防止积碳外,另一原因是_______;
<2时,
越小,乙烷的转化率越大,乙烯的选择性和收率越小的原因是_______。
②一定温度和压强为5.8pMPa条件下,将C2H6和O2按物质的量之比为2∶3通入密闭弹性容器中发生反应,平衡时,C2H4选择性为60%,C2H4的收率为48%。该温度下,反应2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g)的Kp=_______(用含字母p的代数式表示,带单位。已知Kp是用反应体系中气体的分压来表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
5、自来水生产的流程示意图见下:
(1)二氧化氯(ClO2)是一种高效、安全的水处理剂,比C12好。有如下两种制备C1O2方法:
方法一:2NaClO3+4HCl=2C1O2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
方法二:2NaC lO3 +H2O2+H2SO4=2C lO2↑ +Na2SO4十O2↑+2H2O
用方法二制备的C1O2更适合用于饮用水消毒,其主要原因是__________。
C1O2和C12在消毒时自身均被还原为Cl-, C1O2的消毒能力是等质量Cl2的_________倍
(2)含有较多的钙、镁离子的水被称为硬水。暂时硬水最常见的软化方法是_________。
永久硬水一般可以使用离子交换树脂软化,先把水通过装有_________ (填“阴”或“阳”)离子交换树脂的交换柱,再通过另一种功能的离子交换树脂。使用后的阳离子交换树脂可以置于_________中再生。
(3)水处理中常见的混凝剂有硫酸铝、聚合氛化铝、硫酸亚铁、硫酸铁等。硫酸亚铁作为混凝剂在除去悬浮物质时,需要将水的pH调至9左右,原因是_________。
(4)电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法.下图是电渗析法的示意图,淡水从_________(填“A”、“B”或,“C”)口流出,甲为_________离子交换膜。
6、
铁及其氧化物是日常生活生产中应用广泛的材料。请回答下列问题:
(l)基态铁原子的价电子轨道表达式为__________。
(2)铁元素常见的离子有Fe2+和Fe3+,稳定性Fe2+_______Fe2+(填“大于”或“小于”),原因是________________。
(3)纳米氧化铁能催化火箭推进剂NH4ClO4的分解,NH4+的结构式为______(标出配位键),空间构型为_________,其中氮原子的杂化方式为_______;与ClO4-互为等电子体的分子或离子有__________(任写两种)。
(4)金属铁晶体原子采用________堆积.铁晶体的空间利用率为______(用含π的式子表示)。
(5)某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示,它由A、B方块组成。则该权化物中Fe2+、Fe3+、O2-的个数比为_______(填最简整数比);己知该晶体的密度为dg/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则品胞参数a 为_______nm(用含d 和NA的代数式表示)。
7、(6分)如何除去下列物质中混有的少量杂质(括号内为杂质)。写出最佳的离子方程式。
(1)NaHCO3溶液(Na2CO3):________________________。
(2)FeCl2溶液(FeCl3):___________________________。
(3)单质Mg粉(Al):______________________________。
8、纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,采用肼(N2H4)燃料电池为电源,用离子交换膜控制电解液中c(OH-)制备纳米Cu2O,其装置如图甲、乙。
(1)上述装置中D电极应连接肼燃料电池的________极(填“A”或“B”),该电解池中离子交换膜为________离子交换膜(填“阴”或“阳”)。
(2)该电解池的阳极反应式为________________________________________,
肼燃料电池中A极发生的电极反应为____________________________。
(3)当反应生成14.4 g Cu2O时,至少需要肼________ mol。
9、研究K、Ca、Fe、As、T等第四周期元素对生产、生活有重要意义。回答下列问题:
(1)我国中医把雄黄作为解毒剂,用来治疗癣疥、中风等。雄黄的结构如图1.雄黄分子中孤电子对数与成键电子对数之比为___,砷酸常用于制备颜料、砷酸盐、杀虫剂等,则AsO的空间构型是___。
(2)已知KCl、MgO、CaO、TiN的晶体于NaCl的晶体结构相似,且三种离子晶体的晶格能数据如表所示。
离子晶体 | NaCl | KCl | CaO |
晶格能/kJ•mol-1 | 786 | 715 | 3401 |
①Ti3+的电子排布式为___。
②KCl、CaO、TiN三种离子晶体熔点由高到低的顺序为___,原因是___。
(3)Fe的一种晶体结构如图2甲、乙所示,若按甲虚线方向切割乙,得到的截面图中正确的是___。(填字母标号)假设铁原子的半径是rcm,铁的相对原子质量为M,则该晶体的密度为___g/cm3。(列式即可,设阿伏加德罗常数的值为NA)
10、某学习小组拟设计实验探究铁盐与碳酸盐反应的产物。
序号 | 实验操作 | 主要现象 |
Ⅰ | 10mL0.5mol•L-1FeCl3溶液和20mL0.5mol•L-1Na2CO3溶液混合 | 产生棕色沉淀,无气泡 |
Ⅱ | 10mL0.5mol•L-1FeCl3溶液和20mL0.5mol•L-1NaHCO3溶液混合 | 产生红褐色沉淀,产生大量气泡 |
对实验Ⅰ、Ⅱ反应后的混合物进行过滤洗涤、低温凉干,分别得到M、N固体。
回答下列问题:
(1)用pH计分别测定0.5mol·L-1NaHCO3溶液、0.5mol·L-1Na2CO3溶液,得pH依次为a、b。预测a___b(填“>”“<”或“=”)
(2)为了定性确认M、N成分,进行实验:
实验操作 | 实验现象 | 结论 |
①取少量M于试管,滴加足量的稀硫酸,再滴加X溶液 | 沉淀溶解,产生大量气泡,溶液变红色 | M一定含Fe3+、CO |
②取少量N于试管,滴加足量的稀硫酸,再滴加X溶液 | 沉淀溶解,无气泡产生,溶液变红色 | N是? |
写出N和X的化学式:N___;X___。
(3)为了进一步探究M(无结晶水的纯净物)的组成进行如图实验:
①点燃酒精灯前,先通入N2,其目的是___。加热一段时间后,装置A中棕色粉末变红色,装置B中白色粉末变蓝色;装置C中产生白色沉淀。当装置A中M完全反应时停止加热,继续通入N2。
②停止加热之前,__先拆去B、C之间导管(填“要”或“不要”)
③对装置C中混合物进行过滤、洗涤、干燥、称重,白色固体质量为19.7g。装置A中残留红色粉末的质量为8.0g,则M的化学式为__。
(4)FeCl3溶液和Na2CO3,溶液反应的离子方程式为___。
(5)铁盐与碳酸盐溶液反应产物不同可能与__、浓度、水解产物CO2有关。
11、某同学设计实验确定CaC2O4•xH2O的结晶水数目。称取样品9.84g,经热分解测得气体产物中有CO、CO2、H2O,其中H2O的质量为2.16g;残留的固体产物是CaO和CaCO3的混合物,质量为5.34g。计算:
(1)x=____(写出计算过程)。
(2)n(CO)=____mol。
12、铬是一种银白色的金属,常用于金属加工、电镀等。工业以铬铁矿[主要成分是Fe(CrO2)2]为原料冶炼铬及获得强氧化剂Na2Cr2O7。其工艺流程如图所示:
已知:高温氧化时发生反应Fe(CrO2)2+Na2CO3+O2→Na2CrO4+Fe2O3+CO2(未配平)
回答下列问题:
(1)将铬铁矿的主要成分Fe(CrO2)2写成氧化物的形式:__,高温氧化时可以提高反应速率的方法为___(写出一条即可)。
(2)Na2CrO4加入硫酸酸化的离子方程式为__;在实验室中,操作a所用到的玻璃仪器有__。
(3)Na2CrO4中铬元素化合价为__;生成1molNa2CrO4时共转移电子的物质的量为__mol。
(4)根据有关国家标准,含CrO42-的废水要经化学处理,使其浓度降至5.0×10-7mol·L-1以下才能排放,可采用加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10],再加入硫酸处理多余的Ba2+的方法处理废水,加入可溶性钡盐后,废水中Ba2+的浓度应大于__mol·L-1,废水处理后达到国家标准才能排放。
13、二氧化碳是常见的温室气体,其回收利用是环保领域研究的热点课题。
(1)在一定条件下,CO2与H2反应可合成CH2= CH2,该反应分两步进行:
i.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH= +41.2 kJ·mol-1
ii.2CO (g)+4H2(g) CH2= CH2(g)+2H2O(g) ΔH= -210. 5 kJ·mol -1
①CO2与H2反应合成CH2=CH2的热化学方程式为___________
②保持其他因素不变,下列描述不正确的是___________。
A.升高温度可使反应i的平衡常数减小
B.加压可使反应ii的平衡正向移动,反应i 的平衡一定不移动
C.恒温恒压下通水蒸气,反应ii的平衡逆向移动
D.增大H2的浓度,能提高CO2合成CH2=CH2的转化率
③T ℃ ,压强恒定为100 kPa时,将n(CO2):n(H2) =1:3的混合气体和催化剂投入反应器中,达平衡时,部分组分的物质的量分数如下表所示。
组分 | H2 | CO | CH2=CH2 |
物质的量分数(%) |
CO2的平衡转化率为___________,反应i的平衡常数Kp=___________(Kp是以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
(2)在一定条件下,CO2与 H2反应可合成CH3OCH3,其过程中主要发生下列反应:
主反应:2CO2( g)+6H2 ( g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH = -122.5 kJ· mol-1
次反应;CO2(g)+ H2( g)CO(g)+ H2O(g) ΔH = +41.2 kJ·mol-1
在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时 CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。
其中;CH3OCH3的选择性=×100%
①温度高于300 ℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是___________ 。
②220 ℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为40%(图中M点)。不改变反应时间和温度,例举一条一定能提高CH3OCH3选择性的措施:___________。
(3)某种“大气固碳”电池充放电工作原理如图所示,其放电时电池反应为3CO2+4Li =2Li2CO3 +C。
已知:该电池在充电时,通过催化剂的选择性控制,可使只有电极B附近Li2CO3发生反应。写出该电池充电时阳极发生的电极反应式:___________
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