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、钛及其化合物被广泛应用于飞机、火箭、卫星、舰艇、医疗以及石油化工等领域。
(1)Ti的基态原子的电子排布式为________。
(2)已知TiC在碳化物中硬度最大,工业上一般在真空和高温(>1800℃)条件下用C还原TiO2制取TiC: TiO2+3CTiC+2CO↑。该反应中涉及的元素按电负性由大到小的顺序排列为_____________;根据所给信息,可知TiC是________晶体。
(3)钛的化合物TiCl4,熔点为-24℃,沸点为136.4℃,常温下是无色液体,可溶于甲苯和氯代烃。
①固态TiCl4属于________晶体,其空间构型为正四面体,则钛原子的杂化方式为__________。
②TiCl4遇水发生剧烈的非氧化还原反应,生成两种酸,反应的化学方程式为_________
③用锌还原TiCl4的盐酸溶液,经后续处理可制得绿色的配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O.该配合物中含有化学键的类型有_________、__________。
(4)钛的一种氧化物是优良的颜料,该氧化物的晶胞如右图所示:
该氧化物的化学式为________;在晶胞中Ti原子的配位数为_______,若晶胞边长为a nm,NA为阿伏伽德罗常数的数值,列式表示氧化钛晶体的密度:___________g/cm3。
3、自然界中不存在氟的单质,得到单质氟共经历了一百多年时间,不少科学家为此献出了宝贵的生命,在1886年法国的化学家Moissa终于发明了摩式电炉,用电解法成功的制取了单质氟,因此荣获1906年诺贝尔化学奖,氟及其化合物在生产及生活中有着广泛的用途,请回答下列问题:
(1)氟磷灰石可用于制取磷肥,其中Ca原子的L层电子排布式为___________。P原子有___________个未成对电子,PO43-的中心P原子的杂化方式为___________。
(2)氟气可以用于制取火箭燃料的氧化剂ClF3和BrF3,其中沸点较高的是_____________(填化学式),原因是_____________。
(3)氟气可以用于制取惰性强于N2的保护气SF6;可以用于制取聚合反应的催化剂PF3,可以作为工业制取硅单质的中间(SiCl4)的原料。
①SiCl4分子的空间构型为_________________。
②S、P、Si的第一电离由大到小的顺序为__________________。
(4)氟气可以用于制取高化学稳定性材料聚四氟乙烯的原料四氟乙烯,50g四氟乙烯含σ键的数目为________________。
(5)工业上电解Al2O3制取单质铝,常利用冰晶石NaAlF6降低Al2O3的熔点。Na、Al、F的电负性由小到大的顺序为______________,工业上不用电解AlCl3制取铝的原因为________________。
(6)已知CaF2晶体常用于助熔剂,其晶胞结构如图所示。
已知F原子和Ca原子之间的距离为apm,在晶胞体对角线的1/4、3/4两点分别有一个F-,阿伏加德罗常数为NA,则晶体的密度为_____________。
4、芦笋中的天冬酰胺(结构如图)和微量元素硒、铬、锰等,具有提高身体免疫力的功效。
(1)天冬酰胺所含元素中,________(填元素名称,下同)元素基态原子核外未成对电子数最多,第一电离能最大的是________。
(2)天冬酰胺中碳原子的杂化轨道类型为________,分子中σ键和π键数目之比为________。
(3)O、S、Se为同主族元素,H2O、H2S和H2Se的参数对比见表。
化学式 | 键长/nm | 键角 |
H2O | 0.99 | 104.5° |
H2S | 1.34 | 92.3° |
H2Se | 1.47 | 91.0° |
H2S的键角大于H2Se的原因可能为________________________________________。
H2O、H2S、H2Se沸点由高到低的顺序为________________,酸性由强到弱的顺序为________________。
(4)写出铬的基态原子电子排布式:________________________________________。
(5)铬为体心立方晶体,晶胞结构如图,则该晶胞中含有______个铬原子。若铬的密度为ρg·cm-3,相对原子质量为M,NA表示阿伏加德罗常数的值,则铬原子的半径为______cm。
5、下图为室温时不同pH下磷酸盐溶液中含磷微粒形态的分布,其中a、b、c三点对应的pH分别为2.12、7.21、11.31,其中δ表示含磷微粒的物质的量分数,下列说法正确的是______
A.2 mol H3PO4与3 mol NaOH反应后的溶液呈中性
B.NaOH溶液滴定Na2HPO4溶液时,无法用酚酞指示终点
C.H3PO4的二级电离常数的数量级为10−7
D.溶液中除OH−离子外,其他阴离子浓度相等时,溶液可能显酸性、中性或碱性
6、工业上常用如下的方法从海水中提碘:
完成下列填空:
(1)上述流程中有两步都涉及到氯气。写出氯元素在周期表中的位置:_________;
氯气分子中所含的化学键名称是:_________;在原子钟,其核外存在_________种运动状态不同的电子。
(2)和氯元素位于同主族的另外一个短周期元素单质的电子式是:_________,
两者气态氢化物的稳定性是:_________>_________(填写化学式)。
(3)步骤②中体现了溴具有的性质是_______________(文字简述)。
(4)写出步骤③中反应的化学方程式(说明:此反应在水溶液中进行):________________;在该反应中被氧化的元素是:_________。
(5)工业上利用海水还有一个重要的反应就是电解饱和食盐水,此反应中的阴极产物是:_________和_________(写化学式)。
(6)溴蒸汽还可以用饱和碳酸钠溶液来吸收,产物为溴化钠、溴酸钠,同时放出二氧化碳,请写出该反应的化学方程式并标明电子转移方向与数目:______________________。
7、研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源,解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机,同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应,实现CO2的良性循环。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。
①写出该反应的热化学方程式: 。
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 。
a.容器中压强不变 b.H2的体积分数不变
c.c(H2)=3c(CH3OH) d.容器中密度不变
e.2个C=O断裂的同时有6个H-H断裂。
(2)人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O制备化学原料.下图是通过人工光合作用制备HCOOH原理的示意图。根据要求回答问题:
①该过程是将 转化为 。(以上两空选填“电能”“太阳能”“化学能”)
②催化剂b表面的电极反应方程式为 。
(3)某国科研人员提出了使用氢气和汽油(汽油化学式用C8H18表示)混合燃料的方案,以解决汽车CO2的排放问题。该方案主要利用储氢材料CaH2产生H2和用汽油箱贮存汽油供发动机使用,储氢系统又捕集汽油燃烧产生的CO2,该系统反应如下图所示:
解决如下问题:
①写出CaH2的电子式 。
②反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比是: 。
③如该系统反应均进行完全,试写出该系统总反应的化学方程式 。
8、【化学—选修2:化学与技术】
利用天然气合成氨的工艺流程示意如下,完成下列填空:
(1)天然气脱硫采用了Fe(OH)3,Fe(OH)3可以再生循环,可以再生循环.写出上述工艺中由Fe2S3
再生Fe(OH)3的化学方程式是 含硫化合物遇到Fe3+的反应情况与反应条件有关.以NaHS溶液与FeCl3溶液混合为
例:将溶液置于80°C的热水浴中,发现有红褐色沉淀生成,写出该反应的化学方程式:
。解释该反应在温度升高后能发生,
而低温时不易发生的原因
(2) n mol CH4经一次转化后产生CO 0.9n mol,产生H2___mol(用含n的代数式表示)
(3)K2CO3和CO2又反应在加压下进行.加压的理论依据是 (多选扣分)
a.相似相溶原理 B.勒夏特列原理 c艘喊中和原理
(4)整个流程有兰处循环,一是Fe(OH)3循环,二是K2CO3(aq)循环,还有一处循环未标明.请指出上述流程图中第三处循环的物质是 ·
(5)工业上制取的硝酸铵的流程图如下.请回答下列问题:
据图2可知工业上氨催化氧生成NO时.应该控制温度在 左右.其中在吸收塔中为了尽可能提高硝酸的产率,减少尾气排放.常常调节空气与NO的比例.写出吸收塔内发生反应的总化学方程式为
9、某研究小组将一批电子废弃物简单处理后,得到含Cu、Al、Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计如下制备硫酸铜晶体和无水氯化铁的方案:
已知:Cu2++4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O
请回答下列问题:
(1)步骤①Cu与酸反应的离子方程式为_________________________。
(2)步骤②加H2O2的作用是______________,滤渣2为(填化学式)__________。
(3)步骤⑤不能直接加热脱水的理由是________
(4)若滤液1中Cu2+的浓度为0.02mol·L-1,则氢氧化铜开始沉淀时的pH=________(已知:Ksp[Cu(OH)2]=2.0x10-20)
(5)已知:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2 I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
某同学为了测定CuSO4·5H2O产品的质量分数可按如下方法:取3.00g产品,用水溶解后,加入足量的KI溶液,充分反应后过滤、洗涤,将滤液稀释至250mL,取50mL加入淀粉溶液作指示剂,用0.080mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定,达到滴定终点的依据是______________。
四次平行实验耗去Na2S2O3标准溶液数据如下:
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
消耗Na2S2O3标准溶液(mL) | 25.00 | 25.02 | 26.20 | 24.98 |
此产品中CuSO4·5H2O的质量分数为__________。
10、叠氮化钠()常用作汽车安全气囊中的气源。某兴趣小组根据其制备原理,设计如下实验制备
,并测定其纯度。
已知相关物质的性质如下表:
物质 | 状态 | 部分性质 |
结晶性粉末 | 易水解( | |
晶体 | 易溶于水,微溶于乙醇 |
回答下列问题:
(1)的空间构型为_______。
(2)右侧干燥管中盛装的试剂为_______。
(3)关闭K1、打开K2,通入氨气排出装置中空气,设计方案证明装置中空气已排尽_______。
(4)加热使钠熔化并与氨气反应制取,通入
前,需控制温度于210~220℃,此时采用的加热方式为_______(填标号)。
A直接加热 B.水浴加热 C.油浴加热
(5)关闭K2、打开K1,通入制备
,反应后的产品中可能含有杂质
和_______;产品冷却后,溶解于水,再加入乙醇并搅拌,然后过滤,_______,干燥。
(6)称取2.0 g产品,配成100 mL溶液。取10.00 mL溶液于锥形瓶中,加入0.1000 mol⋅L
溶液40.00 mL,充分反应后,再用0.1000 mol•L
标准溶液滴定过量的
,终点时消耗标准溶液10.00 mL。相关反应如下(假设杂质均不参与反应):
产品中叠氮化钠的纯度为_______。
11、Cl2与NaOH溶液反应可生成NaCl、NaClO和NaClO3(Cl-和ClO-)的比值与反应的温度有关,用24gNaOH配成的250mL溶液,与Cl2恰好完全反应(忽略Cl2与水的反应、盐类的水解及溶液体积变化):
(1)NaOH溶液的物质的量浓度_____mol·L-1;
(2)某温度下,反应后溶液中c(Cl-)=6c(ClO-),则溶液中c(ClO-) =_____mol·L-1。
12、从空气中捕获CO2直接转化为甲醇是二十多年来“甲醇经济”领域的研究热点,诺贝尔化学奖获得者乔治·安德鲁教授首次以金属钌作催化剂实现了这种转化,其转化如图所示。
(1)如图所示转化中,第4步常采取_______法将甲醇和水进行分离。(填分离方法名称)
(2)如图所示转化中,由第1步至第4步的反应热(△H)依次是a kJ·mol-1、b kJ·mol-1、c kJ·mol-1、d kJ·mol-1,则该转化总反应的热化学方程式是_______。
(3)一定温度下,利用金属钌作催化剂,在容积为2L的密闭容器中可直接实现(2)中总反应的转化得到甲醇。测得该反应体系中X、Y浓度随时间变化如下表:
反应试剂/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
X的浓度/mol·L-1 | 1.100 | 0.5500 | 0.3000 | 0.1500 | 0.1000 | 0.1000 |
Y的浓度/mol·L-1 | 0.000 | 0.5500 | 0.8000 | 0.9500 | 1.000 | 1.000 |
①X的电子式是_______。
②从反应开始到平衡,用另一反应物Z表示的平均反应速率v(Z)=_______。
③下列一定可以作为反应达到平衡状态的标志的是_______ (填字母,双选题)。
A.混合气体的密度不再变化 B.生成1molCO2的同时生成1molCH3OH
C.混合气体的平均相对分子质量不再变化 D.CH3OH的体积分数不再变化
④若起始时只有反应物且反应物Z的起始浓度为3.400mol·L-l,则该条件下该反应的平衡常数K=_______。
⑤下列说法正确的是_______(填字母)。
a.金属钌可大大提高该反应的化学反应速率和反应物的转化率
b.X的平衡转化率是90.91%
c.其他条件不变时,若起始投料是原来的2倍,X的平衡转化率低于90.91%
d.其他条件相同而温度升高时,测得X的平衡转化率为93%,由此可知该反应为吸热反应
13、CO2甲烷化加快了能源结构由化石燃料向可再生碳资源的转变。
(1) CO2甲烷化反应最早由化学家Paul Sabatier提出。在一定的温度和压力条件下,将按一定比例混合的CO2和H2通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。已知
CH4(g)+H2O(g)=3H2(g)+CO(g) ΔH=206 kJ·mol-1;
CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g) ΔH=-41kJ·mol-1。
则反应CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)的ΔH=______kJ·mol-1,ΔS______0(填“>”、“<”或“=”)。
(2) 催化剂的选择是CO2甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间,测得CO2转化率和生成CH4选择性随温度变化的影响如下图所示。
①过渡元素是寻找催化剂的主要方向。催化剂Ni原子的基态核外电子排布式为______。
②高于320℃后,以Ni-CeO2为催化剂,CO2转化率略有下降,而以Ni为催化剂,CO2转化率却仍在上升,其原因是______。
③对比上述两种催化剂的催化性能,工业上应选择的催化剂是______,使用的合适温度为______。
(3) 近年来新兴的生物电催化技术运用微生物电解池也可实现CO2甲烷化,其工作原理如图所示。
①微生物电解池实现CO2甲烷化的阴极电极反应式为______。
②如果处理有机物[(CH2O)n]产生标准状况下56 m3的甲烷,则理论上导线中通过的电子的物质的量为______。