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、[物质结构与性质]
已知碳元素能形成多种金属碳化物,如碳化钙,俗称为电石。
(1)电石(CaC2)是用CaO与焦炭在电炉中加强热反应生成的,写出此反应的化学方程式 ,CaC2中含有化学键的类型为 ,C22-与N2互为等电子体,C22-的电子式可表示为 ,其中σ键和π键数目之比为 。
(2)已知MgO、CaO的熔点分别为2852℃、2614℃,分析熔点差异的原因是 。
(3)苯丙氨酸是一种重要的氨基酸,其结构如图所示,分子中第一电离能最大的原子价电子排布式是 ,其中碳原子的杂化方式有 。
(4)已知CaF2晶体(如图,Ca2+处于面心)的密度为ρg/cm3,NA为阿伏加德常数,相邻的两个Ca2+的核间距为a cm,则CaF2的摩尔质量(M)可以表示为 g/mol。
3、硫单质及其化合物在工农业生产中有着重要的应用。请回答下列问题:
(1)一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形成固定下来,但产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,相关的热化学方程式如下:
①CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)△H = +210.5kJ•mol-1
②1/4CaSO4(s)+CO(g)1/4CaS(s)+CO2(g) △H = - 47.3kJ•mol-1
反应CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g) △H= kJ•mol-1;
平衡常数K的表达式为 。
(2)图1为在密闭容器中H2S气体分解生成H2和S2(g)的平衡转化率与温度、压强的关系。
图1中压强p1、p2、p3的大小顺序为 ,理由是 ;该反应平衡常数的大小关系为K(T1) K(T2) (填“>”、“<”或“=”),理由是 。
(3)在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0
①600℃时,在一密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图2,反应处于平衡状态的时间段是 。
②据图2判断,反应进行至20min时,曲线发生变化的原因是 (用文字表达);10min到15min的曲线变化的原因可能是 (填写编号)。
A.加了催化剂 B.缩小容器体积
C.降低温度 D.增加SO3的物质的量
(4)烟气中的SO2可用某浓度NaOH溶液吸收得到Na2SO3和NaHSO3混合溶液,且所得溶液呈中性,该溶液中c(Na+)= (用含硫微粒浓度的代数式表示)。
4、某芳香烃A可以从煤干馏得到的煤焦油中分离出来,以A为原料可以合成聚邻氨基苯甲酸、扁桃酸等物质,其合成流程如下(部分产物、合成路线、反应条件已略去):
已知:
Ⅰ.R—CHO+HCN
Ⅱ.R—CNR—COOH
Ⅲ.(苯胺易被氧化)
请回答下列问题:
(1)C的分子式为__________。
(2)下列对相关反应类型的判断合理的是__________ (填序号)。
| ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ |
Ⅰ | 加成 | 水解 | 还原 | 取代 | 还原 | 氧化 | 加聚 |
Ⅱ | 加成 | 消去 | 还原 | 加成 | 氧化 | 还原 | 缩聚 |
Ⅲ | 取代 | 水解 | 氧化 | 加成 | 氧化 | 还原 | 缩聚 |
Ⅳ | 取代 | 消去 | 氧化 | 取代 | 还原 | 氧化 | 加聚 |
(3)写出反应③的化学方程式:______________________________。
(4)扁桃酸有多种同分异构体,其中既能与氯化铁溶液发生显色反应,又能与碳酸氢钠溶液反应产生气泡的同分异构体有__________种,写出其中一种的结构简式:__________________。
(5)以芳香烃A为主要原料,还可以通过下列合成路线合成阿司匹林和冬青油:
①冬青油的结构简式为____________________。
②写出反应Ⅴ的化学方程式:______________________________。
5、工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体,严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
Ⅰ.脱硝:
已知:H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+133kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44kJ·mol-1
催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为:____________。
Ⅱ.脱碳:
(1)向2L密闭容器中加入2molCO2和6molH2,在适当的催化剂作用下,发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)
①该反应自发进行的条件是_____________(填“低温”、“高温”或“任意温度”)
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是____________。(填字母)
a.混合气体的平均式量保持不变 b.CO2和H2的体积分数保持不变
c.CO2和H2的转化率相等 d.混合气体的密度保持不变
e.1molCO2生成的同时有3mol H—H键断裂
③CO2的浓度随时间(0~t2)变化如下图所示,在t2时将容器容积缩小一倍,t3时达到平衡,t4时降低温度,t5时达到平衡,请画出t2~t6 CO2浓度随时间的变化。_____________
⑵改变温度,使反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH﹤0中的所有物质都为气态。起始温度、体积相同(T1℃、2L密闭容器)。反应过程中部分数据见下表:
| 反应时间 | CO2(mol) | H2(mol) | CH3OH(mol) | H2O(mol) |
反应Ⅰ:恒温恒容 | 0min | 2 | 6 | 0 | 0 |
10min |
| 4.5 |
|
| |
20min | 1 |
|
|
| |
30min |
|
| 1 |
| |
反应Ⅱ:绝热恒容 | 0min | 0 | 0 | 2 | 2 |
①达到平衡时,反应Ⅰ、Ⅱ对比:平衡常数K(I)______ K(II)(填“﹥”“﹤”或“=”下同);平衡时CH3OH的浓度c(I)____ c(II)。
②对反应Ⅰ,前10min内的平均反应速率v(CH3OH)=_______ 。在其他条件不变的情况下,若30min时只改变温度T2℃,此时H2的物质的量为3.2mol,则T1___T2(填“>”、“<”或“=”)。若30min时只向容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g),则平衡_____移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
⑶利用人工光合作用可将CO2转化为甲酸,反应原理为2CO2+2H2O=2HCOOH+O2,
装置如图所示:
①电极2的电极反应式是____________;
②在标准状况下,当电极2室有11.2L CO2反应。 理论上电极1室液体质量_____(填“增加”或“减少”______g。
6、金属锡及其化合物在生产和科研中应用广泛。回答下列问题:
(1)某种含锡的有机金属化合物的结构如图所示。已知烷基配位体以C、N整合形式键合于Sn原子。
①基态Sn原子的价电子轨道表示式为_______,在周期表中的位置为_______,C、Si、Cl电负性由大到小的顺序为_______。
②该化合物中共有_______种杂化方式;提供电子对形成配位键的原子是_______。
(2)一种含锡的多元金属硫化物的晶胞结构为四方晶系,已知金属原子均呈四面体配位,晶胞棱边夹角均为90°,其结构可看作是由两个立方体A、B上下堆叠而成。如图,甲为A的体对角线投影图,乙为B的沿y轴方向的投影图。A中Fe、Sn位置互换即为B。
①该硫化物的化学式为_______,晶胞中Sn的配位数与Cu的配位数之比为_______。
②立方体A、B棱长均为a pm,以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子的分数坐标。晶胞中部分原子的分数坐标为、
,则晶胞中Sn原子的分数坐标为_______;晶胞中Sn原子和Cu原子间的最短距离为_______pm。
7、黑火药是我国古代四大发明之一,它的爆炸反应为:2KNO3+3C+S═K2S+N2↑+3CO2↑(已配平)
(1)除S外,上列元素的第一电离能从大到小依次为___________________________;
(2)生成物中,A 的电子式为____________;含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型_____________;
(3)已知CN-与N2结构相似,推算HCN分子中σ键与π键数目之比为
(4)S的基态原子价层电子排布式为___________,S的一种化合物ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示,其晶胞边长为540.0pm,密度为________g·cm3(列式并计算),a位置S2-离子与b位置Zn2+离子之间的距离为___________pm。
8、“常见无机物”,主要是指的铝、铁、硫、氯四种元素的单质及化合物。完成下列填空:
(1)四种元素原子的半径大小Fe >______>______>______
(2)铝原子核外电子排布式_________________________,有_________种不同能量级的电子;铝热剂的成分是铝粉与氧化铁的混合物;写出铝热反应的化学方程式____________________
(3)工业上用氯气和__________制取漂粉精;吸收多余氯气的试剂是______________。
(4)硫磺粉末与铁粉混合加热,写出该反应的化学反应方程式并标出电子转移的方向和数目______________________________________________________。
(5)硫的非金属性________于氯(选填“强”、“弱”),用一个事实证明______________________,
再从原子结构的知识加以解释____________________________________________________.
9、钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)可用于制造生物碱、油墨、化肥、钼红颜料、催化剂等,也可用于制造阻燃剂和无公害型冷水系统的金属抑制剂。下图是利用钼精矿(主要成分是MoS2,含少量PbS等)为原料生产钼酸钠晶体的工艺流程图:
回答下列问题:
(1)Na2MoO4中Mo的化合价为____________。
(2)“焙烧”时,Mo元素转化为MoO3,反应的化学方程式为____________,氧化产物是________(写化学式)。
(3)“碱浸”生成CO2和另外一种物质,CO2的电子式为_______,另外一种生成物的化学式为______。
(4)若“除重金属离子”时加入的沉淀剂为Na2S,则废渣成分的化学式为________。
(5)测得“除重金属离子”中部分离子的浓度:c(MoO42-)=0.40mol/L,c(SO42-)=0.04mol/L。“结晶”前需先除去SO42-,方法是加入Ba(OH)2固体。假设加入Ba(OH)2固体后溶液体积不变,当BaMoO4开始沉淀时,SO42-的去除率为______%。(小数点后保留一位数字)[已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8]
(6)钼精矿在碱性条件下,加入NaClO溶液,也可以制备钼酸钠,同时有SO42-生成,该反应的离子方程式为___________________。
10、碘化钠在光学器件石油探测、安检、环境监测等领域有重要应用。某研究小组开发设计的制备高纯NaI的简化流程如图:
已知:
①I2(s)+I-(aq)I3-(aq)。
②水合肼(N2H4•H2O)具有强还原性,可分别将碘的各种酸根和I2还原为I-,本身被氧化为无毒物质。
③NaI易溶于水,也易溶于酒精,在酒精中的溶解度随温度的升高增加不大。
请回答:
(1)步骤Ⅰ,I2与NaHCO3溶液发生歧化反应,生成物中含IO-和IO3-离子。
①I2与NaHCO3溶液反应适宜温度为40~70℃,则采用的加热方式为___。
②实验过程中,加少量NaI固体能使反应速率加快,其原因是___。
(2)步骤Ⅱ,水合肼与IO‾反应的离子方程式为___。
(3)步骤Ⅲ,多步操作为:
①将步骤Ⅱ得到的pH为6.5~7的溶液调整pH值至9~10,在100℃下保温8h,得到溶液A;
②将溶液A的pH值调整至3~4,在70~80℃下保温4h,得溶液B;
③将溶液B的pH调整至6.5~7,得溶液C;
④在溶液C中加入活性炭,混合均匀后煮沸,静置10~24h后,过滤除杂得粗NaI溶液。上述①②③操作中,调整pH值时依次加入的试剂为___。
A.NaOH B.HI C.NH3•H2O D.高纯水
(4)步骤Ⅳ,采用改进的方案为用“减压蒸发”代替“常压蒸发”。
①“减压蒸发”需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管、接收瓶之外,还有___。
A.直形冷凝管 B.球形冷凝管 C.烧杯 D.抽气泵
②采用“减压蒸发”的优点为___。
(5)将制备的NaI•2H2O粗品以无水乙醇为溶剂进行重结晶。请给出合理的操作排序___。
加热乙醇→ → → → →纯品(选填序号)。
①高纯水洗涤 ②减压蒸发结晶 ③NaI•2H2O粗品溶解 ④趁热过滤 ⑤真空干燥 ⑥抽滤
11、硫粉和溶液反应可以生成多硫化钠(
),离子反应为:
、
…
(1)在100mL溶液中加入1.6g硫粉,只发生
,反应后溶液中S和
无剩余,则原
_______
。
(2)在一定体积和浓度的溶液中加入13.44g硫粉,控制一定条件使硫粉完全反应,反应后溶液中的阴离子有
、
、
(忽略其他阴离子),且物质的量之比为1:10:100。则反应后溶液中的
_______mol。(写出计算过程)
12、铍铜是力学、化学综合性能良好的合金,广泛应用于制造高级弹性元件。以下是从某废旧铵铜元件(含BeO25%、CuS71%、少量FeS和SiO2)中回收铍和铜两种金属的流程。
已知:
Ⅰ.铍、铝元素处于周期表中的对角线位置,化学性质相似
Ⅱ.常温下:Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Mn(OH)2]=2.1×10-13
(1)滤渣B的主要成分为______(填化学式);
(2)写出反应Ⅰ中含铍化合物与过量盐酸反应的化学方程式______;
(3)MnO2能将金属硫化物中的硫元素氧化为单质硫,写出反应Ⅱ中CuS发生反应的离子方程式______,若用浓HNO3溶解金属硫化物缺点是______(任写一条);
(4)从BeCl2溶液中得到BeCl2固体的操作是______。
(5)溶液D中含c(Cu2+)=2.2mol•L-1、c(Fe3+)=0.008mol•L-1、c(Mn2+)=0.01mol•L-1,逐滴加入稀氨水调节pH可依次分离首先沉淀的是______(填离子符号),为使铜离子开始沉淀,常温下应调节溶液的pH大于______;
(6)取铍铜元件1000g,最终获得Be的质量为72g,则Be的产率是______。
13、化学平衡常数在定性分析与定量分析中应用广泛。
(1)一定温度下,在密闭容器中反应:,测得如下数据。
| 开始浓度 | 10s | 20s | 30s |
0.50 | 0.22 | 0.11 | 0.11 | |
0.50 | 0.22 | 0.11 | 0.11 | |
0.00 | 0.56 | 0.78 | 0.78 |
①该温度下,的平衡转化率为___________。
②该温度下,当初始投入浓度为,
,
时,进行实验,反应进行的方向为___________(填“正反应方向”或“逆反应方向”)。
(2)已知:25℃时,、
、
、
的电离平衡常数。
物质 | ||||
电离平衡常数 |
①25℃时,相同物质的量浓度的、
、
、
溶液,
由大到小的顺序为___________。
②25℃时,向溶液中加入
溶液达到滴定终点,再向溶液中加入
溶液,使溶液中
,溶液中
___________
。
③结合电离平衡常数分析与
溶液反应的产物___________。
④将足量通入
溶液中,迅速反应得到无色溶液和白色沉淀(
)。放置一段时间,有
和
生成。先产生白色沉淀,后生成
和
的可能原因是___________。