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、硫和钙的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态Ca原子中,核外电子占据最高能层的符号是________,该能层为次外层时最多可以容纳的电子数为_________。元素Ca和S相比,第一电离能较大的是______(填元素符号)。
(2)钙元素的焰色反应呈砖红色,其中红色对应的辐射与钾元素的焰色反应对应颜色的辐射波长,较短的是_______(填元素符号)。
(3)H2S和H2O分子构型都为V形,中心原子的杂化形式都是______,但H2O分子键角大于H2S分子,原因是________________。
(4)钙元素和锰元素属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属钙的熔点、沸点等都比金属锰低,原因是________________。
(5)Ca、Mn、Mg的氧化物和硫化物都具是NaCl型结构的离子晶体,其中阴离子采用面心立方最密堆积方式,X射线衍射实验测得它们的晶胞参数如下表:
氧化物晶体 | CaO | MnO | MgO |
a/nm | 0.421 | 0.444 | 0.480 |
硫化物晶体 | MgS | MnS | CaS |
a/nm | 0.520 | 0.520 | 0.568 |
由表可知:r(S2-)____r(O2-)(填“>”或“<”),r(Mg2+)、r(Ca2+)、r(Mn2+)由大到小的的顺序是__________,r(S2- )为_____nm,r(Ca2+)为_____nm。
3、水是生命之源,它与我们的生活密切相关。在化学实验和科学研究中,水也是一种常用的试剂。
(1)水分子中氧原子在基态时核外电子排布式为______________________________;
(2)写出与H2O分子互为等电子体的微粒_________________________(填2种)。
(3)水分子在特定条件下容易得到一个H+,形成水合氢离子(H3O+)。下列对上述过程的描述不合理的是______________
A.氧原子的杂化类型发生了改变 | B.微粒的形状发生了改变 |
C.微粒的化学性质发生了改变 | D.微粒中的键角发生了改变 |
(4)下列是钠、碘、金刚石、干冰、氯化钠晶体的晶胞图(未按顺序排序)。与冰的晶体类型相同的是_________(请用相应的编号填写)
(5)在冰晶体中,每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键(如图所示),已知冰的升华热是51 kJ/mol,除氢键外,水分子间还存在范德华力(11 kJ/mol),则冰晶体中氢键的“键能” 是_________kJ/mol;
(6)将白色的无水CuSO4溶解于水中,溶液呈蓝色,是因为生成了一种呈蓝色的配离子。请写出生成此配离子的离子方程式:__________________________________________________________。
4、下图中,固体A是铁锈的主要成分。
请回答:
(1)白色沉淀E的化学式____________。
(2)写出A---B的化学方程式_____________________。
(3)写出C---D在溶液中发生氧化还原反应的离子方程式______________________。
5、"碳达峰”“碳中和”是我国社会发展重大战略之一
I.中国首次实现了利用二氧化碳人工合成淀粉,其中最关键的一步是以CO2为原料制CH3OH.在某CO2催化加氢制CH3OH的反应体系中,发生的主要反应有:
①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41.1kJmo1-1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.0kJmo1-1
③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3=-48.9kJmo1-1
(1)5Mpa时,往某密闭容器中按投料比n(H2):n(CO2)=3:1充入H2和CO2反应达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
①图中Y代表___________(填化学式)。
②体系中CO2的物质的量分数受温度影响不大,原因是___________。
II.CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
①CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) K1
②CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) K2
请回答:
(2)反应CH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)的K=___________(用K1,K2表示)。
(3)恒压,750°C时,CH4和CO2按物质的量之比1:3投料,经如下流程可实现CO2高效转化。
①写出过程ii产生H2O(g)的化学方程式___________。
②过程ii的催化剂是___________,若CH4和CO2按物质的量之比1:1投料,则会导致过程ii___________。
③过程ii平衡后通入稀有气体He,测得一段时间内CO物质的量上升,根据过程iii,结合平衡移动原理,解释CO物质的量上升的原因___________。
6、氢氟酸可用于半导体工业,也常用来蚀刻玻璃,其刻蚀反应原理如下:6HF + Na2SiO3 =2NaF + SiF4↑+ 3H2O完成下列填空:
(1)根据HF的________(选填编号)大于H2O,可推断氟元素的非金属性强于氧元素。
A.酸性 B.熔沸点 C.稳定性 D.键的极性
(2)SiF4与甲烷结构相似,SiF4是含___键的_____分子(均选填“极性”或“非极性”)。刻蚀反应中的三种元素可组成同时含离子键和共价键的化合物,该化合物的电子式为__________。
(3)Si原子核外电子有_____种不同能量的电子,其中最高能量的电子处于______轨道。
(4)在相同条件下,Na2SiO3、CaSiO3分别与等浓度等体积的氢氟酸反应,两个反应原理相似,但前者的反应速率明显大于后者。原因是__________________________。
(5)同浓度的H2SO3和HF两溶液的pH为:H2SO3_____HF(选填“>”或“<”)。浓度均为0.01 mol/L 的H2SO3和HF的1L混合溶液中,通入0.02 mol NH3充分反应后,SO32-、HSO3-、F-、NH4+浓度从大到小的顺序为:____________________。
已知:H2SO3 Ki1=1.54×10-2 Ki2=1.02×10-7 HF Ki=6.8×10-4 NH3·H2O Ki=1.8×10-5
7、精制氯化钾在工业上可用于制备各种含钾的化合物,完成下列填空,工业氯化钾中含有、
、
等杂质离子,可按如下步骤进行精制,完成各步内容:
①溶解;②加入试剂至、
沉淀完全,煮沸;③____________;④加入盐酸调节
;⑤____________(除
);⑥蒸干灼烧。步骤②中,依次加入的沉淀剂是
、______、______。证明
已沉淀完全的操作是____________。
8、【化学—选修3:物质结构与性质】碳、氮在自然界中广泛存在。
(1)CH3COOH中C原子轨道杂化类型有;1molCH3COOH分子中含有键的数目为
(2)50号元素Sn在周期表中位置是 ;写出50号元素Sn的基态原子核外电子排布式
(3)锡和碳一样能生成四氯化物(SnC14),然而锡又不同于碳,配位数可超过4.SnC14两种可能立体结构分别是 和
(4)与H20互为等电子体的一种含有碳元素的阳离子为 (填化学式);H20
与CH3CH20H可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为
(5)元素X的某价态离子X}+中所有电子正好充满K, L, M三个电子层,它与
N3一形成的晶体结构如图所示。
①该晶体的阳离子与阴离子个数比为
②该晶体中Xn十离子中n=
③晶体中每个N3一被 个等距离的Xn+离子包围。
9、(1)硫元素位于元素周期表第____列;硫元素原子核外有2个未成对电子,这2个电子所处亚层的符号是_______;硫、氯元素的原子均可形成与Ar原子电子层结构相同的简单离子,且硫离子的半径更大,请解释__________________。
(2)S8和P4的分子中都只有共价单键,若P4分子中有6个P-P键,则可推断S8分子有___个S-S键;已知:H-S键键能:339 kJ/mol;H-Se键键能:314 kJ/mol。以上键能数据能否比较S、Se非金属性的强弱______(选填“能”、“否”;下同);能否比较H2S、H2Se沸点的高低______。
(3)在25℃,Na2SO3溶液吸收SO2得到的NaHSO3溶液中c(SO32-)>c (H2SO3),据此判断NaHSO3溶液显___性。
(4)在25℃,Na2SO3溶液吸收SO2后,若溶液pH=7.2,则溶液中c(SO32-)=c (HSO3-);若溶液pH=7,则以下浓度关系正确的是(选填编号)___________。
a.c(Na+) = 2c(SO32-)+c(HSO3-)
b.c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+) = c(OH-)
c.c(Na+)+c(H+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)
(5)已知Na2SO3溶液中存在水解平衡:SO32-+H2OHSO3-+OH-,请用Na2SO3溶液和a试剂及必要的实验用品,设计简单实验,证明盐类的水解是一个吸热过程。a试剂是__________,操作和现象是__________________。
10、(NH4)2[Ce(NO3)6](硝酸铈铵)是橙红色单斜细粒结晶,易溶于水,几乎不溶于浓硝酸。实验室由稀土氟化物(含28%二氧化铈、37.7%其他稀土金属氧化物、4.5%的氧化钙及金属氟化物等)制备硝酸铈铵时的主要实验步骤如下:
I.取适量稀土氟化物于铂皿或铅皿中,加适量水在沙浴上加热,搅拌下缓缓加入适量浓硫酸,充分加热,直至产生SO3白烟为止,冷却得混合物。
II.将上述混合物用适量水浸取,得没取液,向其中加入NaOH溶液至溶液呈强碱性,过滤、洗涤至不含SO,得到灰白色Ce(OH)3。
III.由步骤II制得的Ce(OH)3制取Ce(OH)4(黄色难溶物)。
IV.向Ce(OH)4沉淀物中加入浓硝酸加热至浆状{生成H2[Ce(NO3)6]},再加入稍过量的NH4NO3晶体,充分搅拌后重新加热至糊状结晶体,冷却、过滤得硝酸铈铵粗品。
回答下列问题:
(1)步骤I中用铂皿或铅皿而不用玻璃仪器的主要原因是________;CeO2与浓硫酸反应生成Ce2(SO4)3的化学方程式为_______。
(2)步骤Ⅲ中由Ce(OH)3制取Ce(OH)4的装置如下图所示:
①装置a的烧瓶中盛放的固体为___________(填化学式);装置b中仪器W的名称是___________。
②当b中沉淀完全变为黄色后,停止通Cl2后改通空气(图中框内改通空气装置)的目的是___________;将装置b中的反应混合物过滤、洗涤,能说明沉淀已洗涤干净的实验方法是___________。
(3)步骤IV中H2[Ce(NO3)6]与NH4NO3发生反应的化学方程式为___________;将得到的粗品进一步提纯可采用的方法是___________(填操作名称)。
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、碳和硅在元素周期表中都处于第ⅣA族,但他们的性质并不相同,碳和硅的性质差异清晰地显示出它们各自在有机化学和无机化学(硅酸盐)中占据统治地位的作用。
(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,基态硅原子的核外电子排布式为___,其基态原子核外有___种不同空间运动状态的电子。
(2)由于硅的价层有d轨道可以利用,而碳没有,因此它们的化合物结构和性质存在较大差异。化合物N(CH3)3(三角锥形)和N(SiH3)3(平面形)的结构如图所示,则二者中N的杂化方式分别为___。更易形成配合物的是___。
(3)碳酸盐在一定温度下会发生分解,实验证明碳酸盐的阳离子不同,分解温度不同。
第IIA族部分碳酸盐受热分解温度
碳酸盐 | MgCO3 | CaCO3 | BaCO3 | SrCO3 |
热分解温度/℃ | 402 | 900 | 1172 | 1360 |
阳离子半径/pm | 66 | 99 | 112 | 135 |
试解释,ⅡA族碳酸盐的分解温度随着阳离子半径的增大逐步升高的原因___。
(4)石墨烯与金属R可以形成一种插层化合物。其中R层平行于石墨层,晶胞如图甲所示,其垂直于石墨层方向的投影如图乙所示。则该插层化合物的化学式为___。
13、铌(Nb)和钛(Ti)被认为是无毒金属,具有良好的生物相容性,在骨科和牙科具有广泛的应用。研究表明,在生物可降解金属(简称BMs)Zn粉中添加Nb粉,通过真空热压烧结工艺制备的Zn—xNb复合材料可作为骨科临时性植入物,其在达到治疗和修复组织与器官的效果之后腐蚀降解,不会给人体带来其他损害。回答以下问题:
(1)基态Zn原子的外围电子排布图为____,其核外电子占据的最高能层符号为____;基态Ti原子核外有____种能量不同的电子。
(2)Nb与V属于同族元素,属于____区元素,晶体Nb为体心立方堆积,其配位数为___。
(3)目前,基于生物降解性和生物相容性双重标准,除Zn基材料外,适合作为BMs的基体金属元素还有Mg和Fe。
①第一电离能Mg____Al(填“>”、“<”或“=”)。
②配合物Fe(CO)5的熔点为-20℃,沸点为103℃,其晶体类型为____,配体CO中σ键与π键之比为____,CO与N2互为等电子体,二者中沸点较高的是____,原因为____。
(4)TiH2是一种具有CaF2型晶体结构的化合物。其晶胞结构如图所示:已知该晶胞密度为ρg•cm-3,若Ti、H的原子半径分别为apm、bpm,则晶胞的体积为____cm3,其原子的空间利用率为____。(用含a、b、ρ、NA的代数式表示,其中NA表示阿伏加德罗常数的值)。