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、高纯六水氯化锶晶体(SrCl2•6H2O)具有很高的经济价值,工业上用w kg难溶于水的的碳酸锶(SrCO3)为原料(含少量钡和铁的化合物等),共制备高纯六水氯化锶晶体(a kg)的过程为:
已知:Ⅰ.SrCl2•6H2O晶体在61℃时开始失去结晶水,100℃时失去全部结晶水.
Ⅱ.有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH表:
(1)操作①加快反应速率的措施有________________ (写一种)。操作①中盐酸能否改用硫酸,其理由是:
(2)酸性条件下,加入30% H2O2溶液,将Fe2+氧化成Fe3+,其离子方程式为________.
(3)在步骤②﹣③的过程中,将溶液的pH值由1调节至4时,宜用的试剂为________.
A.氨水 B.氢氧化锶粉末 C. 氢氧化钠 D.碳酸钠晶体
(4)操作③中所得滤渣的主要成分是________ (填化学式).
(5)工业上完成操作③常用的设备有:
A分馏塔 B 离心机 C 热交换器 D 反应釜
(6)工业上用热风吹干六水氯化锶,适宜的温度是____________
A.40~50℃ B.50~60℃ C.60~70℃ D.80℃以上.
(7)已知工业流程中锶的利用率为90%根据以上数据计算工业碳酸锶的纯度:
3、三硫化四磷是黄绿色针状结晶,其结构如图所示。不溶于冷水,溶于叠氮酸、二硫化碳、苯等有机溶剂,在沸腾的NaOH稀溶液中会迅速水解。回答下列问题:
(1)Se是S的下一周期同主族元素,其核外电子排布式为____________。
(2)第一电离能:S______(填“>”、“<”或“=”,下同)P,电负性:S_____P。
(3)三硫化四磷分子中P原子采取_________杂化,与PO3-互为等电子体的化合物分子的化学式为_______。
(4)二硫化碳属于________(填“极性”或“非极性”)分子。
(5)用NA表示阿伏伽德罗常数的数值,0.1mol三硫化四磷分子中含有的孤电子对数为_________。
(6)叠氮酸(HN3)在常温下是一种液体,沸点较高,为308.8K,主要原因是_____________。
(7)氢氧化钠具有NaCl型结构,其晶胞中Na+与OH-之间的距离为αcm,晶胞中Na+的配位数为______,用NA表示阿伏加德罗常数的数值,NaOH的密度为_______g·cm-3。
4、有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。A的基态原子2p能级有3个单电子;C的基态原子2p能级有1个单电子;E的内部各能层均排满,且有成单电子;D与E同周期,价电子数为2。则:
(1)写出基态E原子的价电子排布式_____________________。
(2)A的单质分子中π键的个数为___________。
(3)A、B、C三元素第一电离能由大到小的顺序为__________ (用元素符号表示)。
(4)B元素的氢化物的沸点是同族元素中最高的,原因是______________________。
(5) A的最简单氢化物分子的空间构型为_______,其中A原子的杂化类型是________。
(6)C和D形成的化合物的晶胞结构如下图,已知晶体的密度为ρ g/cm3,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞边长a=__________cm。 (用含ρ、NA的计算式表示)
5、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。
6、Ⅰ.铅的冶炼有很多种方法。
(1)瓦纽科夫法熔炼铅,其相关反应的热化学方程式如下:
①2PbS(s)+3O2(g)=2PbO(s)+2SO2(g) △H1= a kJ•mol-1
②PbS(s)+2PbO(s)=3Pb(s)+SO2(g) △H2= b kJ•mol-1
③PbS(s)+PbSO4(s)=2Pb(s)+2SO2(g) △H3=c kJ•mol-1
反应 3PbS(s)+6O2(g)=3PbSO4(s) △H=___________kJ•mol-1 (用含 a、b、c 的代数式表示)。
(2)还原法炼铅,包含反应PbO(s)+CO(g)Pb(s)+CO2(g) △H,该反应的平衡常数的对数值与温度的关系如下表
温度/℃ | 300 | 727 | 1227 |
1gK | 6.17 | 2.87 | 1.24 |
①该反应的△H__________0(选填“ >”、“< ”或“=”)。
②当1gK=1,在恒容密闭容器中放入足量的PbO并通入CO,达平衡时,混合气体中CO的体积分数为_______________(保留两位有效数字);若平衡后再向容器中充入一定量的CO气体,平衡向_______________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动,再次达到平衡时,CO的转化率_______________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
Ⅱ.PbI2可用于人工降雨,可用滴定方法测出PbI2的Ksp。
(3)取一定量的PbI2固体,用蒸馏水配制成饱和溶液,准确移取25.00mL PbI2饱和溶液分次加入阳离子交换树脂RH+(发生:2RH++PbI2=R2Pb2++2H++2I-),用锥形瓶接收流出液,最后用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性,将洗涤液一并转入锥形瓶中(如图)。加入酚酞指示剂,用0.0025mol·L-1NaOH溶液滴定,当达到滴定终点时,用去氢氧化钠溶液20.00mL。确定到滴定终点时锥形瓶中现象为___________________,计算PbI2的Ksp为_______________ 。
7、Ⅰ.煤炭中以FeS2形式存在的硫,在有水和空气及在脱硫微生物存在下发生生物氧化还原反应,有关反应的离子方程式依次为:
①2FeS2+7O2+2H2O4H++2Fe2++4SO
;
②Fe2++O2+H+Fe3++________;
③FeS2+2Fe3+3Fe2++2S;
④2S+3O2+2H2O4H++2SO
。
已知:FeS2中的硫元素为-1价。
回答下列问题:
(1)根据质量守恒定律和电荷守恒定律,将上述②离子方程式配平并补充完整_______。
(2)反应③的还原剂是__________________。
(3)观察上述反应,硫元素最终转化为____________从煤炭中分离出来。
Ⅱ.在淀粉KI溶液中,滴入少量NaClO溶液,溶液立即变蓝,有关反应的离子方程式是____________________________。在上述蓝色溶液中,继续滴加足量的NaClO溶液,蓝色逐渐消失,有关反应的离子方程式是_______________________。(提示:碘元素被氧化成IO)从以上实验可知,ClO-、I2、IO
的氧化性由强到弱的顺序是________________。
Ⅲ.工业上用黄铜矿( CuFeS2)冶炼铜,副产品中有SO2,冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2。若CuFeS2中 Fe 的化合价为+2 ,反应中被还原的元素是________(填元素符号)。当生成0.8 mol 铜时,此反应转移的电子数目是________。
8、苯乙烯是生产塑料和合成橡胶的重要基本有机原料,乙苯催化脱氧法是目前国内外生产苯乙烯的主要方法,其化学方程式为:
(1)若升高温度,该反应的平衡常数变大,则ΔH____________(填“大于0”或“小于0”)。该反应在_______________条件下能自发进行(填“较高温度”、“较低温度”或“任何温度”)。
(2)维持体系总压强ρ恒定,在温度T时,物质的量为2mol、体积为1L的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为80%,则在该温度下反应的平衡常数K=_____。
(3)在体积为2L的恒温密闭容器中通入2mol乙苯蒸汽,2分钟后达到平衡,测得氢气的浓度是0.5mol/L,则乙苯蒸汽的反应速率为_________________;维持温度和容器体积不变,向上述平衡中再通入1mol氢气和1mol乙苯蒸汽,则v正_______v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)
(4)工业上,通常在乙苯蒸汽中掺混水蒸气(原料中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1:9),控制反应温度600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下:
①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实_________________________。
②控制反应温度为600℃的理由是_____________________。
(5)某燃料电池以乙苯为燃料,Li2CO3与K2CO3混合的碳酸盐为电解质的高温型燃料电池,其负极的电极反应式为_____________________,正极上通入的气体为______________。
9、近日,《自然—通讯》发表了我国复旦大学魏大程团队开发的一种共形六方氮化硼修饰技术,可直接在二氧化硅表面生长高质量六方氮化硼薄膜。
(1)下列N原子的电子排布图表示的状态中,能量最高的是___,能量最低的是___(用字母表示)。
A. B.
C. D.
(2)第二周期主族元素中,按第一电离能大小排序,第一电离能在B和N之间的元素有___种。
(3)Na与N形成的NaN3可用于制造汽车的安全气囊,其中阴离子的空间构型为___,Na在空气中燃烧则发出黄色火焰,这种黄色焰色用光谱仪摄取的光谱为___光谱(填“发射”或“吸收”)。
(4)已知NH3分子的键角约为107°,而同主族磷的氢化物PH3分子的键角约为94°,试用价层电子对互斥理论解释NH3的键角比PH3的键角大的原因:___。
(5)BH3·NH3是一种有效、安全的固体储氢材料,可由BH3与NH3反应生成,B与N之间形成配位键,氮原子提供___,在BH3·NH3中B原子的杂化方式为___。它的性质与乙烷有所不同:在标准状况下为无色无味的白色固体,在水中溶解度也较大,其原因是___。
(6)立方氮化硼属于原子晶体,其晶胞结构如图1所示,可认为氮原子处于硼原子围成的某种空隙中,则氮原子处于硼原子围成的___(填空间结构)空隙中。图2是立方氮化硼晶胞沿z轴的投影图,请在图中圆球上涂“●”标明N的相对位置___。
已知立方氮化硼的密度为dg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞中硼原子与氮原子的最近距离为___nm。(只要求列算式)
10、V2O5(五氧化二钒)可作为化学工业中的催化剂,广泛用于冶金化工等行业,工业上以含钒废料(含有V2O3、Fe2O3、Al2O3、CuO、有机物等)来制备V2O5的一种工艺流程如下:
已知:Ⅰ.含钒离子在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系:
pH | 4~6 | 6~8 | 8~10 |
主要离子 |
Ⅱ.25°C时,难溶电解质的溶度积常数如下表所示:
难溶电解质 | Cu(OH)2 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Mg(OH)2 |
Ksp | 2.2×10- 20 | 4.0×10-38 | 1.3×10-33 | 1.8×10-11 |
Ⅲ. NH4VO3是白色粉末,微溶于冷水,可溶于热水。
回答下列问题:
(1)“焙烧”过程中除了V2O3、Fe2O3、Al2O3、CuO中的物质参加反应外,“焙烧”的另外一个作用为_______。
(2)“调pH”的作用除了沉淀某些阳离子外,还有_______。
(3)常温下,加适量的氨水调节pH得到滤渣1,若“调pH”为6.5,则Al3+_______沉淀完全(填“已”或“未”) (离子浓度≤1.0× 10-5mol·L-1,认为沉淀完全)。
(4)若“净化II”时直接加入足量的( NH4)2CO3,可能导致的后果为_______。写出一种与空间结构相同的分子和离子_______。
(5)“洗涤”NH4VO3沉淀时可选用的洗涤剂为_______(填“热水”或“冷水”)。
(6)“煅烧”时,除生成V2O5外,还生成参与大气循环的气体,该反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______。
11、燃烧法是测定有机化合物分子式的一种方法,某有机物12g在氧气中完全燃烧,生成7.2g水和8.96LCO2(标况)。0.5mol该有机物的质量为30g。
(1)试求该有机物分子式_________________________;
(2)若该有机物能与Na2CO3溶液反应产生气体,则其结构简式为________________;
若该有机物既能与Na反应产生气体,又能发生银镜反应,则结构简式为___________。
12、磁性氧化铁是电讯器材的重要原料,以高硫铝土矿(主要含Al2O3、Fe2O3、SiO2和少量的FeS2等)提取氧化铝和磁性氧化铁的流程如图:
已知:不同温度下,NH4Fe(SO4)2和NH4Al(SO4)2的溶解度(g/100gH2O)如表:
温度/℃ | 0 | 20 | 30 | 40 | 100 |
NH4Fe(SO4)2 | 70.6 | 75.4 | 78.3 | 81.0 | 102.1 |
NH4Al(SO4)2 | 2.1 | 5.0 | 7.7 | 10.9 | 26.7 |
(1)气体I中的成分中除氧气外,还有______。
(2)写出“焙烧II”中Fe2O3发生的化学反应方程式______。
(3)写出滤渣I主要成分的一种用途______。
(4)从滤液中获得NH4Al(SO4)2的操作是______。
(5)“反应III”在隔绝空气条件下进行,参与反应的n(FeS2):n(Fe2O3)=______。
(6)该工业流程中有多种气体产生,将它们综合利用可合成流程中的某种反应物,该合成总反应的化学方程式为______。
(7)为测定Al2O3产品的纯度(Al2O3的质量分数),称量mg样品溶解于足量稀硫酸,配成100.00mL溶液,取出20.00mL溶液,加入c1mol•L-1EDTA标准溶液V1mL,调节溶液pH并煮沸,冷却后用c2mol•L-1CuSO4标准溶液滴定过量的EDTA至终点,消耗CuSO4标准溶液V2mL(已知Al3+、Cu2+与EDTA反应的化学计量比均为1:1)。则制得的Al2O3的纯度为______(用代数式表示)。
13、化学动力学
芳基卤化物的过渡金属催化胺化反应已成为最有力的合成芳基胺的方法之一、碱性介质中,镍催化胺化芳基氯的总反应为:ArCl + RNH2 Ar-NHR+HCl,NiLL' 是镍络合物催化剂。反应经过几个催化剂,反应物,溶剂都可能参与的基础步骤。
(1)为确定相对与每个反应物的级数,测定反应的初始速率。相对于投放的每一种试剂的浓度,其他所有试剂都大大过量。298K 下一些动力学数据在下表中展示:(若你喜欢可使用网格)
[ArCl] (M) | 初始速率 (Ms-1) | |||||
0.1 | 1.88 × 10-5 | |||||
0.2 | 4.13 ×10-5 | |||||
0.4 | 9.42 × 10-5 | |||||
0.6 | 1.50 ×10-4 | |||||
[NiLL'](M) | 初始速率(Ms-1) | |||||
6 ×10-3 | 4.12 × 10-5 | |||||
9 × 10-3 | 6.01 × 10-5 | |||||
1.2 × 10-2 | 7.80 × 10-5 | |||||
1.5 × 10-2 | 1.10 × 10-4 | |||||
[L,](M) | 初始速率(Ms-1) | |||||
0.06 | 5.8 × 10-5 | |||||
0.09 | 4.3 × 10-5 | |||||
0.12 | 3.4 ×10-5 | |||||
0.15 | 2.8 × 10-5 | |||||
确定对各试剂的级数,假定都是整数。
对于[ArCl]=_________ 对于[NiLL']= _________ 对于[L']= _________ |
(2)为研究该反应的机理,1H,31p,19F与13C NMR谱被用于确认溶液中的主要过渡金属络合物,初反应速率用量热法测量。一个中间体NiL(Ar)Cl,可在室温下分离。50 °C时,总反应最开始的两步涉及配体从NiLL' 上解离(步骤1),接下来是室温下芳基氯对NiL的氧化加成(步骤2):
NiLL' NiL+L' (1)
NiL + ArCl NiL(Ar)Cl (2)
利用稳态近似,推导形成[NiL(Ar)Cl]的速率方程的表达式_________。
总反应的下一步涉及胺(RNH2)与tBuONa。为测定对于RNH2与tBuONa的级数,测定反应的初始速率。相对于投放的每一种试剂的浓度,其他所有试剂都大大过量。一些动力学数据在下表中展示: (若你喜欢可使用网格)
[NaOtBu],(M) | 初始速率(M·s-1) | |||
0.2 | 4.16 × 10-5 | |||
0.6 | 4.12 ×10-5 | |||
0.9 | 4.24 × 10-5 | |||
1.2 | 4.20 ×10-5 | |||
[RNH2](M) | 初始速率(Ms-1) |
| ||
0.3 | 4.12 × 10-5 |
| ||
0.6 | 4.26 ×10-5 |
| ||
0.9 | 4.21 × 10-5 |
| ||
1.2 | 4.23 ×10-5 |
| ||
(3)确定对各试剂的级数,假定都是整数。
对于[NaOtBu] =_________ 对于[RNH2] = _________ |
在催化循环中,牵涉到包含催化剂的许多不同的结构。循环中的一步将被测定速率。
对于镍催化的芳基卤化物与胺的偶联,一个假想的循环如下:
NiLL' NiL+L' (1)
NiL + ArCl (2)
+ NH2R + NaOtBu
NiL(Ar)NHR + tBuOH + NaCl (3)
NilL(Ar)NHR ArNHR + NiL (4)
(4)用稳态近似与物料平衡推导上述机理的速率[ArNHR]/dt,用催化剂的初始浓度[NiLL']0与[ArCl],[NH2R], NaOtBu],和[L']表示_________。
(5)给出6d中的速率方程的简化形式,假定k1很小_________。