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、将汽车尾气中含有的CO利用不仅能有效利用资源,还能防治空气污染。工业上常用CO与H2在由Al、Zn、Cu等元素形成的催化剂作用下合成甲醇。
(1)右图是某同学画出CO分子中氧原子的核外电子排布图,
请判断该排布图 (填“正确”或“错误”),理由是 (若判断正确,该空不用回答)。
(2)写出两种与CO互为等电子体的离子 。
(3)向CuSO4溶液中加入足量氨水可得到深蓝色[Cu(NH3)4]SO4溶液,[Cu(NH3)4]SO4中 所含配位键是通过配体分子的 给出孤电子对, 接受电子对形成,SO42-的空间构型是 ,该物质中N、O、S三种元素的第一电离能大小顺序为 > > (填元素符号)。
(4)甲醇与乙烷的相对分子质量相近,故二者分子间的作用力(范德华力)相近,但是二者沸点的差距却很大,造成该差异的原因是 ;在甲醇分子中碳原子轨道的杂化类型为 。
(5)甲醛与新制Cu(OH)2悬浊液加热可得砖红色沉淀Cu2O,已知Cu2O晶胞的结构如图所示:
①在该晶胞中,Cu+ 的配位数是 ,
②若该晶胞的边长为a pm,则Cu2O的密度为________g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA)
3、某探究小组设计如图所示装置(夹持、加热仪器略),模拟工业生产进行制备三氯乙醛(CCl3CHO)的实验。查阅资料,有关信息如下:
①制备反应原理:C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl
可能发生的副反应:C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O
CCl3CHO+HClO→CCl3COOH(三氯乙酸)+HCl
②相关物质的相对分子质量及部分物理性质:
| C2H5OH | CCl3CHO | CCl3COOH | C2H5Cl |
相对分子质量 | 46 | 147.5 | 163.5 | 64.5 |
熔点/℃ | -114.1 | -57.5 | 58 | -138.7 |
沸点/℃ | 78.3 | 97.8 | 198 | 12.3 |
溶解性 | 与水互溶 | 可溶于水、乙醇 | 可溶于水、乙醇、三氯乙醛 | 微溶于水,可溶于乙醇 |
(1)仪器A中发生反应的化学方程式为____________。
(2)装置B中的试剂是____________,若撤去装置B,可能导致装置D中副产物____________(填化学式)的量增加;装置D可采用____________加热的方法以控制反应温度在70℃左右。
(3)装置中球形冷凝管的作用为____________,写出E中所有可能发生的无机反应的离子方程式____________。
(4)反应结束后,有人提出先将D中的混合物冷却到室温,再用过滤的方法分离出CCl3COOH。你认为此方案是否可行____________。
(5)测定产品纯度:称取产品0.40g配成待测溶液,加入0.1000mol•L-1碘标准溶液20.00mL,再加入适量Na2CO3溶液,反应完全后,加盐酸调节溶液的pH,立即用0.02000mol•L-1Na2S2O3溶液滴定至终点。进行三次平行实验,测得消耗Na2S2O3溶液20.00mL。则产品的纯度为____________(计算结果保留三位有效数字)。
滴定的反应原理:CCl3CHO+OH-═CHCl3+HCOO-
HCOO-+I2═H++2I-+CO2↑
I2+2S2O32-═2I-+S4O62-
(6)为证明三氯乙酸的酸性比乙酸强,某学习小组的同学设计了以下三种方案,你认为能够达到实验目的是____________
a.分别测定0.1mol•L-1两种酸溶液的pH,三氯乙酸的pH较小
b.用仪器测量浓度均为0.1mol•L-1的三氯乙酸和乙酸溶液的导电性,测得乙酸溶液的导电性弱
c.测定等物质的量浓度的两种酸的钠盐溶液的pH,乙酸钠溶液的pH较大
4、细菌可以促使铁、氮两种元素进行氧化还原反应,并耦合两种元素的循环。耦合循环中的部分转化如图所示。
(1)如图所示氮循环中,属于氮的固定的有_____(填字母序号)。
a.N2转化为氨态氮
b.硝化过程
c.反硝化过程
(2)氮肥是水体中的主要来源之一,检验氮肥中
的实验方案是_____。
(3)硝化过程中,含氮物质发生_____(填“氧化”或“还原”)反应。
(4)氨态氮与亚硝态氮可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气。该反应中,当产生0.02mol氮气时,转移的电子的物质的量为_____mol。
(5)土壤中的铁循环可用于水体脱氮(脱氮是指将氮元素从水体中除去),用离子方程式说明利用土壤中的铁循环脱除水体中氨态氮的原理_____。
5、短周期的元素在自然界中比较常见,尤其是非金属元素及其化合物在社会生活中有着很重要的作用。
(1)红酒中添加一定量的SO2可以防止酒液氧化,这利用了SO2的______性。自来水中含硫量约70mg/L,它只能以_____(填微粒符号)形式存在。
(2)实验室可用浓氨水与氢氧化钠固体作用制取氨气,试用平衡原理分析氢氧化钠的作用:_____。
(3)如图是向5mL0.1mol·L-1氨水中逐滴滴加0.1mol·L-1醋酸,测量其导电性的数字化实验曲线图,请你解释曲线变化的原因_____。
甲硫醇(CH3SH)是一种重要的有机合成原料,用于合成染料、医药、农药等。工业上可用甲醇和硫化氢气体制取:CH3OH+H2SCH3SH+H2O。
| 熔点(℃) | 沸点(℃) |
甲醇 | -97 | 64.7 |
甲硫醇 | -123 | 7.6 |
完成下列填空:
(4)写出该反应的化学平衡常数表达式_____。该反应的温度为280~450℃,选该反应温度可能的原因是:①加快反应速率;②_____。
(5)已知在2L密闭容器中,只加入反应物,进行到10分钟时达到平衡,测得水的质量为5.4g,则v(CH3SH)=_____mol/(L•min)。
(6)常温常压下,2.4g甲硫醇完全燃烧生成二氧化硫和其他稳定产物,并同时放出52.42kJ的热量,则甲硫醇燃烧的热化学方程式为______。
6、CH4用水蒸气重整制氢是目前制氢的常用方法,包含的反应为:
Ⅰ.水蒸气重整:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) △H1=+206kJ•mol-1
Ⅱ.水煤气变换:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H2
回答下列问题:
(1)不同温度下反应达到平衡时各物质的物质的量分数如图所示。
①可用于提高CH4的平衡转化率的措施是___。(填写序号)
a.升温 b.加压 c.使用高效催化剂 d.增加入口时的气体流速
②根据图象判断△H2___0。(填“>”、“<”或“=”)
③T2℃时,容器中=___。
(2)甲烷水蒸气重整、水煤气变换反应的平衡常数的自然对数InKp与温度的关系如图所示。
①表示甲烷水蒸气重整反应的曲线是___。(填写“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②图中Q点时,反应CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)的lnKp=___。
(3)某温度下,向恒压密闭容器中充入1molCH4和1molH2O(g),容器的总压强为latm,反应达到平衡时,CO2的平衡分压p(CO2)=0.1atm,H2体积百分含量为60%,则CH4的转化率为___,该温度下反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)的平衡常数Kp=___。
7、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。
8、运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1) 用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的 活性炭和NO,发生 反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)△H=QkJ/mol。 在T1℃时,反应进行到不同时间(min) 测得各物质的浓度(mol/L) 如下:
浓度 时间 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.00 | 0.68 | 0.50 | 0.50 | 0.60 | 0.60 |
N2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
CO2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
①30min 后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是________(填字母编号)
a.通入一定量的NO b.加入定量的活性炭
c.加入合适的催化剂 d.适当缩小容器的体积
② 若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3: 1: 1,则Q_____ 0 (填“>”或“<”<)。
(2) 某研究小组在实验室用某新型催化剂对CO、NO催化转化进行研究,则得NO转化为N2的转化率随温度、CO混存量的变化情况如下图所示,利用以下反应:NO+CON2+CO2( 有CO) 2NO
N2+ O2 (无CO)
①若不使用CO,温度超过775℃,发现NO的分解率降低,其可能的原因为: __________;在n(NO)/n(CO)= 1的条件下,应控制最佳温度在_______左右。
②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染,写出C2H6与NO2发生反应的化学方程式_________________。
③以NO2、O2 熔融NaNO3组成的燃料电池装置如下图所示,在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y,则该电极反应式为__________________。
(3) 天然气的一个重要用途是制取氢气,其原理如下:
已知:① 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H1
②CH4(g)+ 2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H2
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H3
1)科学家提出一种利用天然气制备氢气的方法: CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=_____
2)这种方法的推广与使用,不仅实现资源综合利用,而且还能解决环境问题是_________。
9、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:______________________________。
10、碘量法测定废水中的硫化物的实验装置如下图。按图连接好装置,检查气密性。移取足量的醋酸锌溶液于两支吸收管中,取100mL水样于反应瓶中,通入氮气一段时间,移取10mL盐酸于反应瓶中,80℃加热,继续通入氮气。关闭氮气后,往两个吸收管中各加入0.010mol·L-1的碘标准溶液50mL(过量),再加入盐酸3mL,静置。加入淀粉指示液,用0.010mol·L-1的硫代硫酸钠标准溶液对两支吸收管中的液体进行滴定,共消耗80mLNa2S2O3溶液()。
已知:废水中的硫化物酸性条件下易转化为剧毒硫化氢且醋酸锌可用于完全吸收硫化氢生成硫化锌沉淀。回答下列问题:
(1)上图反应器的名称是_____。通入氮气的目的是:反应前_____,反应后_____。
(2)实验室采用块状硫化亚铁与稀硫酸反应制取H2S,下列发生装置中可选用的是_____(填序号),尾气处理使用硫酸铜溶液比氢氧化钠溶液效果好的原因是_____________。
(3)反应瓶最佳采用_______加热(填加热方式),温度过高可能出现的后果是________。
(4)加入碘标准溶液时,吸收管中发生反应的化学方程式为________________________。
(5)只使用一个吸收管,可能导致测定结果偏________(填“高”或“低”)。
(6)硫代硫酸钠标准溶液配制需要煮沸蒸馏水,其目的是_________。0.010mol·L-1的硫代硫酸钠标准溶液不直接配制而是经过标定得到,可能的原因是__________________。
(7)废水中硫的含量为________mg·L-1。
11、某磁黄铁矿的主要成分是(S为-2价),既含有
又含有
。将一定量的该磁黄铁矿与100mL的盐酸恰好完全反应(注:矿石中其他成分不与盐酸反应),生成2.4g硫单质、0.425mol
和一定量
气体,且溶液中无
。计算:
(1)生成的气体在标准状况下的体积_______;
(2)_______。(写出计算过程)
12、一水合甘氨酸锌是一种饲料添加剂,结构简式如图所示:
回答下列问题:
(1)基态Zn原子价电子排布图为______;一水合甘氨酸锌中Zn2+的配位数为______。
(2)甘氨酸(H2N—CH2—COOH)易溶于水,其原因为______。
(3)以氧化锌矿物为原料,提取锌的过程中涉及反应:ZnO+2NH3+2NH=[Zn(NH3)4]2++H2O。NH
的空间构型为______,与NH
互为等电子体的分子为______ (写出1种即可)。
(4)[Zn(IMI)4](ClO4)2是Zn2+的另一种配合物,IMI的结构为,则1molIMI中含有______molσ键,IMI的某种衍生物与甘氨酸形成的离子晶体
熔点较低,其原因是______。
(5)金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示,六棱柱底边边长为acm,高为ccm,阿伏加德罗常数的值为NA,则Zn的密度为______ g·cm-3(列出计算式)。
13、铬铁矿石的主要成分为亚铬酸亚铁(FeCr2O4),还含有SiO2及少量难溶于水和碱溶液的杂质。铬及其化合物在化工上用途广泛,由铬铁矿石制备重要化工原料重铬酸钾(K2Cr2O7)的工艺流程如图所示:
已知:铬铁矿碱熔后转化为Na2CrO4和NaFeO2。
回答下列问题:
(1)为了加快矿石碱熔速率,可以采取的措施有________等(任写一种)。
(2)碱熔反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_________。
(3)“水浸”时,滤渣A为红褐色沉淀,NaFeO2水解的离子方程式为__________。
(4)“调pH”时,气体X循环利用,X的化学式为________,滤渣B的主要成分为__________。
(5)“铬转化”时,若盐酸浓度过大或用量过多,会使产品中含有Cr(Ⅲ),既影响产品的纯度,又产生有毒气体污染环境,写出相关反应离子方程式_________。
(6)加入KCl固体后,体系中物质的溶解度如图所示,“一系列操作”包括蒸发浓缩、___(填“冷却结晶过滤”或“趁热过滤”)、洗涤、干燥得到K2Cr2O7晶体。蒸发浓缩时的最佳温度为___(填“50℃”或“100℃”)。