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、氮是一种重要的元素,其对应化合物在生产生活中有重要的应用。
(1)氮化铝(AlN)可用于制备耐高温的结构陶瓷,遇强碱会腐蚀,写出AlN与氢氧化钠溶液反应的离子方程式_______________。
(2)氨是制备氮肥、硝酸等的重要原料②③
①己知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol
N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H=+180 kJ/mol
2H2(g)+O2(g) 2H2O(1) △H= -571.6 kJ/mol
试写出表示氨的标准燃烧热的热化学方程式________________。
②某电解法制氨的装置如右图所示,电解质只允许质子通过,试写出阴极的电极反应式__________。
(3)反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H<0是制备硝酸过程中的一个反应。
①将NO和O2按物质的量之比为2:1置于恒温恒容密闭容器中进行上述反应,得到NO2体积分数与时间的关系如下图所示。保持其它条件不变,t1时再向容器中充入适量物质的量之比为2:1的NO和O2的混合气体,t2时再次达到平衡,请画出tl-t3时间范围内NO2体积分数随时间的变化曲线:____________。
②在研究此反应速率与温度的关系时发现,NO转化成NO2的速率随温度升高反而减慢。进一步研究发现,上述反应实际是分两步进行的:
I 2NO(g) N2O2(g) △H<0
II N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g) △H<0
已知反应I能快速进行,试结合影响化学反应速率的因素和平衡移动理论分析,随温度升高,NO转化成NO2的速率减慢的可能原因________。
(4)已知常温下,Ka(CH3COOH)=Kb(NH3·H2O)=l.8×l0-5。则常温下0.lmol/L的CH3COONH4溶液中,(CH3COO-):c(NH3·H2O)=________________。
3、(14分)二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质,节能减排,高效利用能源,能够减少二氧化碳的排放。
1.在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中,通入2 molCO2和3mol H2,发生的反应为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),△H=-akJ·mol-1(a>0), 测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①能说明该反应已达平衡状态的是________。
A.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
B.混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
C.单位时间内每消耗1.2mol H2,同时生成0.4molH2O
D.反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1,且保持不变
②下列措施中能使增大的是________(选填编号)。
A.升高温度
B.恒温恒容下充入He(g)
C.将H2O(g)从体系中分离
D.恒温恒容再充入2 mol CO2和3 mol H2
③计算该温度下此反应的平衡常数K=_________。若改变条件 (填选项),可使K=1。
A.增大压强 B.增大反应物浓度 C.降低温度 D.升高温度 E.加入催化剂
(2)某甲醇燃料电池原理如图1所示。
①M区发生反应的电极反应式为______________________ _________。
②用上述电池做电源,用图2装置电解饱和食盐水(电极均为惰性电极),则该电解反应的总反应的离子方程式为: 。假设溶液体积为300mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),理论上消耗甲醇的质量为______________(忽略溶液体积变化)。
(3)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:
已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-a kJ·mol-1;
CH3OH(g)=CH3OH(l) △H=-b kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-c kJ·mol-1;
H2O(g)=H2O(l) △H=-d kJ·mol-1,
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为:________________________ _________。
4、太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。其材料除单晶硅,还有铜铟镓硒等化合物。
(1)镓的基态原子的电子排布式是__________________。
(2)硒为第4周期元素,相邻的元素有砷和溴,则3种元素的第一电离能从大到小顺序为_______(用元素符号表示)。
(3)气态SeO3分子的立体构型为________。
(4)硅烷(SinH2n+2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示,呈现这种变化关系的原因是:______________。
(5)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性,其化合物往往具有加合性,因而硼酸(H3BO3)在水溶液中能与水反应生成[B(OH)4]-而体现一元弱酸的性质,则[B(OH)4]-中B的原子杂化类型为___;
(6)金属Cu单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,反应的离子方程式为_______________________________________________________;
(7)一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构。在晶胞中,Au原子位于顶点,Cu原子位于面心,则该合金中Au原子与Cu原子个数之比为_____________,若该晶胞的边长为a pm,则合金的密度为______________________ g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数为NA)。
5、部分弱酸的电离常数如下表:
弱酸 | HCOOH | HClO | H2CO3 | H2SO3 |
电离常数 (25℃) |
(1)同温同物质的量浓度的HCOONa(aq)与NaClO(aq)中pH大的是________。
(2)1molCl2与2molNa2CO3(aq)反应除生成NaCl外还有_______________(填化学式)。
(3)向一定量的NaHCO3(aq)中通入少量的SO2(g),反应的离子方程式为__________。亚硒酸(H2SeO3)也是一种二元弱酸,常温下是一种无色固体,易溶于水,有较强的氧化性。
6、过渡金属广泛应用于材料、催化剂、电导体等,是化学工作者重点研究的对象。我国科学家成功研制出一系列石墨烯限域的过渡金属中心(
、
、
、
、
)催化剂材料;成功制备出砷化铌纳米带,并观测到其表面态具有百倍于金属铜薄膜和千倍于石墨烯的导电性。请回答下列问题:
(1)基态原子的外围电子排布图为___________。
(2)配离子的颜色与电子跃迁的分裂能大小有关,1个电子从较低的
轨道跃迁到较高能量的
轨道所需的能量为
的分裂能用符号△表示。则分裂能
小于
,理由是___________。
(3)某含铜化合物的晶胞如图所示,晶胞上下底面为正方形,侧面与底面垂直。
①晶胞中每个原子与___________个
原子相连,含铜化合物的化学式为___________。
②该晶体高温煅烧生成的分子空间构型为
形。分子中大
键可用
符号表示,其中
代表参与形成的大
键原子数,
代表参与形成的大
键电子数(如苯分子中的大
键可表示为
),则
中大
键应表示为___________。
(4)石墨烯可采用化学方法进行制备,如采用六氯苯六溴苯作为原料可制备石墨烯。下表给出了六氯苯、六溴苯、苯六酸(俗名为蜜石酸)的熔点和水溶性:
物质 | |||
熔点/℃ | 231 | 325 | 287 |
水溶性 | 不溶 | 不溶 | 易溶 |
①六溴苯的熔点比六氯苯高的原因是___________。
②苯六酸与六溴苯、六氯苯的水溶性存在明显的差异,原因是___________。
③苯六酸分子中的杂化方式是___________。
(5)铌元素()为一种金属元素,其基态原子的核外电子排布式为
。下列不同
微粒的核外电子排布式中,失去最外层1个电子所需能量最小的是___________(填标号)。
a. b.
c.
d.
(6)的结构中
为面心立方最密堆积,晶胞结构如图所示。若该晶体的晶胞参数为
,阿伏加德罗常数的值为
。则距离最近的两个锰原子之间的距离为___________
。
7、合成氨工业上常用下列方法制备H2:
方法①:C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)
方法②:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
(1)已知①C(石墨)+O2(g)═CO2(g)△H=-394kJ•mol-1
②2C(石墨)+O2(g)═2CO2(g)△H=-222kJ•mol-1
③2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-484kJ•mol-1
试计算25℃时由方法②制备1000gH2所放出的能量为______kJ。
(2)在一定的条件下,将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器,发生反应:C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)其相关数据如下表所示:
①T1______T2(填“>”、“=”或“<”);T1℃时,该反应的平衡常数K=______。
②乙容器中,当反应进行到1.5min时,H2O(g)的物质的量浓度范围是______。
③在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是______。
A.V逆CO2)=2V正H2)
B.混合气体的密度保持不变
C.c(H2O):c(CO2):c(H2)=2:1:2
D.混合气体的平均摩尔质量保持不变
④某同学为了研究反应条件对化学平衡的影响,测得逆反应速率与时间的关系如图所示:
在t1、t3、t5、t7时反应都达了到平衡状态,如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件,则t6时刻改变的条件是________________________,从t1到t8哪个时间段H2O(g)的平衡转化率最低______。
8、[化学—选修2:化学生活与技术]
分析下列水处理方法,完成下列问题:
(1)处理含Cr2O72-工业废水的工艺:
①工艺一:含Cr2O72-的工业废水Cr3+、SO42-
。
为了进一步除去上述流程中生成的Cr3+,请你设计一个处理方案:________________。
②工艺二:向废水中加入过量的FeSO4溶液,经过一系列反应后,FeSO4溶液和Cr2O72-可形成铁氧体沉淀,从而除去铬元素。若使含1mol Cr2O72-的废水中的Cr2O72-完全转化为一种化学式为Cr0.5Fe2.5O4的铁氧体(其中的铬元素为+3价),理论上需要绿矾(FeSO4·7H2O)的质量不少于
g,上述得到的铁氧体中,Fe3+和Fe2+的个数之比 。
(2)如下是处理含氰(主要以CN—形式存在)废水工艺流程的一部分:
含氰废水。发生上述转化后CN—中碳元素转化为+4价,氮元素转化为0价,氯元素转化为-1价,若废水中CN—的浓度为300mg/L,含氰废水的流量为0.8m3/h,为保证安全,实际投放的ClO2为理论值得1.3倍,则为了完成上述过程每小时实际应该投入的ClO2的质量为__________kg(结果保留两位有效数字)。
(3)监测水中氯化物含量可采用硝酸汞滴定法,酸化的水样用硝酸汞滴定时可生成难电离的氯化汞,滴定到终点时过量的汞离子可与指示剂作用使溶液显示紫色。饮用水中的其他物质在通常浓度下对滴定不产生干扰,但水的色质、高价铁、六价铬、硫化物(如S2-)对实验有干扰。
①滴定前常用氢氧化铝悬浊液处理水样,其目的是__________________。
②若水中含有Cr2O72—,常在滴定前向水样中加入一定量的对苯二酚,其目的是______。
9、氮的化合物在生产生活中广泛存在。
(1)①氯胺(NH2Cl)的电子式为 。可通过反应NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g)+HCl(g)制备氯胺,已知部分化学键的键能如下表所示(假定不同物质中同种化学键的键能一样),则上述反应的ΔH= 。
②NH2Cl与水反应生成强氧化性的物质,可作长效缓释消毒剂,该反应的化学方程式为 。
(2)用焦炭还原NO的反应为:2NO(g)+C(s) N2(g)+CO2(g),向容积均为1 L的甲、乙、丙三个恒容恒温(反应温度分别为400℃、400℃、T℃)容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO,测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示:
①该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
②乙容器在200 min达到平衡状态,则0~200 min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)= 。
(3)用焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1 mol NO2和足量C发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:
①A、B两点的浓度平衡常数关系:Kc(A) Kc(B)(填“<”或“>”或“=”)。
②A、B、C三点中NO2的转化率最高的是 (填“A”或“B”或“C”)点。
③计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)= (Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
10、FeCl3是中学常见的试剂,某实验小组用以下装置制备FeCl3固体,并探究FeCl3溶液与Cu的反应。
已知:FeCl3晶体易升华,FeCl3溶液易水解。
Ⅰ.FeCl3的制备
(1)装置C中碱石灰的作用是___________。
(2)F的名称为___________,从D、E、F中选择合适的装置制备纯净的,正确的接口顺序为a-___________(可选试剂:饱和食盐水、NaOH溶液、浓硫酸、碱石灰,仪器可重复使用)。
(3)写出装置D中制备的离子方程式___________。
Ⅱ.探究FeCl3溶液与Cu的反应
向4mL0.1mol/LFeCl3溶液中滴加几滴0.2mol/LKSCN溶液,溶液变红;再加入过量Cu粉,溶液红色褪去,不久有白色沉淀产生。
查阅资料可知:和
均为难溶于水的白色固体。针对白色沉淀同学们有以下猜想:
猜想1:与过量的Cu粉反应生成
,再结合
生成白色沉淀
。
猜想2:与
发生氧化还原反应生成
,再结合
生成白色沉淀
。
针对上述猜想,实验小组同学设计了以下实验:
实验编号 | 操作 | 现象 |
实验1 | 加入铜粉后无现象 | |
实验2 | 溶液很快由蓝色变为绿色,未观察到白色沉淀;2h后溶液为绿色,未观察到白色沉淀;24h后,溶液绿色变浅,试管底部有白色沉淀 |
(4)实验结果说明猜想___________(填“1”或“2”)不合理。
(5)根据实验2中的现象进一步查阅资料发现:
i.与
可发生如下两种反应:
反应A:(淡黄色);
反应B:(黄色)。
ii.与
共存时溶液显绿色。
①由实验2中的现象推测,反应速率:A___________(填“>”或“<”)B,说明反应B___________(填“是”或“不是”)产生的主要原因。
②进一步查阅资料可知,当反应体系中同时存在、
、
时,
氧化性增强,可将
氧化为
。据此将实验2改进,向
溶液中同时加入
、
,立即生成白色沉淀
,写出该反应离子方程式___________。
(6)若向溶液中滴加足量的
和
的混合溶液,经过一系列操作得到白色沉淀
的质量
,则
的产率为___________(写出表达式即可)。
11、溶液与
锌粉在量热计中充分反应。测得反应前温度为
,反应后最高温度为
。
已知:反应前后,溶液的比热容均近似为、溶液的密度均近似为
,忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。请计算:
(1)反应放出的热量_____J。
(2)反应的
______
(列式计算)。
12、“黄铜”一词最早见于西汉东方朔所著《申异经。中荒经》“西北有宫,黄铜为墙,题曰地皇之宫”。
黄铜实为铜锌合金的俗称,回答下列问题:
(1)基态铜原子核外电子占据能级数为___________ ;核外电子共有___________种不同的运动状态。
(2)硫酸锌溶于氨水可形成[ Zn(NH3)4]2+离子
①[ Zn(NH3)4]2+离子具有对称的空间构型,其中两个NH3被两个Cl取代,只有一种产物,则[ Zn(NH3)4]2+的空间构型为___________。
②[Zn(NH3)4]2+中Zn2+与NH3之间形成的化学键称为___________,提供孤对电子的成键原子是___________
③NH3极易溶于水PH3微溶于水,原因是___________;NH3是___________分子(填“极性"或“非极性”)。
(3)元素铜的第一电离能ICu,元素锌的第一电离能IZn,已知ICu<IZn ,其原因是___________。
(4)Cu与Cl形成的一种化合物的立方晶胞如图所示。该化合物的化学式为___________,已知晶胞参数a=0.542nm,此晶胞的密度为___________g·cm-3.(写出计算式,不要求计算结果)
13、铁和锡是常用于食品包装的金属,其化合物在工业上也广泛应用。
Ⅰ.锡与形成化合物种类最多的元素同主族,某锡的化合物可作为治疗癌症药物的原料,结构如图(Bu-n为正丁基)。
(1)Sn位于元素周期表的___________区。
(2)结构中一个Sn原子形成的配位键有___________个,结构中N原子的杂化类型为___________。
Ⅱ.由工业磷化渣[主要成分是,杂质为
(FeⅡ)]来制备锂电池原料磷酸铁的工业流程如下。
已知:常温下,;
(3)“碱浸”过程中,提升浸出率的方法有___________(写出一条即可)。
(4)写出“碱浸”过程中反应的化学方程式:___________,若以离子浓度为
。视为沉淀完全,“碱浸”中,若将
沉淀完全,pH应为___________。
(5)“步骤A”的名称为___________。
(6)理论上,电池级要求磷酸铁中铁磷的物质的量比为1.0,实际pH对产物的影响如图所示,要达此标准,“搅拌”步骤中控制的pH为___________。
(7)磷酸铁锂电池是绿色环保型电池,石墨作为锂离子电池的负极材料,嵌入石墨的两层间,导致石墨的层堆积方式发生改变,形成化学式为
的嵌入化合物,平面结构如图2所示,则
为___________。