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、卤族元素包括F、Cl、Br等元素。
(1)下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势,正确的是______。
(2)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷,下图为其晶胞结构示意图,则每个晶胞中含有B原子的个数为______,该功能陶瓷的化学式为______。
(3)BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为__________和________。第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有______种。
3、A、B、C、D、E、F均为周期表中前四周期的元素。请按要求回答下列问题。
(1)已知A和B为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表所示:
下列有关A、B的叙述不正确的是(____)a.离子半径A<B b.电负性A<B
c.单质的熔点A>B d.A、B的单质均能与氧化物发生置换
e.A的氧化物具有两性 f.A、B均能与氯元素构成离子晶体
(2)C是地壳中含量最高的元素,C基态原子的电子排布式为_______。Cn-比D2+少l个电子层。二者构成的晶体的结构与NaCl晶体结构相似(如图一所示),晶体中一个D2+周围和它最邻近且等距离的D2+有_____个。
(3)E元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的2倍,则乙酸分子中E原子的杂化方式有_____。E的一种单质其有空间网状结构,晶胞结构如图2。己知位于晶胞内部的4个原子,均位于体对角线的1/4或3/4处,E-E键长为apm,则E晶体的密度为_________g/cm3(用含有NA、a的式子表示)。
(4)F与硒元素同周期,F位于p区中未成对电子最多的元素族中,F的价电子排布图为
______,FO33-离子的空间构型为__________;F第一电离能_______硒元素(填“>”或“<”)
4、某储氢合金(M)的储氢机理简述如下:合金吸附H2→氢气解离成氢原子→形成含氢固溶体MHx(相)→形成氢化物MHy(
相)。已知:
(
相)与MHy(
相)之间可建立平衡:
请回答下列问题:
(1)上述平衡中化学计量数k=________(用含x、y的代数式表示)。
(2)t℃时,向体积恒定的密闭容器中加入一定量的储氢合金(M),随充入H2量的改变,固相中氢原子与金属原子个数比(H/M)与容器中H2的平衡压强p的变化关系如图所示。
①在________温________压强下有利于该储氢合金(M)储存H2(填“低”或“高”)。
②若6g该储氢合金(M)在10 s内吸收的H2体积为24 mL,吸氢平均速率v=________mL/(g∙s)。
③关于该储氢过程的说法错误的是________。
a.OA段:其他条件不变时,适当升温能提升形成相的速率
b.AB段:由于H2的平衡压强p未改变,故AB段过程中无H2充入
c.BC段:提升H2压力能大幅提高相中氢原子物质的量
(3)实验表明,H2中常含有O2、CO2、、H2O等杂质,必须经过净化处理才能被合金储存,原因是___________。
(4)有资料显示,储氢合金表面氢化物的形成会阻碍储氢合金吸附新的氢气分子,若把储氢合金制成纳米颗粒,单位时间内储氢效率会大幅度提高,可能的原因是________________。
(5)某镁系储氢合金的晶体结构如图所示:
该储氢合金的化学式为________。若储氢后每个Mg原子都能结合2个氢原子,则该储氢合金的储氢容量为________mL/g(储氢容量用每克合金结合标准状况下的氢气体积来表示,结果保留到整数)。
5、化学反应原理在科研和生产中有广泛应用.
(1)工业上制取Ti的步骤之一是:在高温时,将金红石(TiO2)、炭粉混合并通人Cl2先制得TiCl4和一种可燃性气体,已知:
①TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(1)+O2(g);△H=﹣410.0kJ•mol﹣1
②CO(g)═C(s)+O2(g);△H=+110.5kJ•mol﹣1
则上述反应的热化学方程式是 .
(2)利用“化学蒸气转移法”制备二硫化钽(TaS2)晶体,发生如下反应:
TaS2(s)+2I2(g)═TaI4(g)+S2(g)△H1>0 (Ⅰ);若反应(Ⅰ)的平衡常数K=1,向某恒容且体积为15ml的密闭容器中加入1mol I2 (g)和足量TaS2(s),I2 (g)的平衡转化率为 .
如图1所示,反应(Ⅰ)在石英真空管中进行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2 (g),一段时间后,在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体,则温度T1 T2(填“>”“<”或“=”).上述反应体系中循环使用的物质是 .
(3)利用H2S废气制取氢气的方法有多种.
①高温热分解法:
已知:H2S(g)═H2(g)+S2(g);△H2;在恒容密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验.以H2S起始浓度均为c mol•L﹣1测定H2S的转化率,结果如图2.图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率.△H2 0(填>,=或<);说明随温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因: .
②电化学法:
该法制氢过程的示意图如3.反应后的溶液进入电解池,电解总反应的离子方程式为 .
6、严重的雾霾天气,给人们的出行及身体造成了极大的危害,研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的形成及处理具有重要意义。
(1)500℃时,在催化剂存在条件下,分别将2molSO2和1molO2置于恒压容器甲和恒容容器乙中(两容器起始容积相同),充分反应,二者均达到平衡后:
①两容器中SO2的转化率关系是甲_____乙(填“>”、“<”或“=”)。
②在容器乙中,反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2的转化率提高的是____(填字母)。
a.温度和容器体积不变,充入1.0molHe b.温度和容器体积不变,充入1.0molO2
c.在其他条件不变时,充入1molSO3 d.在其他条件不变时,改用高效催化剂
(2)利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。
①在钠碱循环法中,Na2SO3溶液可作为吸收液,可由NaOH 溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是_______________。
②吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-) | 91: 9 | 1:1 | 9: 91 |
pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
由上表判断,NaHSO3溶液显_____性(填“酸”、“碱”或“中”),用化学平衡原理解释:________。
(3)用CH4催化剂还原NO2可以消除氮氧化的污染,例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-574 kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-1160kJ/mol
若用标准状况下4.48CH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为_____(阿伏加德罗常数的值用NA表示),放出的热量为_______kJ。
(4)工业上合成氨所需氢气的制备过程中,其中的一步反应为:CO(g)+H2O(g)====CO2(g)+ H2(g) △H<0。一定条件下,将CO(g)与H2O(g)以体积比为1:2置于密闭容器中发生上述反应,达到平衡时测得CO(g)与H2O(g)体积比为1:6.则平衡常数K=______(计算结果保留两位小数)。
7、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)。
8、有机物J在有机化工领域具有十分重要的价值。2018年我国首次使用α-溴代羰基化合物合成了J,其合成路线如下:
已知:+R-OH
回答下列问题:
(1)D的名称是______。
(2)D→E反应①的化学方程式是_______。
(3)E→F的反应类型为_______。
(4)J中的含氧官能团除硝基外还有_______ (填官能团名称)。
(5)化合物X是H的同系物,其分子式为C8H9O3N,其核磁共振氢谱有3组峰,则X的结构简式可能为_______(写一种即可)。
(6)D的同分异构体中能发生水解反应有种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为1:2:2:3的结构简式为_______。
(7)参照题中合成路线图,设计以2-甲基-1-丙烯和为原料来合成
的合成路线_______。
9、氧、碳等非金属元素形成的物质种类繁多、性状各异。
(1)氧、氟、氮三种元素都可形成简单离子,它们的离子半径最小的是___________(填离子符号),硅元素在元素周期表中的位置是___________。CO2和SiO2是同一主族元素的最高正价氧化物,常温下CO2为气体,SiO2为高熔点固体。请分析原因:___________。
(2)比较硫和氯性质的强弱。热稳定性H2S___________HCl(选填“<”、“>”或“=”,下同);酸性:HClO4___________H2SO4。用一个离子方程式说明氯元素和硫元素非金属性的相对强弱:___________。
(3)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。若将SO2气体通入H2S水溶液中直至过量,下列表示溶液的pH随通入SO2气体体积变化的示意图正确的是___________(填序号)。
已知NaHSO3溶液呈酸性,而HSO既能电离又能水解。则在NaHSO3溶液中c(H2SO3)___________c(SO
)(选填“<”、“>”或“=”) 。
(4)亚硫酸钠和碘酸钾在酸性条件下反应生成硫酸钠、硫酸钾、碘和水,配平该反应方程式_____
___Na2SO3+____KIO3+____H2SO4_____Na2SO4+____K2SO4+______I2+_____ H2O
10、FeCl2是一种净水剂。有关物质的部分性质如下:
| C6H5Cl(氯苯) | C6H4Cl2(二氯苯) | FeCl3 | FeCl2 |
溶解性 | 不溶于水,易溶于苯、乙醇 | 不溶于C6H5Cl 、C6H4Cl2、苯,易溶于乙醇,易吸水 | ||
熔点/℃ | -45 | 53 | 304 | 670 |
沸点/℃ | 132 | 173 | 316,易升华 | 700 |
某小组用两种方法制备无水FeCl2。
实验(一)氢气还原法:
原理为H2 +2FeCl32FeCl2+2HCl。 已知: 焦性没食子酸溶液用于吸收O2。实验室用粗锌和盐酸反应制备氢气,装置如下(装置可以重复使用):
(1)气流从左至右,装置连接顺序为B→A→E→___________ → ___________ →___________ →___________→F。__________
(2)A中长颈漏斗的作用是___________。
(3)用简单物理方法验证粗产品中是否含有铁粉:___________。
实验(二)氯苯还原法:
原理为2FeCl3 +C6H5Cl2FeCl2 +C6H4Cl2+HCl↑。装置如图,在三颈烧瓶中放入Wg无水氯化铁和过量的氯苯,反应开始前先通N2一段时间,控制反应温度在129℃~135℃,加热3h, 反应完成后继续通一段时间N2至装置冷却,分离提纯得到粗产品。
(4)实验室用氯化铵和亚硝酸钠溶液共热制备N2,制备N2的离子方程式为___________。 反应结束后,甲中混合物经冷却、过滤、干燥得到纯净的产品。从剩余混合物中分离出二氯苯的方法是___________。
(5)该实验存在缺陷,改进方法是在甲、乙之间增加一个装有下列试剂的干燥管且要在乙中锥形瓶得到盐酸,该干燥管中的试剂可能为___________(填标号)。
a.浓硫酸 b.无水氯化钙 c.碱石灰 d.五氧化二磷
(6)反应结束后,将锥形瓶中的溶液配成250mL,量取25.00mL所配溶液于另一锥形瓶中,滴几滴甲基橙,用c mol· L-1的NaOH标准溶液滴定,消耗V mL NaOH溶液。理论上FeCl3的转化率为___________ %。
11、硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收,有关的化学反应为:
2NO2+Na2CO3→NaNO2+NaNO3+CO2↑ ①
NO+NO2+Na2CO3→2NaNO2+CO2↑ ②
(1)根据反应①,每产生22.4 L(标准状况下)CO2,吸收液质量将增加_____________g。
(2)配制1000 g质量分数为21.2%的纯碱吸收液,需Na2CO3·10H2O_____________g。
(3)现有1000 g质量分数为21.2%的纯碱吸收液,吸收硝酸工业尾气,每产生22.4 L(标准状况)CO2时,吸收液质量就增加44 g。
① 计算吸收液中NaNO2和NaNO3物质的量之比。
② 1000 g质量分数为21.2%的纯碱在20℃经充分吸收硝酸工业尾气后,蒸发掉688 g水,冷却到0℃,最多可析出NaNO2多少克?(0℃时,NaNO2的溶解度为71.2g/100g水)
12、B2H6与NH3反应生成如图所示的离子化合物[H2B(NH3)2]+[BH4]-(简记为X+M-),已知B、H、N的电负性分别为2.0、2.1、3.0。回答下列问题:
(1)X+M-熔点比B2H6的______(填“高”或“低”),理由是______。
(2)B原子的价层电子排布式为______。B和N相比,第一电离能较大的原子是______,原因是______。
(3)X+中B与N之间的电子对由______提供,M-中B原子的杂化类型为______。
(4)BH3分子的空间结构为______,B的化合价为______价。
(5)如图为一种B、Ca化合物晶体的一部分,晶体中B原子通过B-B键连成正八面体,八面体间也通过B-B键连接,所有B-B键长都为bpm。该晶体的化学式为______。若该晶胞的摩尔质量为Mg/mol,晶胞体积为Vpm3,阿伏加德罗常数为NA,晶胞密度为______g•cm-3。
13、NaClO2是一种高效氧化剂和优质漂白剂,一种“二氧化氯泡腾片”有效成分为NaClO2、NaHCO3、NaHSO4,该泡腾片能快速溶于水,产生大量气泡,得到ClO2溶液。完成下列填空:
(1)“二氧化氯泡腾片”使用过程中产生ClO2的反应为:_______ClO+_______ _______→_______Cl- + _______ClO2 + _______H2O
完成并配平上述化学方程式,标出电子转移方向与数目______;氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。
(2)“二氧化氯泡腾片”使用过程中“产生大量气泡”的离子方程式为:_______。
(3)常温下,向20 mL某新制氯水中逐滴滴入相同物质的量浓度的氢氧化钠溶液,pH变化与加入NaOH溶液体积关系(不考虑HClO分解)如图所示。
i.①→②过程中,水的电离程度的变化是_______。
ii.用离子方程式表示点③所示溶液中存在的水解平衡: _______。
iii.在②点所示溶液中,用“>、<或 =”判断下列关系:
V1_______ 40 mL;c(Cl-) _______ c(ClO-) +c(HClO)。