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、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。其材料有单晶硅,还有铜、锗、镓、硒等化合物。
(1)基态亚铜离子中电子占据的原子轨道数目为____________。
(2)若基态硒原子价层电子排布式写成4s24px24py4,则其违背了____________。
(3)左下图表示碳、硅和磷元素的四级电离能变化趋势,其中表示磷的曲线是____________(填标号)。
(4)单晶硅可由二氧化硅制得,二氧化硅晶体结构如右上图所示,在二氧化硅晶体中,Si、O
原子所连接的最小环为____________元环,则每个O原子连接____________个最小环。
(5)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性。自然界中含硼元素的钠盐是一种天然矿藏,其化学式写作Na2B4O7·10H2O,实际上它的结构单元是由两个H3BO3和两个[B(OH)4]-缩合而成的双六元环,应该写成Na2[B4O5(OH)4]8H2O.其结构如图所示,它的阴离子可形成链状结构。
①该晶体中不存在的作用力是____________(填选项字母)。
A.离子键B.共价键C.金属键D.范德华力E.氢键
②阴离子通过____________相互结合形成链状结构。
(6)氮化嫁(GaN)的晶体结构如图所示。晶体中N、Ga原子的轨道杂化类型是否相同____________(填“是”或“否”),判断该晶体结构中存在配位键的依据是____________。
(7)某光电材料由锗的氧化物与铜的氧化物按一定比例熔合而成,其中锗的氧化物晶胞结构如下图所示,该物质的化学式为____________。已知该晶体密度为7.4g/cm3,晶胞边长为4.3×10-10m。则锗的相对原子质量为____________(保留小数点后一位)。
3、乙炔是一种重要的有机化工原料,以乙炔为原料在不同的反应条件下可以转化成以下化合物。
回答下列问题:
(1)实验室制备乙炔的反应__________。
(2)正四面体烷的二氯取代产物有__________种。
(3)关于乙烯基乙炔分子的说法错误的是__________(填字母符号)。
A.能使酸性KMnO4溶液褪色
B.1mol乙烯基乙炔最多能与3molBr2发生加成反应
C.乙烯基乙炔分子内含有两种官能团
D.等质量的乙炔和乙烯基乙炔完全燃烧时的耗氧量不相同
E.乙烯基乙炔分子中的所有原子一定都共平面
(4)环辛四烯的分子式为__________,写出与环辛四烯互为同分异构体且属于芳香烃的分子的结构简式:__________。
4、I.把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径1:C(s) +O2 (g)=CO2(g) ΔH1<0 ①
途径2:先制成水煤气:C(s) +H2O(g) = CO(g)+H2(g) ΔH2>0 ②
再燃烧水煤气:2 CO(g)+O2 (g)=2CO2(g) ΔH3<0 ③
2H2(g)+O2 (g) =2H2O(g) ΔH4<0 ④
请回答下列问题:
(1) 途径I放出的热量________( 填“大于”“等于”或“小于”) 途径II放出的热量。
(2) ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系式是_____________________。
II.某氮肥厂含氮废水中的氮元素多以和NH3·H2O形式存在,处理过程中
在微生物的作用下经过两步反应被氧化成
,这两步反应过程中的能量变化如图所示:
(3)1mol(aq)全部被氧化成
(aq)的热化学方程式是____________________
III.氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体,已知:
①CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g) ΔH= -a kJ•mol-1(a>0)
②2CO(g)+2NO (g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH= -b kJ•mol-1(b>0)
(4)若用标准状况下 3.36L CO还原NO2至N2(CO完全反应)的整个过程中转移电子的物质的量为______mol,放出的热量为______kJ(用含有a和b的代数式表示)。
(5)用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染.例如:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1= -574kJ•mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=?
若1mol CH4还原NO2至N2整个过程中放出的热量为867kJ,则ΔH2=______.
5、[有机化学基础] 有机物H是一种重要的医药中间体。其结构简式如图所示:
合成H的一种路线如下:
已知以下信息:
①有机物A遇氯化铁溶液发生显色反应,其分子中的苯环上有2个取代基,且A的苯环上一氯代物有2种。 ②J能发生银镜反应。
请回答下列问题:
(1)I的名称是 。G生成H的反应类型是 。
(2)B的含氧官能团名称是 ;E生成F的化学方程式为 。
(3)在一定条件下,A与J以物质的量比1∶1反应生成功能高分子材料K,K的结构简式为 。
(4)已知:,C与E以物质的量比1∶1混合在催化剂、加热条件下反应,写出化学方程式 。
(5)L是B的同分异构体,L符合下列条件的结构有 种(不考虑立体结构)。
①与B具有相同的官能团;②遇氯化铁溶液发生显色反应。
6、氨气是一种重要的化工原料,氨态氮肥是常用的肥料。
工业合成氨的化学方程式:N2 + 3H2 2NH3+92.4KJ
(1)它是氮的固定的一种,属于_____________(选填“大气固氮”、“生物固氮” “人工固氮”);若升高温度,该平衡向____________方向移动(选填“正反应”或“逆反应”)。
(2)该反应达到平衡状态的标志是______________。(选填编号)
a.压强不变 b.v正(H2)= v正(NH3) c.c (N2)不变 d.c(NH3)= c(N2)
(3)欲使NH3产率增大,可采取的措施有_____________、____________。若容器容积为2L,开始加入的N2为0.1mol,20s后测得NH3的物质的量为0.08mol,则N2的平均反应速率为_________________________________________mol/(L∙S)。
(4)如下图所示,将集有氨气的试管倒置于水槽中,观察到试管内液面上升,溶液变为红色,解释发生该现象的原因____________________________________。
(5)(NH4)2SO4是常用的氮肥,长期施用时会使土壤酸化板结,
用离子方程式表示原因___________________________________
检验(NH4)2SO4含NH4+的方法是____________________。
____________________.
7、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)
8、氰化钠,白色结晶颗粒或粉末,易潮解,剧毒,水溶液显弱碱性,化学式为NaCN,熔点为563.1℃,是一种重要的化工原料,多用于化学合成,电镀冶金等方面。其制备工艺如下:
(1)制备过程的化学反应方程式为____________________________________。
(2)工厂中,氰化钠存储区应贴的标志为________(填选项字母)。
(3)已知NaCN中碳、氮原子均满足8电子稳定结构,其电子式为_____________。
(4)丙烯氨氧化法制丙烯腈的过程中有大量副产物HCN,HCN被NaOH溶液吸收,也是制备NaCN的一种重要方法。含等物质的量的NaCN和HCN的混合溶液,其pH>7,该溶液中下列关系式一定正确的是________(填选项字母)。
A.2c(Na+)=c(CN-) B.c(CN-)
C.c(H+)=c(OH-)-c(HCN) D.c(Na+)-c(CN-) =c(OH-)-c(H+)
已知25℃时,HCN的电离平衡常数Ka=4.9×10-10,则该温度下NaCN的水解平衡常数Kb=________(结果保留到小数点后一位)。
(5)泄露的含NaCN的溶液可用双氧水处理,生成一种常见的酸式盐和一种常见的碱性气体,化学方程式为__________________________________。
(6)某废水样品中主要含有CN-和Cl-,若用电解法除去废水中的CN-,装置如图所示,控制废水的pH范围在9~10,阳极产生的ClO-可将CN-氧化为N2和CO32-,阳极的电极反应式为________。 除去CN-的离子反应方程式为____________________________。
9、近几年我国大面积发生雾霾天气,其主要原因是SO2、NOx,挥发性有机物等发生二次转化,研究碳、氮、硫及其化合物的转化对于环境的改善有重大意义。
(1)在一定条件下,CH4可与NOx反应除去NOx,已知有下列热化学方程式:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ·mol-1
②N2(g)+2O2(g) 2NO2(g) △H=+67.0 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-41.0 kJ·mol-1
则CH4(g)+2NO2(g) CO2(g)+2H2O(g)+N2 (g) △H=_____kJ·mol-1;
(2)某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫,将得到的Na2SO3溶液进行电解,其中阴阳膜组合电解装置如图一所示,电极材料为石墨。
① a表示_____离子交换膜(填“阴”或“阳”)。A—E分别代表生产中的原料或产品。其中C为硫酸,则A表示_______。
②阳极的电极反应式为____________________。
(3)SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸,其中SO2发生催化氧化的反应为: 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。若在T1℃、0.1 MPa条件下,往一密闭容器通入SO2和O2 [其中n(SO2):n(O2)= 2:1],测得容器内总压强与反应时间如图二所示。
①图中A点时,SO2的转化率为________。
②在其他条件不变的情况下,测得T2℃时压强的变化曲线如图所示,则C点的正反应速率v0(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为v0(正)_____vA(逆) (填“>"、“<”或“ = ”)。
③图中B点的压强平衡常数Kp=______。(Kp=压强平衡常数,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(4)为了清除NO、NO2、N2O4对大气的污染,常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理。现有由a mol NO、b molNO2、c molN2O4组成的混合气体恰好被VL氢氧化钠溶液吸收(无气体剩余),则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为______________。
10、FeCl3是重要的化工原料,无水氯化铁在300℃时升华,极易潮解。
I.制备无水氯化铁。
(1)A装置中发生反应的离子方程式为______________。
(2)装置的连接顺序为a→______________→j,k→______________(按气流方向,用小写字母表示)。
(3)实验结束后,取少量F装置玻璃管中的固体加水溶解,经检测,发现溶液中含有Fe2+,可能原因为______________。
II.探究FeCl3与SO2的反应。
(4)已知反应体系中存在下列两种化学变化:
(i)Fe3+与SO2发生络合反应生成Fe(SO2)63+(红棕色);
(ii)Fe3+与SO2发生氧化还原反应,其离子方程式为______________。
(5)实验步骤如下,并补充完整。
步骤 | 现象 | 结论 |
①取5mL1mol·L-1FeCl3溶液于试管中,通入SO2至饱和。 | 溶液很快由黄色变为红棕色 |
|
②用激光笔照射步骤①中的红棕色液体。 | _______________ | 红棕色液体不是Fe(OH)3胶体 |
③将步骤①中的溶液静置。 | 1小时后,溶液逐渐变为浅绿色 |
|
④向步骤③中溶液加入2滴___________ 溶液(填化学式)。 | _______________ | 溶液中含有Fe2+ |
(6)从上述实验可知,反应(i)、(ii)的活化能大小关系是:E(i)________E(ii)(填“>”、“<”或“=”,下同),平衡常数大小关系是:K(i)__________K(ii)。
11、粗ZnS中的S2-的含量可以用“碘量法”测得。准确称取0.150g样品,置于碘量瓶中,移取25.00mL0.1000mo/L的I2—KI溶液于其中,并加入乙酸溶液,密闭,置于暗处充分反应5min,硫元素完全转化为单质硫析出。以淀粉为指示剂,过量的I2用0.1000mol/LNa2S2O3溶液滴定,反应式为I2+2S2O=2I-+S4O
。测定时,消耗Na2S2O3溶液体积24.00mL。请计算样品中S2-的含量为__(计算结果保留三位有效数字,写出计算过程)。
12、氢气是一种理想的二次能源,在石油化工、冶金工业、治疗疾病、航空航天等方面有着广泛的应用。以甲醇、甲酸为原料制取高纯度的H2是清洁能源的重要研究方向。回答下列问题:
(1)甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应。
主反应:CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H=+49kJ·mol-1
副反应:H2(g)+CO2(g)=CO(g)+H2O(g) △H=+40kJ·mol-1
①甲醇在催化剂作用下裂解可得到H2和CO,反应的热化学方程式为_______。
②若上述副反应的活化能Ea1=wkJ·mol-1,则CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g)的活化能Ea2=_______kJ·mol-1。
③某温度下,将n(H2O)∶n(CH3OH)=1∶1的原料气分别充入密闭容器中(忽略副反应),设恒容下甲醇的平衡时转化率为α1,恒压条件下甲醇的平衡时转化率为α2,则α1_______α2(填“>”、“<”或“=”)。
(2)工业上常用CH4与水蒸气在一定条件下来制取H2,其反应原理为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+203kJ·mol-1,在容积为3L的密闭容器中通入物质的量均为3mol的CH4和水蒸气,在一定条件下发生上述反应,测得平衡时H2的体积分数与温度及压强的关系如图所示。压强为p1时,在N点:v正_______v逆(填“>”、“<”或“=”),N点对应温度下该反应的逆反应的平衡常数K=_______L2·mol-2。比较:p1_______p2(填“>”、“<”或“=”)。
(3)HCOOH催化释氢。在催化剂作用下,HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图所示。
①HCOOD催化释氢反应除生成HD外,还生成_______(填化学式)。
②研究发现:其他条件不变时,HCOOK替代一部分HCOOH,催化释氢的速率增大,根据图示反应机理解释其可能的原因是_______。
13、(铋酸钠,浅黄色不溶于冷水的固体)是分析化学常用试剂。工业上以辉铋矿粉(主要成分是
,含少量
、
、
等杂质)为原料制备铋酸钠的流程如下:
请回答下列问题:
(1)Cu元素位于元素周期表第_______周期第_______族。用硝酸替代“盐酸,”也可以实现“酸浸”,从环保角度考虑,存在的缺点是_______。
(2)检验“酸浸”液中是否含,可选择的试剂是_______(填标号)。
A.KSCN溶液 B.溶液 C.KSCN溶液和双氧水
(3)“除铁”的离子方程式为_______。
(4)已知,
的平衡常数
。
的平衡常数
_______。
(5)探究的性质:
实验 | 操作 | 现象 |
Ⅰ | 取少量 | 浅黄色固体溶解,产生黄绿色气体,试纸变蓝 |
Ⅱ | 在稀硫酸酸化的 | 无色溶液变紫红色溶液 |
①实验Ⅱ中发生反应的离子方程式为_______。
②结合上述实验及所学知识,在酸性条件下,、
、
的氧化性由强到弱的顺序是_______(填化学式)。