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【题目】【化学选修3:物质结构与性质】铝、铁在生活、生产中有着广泛的用途,请回答下列问题。
(1)Fe2+的最外层电子排布式____________。元素Fe与Mn的第三电离能分别为I3(Fe)、I3(Mn),则I3(Fe)______I3(Mn)(填“>”、“<")。
(2)第四周期中,与Al原子未成对电子数相同的金属元素有____种。气态氯化铝的分子组成为(AlCl3)2,其中Al、Cl均达8e-稳定结构,Al原子的杂化方式为__________。根据等电子原理,AlO2-的空间构型为_____。
(3)Fe(CO)5的熔点为-20℃,沸点为103℃,易溶于乙醚,其晶体类型为______,晶体中σ键和π键的数目之比为______。
(4)科学家们发现某些含铁的物质可催化尿素合成肼(N2H4),沸点:N2H4>C2H6的主要原因为____________。
(5)FeO晶体的晶胞如图所示,己知:FeO晶体的密度为ρg/cm3,NA代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中,与Fe2+紧邻且等距离的Fe2+数目为_____;Fe2+与O2-最短核间距为______pm(用ρ和NA表示)。
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【题目】结合所学内容回答下列问题:
Ⅰ.某实验小组以H2O2的分解为例,研究浓度、催化剂、温度对化学反应速率的影响,按照如下方案设计实验。
实验编号 | 反应物 | 催化剂 | 温度 |
① | 10 mL 2% H2O2溶液 | 无 | 20℃ |
② | 10 mL 5% H2O2溶液 | 无 | 20℃ |
③ | 10 mL 5% H2O2溶液 | 1-2滴1 mol/LFeCl3溶液 | 20℃ |
④ | 10 mL 5% H2O2溶液 | 无 | 20℃ |
⑤ | 10 mL 5% H2O2溶液 | ||
⑥ | 无 | 20℃ |
(1)实验①和②的目的是研究_______________对反应速率的影响。
(2)实验③和④测得生成氧气的体积随时间变化的关系如下图所示。
分析上图能够得出的实验结论是________________________________________________。
(3)实验⑤和⑥是研究温度相差10℃对反应速率的影响,请在上面表格空白处补齐对应的内容_________。
Ⅱ.某温度时,在2L的容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。请通过计算回答下列问题:
(4)反应开始至2 min,Z的平均反应速率____________。
(5)保持容器容积不变,在第2min时改变下列条件时,化学反应速率的变化是:
①向其中充入1 molX气体,化学反应速率_______(填 “加快”“减慢”或“不变”,下同);
②向其中充入1 mol N2(g) (N2不参加反应),化学反应速率_______________;
③同时加入0.9molX、0.7molY 和0.2molZ,化学反应速率________________。
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【题目】NOx在阳光的作用下会引起光化学烟雾,从而造成严重的大气污染。火力发电厂烟气中含有大量氮氧化物,必须对燃烧后的烟气进行处理,其原理如下(已知:燃烧系统排放烟气中的NOx,90%以上是NO):
请回答:
(1)NO2气体的颜色为______。
(2)下列物质可作试剂A的是______(填字母)。
a.O3 b.CO c.NH3 d.ClO2
(3)试剂B可使用Na2SO3溶液,该反应的化学方程式为______。
(4)NO2还可以用NaOH溶液吸收(原理:2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O)。取一定量 NO2用过量的V1 mL c1 mol·L1NaOH溶液吸收完全,剩余NaOH用V2 mL c2 mol·L1 H2SO4溶液恰好中和,则被吸收的NO2物质的量是______。
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【题目】设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关叙述正确的是:
A. 标准状况下,VL气态烯烃(CnH2n)含中子的数目为
B. 1LFe2(SO4)3溶液中,若c(Fe3+)=2 molL-1,则SO42-的数目为3NA
C. 一定量的硝酸和铁粉反应放出0.5mol气体,则转移的电子数一定是1.5NA
D. 46g甲酸含H-O键的数目为0.5NA
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【题目】2017年5月18日,中国国土资源部地质调查局宣布,我国在南海进行的可燃冰试采获得成功,成为全球第一个海域试采可燃冰成功的国家,可燃冰即天然气水合物,甲烷含量占80%至99.9%。化工生产中用甲烷和水蒸气反应得到以CO和H2为主的混合气体,这种混合气体可用于生产甲醇或合成氨,回答下列问题:
(1)对甲烷而言,有如下两个主要反应:
①CH4(g)+1/2O2(g)=CO(g)+2H2(g) △H1 =-36kJ·mol-1
②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H2 =+216kJ·mol-1
若不考虑热量耗散,物料转化率均为100%,最终炉中出来的气体只有CO、H2,为维持热平衡,每生产lmolCO,转移电子的数目为__________。
(2)甲醇是一种用途广泛的化工原料,工业上常用下列两种反应制备甲醇:
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1 =-90kJ·mol-1 K1
CO2(g)+3H2(g)= CH3OH(g)+H2O(l) △H2 K2
己知:CO(g)+H2O(g)= CO2(g)+H2(g) △H3 =-41.1kJ·mol-1 K3
H2O(l)=H2O(g) △H4 =+44.0kJ·mol-1 K4
则△H2=______ K2=_______ (用含K1、K3、K4的代数式表示)
(3)在一恒温恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2模拟工业合成甲醇的反应:CO2(g)十3H2(g) CH3OH(g)十H2O(g)
①下列能说明该反应已达到平衡状态的是______________________。
A.混合气体平均相对分子质量不变 B.混合气体密度不变
C.容器内压强恒定不变 D.反应速率满足以下关系:V正(CO2)=3V逆(H2)
E.CO2、H2、CH3OH、H2O物质的量浓度之比为1:3:1:1
F.单位时间内断裂3NAH-H键的同时形成2molH-O键
②模拟过程中测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示,若此时容器内压强为P,则用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP为_____________(用含P的代数式表示,数值保留两位小数),若此时再向容器内充入0.25molCO2和0.25molCH3OH的混合气体,则平衡______(填“正向“逆向“不”)移动。(已知:气体分压=气体总压×体积分数)
(4)甲醇可在电解银催化作用下制甲醛,从贵金属阳极泥中可提取“粗银”“粗银”(含Ag、Cu、Au)可用电解槽电解精炼,纯银作阴极,采用AgNO3和稀HNO3的混合液作电解液,阴极的主要电极反应式为_____。阴极还有少量副反应发生,产生的气体遇空气迅速变为红棕色,该副反应的电极反应式为_______。硝酸浓度不能过大,其原因是___________________________________________。
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【题目】铜锌原电池的装置如图所示,下列叙述不正确的是( )
A.锌片为负极,稀硫酸是电解质溶液
B.电池工作时电子由锌片经导线流向铜片
C.电池工作时铜片逐渐溶解而质量减轻
D.电池工作时实现了化学能转化为电能
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【题目】生活中碰到的某些问题常常涉及到化学知识,下列分析正确的是( )
A.水在人体内没有调节体温的作用,但水是一种很好的溶剂
B.胃酸过多的人不宜吃海带、鸡肉、苹果等酸性食物
C.凡是有甜味的物质都是糖类,因此糖尿病人不能吃有甜味的食品
D.可用灼烧的方法来鉴别某白色纺织品的成分是真蚕丝还是“人造丝”
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【题目】我国钒钛磁铁矿分布广泛,储量丰富,不仅是铁的重要来源,其中伴生的钛、钒、铝等多种成分还具有很高的利用价值。其尾矿是工业提取钛的重要来源
I.钒钛磁铁矿的尾矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量FeO、Al2O3、SiO2等杂质)经选矿后得到钛精矿过一系列反应制得TiO2:
(1)氢氧化钠净化尾矿的目的是_________________________________。
(2)写出钛精矿中FeTiO3与80%硫酸溶液反应的化学方程式:___________________。
II.以TiO2为原料制备金属钛,流程如下:TiO2→TiCl4→Ti
(3)已知反应:TiO2(s)十2Cl2(g)=TiCl4(l)十O2(g) △H=十151kJ/mol,但不能由TiO2和Cl2直接反应(即氯化反应)来制取TiCl4试解释原因:___________________________________。
(4)当往氯化反应体系中加入碳后,使得该反应在高温条件下能顺利制得TiCl4,从化学平衡的角度解释其原因___________________________________________。
(5)己知碳的燃烧热394kJ/mol,请写出TiO2与Cl2、C反应制取TiCl4的热化学方程式_____________。
III.以TiO2为原料可以制备Li4Ti5O12(一种锂离子电池的电极材料),过程如下:
(6)不同温度下,TiO2·xH2O与双氧水、氨水反应达到平衡所得实验结果如下表所示:
温度/℃ | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
TiO2·xH2O的转化率 | 80% | 90% | 97% | 93% | 82% |
该过程的理想温度为_______________,分析表中数据,解释TiO2·xH2O的转化率随温度变化的原因:_______________________________________,该反应的离子方程式为________________________。
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【题目】下表列出8种元素在元素周期表中的位置,结合所学内容回答下列问题:
族 周期 | ⅠA | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | 0 |
2 | ① | ② | ③ | ④ | ||||
3 | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ |
(1)写出①的元素符号_________, 元素⑥的原子结构示意图____________________。
(2)写出元素⑤的最高价氧化物对应的水化物的电子式_____________, 该化合物中含有的化学键是_____________________。
(3)H元素分别与②、③、④形成的最稳定的气态氢化物是______________(写氢化物的化学式)。
(4)⑦、⑧是两种常见的非金属元素,从原子结构分析,原子半径⑦_______⑧(填写“>”或“<”);得电子能力较强是________ (填写元素符号);非金属性强弱关系是⑦_______⑧(填写“>”或“<”);⑧的单质通入⑦的钠盐溶液中,出现黄色沉淀,其离子方程式为_________________________________。
(5)某同学阅读课外资料,看到了下列有关锗、锡、铅三种元素的性质描述:
①锗、锡在空气中不反应,铅在空气中表面形成一层氧化铅;
②锗与盐酸不反应,锡与盐酸反应,铅与盐酸反应但生成PbCl2微溶而使反应终止;
③锗、锡、铅的+4价的氢氧化物的碱性强弱顺序是:Ge(OH)4<Sn(OH)4<Pb(OH)4。
该同学查找三种元素在周期表的位置如图所示:
Ⅳ | |
4 | Ge |
5 | Sn |
6 | Pb |
请解释产生上述性质变化的原因______________________________________。
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【题目】冬季是流感多发季节,最近我校许多学生得了流感,表现症状为发热头痛等,乙酰苯胺是磺胺类药物具有很好退热镇痛作用,是较早使用的解热镇痛药,有“退热冰”之称。其制备原理如下:
己知:①苯胺易被氧化:
②乙酰苯胺、苯胺和醋酸的部分物理性质如下表:
物质 | 熔点 | 沸点 | 溶解度(20℃) |
乙酰苯胺 | 114.3℃ | 305℃ | 0.46 |
苯胺 | -6℃ | 184.4℃ | 3.4 |
醋酸 | 16.6℃ | 118℃ | 易溶 |
注:刺形分馏柱的作用相当于二次蒸馏,用于沸点差别不太大的混合物的分离。
实验步骤如下:
步骤1:在50mL烧瓶中加入9mL(0.10mol)苯胺、15mL(0.27mol)冰醋酸及少许锌粉,依照上图装置组装仪器。
步骤2:控制温度计示数约105℃,小火加热回流1h。
步骤3:趁热将反应混合物倒入盛有100mL冷水的烧杯中,冷却后抽滤,洗涤,得到粗产品。
步骤4:将步骤3所得粗产品进一步提纯后,称得产品质量为10.8g。
请回答下列问题:
(1)步骤1中加入锌粉的作用是________________________________。
(2)步骤2加热可用_________________(填“水浴”或“油浴”)
(3)锥形瓶所接的蒸馏物是______________(填化学式)。实验这样设计的目的是__________________。
(4)步骤2中,控制温度计读数在105℃左右的原因_______________,得到的粗产品需进一步提纯,该提纯方法是________________________________________________________。
(5)纯净的乙酰苯胺为无色片状晶体,对无色片状晶体进行干燥,判断晶体干燥完全的实验方法是___________________________________________。
(6)请计算所得到乙酰苯胺的产率是_________________________________________________。
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