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 |
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实验目的 | 制H2S | 制氨气 | 制NO2 | 制氯气 |
A．A
B．B
C．C
D．D
2、尿素和氨气对于提高农作物产量和品质有重要作用，合成尿素的反应为：2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(l)，完成下列填空：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为___。
(2)在恒定温度下，将NH3和CO2按物质的量之比2:1充入固定体积为10L的密闭容器，经20min达到平衡，此时固体质量增加120g。用CO2表示20min内的化学反应速率为___。
(3)合成尿素时不同温度下CO2转化率变化曲线如图：
该反应正方向为____热反应（选填“吸”或“放”）。a、b、c三点对应温度下的平衡常数大小关系如何：_____（用Ka、Kb、Kc表示），理由为____。
3、【选做题】本题包括A， B两小题，请选定其中一小题，并在相应的答题区域内作答。若多做，则按A小题评分
A．在5-氨基四唑(
)中加入金属Ga，得到的盐是一种新型气体发生剂，常用于汽车安全气囊．
（1）基态Ga原子的电子排布式可表示为____________；
（2）5-氨基四唑中所含元素的电负性由大到小的顺序为____________，其中N原子的杂化类型为____________；在1mol 5-氨基四唑中含有的σ键的数目为____________。
（3）叠氮酸钠(NaN3)是传统安全气囊中使用的气体发生剂．
①叠氮酸钠(NaN3)中含有叠氮酸根离子(N3-)，根据等电子体原理N3-的空间构型为____________。
②以四氯化钛、碳化钙、叠氮酸盐作原料，可以生成碳氮化钛化合物．其结构是用碳原子取代氮化钛晶胞(结构如右图)顶点的氮原子，这种碳氮化钛化合物的化学式为____________。
4、"碳达峰”“碳中和”是我国社会发展重大战略之一
I．中国首次实现了利用二氧化碳人工合成淀粉，其中最关键的一步是以CO2为原料制CH3OH．在某CO2催化加氢制CH3OH的反应体系中，发生的主要反应有：
①CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H1=+41.1kJmo1-1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.0kJmo1-1
③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3=-48.9kJmo1-1
(1)5Mpa时，往某密闭容器中按投料比n(H2)：n(CO2)=3：1充入H2和CO2反应达到平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
①图中Y代表___________(填化学式)。
②体系中CO2的物质的量分数受温度影响不大，原因是___________。
II．CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：
①CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) K1
②CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) K2
请回答：
(2)反应CH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)的K=___________(用K1，K2表示)。
(3)恒压，750°C时，CH4和CO2按物质的量之比1：3投料，经如下流程可实现CO2高效转化。
①写出过程ii产生H2O(g)的化学方程式___________。
②过程ii的催化剂是___________，若CH4和CO2按物质的量之比1：1投料，则会导致过程ii___________。
③过程ii平衡后通入稀有气体He，测得一段时间内CO物质的量上升，根据过程iii，结合平衡移动原理，解释CO物质的量上升的原因___________。
5、有机化合物K在化工和医药方面有重要的应用，其合成路线如下：
已知信息：
①C能发生银镜反应，E的相对分子质量比D大4，G的苯环上的一溴代物有两种
②
③2RCH2CHO
请回答下列问题：
（1）F的名称是__________，H含有的官能团是__________。
（2）A→B的反应类型是__________，F→G的反应类型是__________。
（3）C与银氨溶液反应的化学方程式是__________。
（4）K的结构简式是__________。
（5）符合下列要求的C8H10O的同分异构体有__________种．
①芳香族化合物②与Na反应并产生H2③遇FeCl3溶液呈紫色，
其中核磁共振氢谱为4组峰，且面积比为6:2:1:1的是__________(写出其中一种结构简式)
（6）参照已知信息和成路线，设计一条由CH2=CH2为原料合成CH3CH2CH2CH2OH的路线(注明反应条件):__________。
6、箱中微粒：多烯
量子力学中，π电子沿碳原子中性共轭链的移动可以仿照“ 箱中微粒”的方法。π电子的能量在下面的方程中给出：
,n是量子数(n= 1， 2， 3，…。)，h是Planck's常数，m是电子质量，L是势箱的长度，并可近似地用L=(k+ 2) ×1.40 Å (k是分子碳链上共轭双键的数目)表示。适当波长λ 的光子可使π电子从最高占据轨道(HOMO)到最低未占据轨道(LUMO)。一个近似的半经验公式基于这个模型，将波长λ，双键数目k与常数B用下列关系式联系起来：
λ (nm)=B×
等式1
(1).用这个半经验公式，取B= 65.01 nm，计算辛四烯(CH2= CH- CH=CH- CH= CH- CH = CH2)的波长λ (nm)___________。
(2).推导等式1(电子从HOMO转移到LUMO对应波长λ(nm)的表达式)，用k与基本常数表示。并以此计算常数Bcalc的理论值___________。
(3).我们想合成一个线型多烯，在激发电子从HOMO到LUMO时需要吸收大概600nm的光子。用你第二部分的表达式，确定多烯中共轭双键数(k)并给出它的结构___________。[如果你没有做出第二部分，用半经验公式等式1，取B= 65.01 nm来完成第三部分。]
(4).对于第三部分得到的多烯分子，计算HOMO与LUMO之间的能量差△E，(kJ·mol-1)。如果第三部分未解决，取k= 5解决这个问题。
(5).粒子在一维势箱中的模型可被扩展到三维长方体势箱中，长宽高为Lx、Ly与Lz。得到下列允许能级的表达式：
三个量子数nx，ny与nz必须为整数且相互独立。
①给出三个不同的最低能量的表达式，假定为边长L的立方势箱___________。
②能级的能量相同称为简并。画出草图展示所有能量的能级，包括所有简并能级，立方势箱对应的量子数取1或2___________。
7、氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
（1）科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图1所示，若“重整系统”发生的反应中
=6，则FexOy的化学式为____________。
（2）工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知：
CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ•mol-1
CH3OCH3(g)+H2O(g)═2CH3OH(g)△H2=+23.4kJ•mol-1
则2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H3= ____________ kJ•mol-1
（3）①一定条件下，上述合成二甲醚的反应达到平衡状态后，若改变反应的某一个条件，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是____________(填代号)。
a．逆反应速率先增大后减小 b．H2的转化率增大
c．反应物的体积百分含量减小 d．容器中的
值变小
②在某压强下，合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如图2所示．
T1温度下，将6mol CO2和12mol H2充入2L的密闭容器中，5min后反应达到平衡状态，则0～5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)= ____________ 。
③上述合成二甲醚的过程中提高CO2的转化率可采取的措施有____________、____________ (回答2点)。
（4）常温下，用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液，在NH4HCO3溶液中，c(NH4+)____c(HCO3-)(填“>”、“<’’或“=”)；反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=____________ (己知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5mol/L， H2CO3的电离平衡常数K1=4×10-7 mol/L，K2= 4×10-11 mol/L)
（5）据报道以二氧化碳为原料采用特殊的电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到多种燃料，其原理如图3所示，电解时其中b极上生成乙烯的电极反应式为____________。
8、已知将浓盐酸滴入高锰酸钾溶液中，产生黄绿色气体，而溶液的紫红色褪去。现有一氧化还原反应的体系中，共有KCl、Cl2、浓H2SO4、H2O、KMnO4、MnSO4、K2SO4七种物质：
（1）该氧化还原反应的体系中，还原剂是______，化合价没有发生变化的反应物是________。
（2）写出一个包含上述七种物质的氧化还原反应方程式（需配平）： __________________________。
（3）上述反应中，1 mol氧化剂在反应中转移的电子为_______ mol。
（4）如果在反应后的溶液中加入NaBiO3，溶液又变为紫红色，BiO3－反应后变为无色的Bi3＋。证明NaBiO3的一个性质是：_______________________________________。
9、铜、镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材料。请回答：
（1）基态铜原子的电子排布式为 ；已知高温下CuO→Cu2O＋O2，从铜原子价层电子结构(3d和4s轨道上应填充的电子数)变化角度来看，能生成Cu2O的原因是 。
（2）硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物，则它们形成的组成最简单的氢化物中，分子构型分别为 ，若“Si—H”中共用电子对偏向氢元素，氢气与硒反应时单质硒是氧化剂，则硒与硅的电负性相对大小为Se Si(填“>”、“<”)。
（3）SeO2常温下白色晶体，熔点为340～350℃，315℃时升华，则SeO2固体的晶体类型为 ；若SeO2类似于SO2是V型分子，则Se原子外层轨道的杂化类型为 。
（4）与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数)，其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成配合物，如BF3能与NH3反应生成BF3·NH3。BF3·NH3中B原子的杂化轨道类型为 ，B与N之间形成 键。
（5）金刚砂(SiC)的硬度为9.5，其晶胞结构如图所示；则金刚砂晶体类型为 ，在SiC中，每个C原子周围最近的C原子数目为 个；若晶胞的边长为a pm，则金刚砂的密度表达式为 g/cm3。
10、SO2是一种大气污染物，但它在化工和食品工业上却有广泛应用。某兴趣小组同学对SO2的实验室制备和性质实验进行研究。
(1)甲同学按照教材实验要求设计如图所示装置制取SO2
①本实验中铜与浓硫酸反应的化学方程式是 ______，铜丝可抽动的优点是_______。
②实验结束后，甲同学观察到试管底部出现黑色和灰白色固体，且溶液颜色发黑。甲同学认为灰白色沉淀应是生成的白色CuSO4夹杂少许黑色固体的混合物，其中CuSO4以白色固体形式存在体现了浓硫酸的________性。
③乙同学认为该实验设计存在问题，请从实验安全和环保角度分析，该实验中可能存在的问题是________。
(2)兴趣小组查阅相关资料，经过综合分析讨论，重新设计实验如下(加热装置略)：
实验记录 A 中现象如下：
序号 | 反应温度/℃ | 实验现象 |
1 | 134 | 开始出现黑色絮状物，产生后下沉，无气体产生 |
2 | 158 | 黑色固体产生的同时，有气体生成 |
3 | 180 | 气体放出的速度更快，试管内溶液为黑色浑浊 |
4 | 260 | 有大量气体产生，溶液变为蓝色，试管底部产生灰白色固体，品红溶液褪色 |
5 | 300 | 同上 |
查阅资料得知： 产物中的黑色和灰白色固体物质主要成分为 CuS、Cu2S 和 CuSO4，其中CuS 和 Cu2S为黑色固体，常温下都不溶于稀盐酸，在空气中灼烧均转化为CuO和SO2。
①实验中盛装浓硫酸的仪器名称为 ____________。
②实验记录表明__________对实验结果有影响，为了得到预期实验现象，在操作上应该____________。
③装置C 中发生反应的离子方程式是 ___________________。
④将水洗处理后的黑色固体烘干后，测定灼烧前后的质量变化，可以进一步确定黑色固体中是否一定含有 CuS其原理为__________(结合化学方程式解释)。
11、KClO3、KMnO4、MnO2常用于实验制备氯气、氧气。某同学取了24.5gKClO3和少量的KMnO4混合均匀后，充分加热后收集到气体A0.32mol，然后再加入足量的浓盐酸，加热充分反应后收集到氯气amol(不考虑氯气的溶解)，Mn元素全部转变成Mn2+。求：
(1)加入KMnO4的物质的量____。
(2)a的值(写出推理过程)____。
12、六水合氯化镍(NiCl2·6H2O)常用于电镀、陶瓷等工业。某实验室以镍矿渣(主要含NiS、CuS、FeS)制备六水合氯化镍晶体，设计流程如图所示：
已知： Ksp(NiS)= 1.07×10-21， Ksp(CuS)= 1.27×10-26。
回答下列问题：
(1)①写出“酸溶”时，NiS发生反应的离子方程式：_______。
②“酸溶”时，为减少生产过程对大气的污染，通常还需通入过量的_______(填气体名称)。
(2)试剂a应选用下列物质中的_______(填标号)。
A．NaOH
B．Ni(OH)2
C．Na2CO3
D．Ni(NO3)2
(3)“除铜”过程发生反应的离子方程式是_______，若要求溶液中Cu2+浓度小于1×10-5mol/L，则应控制溶液中Ni2+浓度_______。(结果保留两位小数)
(4)“沉镍”所得沉淀有多种组成，可表示为xNiCO3·yNi( OH)2 ·zH2O，若试剂b为纯净物，试剂b可以是_______ 。 为测定沉淀的组成，进行下列实验：称取干燥沉淀样品3. 41g，隔绝空气加热，剩余固体质量随温度变化的曲线如图所示(500°C~750°C条件下加热，收集到的气体产物只有一种，750°C以上残留固体为NiO)。通过计算确定该样品的化学式为_______。
(5)由xNiCO3·yNi( OH)2 ·zH2O固体制备NiCl2·6H2O的实验方案是：向固体中加入过量盐酸，搅拌，调节溶液的pH值，蒸发浓缩，_______，过滤，_______，干燥(NiCl2溶解度曲线如图所示)。
13、镍、钴及其化合物在工业上应用广泛。从某含镍废渣(含主要成分为Ni、CoO、Co2O3 及少量杂质Al2O3)提取碳酸钴、硫酸镍的工艺如下：
已知：25℃，Ksp[Co(OH)2]=4.0×10-15， lg2=0.3
(1)酸浸时需将含镍废渣粉碎，目的是_______，酸浸时通入SO2的作用是________。
(2)“除铝”时发生反应的离子方程式是______________________，25℃，若“沉钴”开始时c (Co2+) = 0.010 mo/L，则控制pH≤______时不会产生Co(OH)2沉淀。
(3)一定浓度的NiSO4溶液中加入适量的NaClO和NaOH混合液，可制得NiOOH沉淀，该反应的化学方程式为________。NiOOH可用于制备碱性镍氢电池，该电池工作原理： NiOOH+ MH
Ni(OH)2+M(M为储氢合金)电池充电时阳极的电极反应式是___________。
(4) NiSO4溶液可经过操作A得到NiSO4·7H2O晶体，俗称“翠矾”，操作A具体是指______________。煅烧该晶体时剩余固体质量与温度变化曲线如图，已知该曲线中D处所得产物均为氧化物，写出C到D的化学方程式______________。
