【題目】某校化學學習小組分別設計了一組實驗來探究元素周期律。
第一小組根據(jù)元素非金屬性與其對應最高價含氧酸之間的關系,設計了如圖裝置來一次性完成同主族元素非金屬性強弱比較的實驗探究。
[查閱資料]
Ⅰ.常溫下濃鹽酸與高錳酸鉀能反應生成氯氣。
Ⅱ.H2SiO3難溶于水。
實驗藥品:大理石、碳酸鈉粉末、稀硝酸、硅酸鈉溶液。
[探究過程]
(1)第一小組為比較N、C、Si的非金屬性強弱,以圖中裝置進行實驗:
①燒杯C中現(xiàn)象為__________,發(fā)生反應的離子方程式為________________。
②實驗預期結論:_______________________________________。
③存在問題:___________________________________________。
(2)第二小組設計了下圖裝置來驗證鹵素單質的氧化性,A、B、C三處分別是蘸有溴化鈉溶液的棉花、濕潤的淀粉碘化鉀試紙、濕潤的紅色紙條。
①寫出A處反應的離子方程式:_______________________________。
②B處實驗現(xiàn)象是____________________________________________。
③實驗預期結論:____________________________________________。
④存在問題:________________________________________________。
【答案】溶液變渾濁 CO2+SiO32-+H2O=H2SiO3↓+CO32- 非金屬性:C>Si 稀硝酸有一定的揮發(fā)性,影響C和Si非金屬性強弱的判斷 Cl2+2Br-=Br2+2Cl- 試紙變藍 氧化性:Cl2>Br2>I2 無法判斷Br2和I2的氧化性
【解析】
(1)驗證元素的非金屬性與其對應最高價含氧酸之間的關系,可根據(jù)強酸制弱酸的反應原理,用稀硝酸與大理石反應生成二氧化碳,再將二氧化碳通入硅酸鈉溶液中,生成硅酸沉淀,由此可說明硝酸、碳酸及硅酸酸性的強弱,但硝酸有揮發(fā)性,影響了最后結果的判斷;
(2)氯氣與溴化鈉溶液發(fā)生置換反應生成單質溴和氯化鈉,說明氯氣氧化性強于溴,氯氣與碘化鉀溶液發(fā)生置換反應生成單質碘,碘遇淀粉變藍色,說明氯氣氧化性強于碘,但無法判斷Br2和I2的氧化性。
(1)①燒杯C中硅酸鈉溶液與二氧化碳反應生成硅酸沉淀和碳酸鈉,反應的離子方程式為SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32-;
②實驗預期結論是同主族元素從上到下非金屬性依次減弱,元素的非金屬性C>Si,故答案為:非金屬性:C>Si;
③硝酸有揮發(fā)性,揮發(fā)出的硝酸與硅酸鈉溶液反應生成硅酸沉淀,會干擾C和Si非金屬性強弱的判斷,故答案為:稀硝酸有一定的揮發(fā)性,影響C和Si非金屬性強弱的判斷;
(2)①A處氯氣與溴化鈉溶液發(fā)生置換反應生成單質溴和氯化鈉,反應的離子方程式為Cl2+2Br-=Br2+2Cl-,故答案為:Cl2+2Br-=Br2+2Cl-;
②B處氯氣與碘化鉀溶液發(fā)生置換反應生成單質碘,碘遇淀粉變藍色,故答案為:試紙變藍;
③實驗預期結論是同主族元素從上到下非金屬性依次減弱,單質的氧化性依次減弱,單質的氧化性Cl2>Br2>I2,故答案為:氧化性:Cl2>Br2>I2;
④實驗中沒有設計溴與碘化鉀淀粉溶液的反應,無法判斷Br2和I2的氧化性,故答案為:無法判斷Br2和I2的氧化性。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】丁二酮肟可用于鎳的檢驗和測定,其結構式如圖:
(1)Ni元素基態(tài)原子價電子排布式為________,C、N、O第一電離能由大到小的順序是________。
(2)1mol丁二酮肟含有的σ鍵數(shù)目是________,碳原子的雜化方式為________。
(3)丁二酮肟鎳分子內含有的作用力有________(填字母)。
a.配位鍵 b. 離子鍵 c. 氫鍵 d. 范德華力
(4)某鎳白銅的晶胞如圖所示,其化學式為________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】氯喹()可用于治療新冠肺炎,氯喹的合成方法如圖:
已知:+H2O。
回答下列問題:
(1)A中所含官能團的名稱是__,C的分子式為___。
(2)A生成B的反應類型為___,E生成F的反應類型為__。
(3)碳原子上連有4個不同的原子或基團時,該碳稱為手性碳。氯喹中的手性碳有__個。
(4)由C生成D的過程中,加入NaOH溶液時發(fā)生反應的化學方程式為___。
(5)X為E的同分異構體,寫出一種滿足如下條件的X的結構簡式:___。
①遇FeCl3溶液發(fā)生顯色反應
②除苯環(huán)外不含其他環(huán),且苯環(huán)上只有2個取代基
③含有—CN
④核磁共振氫譜中只有4組峰,且峰面積之比為1:2:2:1
(6)設計以、CH3CH2CH2Br、CH3CH2ONa、CH3CH2OH為原料合成的合成路線___(無機試劑任選)。
已知:R1CH2COOR2R1CH(R3)COOR2
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知:CH4(g)+2H2S(g) CS2(g)+4H2(g)。向恒容密閉容器中充入0.1 mol CH4和0.2 mol H2S發(fā)生反應,各物質的物質的量分數(shù)隨溫度變化如圖所示:
下列說法正確的是
A.該反應的ΔH<0
B.X點與Y點容器內壓強比為55∶51
C.X點CH4的轉化率為20%
D.維持Z點溫度,向容器中再充入CH4、H2S、CS2、H2 各0.1 mol 時υ(正)<υ(逆)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】一定溫度下,在三個容積均為2.0 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應:2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)。各容器中起始物質的量濃度與反應溫度如下表所示:
容器 | 溫度/℃ | 起始物質的量濃度/(mol·L-1) | |||
NO(g) | CO(g) | N2 | CO2 | ||
甲 | T1 | 0.10 | 0.10 | 0 | 0 |
乙 | T2 | 0 | 0 | 0.10 | 0.20 |
丙 | T2 | 0.10 | 0.10 | 0 | 0 |
反應過程中甲、丙容器中CO2的物質的量隨時間變化關系如圖所示。下列說法正確的是
A.該反應的正反應為放熱反應,平衡常數(shù)K(T1)<K(T2)
B.乙容器中反應達到平衡時,N2的轉化率小于40%
C.達到平衡時,乙容器中的壓強一定大于甲容器的2倍
D.丙容器中反應達到平衡后,再充入0.10 mol NO和0.10 mol CO2,此時υ(正)<υ(逆)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】I 金屬鈦(Ti)是一種具有許多優(yōu)良性能的金屬,鈦和鈦合金被認為是21世紀的重要金屬材料。
(1) Ti(BH4)2是一種過渡元素硼氫化物儲氫材料。
① Ti2+基態(tài)電子排布式可表示為_______。
② 與BH4-互為等電子體的陽離子的化學式為_______。
(2) 二氧化鈦(TiO2)是常用的、具有較高催化活性和穩(wěn)定性的光催化劑,常用于污水處理。納米TiO2催化的一個實例如下圖所示。
甲 乙
化合物乙的分子中采取sp3雜化方式的原子個數(shù)為_______。
(3) 水溶液中并沒有[Ti(H2O)6)]4+離子,而是[Ti(OH)2(H2O)4]2+離子,1 mol [Ti(OH)2(H2O)4]2+中σ鍵的數(shù)目為_____。
(4) 氮化鈦(TiN)具有典型的NaCl型結構,某碳氮化鈦化合物,結構是用碳原子取代氮化鈦晶胞(結構如右圖)頂點的氮原子,則此碳氮化鈦化合物的化學式是_____。
II Cu2O廣泛應用于太陽能電池領域。以CuSO4、NaOH和抗壞血酸為原料,可制備Cu2O。
(1)Cu基態(tài)核外電子排布式為_____。
(2)SO42-的空間構型為_____(用文字描述);Cu2+與OH反應能生成[Cu(OH)4]2,[Cu(OH)4]2中的配位原子為_____(填元素符號)。
(3)抗壞血酸的分子結構如圖1所示,分子中碳原子的軌道雜化類型為_____;推測抗壞血酸在水中的溶解性:_____(填“難溶于水”或“易溶于水”)。
圖1 圖2
(4)一個Cu2O晶胞(見圖2)中,Cu原子的數(shù)目為_____。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】將鈉、鎂、鋁各0.3 mol分別放入100 mL 1 mol·L-1的鹽酸中,同溫同壓下產生的氣體體積比是( )
A.1∶2∶3B.6∶3∶2C.3∶1∶1D.1∶1∶1
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】設為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述錯誤的是( )
A.醋酸鈉溶液含有的數(shù)目為
B.和的混合氣體中含有鍵的數(shù)目為
C.7g乙烯和環(huán)丁烷的混合氣體中含有的氫原子數(shù)目為
D.的濃與過量反應,轉移的電子數(shù)大于
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】CH4-CO2催化重整不僅可以得到合成氣(CO和H2),還對溫室氣體的減排具有重要意義;卮鹣铝袉栴}:
(1)CH4-CO2催化重整反應為:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
已知:C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH=-111 kJ·mol1
該催化重整反應的ΔH==______ kJ·mol1。有利于提高CH4平衡轉化率的條件是____(填標號)。
A.高溫低壓 B.低溫高壓 C.高溫高壓 D.低溫低壓
某溫度下,在體積為2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化劑進行重整反應,達到平衡時CO2的轉化率是50%,其平衡常數(shù)為_______mol2·L2。
(2)反應中催化劑活性會因積碳反應而降低,同時存在的消碳反應則使積碳量減少。
相關數(shù)據(jù)如下表:
積碳反應 CH4(g)=C(s)+2H2(g) | 消碳反應 CO2(g)+C(s)=2CO(g) | ||
ΔH/(kJ·mol1) | 75 | 172 | |
活化能/ (kJ·mol1) | 催化劑X | 33 | 91 |
催化劑Y | 43 | 72 |
①由上表判斷,催化劑X____Y(填“優(yōu)于”或“劣于”),理由是_________________。在反應進料氣組成、壓強及反應時間相同的情況下,某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關系如圖所示。升高溫度時,下列關于積碳反應、消碳反應的平衡常數(shù)(K)和速率(v)的敘述正確的是________填標號)。
A.K積、K消均增加 B.v積減小,v消增加
C.K積減小,K消增加 D.v消增加的倍數(shù)比v積增加的倍數(shù)大
②在一定溫度下,測得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為v=k·p(CH4)·[p(CO2)]-0.5(k為速率常數(shù))。在p(CH4)一定時,不同p(CO2)下積碳量隨時間的變化趨勢如圖所示,則pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)從大到小的順序為________________。
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