已知硼、氮、钴、铜是几种重要的元素,请回答下列向题:
(1)Co的基态原子中未成对电子数为________个;Cu的基态原子的电子排布式为_______。
(2)Cu的配合物A的结构如右图,A中所含C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________。其中氮原子的杂化方式是_______________。
(3)配体氨基乙酸根(H2NCH2COO-)受热分解可产生CO2 和N2, N2中δ键和π键数目之比是________;N2O与CO2互为等电子体,结构相似,且N2O分子中O只与一个N相连,则N2O的电子式为________。
(4)立方氮化硼的晶胞结构与金刚石结构相似(如下图),是超硬材料。
①晶胞中每个氮原子周围与其最近且等距离的硼原子有________个;
②结构化学上常用原子坐标参数表示晶胞内部各原子的相对位置,立方氮化翻的晶胞中,B原子的坐标参数分别有:B (0,0,0);B(,0, );B (,(, ,0)等,则距离上述三个B原子最近且等距离的N原子的坐标参数为_________;
③已知氮化硼晶胞边长为apm,则氮化硼的密度为_______g·cm -3(设NA为阿伏加德罗常数值,只要求列算式)。
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(l4分)运用化学反应原理研究NH3的性质具有重要意义。请回答下列问题:
(1)已知:①NH3 (g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H=-1266.5kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5 kJ·mol-1
写出氨高温催化氧化生成NO的热化学方程式___________。
(2)氨气、空气可以构成燃料电池,其电池反应原理为:4NH3+302=2N2+6H2O。已知电解质溶液为KOH溶液,则负极的电极反应式为________。
(3)合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,其研究来自正确的理论指导,合成氨反应的化学平衡常数K值和温度的关系如下:
由上表数据可知该反应的△H_______ 0 填“> ”、“< ”或“=”) ;
理论上,为了增大平衡时H2的转化率,可采取的措施是_______(选填字母);
A.增大压强 B.使用合适的催化剂 C.升高温度 D.及时分离出产物中的NH3
③400℃时,测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量浓度分别为3mol·L-1、2 mol·L-1、l mol·L-1,此时刻该反应的V正(N2)=______ V逆(N2)。(填“>”、“<”或“=”)。
(4)已知25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×l0-38, Ksp[Al(OH)3]=3.0×l0-34,当溶液中的金属离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时,可以认为沉淀完全。在含Fe3+、A13+的浓度均为1. 05mol·L-1的溶液中加入氨水,当Fe3+完全沉淀时,A13+沉淀的百分数____________。
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重铬酸钾用途极广。铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,含有SiO2、Al2O3等杂质。以铬铁矿为原料制备K2Cr2O7晶体的过程如图所示:
已知:①NaFeO2遇水强烈水解 ②Cr2072-+H2O=2CrO42-+2H+
请回答:
(1)锻烧铬铁矿的主要反应的化学方程式是______________。
(2)滤液I的成分除NaOH、Na2CrO4外,还含有____________(填化学式);滤渣I中有红褐色物质,生成该物质的反应的离子方程式是______________。
(3)由滤液2转化为Na2Cr207溶液应加入的试剂是________。
(4)向Na2Cr207溶液加入K2SO4固体,发生复分解反应而制得K2Cr207。生成K2Cr207晶体的过程是:加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。试简述此法能够制得K2Cr207晶体的原因:______;洗涤时应选用________(选填字母);
A.蒸馏水 B.稀硫酸 C.饱和K2SO4溶液
如何检验晶体已经洗涤干净:______________。
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三氯化碘(ICl3)在药物合成中用途非常广泛。已知ICl3能使湿润的淀粉KI试纸变蓝。实验室可用如图装置制取ICl3(夹持装置省略)。
(1)制备氯气选用的药品为漂白精固体[主要成分为Ca(ClO)2]和浓盐酸,相关反应的化学方程式为_________。
(2)试剂X、Y分别是_______、_______。
(3)装置B的作用是:_______;装置E的作用是:_______。
(4)氯气与单质碘需在温度稍低于70℃下反应,则装置D适宜的加热方式为______。
(5)某同学欲测定ICl3 样品中ICl3的纯度,他准确称取ICl3样品10.00g于烧杯中,加入适量水和过量KI晶体,充分反应(样品中杂质不反应),反应的化学方程式为__________,将所得溶液配制成100mL待测液,取25.00mL待测液,用2.000mol·L-1的Na2S203标准液滴定(I2 +2S2O32-=2I-+S4O62-),以淀粉溶液作指示剂,达到终点时的现象为_______,重复滴定3次,测得消耗Na2S203溶液体积的平均值为20.00mL。该样品中ICl3的质量分数为_______。
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软锰矿的主要成分为MnO2,含少量Al2O3和SiO2。闪锌矿主要成分为ZnS,含少量FeS、CuS、CdS杂质。现以软锰矿和闪锌矿为原料制备MnO2和Zn,其简化流程如下(中间产物的固体部分已经略去)。
已知: Ⅰ.矿石中所有金属元素在滤液A中均以离子形式存在。
Ⅱ.各种金属离子完全沉淀的pH如下表:
Zn2+ | Mn2+ | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | |
pH | 8.0 | 10.1 | 9.0 | 3.2 | 4.7 |
回答下列问题:
(1)步骤①中为了加快硫酸的浸取速率,可采用的方法是_________________(任写一种)。①中发生多个反应,其中MnO2、FeS与硫酸共热时有淡黄色物质析出,溶液变为棕黄色,写出MnO2、FeS与硫酸共热发生反应的化学方程式______________________。
(2)步骤②加入金属锌是为了回收金属,回收金属的主要成分是_________。
(3)步骤③中MnO2的其作用是__________________,另外一种物质X可以是__________。
A.ZnO B.MgCO3 C.MnCO3 D.Cu(OH)2
(4)MnO2与Li构成LiMnO2,它可作为某锂离子电池的正极材料,电池反应方程式为: Li1-xMnO2+LixC6=LiMnO2+6C,写出该锂离子电池的正极电极反应式__________。
(5)已知:HCN的电离常数K=4.9×10-10,H2S的电离常数K1=1.3×10―7,K2=7.0×10―15,向NaCN溶液中通入少量的H2S气体,反应的离子方程式为__________________。在废水处理领域中常用H2S将Mn2+转化为MnS除去,向含有0.020 mol·L―1Mn2+废水中通入一定量的H2S气体,调节溶液的pH=a,当HS―浓度为1.0×10―4 mol·L―1时,Mn2+开始沉淀,则a=______。[已知:Ksp(MnS)=1.4×10―15]
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(Ⅰ)甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
化学反应 | 平衡常数 | 温度℃ | |
500 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) | K1 | 2.5 | 0.15 |
②H2(g)+CO2(g) H2O (g)+CO(g) | K2 | 1.0 | 2.50 |
③3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O (g) | K3 | ||
(1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=_______(用K1、K2表示)。500℃时测得反应③在某时刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O (g)的浓度(mol/L)分别为0.8、0.1、0.3、0.15, 则此时 V正_____ V逆(填“ > ”、“=”或“<”)。
(2)在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)-反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是______________。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是_________________。
(3)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下, 将a mol/L的醋酸与b mol/LBa(OH)2溶液等体积混合,反应平衡时,2c(Ba2+)= c(CH3COO-),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为________________。
(Ⅱ)已知草酸是一种二元弱酸,草酸氢钠(NaHC2O4)溶液显酸性。
(1)常温下,向10 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01mol·L-1 NaOH溶液时,比较溶液中各种离子浓度的大小关系_________________________ ;
(2)称取6.0g含H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的试样,加水溶解配成250 mL 溶液。量取两份此溶液各25 mL,分别置于两个锥形瓶中。第一份溶液中加入2滴酚酞试液,滴加0.25mol·L-1 NaOH 溶液至20mL时,溶液由无色变为浅红色。第二份溶液滴加0.10 mol·L-1 酸性KMnO4溶液至16mL时反应完全。则原试样中H2C2O4·2H2O的的质量分数为_______ 。
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阿魏酸乙酯是生产用于治疗心脑血管疾病及白细胞减少等症药品的基本原料,如心血康、利脉胶囊、太太口服液等。现根据如下流程合成阿魏酸乙酯:
已知:
① E中有两个甲基,F中没有亚甲基(一CH2一)
②
③
回答下列问题:
(1)反应①的条件为______;反应⑨的类型为________;A的名称为_____(系统命名法)。
(2)由C生成D的过程中,步骤i)的化学方程式为:_________。
(3) B和D反应生成的某种有机物核磁共振氢谱显示有3 组吸收峰,该反应的化学方程式
为:__________
(4)G的分子式为_____。
(5)有同学提出:可用酸性高锰酸钾溶液检测反应⑧中是否有阿魏酸生成,该说法是否
正确____ (填“是”或“否”)理由是________。
(6)H 有多种同分异构体,写出同时符合下列要求的所有H 的同分异构体结构简式____。
① 既能发生银镜反应,又能与FeCl3溶液发生显色反应;② 苯环上的一氯代物只有一种。
(7)参照上述流程,请写出由环戊烯()制备l,9-壬二酸[HOOC(CH2)7COOH]的合成路线流程图(其他原料任选)___________。
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过渡元素由于其特殊的核外电子排布而其有特殊的性质,成为化学研究的重点和前沿。
(l)过波元素处于周期表的____区和f 区。
(2)过渡元素能形成简单化合物,还能形成多种配位化合物
① 通常,d轨道全空或全满的过渡金属离子与水分子形成的配合物无颜色,否则有颜色。如[Co(H2O)6]2+显粉红色,据此判断,[Mn(H2O)6]2+____(填“有”或“无”)颜色。
② Ni2+可形成多种配合物,如Ni(CN)42-。写出CN-的电子式____,若其中两个CN-被NO2-替换,得到的配合物只有两种结构,则Ni(CN)42-的空间构型是_____, NO2-的空间构型是_____,其中N原子的杂化方式是_____。
③ 从结构角度分析并比较CoF2与CoCl2晶体的熔点高低___________。
(3)金、铜等金属及合金可用作生产石墨烯的催化剂,下图是一种铜金合金的晶胞示意图:
① 在该铜金合金的晶体中,与Cu原子距离相等且最近的Au原子数为_______。
② 原子坐标参数是用来表示晶胞内部各原子相对位置的指标,若A的原子坐标参数为(0,0,0);B的原子坐标参数为(0,1,0) , C的原子坐标参数为(l,0,0)。则D的原子子坐标参数为_________。
③ 若Au、Cu原子半径分别为r1和r2,则该晶胞中的原子空间利用率为__________。
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某研究小组利用海水提取粗盐后得到的苦卤(含Mg2+、Ca2+、Br-等离子的溶液)提取Br2并制备含镁化合物。部分工艺流程设计如下:
回答下列问题:
(1)步骤I中用硫酸酸化可抑制氯气与水的反应,原因是____(结合离子方程式回答)。
(2)工业上常用Na2CO3法或SO2法实现含Br2混合气到液溴的转化,流程如下:
Na2CO3法:
SO2法:
① Na2CO3法中步骤Ⅲ的反应有气体生成,离子方程式为______。步骤V中蒸馏时蒸气出口温度通常控制在65-75℃,若温度过低,溴蒸出不充分;若温度过高,则会导致液溴中混有较多的____________。
② SO2法对比Na2CO3法的缺点是__________(答出一条即可)。
(3)提溴后所得含Mg2+、Ca2+的溶液可设计如下流程制各碱式碳酸镁[Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O]和无水氯化镁:
① 步骤Ⅷ的化学方程式为_________。
② 若步骤X中生成的CO与CO2物质的量之比为3:1,写出反应的化学方程式__________。
③25℃,步骤Ⅵ生成Mg(OH)2沉淀后,若溶液中残留的Mg2+浓度为l.8×10-6mol/L 。则溶液的pH为________;此pH下,欲使Mg(OH)2沉淀中不含Ca(OH)2,则溶液中c(Ca2+)不能大于____(已知:25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Ca(OH)2]=5.5×10-6)
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“十三五”期间,云南省将推进8条支线天然气管道的建设,促成云南真正迈入“气化时代”。根据下列有关天然气的研究和应用回答问题:
(l)在一定温度和压强下,由最稳定单质生成lmol化合物的焓变称为该物质的摩尔生成焙。根据此定义,稳定单质的摩尔生成焓为0。某些化合物的摩尔生成焓如下表所示:
化合物 | CO2 | CH4 | CO |
摩尔生成焓(kJ·mol) | -395 | -74.9 | -110.4 |
CH4(g)与CO2(g)反应生成CO(g)和H2(s)的热化学方程式为______。
(2)若上述反应分Ⅰ、Ⅱ两步进行,其能量曲线如图1所示。则总反应的反应速率取决于反应_______(填“I”或“Ⅱ”)。
(3)一定温度下反应:CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)的平衡常数表达式Kp=___(用平衡分压代替平衡浓度表示).
(4)在压强为p1、p2、p3的三个恒压密闭容器中分别通入1.0molCH4(g)与1.0mol CO2(g),发生反应:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g).测得平衡时CH4的体积分数与温度、压强的关系如图2所示。
① a点时CH4的转化率为_______。
② 压强p1、p2、p3由大到小的顺序为______,判断理由是_____。
温度为Tl℃、压强为P3时,b点处v(正)_____v(逆)(填“<”、“>”或“=”)。
(5)某种燃料电池以熔融碳酸钠、碳酸钾为电解质,其工作原理如图3所示,该电池负极的电极反应式为________。若电极B附近通入1m3空气(假设空气中O2的体积分数为20% )并完全反应,理论上可消耗相同条件下CH4的体积为_______m3。
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