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、据公安部2019年12月统计,2019年全国机动车保有量已达3.5亿。汽车尾气排放的碳氢化合物、氮氧化物及碳氧化物是许多城市大气污染的主要污染物。
I.汽油燃油车上安装三元催化转化器,可有效降低汽车尾气污染。
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=−393.5kJ·mol−1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=−221.0kJ·mol−1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H3=+180.5kJ·mol−1
CO和NO两种尾气在催化剂作用下生成N2的热化学方程式___。
(2)对于2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),在一定温度下,于1L的恒容密闭容器中充入0.1molNO和0.3molCO,反应开始进行。
下列能说明该反应已经达到平衡状态的是___(填字母代号)。
A.比值不变
B.容器中混合气体的密度不变
C.v(N2)正=2v(NO)逆
D.容器中混合气体的平均摩尔质量不变
(3)使用间接电化学法可处理燃煤烟气中的NO,装置如图2所示。
已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式___。用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理___。
(4)T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应:2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H<0。实验测得:v正=v(CO)消耗=2v(O2)消耗=k正c2(CO)·c(O2),v逆=(CO2)消耗=k逆c2(CO2),k正、k逆为速率常数只受温度影响。不同时刻测得容器中n(CO)、n(O2)如表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(CO)/mol | 2 | 1.2 | 0.8 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
n(O2)/mol | 1.2 | 0.8 | 0.6 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
①T1温度时=___L/mol。
②若将容器的温度改变为T2时其k正=k逆,则T2__T1(填“>”、“<”或“=")。
II.“低碳经济”备受关注,CO2的有效开发利用成为科学家研究的重要课题。在0.1MPa、Ru/TiO2催化下,将一定量的H2和CO2置于恒容密闭容器中发生反应X:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H<0
(5)温度为T时,向10L密闭容器中充入5molH2和CO2的混合气体,此时容器内压强为5P,两种气体的平衡转化率ɑ与的关系如图所示:
①图中CO2的平衡转化率可用表示___(L1或L2)
②该温度下,反应X的平衡常数Kp=___。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
3、碳、氮及其化合物是同学们经常能接触到的重要物质,是科学研究的重要对象。
(1)实验室制取乙炔的化学方程式为___________________________。
(2)H2NCOONH4是工业合成尿素的中间产物,该反应的能量变化如图A所示。用CO2和氨气合成尿素的热化学方程式为___________________________。
(3)合理利用CO2、CH4,抑制温室效应成为科学研究的新热点。一种以二氧化钛表面覆盖Cu2A12O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸(△H<0)。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率分别如上图B所示。250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是________________。250℃和400℃时乙酸的生成速率几乎相等,实际生产中应选择的温度为_________℃。
(4)T℃时,将等物质的量的NO和CO充入体积为2L的 密闭容器中发生反应2NO+2CO2CO2+N2。保持温度和体积不变,反应过程中NO的物质的量随时间的变化如图C所示。
①平衡时若保持温度不变,再向容器中充入CO、N2各0.8mol,平衡将______(填“向左”、“向右”或“不”)移动。
②图中a、b分别表示在一定温度下,使用相同质量、不同表面积的催化剂时,达到平衡过程中n(NO)的变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是______(填“a”或“b”)。
③15min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)发生如图所示的变化,则改变的条件可能是_____________(任答一条即可)。
(5)垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质(用NH3表示)和氯化物,可用电解原理将溶液中的氨氮物质完全氧化除去。该过程分为两步:第一步:电解产生氯气;第二步:利用氯气将氨氮物质氧化为N2。
①第二步反应的化学方程式为____________________。
②若垃圾渗滤液中氨氮物质的质量分数为0. 034% ,理论上用电解法净化It该污水,
电路中转移的电子数为__________。
4、次磷酸(H3PO2)是一种精细化工产品,具有较强还原性,回答下列问题:
(1)H3PO2是一元中强酸,写出其电离方程式:___________。
(2)H3PO2及NaH2PO2均可将溶液中的银离子还原为银单质,从而可用于化学镀银.
①(H3PO2)中,磷元素的化合价为___________。
②利用(H3PO2)进行化学镀银反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为4:1,则氧化产物为:___________(填化学式);
③NaH2PO2是 正盐还是酸式盐?___________,其溶液显___________性(填“弱酸性”、“中性”、或者“弱碱性”)。
(3)H3PO2的工业制法是:将白磷(P4)与氢氧化钡溶液反应生成PH3气体和Ba(H2PO2)2,后者再与硫酸反应,写出白磷与氢氧化钡溶液反应的化学方程式___________。
(4)(H3PO2)也可以通过电解的方法制备.工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子、阴离子通过):
①写出阳极的电极反应式___________;
②分析产品室可得到H3PO2的原因___________;
③早期采用“三室电渗析法”制备H3PO2,将“四室电渗析法”中阳极室的稀硫酸用H3PO2稀溶液代替,并撤去阳极室与产品室之间的阳膜,从而合并了阳极室与产品室,其缺点是___________杂质。该杂质产生的原因是___________。
5、以黄铜矿(主要成分为铁、铜、硫三种元素组成的化合物)为基本原料,通过一系列的冶炼可得到铜、铁、SO2、SO3、H2SO4等物质,回答下列问题:
(1)基态铁原子价层电子排布式为____________,基态硫原子的核外电子共有_______种不同的能量。硫元素所在周期的非金属元素第一电离能由大到小的顺序为__________。
(2)SO2、SO3、H2SO4中,硫原子的杂化轨道类型为sp3的物质是________,SO2的分子构型是____________,属于非极性分子的氧化物是___________。
(3)在溶液中Cu2+易与水形成[Cu(H2O)6]2+而显蓝色,向相应的溶液中加入足量的氨水可得到[Cu(NH3)4(H2O)2]2+,则[Cu(NH3)4(H2O)2]2+中Cu2+的配位数是________________,氧铜配位键与氮铜配位键相比,较稳定的是___________________。
(4)氧化铜的熔点为1326℃、沸点为1800℃;氧化亚铜的熔点为1235℃、沸点为1100℃,试解释导致这种差异最可能的原因是___________。
(5)由铁、铜、硫形成的某种化合物的晶胞是一个长方体,结构如图所示,则该化合物的化学式为____________。若晶体密度为dg·cm﹣3,则晶胞的高h=_______pm(写出简化后的计算式即可)。
6、已知:硼镁矿主要成分为Mg2B2O5·H2O,硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程为:
回答下列有关问题:
(1)硼砂中B的化合价为 ,将硼砂溶于热水后,常用稀H2SO4调pH=2~3制取H3BO3,该反应的离子方程式为 。
(2)MgCl2·7H2O需要在HCl氛围中加热,其目的是 。若用惰性电极电解MgCl2溶液,其阴极反应式为 。
(3)镁-H2O2酸性燃料电池的反应原理为 Mg+H2O2+2H+===Mg2++2H2O, 则正极反应式为 。常温下,若起始电解质溶液pH=1,则pH=2时,溶液中Mg2+浓度为______。当溶液pH=6时, (填“有”或“没有”)Mg(OH)2沉淀析出(已知Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12)。
(4)制得的粗硼在一定条件下生成BI3,BI3加热分解可以得到纯净的单质硼。现将0.020 g粗硼制成的BI3完全分解,生成的I2用0.30 mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。该粗硼样品的纯度为____(提示:I2+2S2O===2I-+S4O)(结果保留一位小数)。
7、硒是与硫同主族的元素。
已知:Se+2H2SO4(浓)→2SO2↑+SeO2+2H2O;2SO2+SeO2+2H2O→Se+2SO42-+4H+
(1)通过以上反应判断SeO2、H2SO4(浓)、SO2的氧化性由强到弱的顺序是___。
工业上回收得到的SeO2样品混有其它杂质,可以通过下面的方法测定SeO2含量:
①SeO2+KI+HNO3→Se+I2+KNO3+H2O
②I2+2Na2S2O3→Na2S4O6+2NaI
(2)配平反应式①,标出电子转移的方向和数目___。
(3)实验中,准确称量SeO2样品0.1500g,消耗了0.2000mol/L的Na2S2O3溶液25.00mL,所测定的样品中SeO2的质量分数为___。
已知在室温的条件下,pH均为5的H2SO4溶液和NH4Cl溶液,回答下列问题:
(4)各取5mL上述溶液,分别加水稀释至50mL,pH较大的是___溶液;各取5mL上述溶液,分别加热(温度相同),pH较小的是___溶液。
(5)取5mLNH4Cl溶液,加水稀释至50mL,c(H+)___10-6mol/L(填“>”、“<”或“=”),___填“增大”、“减小”或“不变”)。
(6)向等物质的量浓度的Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸。
①在滴加盐酸过程中,溶液中c(Na+)与含硫各物种浓度的大小关系为___(选填字母)。
a.c(Na+)=c(H2S)+c(HS-)+2c(S2-) b.2c(Na+)=c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)
c.c(Na+)=3[c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)] d.2c(Na+)=c(H2S)+c(HS-)+2c(S2-)
②NaHS溶液呈碱性,若向溶液中加入CuSO4溶液,恰好完全反应,所得溶液呈强酸性,其原因是___(用离子方程式表示)。
8、钢铁厂的副产品SO2多用于制硫酸和石膏等。
(1)制硫酸最重要的反应是:。如图表示将2.0molSO2和一定量的O2置于1L密闭容器中,当其他条件一定时,SO2(g)的平衡转化率α随X的变化关系,则X(X1、X2)可以代表的物理量是________。
(2)下图表示生产石膏的简单流程,请用平衡移动原理解释向CaCO3悬浊液中通入SO2发生反应的原因_________。
9、高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。实验室用氯化钠、废铁屑、稀硫酸、氢氧化钾溶液等为原料,通过以下过程制备高铁酸钾(K2FeO4):
(l) Na2O2的电子式为__________。
(2)操作I的步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、隔绝空气减压干燥.其中隔绝空气减压干燥的目的是_______。
(3)气体X为____,写出FeSO4与Na2O2反应的化学方程式:________。
(4)最终在溶液中可得到K2FeO4 晶体的原理是_________。
(5)已知K2FeO4在水溶液中可以发生:4FeO42-+10H2O4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2↑,,则K2FeO4 可以在水处理中的作用是__________。
(6)称取提纯后的K2FeO4样品0.2100g于烧杯中,加入强碱性亚铬酸盐溶液,反应后再加稀硫酸调节溶液呈强酸性,配成250mL 溶液,取出25.00 mL放入锥形瓶,用0.0l000mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至终点,重复操作2次,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液30.00mL。涉及的主要反应为:Cr(OH)4-+FeO42-=Fe(OH)3+CrO42-+OH-
Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
则该K2FeO4样品的纯度为______________.
10、[化学~选修2:化学与技术]
高炉炼铁的烟尘中主要含有锌、铁、铜等金属元素。从烟尘中提取硫酸锌,可以变废为宝,减少其对环境的危害。下图是用高炉烟尘制取硫酸锌的工业流程。
已知:①20℃时,0.1 mol.L-1的金属离子沉淀时的pH
②过二硫酸铵是一种强氧化剂。
回答下列问题:
(1)为提高烟尘中金属离子的浸出率,除了适度增加硫酸浓度外,还可以采取什么措施?
(举出1种) 。
(2)上述流程测得溶液pH=5.0,此处可以选择的测量仪器是 。
(3)加入MnO2的目的是 。
(4)写出过二硫酸铵把硫酸锰(MnSO4)氧化的化学方程式 。
(5)写出还原过程发生的主要反应的离子方程式 。
(6)操作甲中为使锌离子完全沉淀,添加的最佳试剂是 。
A锌粉 B氨水 C( NH4)2CO3 D NaOH
(7)若pH=5.0时,溶液中的Cu2+尚未开始沉淀,求溶液中允许的Cu2+浓度的最大值
11、用11.92gNaClO配成100mL溶液,向其中加入0.01mol Na2Sx恰好完全反应,生成Na2SO4和NaCl。
(1)NaClO溶液的物质的量浓度_________mol·L-1。
(2)化学式Na2Sx中的X=____________。
12、氟碳铈矿(主要成分为CeFCO3)是提取稀土化合物、冶炼铈的重要矿物原料,根据如图以氟碳铈矿为原料提取铈的工艺流程图,回答问题:
(1)CeFCO3中Ce的化合价为___________;氧化焙烧时不能使用陶瓷容器,原因是___________。
(2)氧化焙烧后的产物之一为CeO2,则酸浸时发生反应的离子方程式为 ___________。
(3)HT是一种难溶于水的有机溶剂,则操作Ⅰ的名称为___________。
(4)为了提高酸浸率,可以适当提高反应温度,但温度偏高浸出率反而会减小,其原因是___________。
(5)已知有机物HT能将Ce3+从水溶液中萃取出来,该过程可表示为:Ce3+(水层)+3HT(有机层)⇌CeT3(有机层)+3H+(水层)。向CeT3(有机层)中加入稀硫酸能获得较纯的含Ce3+水溶液,从平衡角度解释其原因:___________。
(6)写出向Ce(OH)3悬浊液中通入氧气得到产品Ce(OH)4的化学方程式:___________。
(7)298K时,向c(Ce3+)=0.02 mol/L的溶液中加入氢氧化钠来调节溶液的pH,若反应后溶液pH=10,此时Ce3+是否沉淀完全?___________(答“是”或“否”)判断的理由是___________。【要求列式计算,已知:Ksp[Ce(OH)3]=1.0×10﹣20,c(Ce3+)<1.0×10﹣5 mol/L视为沉淀完全】。
13、氮及其化合物在科研及生产中均有重要的应用。根据已学知识回答下列问题:
I.汽车尾气中发生的反应有:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746kJ•mol-1
(1)已知部分化学键的键能(如表所示)
化学键 | C≡O | N≡N | C=O |
E(kJ/mol) | 1076 | 945 | 745 |
由以上数据可求得NO的键能为_______kJ•mol-1。
(2)有毒气体N2O、CO在Fe+催化下发生的反应是:N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g),其反应分两步进行(如图所示),写出其中反应①的化学方程式:_______。总反应速率的快慢主要由其中一步反应决定,该反应是_______(填“①”或“②”)。
(3)①向体积为2L且带气压计的恒容密闭容器中通入2molNO和2molCO。若反应起始和平衡时温度相同(均为T0℃),测得反应过程中压强(P)随时间(t)的变化如图1曲线a所示,若其它条件相同,仅改变某一条件时,测得其压强(P)随时间(t)的变化如图1曲线b所示,则改变的条件是______,0~10min内用CO表示的平均反应速率为_______,该温度时反应的分压平衡常数为_______(用p表达,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
②图2是甲、乙两同学描绘上述反应平衡常数的对数值(lgK)与温度的变化关系,其中正确的曲线是________(填“甲”或“乙”)。
II.也可用NH3催化消除NO污染:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)。
(4)将1.0molNH3和1.2molNO加入某恒容密闭容器中,发生上述反应。若在相同时间内,测得NH3的转化率随温度的变化曲线如图。
①下列说法正确的是______。
A.若容器内混合气体的平均相对分子质量不变,则反应达到平衡状态
B.图中a、b、c点均为平衡状态
C.图中a点和c点消耗的氨气一样,所以这两点对应的速率相等
②在300℃~400℃之间NH3的转化率快速上升的原因可能有:温度升高加快了化学反应速率、_______。