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、碳酰氯(COC12),俗称光气,常温下为气体,化学性质不稳定,遇水迅速水解得到强酸,工业用途广泛,是化工制品的重要中间体。
(1)实验室可利用氧气与氯仿(CHCl3)反应得到光气和一种氢化物,写出氧气与氯仿(CHC13)反应的化学反应方程式:_____________________________。
(2)工业上,常用CO与氯气反应得到光气,其热化学方程式为:CO(g)+Cl2(g)COCl2(g) △H=-108 kJ/mol,已知:1 molCl2(g)、1molCO(g)化学键断裂分别需要吸收能量243kJ、1072kJ,则1molCOCl2(g)中化学键断裂需要吸收能量________kJ。
(3)光气的分解反应为 COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) △H=+l08kJ/mol。温度为T1时,该可逆反应在恒容密闭体系中,各物质的浓度与时间关系如下表所示:
浓度/mol• L-1 时间/min | COCl2(g) | CO(g) | Cl2(g) |
0 | 0.1300 | 0.0050 | 0.0050 |
5 | 0.0400 |
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|
①在5 min 时恰好达到平衡状态,该反应在此温度下的平衡常数K=________(精确到小数点后两位)。
②0~5min 内,v(COCl2)=_________。
③若保持温度不变,再向容器中充入一定量COCl2 (g),重新达到平衡,此时COCl2 (g)的转化率a(COCl2)_________(填“增大”“减小”或“不变”),试用平衡常数解释原因______________________。
④保持其他条件不变,改变反应温度至T2,反应重新达到平衡,此时测得c(CO)=0.0850 mol/L,则T1________T2(填“>”、“<”、“=”),理由是________________________________。
3、回答下列问题
(1)工业上用电解熔融MgCl2制备金属镁,而不用MgO,请结合微观视角解释原因___________。
(2)比较下列锗(Ge) 卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因___________。
| GeCl4 | GeBr4 | GeI4 |
熔点/°C | −49.5 | 26 | 146 |
沸点/°C | 83.1 | 186 | 约400 |
4、已知固体Na2SO3受热分解生成两种正盐,实验流程和结果如下:
已知:气体Y是一种纯净物,在标准状况下密度为1.518g•L﹣1.请回答下列问题:
(1)气体Y的电子式为_____。
(2)实验流程中,Na2SO3受热分解的化学方程式为_____。
(3)另取固体X试样和Na2SO3混合,加适量蒸馏水溶解,再加入稀盐酸,立即有淡黄色沉淀产生。则产生淡黄色沉淀的离子方程式为_____(不考虑空气的影响)。
(4)Na2SO3长期露置在空气中,会被氧化成Na2SO4,检验Na2SO3是否变质的实验操作是_____。
(5)某研究性学习小组通过图所示装置,利用电化学方法处理上述流程中产生的气体Y.基本工艺是将气体Y通入FeCl3,待充分反应后过滤,将所得滤液加入电解槽中进行电解,电解后的滤液可以循环利用。则与a相连的电极反应式为_____。
5、CH4-CO2重整反应[CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)-Q(Q>0)]以两种温室气体为原料生成了合成气,在“碳中和”的时代背景下,该技术受到更为广泛的关注。
Ⅰ.完成下列填空:
(1)某温度下,在体积2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应,经过2min达到平衡状态时CO2的转化率为50%。此过程中以CH4表示的平均化学反应速率为_______。平衡常数的值为_______。达到平衡后,其他条件不变时向容器中充入CO2与CO各1mol,则化学平衡_______移动(选填“正向”“逆向”或“不”)。
Ⅱ.储能是指通过介质或设备把能量存储起来,在需要时再释放的过程。CH4-CO2重整反应也可用于高温废热的储能。800℃下,研究反应物气体流量、CH4与CO2物质的量比对CH4转化率(α)、储能效率(η)的影响,部分数据如下所示。
序号 | 加热温度/℃ | 反应物气体流量/L•min-1 | n(CH4)∶n(CO2) | α/% | η/% |
ⅰ | 700 | 4 | 2∶2 | 49.0 | 42.0 |
ⅱ | 800 | 4 | 2∶2 | 79.6 | 52.2 |
ⅲ | 800 | 6 | 3∶3 | 64.2 | 61.9 |
ⅳ | 800 | 6 | 2∶4 | 81.1 | 41.6 |
已知储能效率η=Qchem/Qi,其中,Qchem是通过化学反应吸收的热量,Qi是设备的加热功率。
(2)解释为何可以用CH4-CO2重整反应进行储能。_______
(3)对比实验_______(填序号),可得出结论:气体流量越大,CH4转化率_______。
(4)实验ⅳ中CH4转化率比实验ⅲ高,结合相关数据解释为何储能效率却低的原因(两次实验中设备的加热功率Qi不变)。_______
6、铋(Bi)的无毒与不致癌性有很多特殊用途,其化合物广泛应用于电子、医药等领域。由辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含杂质PbO2等)制备Bi2O3的工艺如下:
已知:①25℃时,K sp(FeS)=6.0×10-18 K sp(PbS)=3.0×10-28
K sp(Bi2S3)=1.6×10-20
②溶液中的离子浓度小于等于10-5mol • L-1时,认为该离子沉淀完全。
(1)Bi位于元素周期表第六周期,与N、P同族,Bi的原子结构示意图为________。
(2)“浸出”时Bi2S3与FeCl3溶液反应的化学方程式为___________________;反应液必须保持强酸性,否则铋元素会以BiOCl(碱式氯化铋)形式混入浸出渣使产率降低,原因是________(用离子方程式表示)。
(3)“母液1”中通入气体X后可循环利用,气体X的化学式为________。
(4)“粗铋”中含有的杂质主要是Pb,通过熔盐电解精炼可达到除杂的目的,其装置如右图。电解后,阳极底部留下的为精铋。阳极材料为____________,阴极的电极反应式为________________。
(5)碱式硝酸铋直接灼烧也能得到Bi2O3,上述工艺中转化为碱式碳酸铋再灼烧,除了能改良产品性状,另一优点是________。“母液2”中可回收的主要物质是________。
(6)25℃时,向浓度均为0.1mol·L-1的Fe2+、Pb2+、Bi3+的混合溶液中滴加Na2S溶液,当Pb2+恰好沉淀完全时,所得溶液中c(Fe2+):c(Bi3+)=__________________
7、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______________.
8、镍在金属羰基化合物(金属元素和CO中性分子形成的一类配合物)、金属储氢材料(能可逆地多次吸收、储存和释放H2的合金)等领域用途广泛。
(1)基态Ni原子核外电子排布式为__________________________。
(2)Ni(CO)4中镍元素的化合价为__________,写出与CO互为等电子体的带一个单位正电荷的阳离子为:_______。Ni(CO)4的一氯代物有2种,其空间构型为_______________ o
(3)一种储氢合金由镍与镧(La)组成,其晶胞结构如图所示,则该晶体的化学式为_____________
(4)下列反应常用来检验Ni2+,请写出另一产物的化学式:_______________。
与Ni2+配位的N原子有__________个,该配合物中存在的化学键有_________(填序号)。
A.共价键 B.离子键 C.配位键 D.金属键 E.氢键
(5)Ni与Fe的构型相同(体心立方堆积),Ni的摩尔质量为M g/mol,阿伏加德罗常数为NA,密度为a g/cm3Ni原子的半径为_________pm(金属小球刚性相切)
9、(1)按系统命名法, 的名称是:______。
(2)石灰氮Ca(CN)2是离子化合物,其中CN-离子内部均满足各原子8电子稳定结构,写出Ca(CN) 2的电子式:______。
(3)氮的氢化物之一肼(N2H4)是一种油状液体,常做火箭燃料,与水任意比互溶,并且沸点高达113 ℃。肼的沸点高达113 ℃的原因是______。
10、亚硝酸钠(NaNO2)外观酷似食盐且有咸味,是一种常用的防腐剂。某化学兴趣小组对亚硝酸钠进行多角度探究:
I.亚硝酸钠的制备:设计如图装置制备亚硝酸钠(部分夹持装置略,气密性已检验)。
已知;i.2NO+Na2O2=2NaNO2,亚硝酸钠易潮解,易溶于水。
ii.2NO2+Na2O2=2NaNO3
iii.酸性条件下,NO或NO,都能与MnO
反应生成NO
和Mn2+。
回答下列问题;
(1)仪器a的名称为____。反应开始时先打开止水夹K,通入氮气至F中产生大量气泡,该操作的目的是____。
(2)装置B中盛放的试剂为铜片和水,其作用为____。
(3)装置D中的实验现象是____。装置E中盛放的试剂为____。
(4)实验室中还可用铵盐溶液来处理亚硝酸钠,加热可生成无害的物质,请写出反应的离子方程式:____。
(5)II.以亚硝酸钠(NaNO2)溶液为研究对象,探究HNO2的性质。现取三份1mol/LNaNO2溶液,分别进行以下实验:
操作和现象 | 结论 | |
实验1:滴入几滴①____(填试剂和现象)。 | 可推断HNO2为弱酸。 | |
实验2:滴入1mL0.1mol/LKMnO4溶液,开始仍为紫红色,再向溶液中滴加②____后,紫色褪去。 | 可推断HNO2具有③____性。 | |
实验3:滴入5滴稀硫酸,溶液中很快就产生无色气泡,在液面上方出现红棕色气体。 | 可推断HNO2非常不稳定。④写出产生此现象的化学方程式:____。 |
11、工业硫酸中往往含有一定量SO2,测定过程如下:取m g工业硫酸配成100mL溶液,取出20.00mL溶液,加入1mL指示剂,用 c mol/L I2标准溶液滴定,消耗的I2标准溶液V mL,工业硫酸中含有SO2的质量分数的计算式是__________。
12、In是第5周期IIIA的元素;In2O3是一种透明的导电材料,可运用于触控屏、液晶显示器等高科技领域;利用水铟矿(主要成分In(OH)3)制备In2O3的工艺流程如下:
(1)写出水铟矿被硫酸酸溶的离子方程式:_____________________________
(2)从硫酸铟溶液中制备硫酸铟晶体的实验步骤:__________、_________、过滤、洗涤和干燥。
(3)提纯粗铟的方法和铜的精炼原理相似,则粗铟为___________(填“阴极”、“阳极”),写出阴极的电极反应式_________________________。
(4)完成下列化学方程式:__________
In(NO3)3
In2O3
(5)已知t℃时,反应In2O3+CO2InO+CO2的平衡常数K=0.25;
i.t℃时,反应达到平衡时,n(CO):n(CO2)=___________;
ii.在1L的密闭容器中加入0.02mol的In2O3(s),并通入x mol的CO,t℃时反应达到平衡。此时In2O3的转化率为50%,则x=_________。
(6)高纯铟和浓硝酸反应过程中产生的NO2气体可以被Na2O2直接吸收,则标准状况下672mlNO2可以被______g Na2O2吸收。NO2的排放会引起一系列的环境问题,任写一条其引起的环境问题:_____________ 。
13、大气污染是中国第一大环境污染问题,氮和硫的氧化物排放是造成大气污染的原因之一、
(1)汽车尾气中的NO由如下反应产生:
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180 kJ·mol-1
已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566 kJ·mol-1
则2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=___________kJ·mol-1
(2)NO可用氨水-臭氧组合高效脱除,与臭氧反应的过程如下:
NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g) △H=-200.9 kJ·mol-1
在恒容密闭容器中,NO氧化率随值以及温度的变化曲线如图甲所示。
①NO氧化率随值增大而增大的主要原因是___________。
②当温度高于100℃时,O3分解产生活性极高的氧原子,此时NO氧化率随温度升高而降低可能的原因有:___________。
(3)工业上用硫酸厂尾气中的SO2与SCl2、Cl2为原料合成SOCl2,反应如下:
反应I:SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g) △H=-471.7 kJ·mol-1
反应II:SCl2(g)+SO2Cl2(g)2SOCl2(g) △H=-5.6 kJ·mol-1
一定条件下,在5L的恒容密闭容器中通入一定量的SO2、SCl2与Cl2,反应4 min后达到平衡。若初始压强为p0,反应过程中容器内总压强(p)随时间(t)变化如图乙所示(平衡时温度与初始温度相同)。
容器内各组分物质的量如下表。
组分 | SO2 | Cl2 | SCl2 | SO2Cl2 | SOCl2 |
起始/mol | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0 | 0 |
平衡/mol |
|
|
| 0.1 |
|
①0~1min容器内压强增大的原因为___________。
②反应I、II达平衡时,SCl2的平衡转化率为___________。
③K为平衡常数,pK=-lgK,该温度下,反应II的pK=___________(保留两位有效数字,lg2=0.30)。
(4)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2,将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体匀速通入装有催化剂M的反应器中反应,反应相同时间,NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示。
①在50℃~150℃范围内随温度升高,NOx的去除率迅速上升的原因是___________。
②当反应温度高于380℃时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是___________。