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、黑火药是我国古代四大发明之一,它的爆炸反应为:2KNO3+3C+S═K2S+N2↑+3CO2↑(已配平)
(1)除S外,上列元素的第一电离能从大到小依次为___________________________;
(2)生成物中,A 的电子式为____________;含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型_____________;
(3)已知CN-与N2结构相似,推算HCN分子中σ键与π键数目之比为
(4)S的基态原子价层电子排布式为___________,S的一种化合物ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示,其晶胞边长为540.0pm,密度为________g·cm3(列式并计算),a位置S2-离子与b位置Zn2+离子之间的距离为___________pm。
3、化学反应原理在科研和生产中有广泛应用.
(1)工业上制取Ti的步骤之一是:在高温时,将金红石(TiO2)、炭粉混合并通人Cl2先制得TiCl4和一种可燃性气体,已知:
①TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(1)+O2(g);△H=﹣410.0kJ•mol﹣1
②CO(g)═C(s)+O2(g);△H=+110.5kJ•mol﹣1
则上述反应的热化学方程式是 .
(2)利用“化学蒸气转移法”制备二硫化钽(TaS2)晶体,发生如下反应:
TaS2(s)+2I2(g)═TaI4(g)+S2(g)△H1>0 (Ⅰ);若反应(Ⅰ)的平衡常数K=1,向某恒容且体积为15ml的密闭容器中加入1mol I2 (g)和足量TaS2(s),I2 (g)的平衡转化率为 .
如图1所示,反应(Ⅰ)在石英真空管中进行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2 (g),一段时间后,在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体,则温度T1 T2(填“>”“<”或“=”).上述反应体系中循环使用的物质是 .
(3)利用H2S废气制取氢气的方法有多种.
①高温热分解法:
已知:H2S(g)═H2(g)+S2(g);△H2;在恒容密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验.以H2S起始浓度均为c mol•L﹣1测定H2S的转化率,结果如图2.图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率.△H2 0(填>,=或<);说明随温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因: .
②电化学法:
该法制氢过程的示意图如3.反应后的溶液进入电解池,电解总反应的离子方程式为 .
4、根据实验目的,下列实验及现象、结论都正确的是
选项 | 实验目的 | 实验及现象 | 结论 |
A | 检验铁粉是否生锈 | 取铁粉溶于稀盐酸中,充分反应后滴加KSCN溶液,溶液没变红 | 铁粉没生锈 |
B | 检验电离常数Ka的大小 | 取等体积pH相同的一元酸HX和HY溶液,分别加入足量镁粉,充分反应后,HY收集的H2较多 | Ka(HX)>Ka(HY) |
C | 检验气体是否含CO | 点燃气体,产物通入澄清石灰水,变浑浊 | 气体含CO |
D | 检验某葡萄酒中是否含SO2 | 将适量葡萄酒滴入少量稀酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色 | 该葡萄酒中 含SO2 |
A.A
B.B
C.C
D.D
5、[化学——选修3:物质结构与性质]太阳能电池板材料除单晶硅外,还有铜、铟、镓、硒等化学物质。
(1)基态硅原子的价电子排布图: 。
(2)硒和硫同为VIA族元素,与其相邻的元素有砷和溴,则三种元素的第二电离能由小到大的顺序为 。(用I2X表示)
(3)气态SeO3分子的杂化类型为 ,与SeO3互为等电子体的一种阴离子为 (填化学式)。
(4)胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O) 4]SO4 ·H2O,其结构示意图如下:
胆矾中含有的粒子间作用力是 (填序号)。
A.离子键 B.极性键 C.金属键 D.配位键 E.氢键 F.非极性键
(5)在硫酸铜溶液中加入过量KCN,生成配合物K 2[Cu(CN)4],该配合物属于 晶体,已知CN-与N2为等电子体,指出1molCN-中键的数目为 。
(6)一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积结构,在晶胞中金原子位于顶点,铜原子位于面心,则该合金中铜原子(Cu)与金原子(Au)个数比为 ;若该晶体的晶胞棱长为a nm,则该合金密度为 g/cm3。(列出计算式,不要求计算结果,阿伏加德罗常数的值为NA)
6、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) | K1 | 2.5 | 0.15 |
②H2(g)+CO2(g) | K2 | 1.0 | 2.50 |
③3H2(g)+CO2(g) | K3 |
|
|
(1)反应②是________________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系,如左下图所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)_____________K(B)(填“>”、“<”或“=”)。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)。
(3)在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如右上图所示,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_____________________。
(4)一种甲醇燃料电池,使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液。
请写出加入(通入)b物质一极的电极反应式_________________;
每消耗6.4g甲醇转移的电子数为_______________。
(5)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溶液等体积混合后,溶液中: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Ka为________________。
7、C1化学又称一碳化学,研究以含有一个碳原子的物质为原料合成工业产品的有机化学及工艺,因其在材料科学和开发清沽燃料方面的重要作用已发展成为一门学科。燃煤废气中的CO、CO2均能转化为基础化工原料、清洁能源甲醇:
①3H2(g)+CO2(g) CH3OH (g) + H2O(l) △H1
②CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H2
Ⅰ.已知:18g水蒸气变成液态水放出44KJ的热量。
化学键 | C-H | C-O | C=O | H-H | O-H |
键能/KJ/mol | 412 | 351 | 745 | 436 | 462 |
则△H1_____________________
Ⅱ.一定条件下,在恒容的密闭容器中投入1molCO 和2mol H2,反应②在催化剂作用下充分反应,CH3OH在平衡混合气中的体积分数在不同压强下随温度的变化如图l所示:
(1)图中压强的相对大小是P1______P2(填“>”“<”或“=”),判断的理由是________
(2)A、B、C三点的化学平衡常数的相对大小K(A)______K(B)_____ K(C)(填“>”“<”或“=”) ,计算C点的压强平衡常数Kp=__________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×体积分数)
(3)300℃,P2条件下,处于E点时V正________V逆(填“>”“<”或“=”)
(4)某温度下,不能说明该反应己经达到平衡状态的是______________。
a.容器内的密度不再变化
b. 速率之比v(CO):v(H2): v(CH3OH)=l: 2:l
c.容器内气体体积分数不再变化
d. 容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
e.容器内各组分的质量分数不再变化
(5)反应开始至在C点达平衡,各物质的浓度随时间变化曲线如图2所示,保持温度不变,t1时改变条件为_________,此时平衡_______。(填“正向移动”“逆向移动”“不移动” )
Ⅲ.工业上可通过甲醛羰基化法制取甲酸甲酯,25℃时,其反应的热化学方程式为:CH3OH(g)+CO(g) HCOOCH3(g),部分研究如下图所示:
①根据反应体系的压强对甲醇转化率的影响并综合考虑生产成本因素的是_____(填下列序号字母)
a. 3.5×106Pa b. 4.0×106Pa c. 5.0×106Pa
②用上述方法制取甲酸甲酯的实际工业生产中,采用的温度是80℃,其理由是_______
8、甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,既可用于化工生产,也可直接用做燃料。
(1)工业上可用CO2和H2反应制得甲醇。在2×105Pa、300℃的条件下,CO2和H2反应生成甲醇和水,当消耗2molCO2时放出98kJ的热量,该反应的热化学方程式为___________。
(2)甲醇也可由CO与H2反应制得。在一定温度下,初始容积相同的两个容器中(如图),发生反应: CO(g)+2H2(g)=CH30H(g)。
① 能表明甲和乙容器中反应一定达到平衡状态的是________(填字母代号)。
A.混合气体的密度保持不变 B.混合气体的总压强保持不变
C.CO的质量分数保持不变 D. CO 与H2的转化率之比为3 : 2
E.v(CO)=v(CH30H)
②两容器中反应达到平衡时,Co的转化率α甲______α乙(填“>”、“< ”或“=”)
(3)组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时,体系中CO 的平衡转化率(α)动与温度和压强的关系如图所示。图中的压强由大到小依次为_______,其判断理由是______________。
(4)甲醇燃料电池(简称DMFC)可作为常规能源的替代品而备受关注。DMFC的工作原理如图所示:
① 加入a 物质的电极是电池的______(填“正”或“负”)极,其电极反应式为________.
② 常温下以该装置作电源,用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液,当电路中通过0.4mol电子的电量时,两电极均得到0.14mol的气体。若电解后溶液体积为4OL,则电解后溶液的pH 为________。
9、CO2、碳酸盐、有机物等均是自然界碳循环中的重要物质。回答下列问题:
(1)下列物质属于化合物但不属于电解质的是______(填字母)。
A.石墨 B.汽油 C.乙醇 D.碳酸
(2)倍半碳酸钠(Na2CO3·NaHCO3·2H2O)在水溶液中的电离方程式为__________________________。
(3)金属钠在足量CO2中燃烧生成常见的盐和单质,写出反应的化学方程式:____________。
(4)铜器表面的难溶物Cu2(OH)2CO3可用稀硫酸洗涤除去,该反应的离子方程式为________________。
(5)工业上制取金刚砂的反应为:,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。
10、氯化钡(BaCl2)是一种白色晶体,易溶于水,微溶于盐酸和硝酸,难溶于乙醇和乙醚,易吸湿,常用作分析试剂、脱水剂等。以BaS溶液为原料制备BaCl2·2H2O,并用重量法测定产品中BaCl2·2H2O的含量。某兴趣小组的实验方案如下:可选用试剂:NaCl固体、BaS溶液、浓H2SO4、 稀H2SO4、CuSO4溶液、蒸馏水。
步骤1: BaCl2·2H2O的制备
按如图所示装置(部分夹持仪器已省略)进行实验,得到BaCl2溶液,经一系列操作获得BaCl2·2H2O产品。
步骤2:产品中BaCl2·2H2O含量的测定
①称取产品0.5000 g,用100 mL水溶解,酸化,加热至近沸;
②在不断搅拌下,向①所得溶液中逐滴加入热的0.1000 mol· L-1 H2SO4溶液;
③沉淀完全后,在60 °C水浴中加热40 min,经过滤、洗涤、烘干等步骤,称量白色固体,其质量为0.4660g。
回答下列问题:
(1)在过滤操作中,下列仪器不需要用到的是_____________(填名称)。
(2)装置II中仪器b的作用是___________________;III中的试剂应选用__________。
(3)装置I是制取_______(填化学式)气体的装置,在试剂a过量并微热时,发生的主要反应的化学方程式为_________。
(4)沉淀过程中需加入过量的H2SO4溶液,原因是___________。
(5)在沉淀过程中,某同学在加入一定量热的H2SO4溶液后,认为沉淀已经完全,判断沉淀已完全的方法是_______。
(6)产品中BaCl2·2H2O的质量分数为_______(保留三位有效数字)。
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、I. 以CO2为原料加氢合成二甲醚、甲醇有利于促进实现“碳中和”。在二氧化碳加氢制取二甲醚的合成塔中发生以下3个反应:
i.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H= - 49.01kJ·mol-1
ii.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H= -24.52kJ·mol-1
iii.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H= + 41.17kJ·mol-1
(1)2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)的△H=___________kJ·mol-1。
(2)在压强3.0MPa、=4条件下,CO2的平衡转化率和产物的选择性与温度的关系如图所示(选择性是指生成某物质消耗的CO2占CO2消耗总量的百分比)。
①当温度超过290℃,CO2的平衡转化率随温度升高而增大的原因是___________。除改变温度外,能提高二甲醚选择性的措施___________(写一种即可)。
②根据图中的数据计算300℃上述反应达到平衡时CH3OCH3的物质的量分数为___________(保留三位有效数字)。
(3)在=3时,反应CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇物质的量分数为x(CH3OH),在t=250℃下的x(CH3OH)~P、在P=5×105Pa下的x(CH3OH)~t如图所示。当CO2的平衡转化率为
时,反应条件可能为___________。
II.我国科学家利用CO2矿化反应释放能量设计出CO2矿化电池。不仅减碳发电,还能获得高附加值产品,其工作原理如图所示(Q是有机物;反应物和产物分别经过其它通道进入或排出电池容器)。
(4)正极区的电极反应式为:Q+2CO2+2H2O+2Na++2e-=2NaHCO3+QH2,在电极区溶液中可循环利用的物质是___________,则电池的总反应方程式为___________。
13、氮氧化物种类很多,造成大气污染的主要是一氧化氮
和二氧化氮
,环境学中的氮氧化物一般是指这两者的总称。空气中的氮氧化物主要来自天然源,而城市中产生的氮氧化物主要来自燃料的燃烧,即人为源,如汽车等流动源、工业窑炉等固定源。
(1)在燃烧过程中氮气会转化为。已知:
键的键能为
键的键能为
。
中氮氧键的键能为______
。
(2)氨气是常用的氮氧化物污染处理剂。科学家利用电解法在常温、常压下实现氨的合成,工作时阴极区的微观示意图如图1所示,其中电解液为溶有三氟甲磺酸锂和乙醇的惰性有机溶剂。阴极区生成的电极反应式为______。
(3)用活化后的作催化剂,氨气将
还原成
的一种反应历程如图2所示。
①写出图2中总反应的化学方程式:______。
②测得该反应的平衡常数与温度的关系为,该反应是______(填“吸热”或“放热”)反应。
(4)过硫酸钠氧化法去除
。
第一步:在碱性环境中被
氧化为
。
第二步:继续被氧化为
,反应的离子方程式为
。不同温度下,平衡时
的脱除率与过硫酸钠
初始浓度(指第二步反应的初始浓度)的关系如图3所示。
①四点的平衡常数K由大到小的顺序为______。
②a点时,,若
的初始浓度为
,则65℃时,第二步反应的平衡常数K=______(用含m的代数式表示)。