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、CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解ag CuCl2·2H2O制备CuCl,该小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器略),并开展相关探究。
阅读资料:
资料一 | CuCl2·2H2O | 在HCl气流中加热至140℃ | 产生CuCl2 | CuCl2在受热大于300℃时 | 生成CuCl和Cl2 |
资料二 | CuCl2·2H2O | 直接加热 | 产生Cu2(OH)2Cl2 | Cu2(OH)2Cl2在受热到200℃时 | 产生CuO |
请回答下列问题:
(1)请在下表中填写实验操作的步骤。
步骤 | 操作描述 |
① | __________ |
② | __________ |
③ | __________ |
④ | 熄灭酒精灯,冷却 |
⑤ | 停止通入HCl,然后通入N2 |
(2)在实验过程中观察到B中物质由白色变为蓝色,C中试纸的颜色变化是_______。
(3)装置D的作用是___________________。
(4)反应结束后,取出CuCl产品进行实验,发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质,根据资料信息分析其原因:
① 若杂质是CuCl2,则产生的原因是______________。
②若杂质是CuO,则产生的原因是________________。
(5)在不了解CuCl化学性质的前提下,如何证明实验得到的CuCl样品中含有CuCl2杂质__________________。
3、煤的气化技术发展较早,近几年来煤的气化技术更多的倾向于用水煤浆与粉煤为原料的加压气化技术。煤的气化的流程示意图如下:
(1)煤的气化过程中,存在如下反应:
① C(s)+O2(g) CO2(g) △H1=-394.1kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H2=-566.0kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H3=-483.6kJ/mol
写出利用水煤浆生产水煤气的热化学方程式___________________。
(2)一定条件下,由H2和CO可直接制备二甲醚(CH3OCH3)(产物中还有水蒸气),结果如图所示:
①合成二甲醚的化学方程式为___________________________
②其中CO的转化率随温度的升高而降低的原因_________________。
③有利于该反应充分进行的条件是______________ (填字母)
a.高温低压 b.低温高压 c.高温高压 d.低温低压
④在实际生产中选择了适宜温度和压强,原因是考虑了________因素
(3)图中,甲装置为CH3OCH3碱性燃烧电池,其电极均为Pt电极。装置乙中,C、D电极为Pb电极,其表面均覆盖着PbSO4,其电解液为稀H2SO4溶液。
① 写出甲装置中B极的电极反应____________________________
② 写出乙装置中D极的电极反应式___________________________
③ 当有46克二甲醚参加反应时,电路中通过的电子的物质的量为____mol
4、CH4用水蒸气重整制氢是目前制氢的常用方法,包含的反应为:
Ⅰ.水蒸气重整:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) △H1=+206kJ•mol-1
Ⅱ.水煤气变换:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H2
回答下列问题:
(1)不同温度下反应达到平衡时各物质的物质的量分数如图所示。
①可用于提高CH4的平衡转化率的措施是___。(填写序号)
a.升温 b.加压 c.使用高效催化剂 d.增加入口时的气体流速
②根据图象判断△H2___0。(填“>”、“<”或“=”)
③T2℃时,容器中=___。
(2)甲烷水蒸气重整、水煤气变换反应的平衡常数的自然对数InKp与温度的关系如图所示。
①表示甲烷水蒸气重整反应的曲线是___。(填写“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②图中Q点时,反应CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)的lnKp=___。
(3)某温度下,向恒压密闭容器中充入1molCH4和1molH2O(g),容器的总压强为latm,反应达到平衡时,CO2的平衡分压p(CO2)=0.1atm,H2体积百分含量为60%,则CH4的转化率为___,该温度下反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)的平衡常数Kp=___。
5、有机化合物K在化工和医药方面有重要的应用,其合成路线如下:
已知信息:
①C能发生银镜反应,E的相对分子质量比D大4,G的苯环上的一溴代物有两种
②
③2RCH2CHO
请回答下列问题:
(1)F的名称是__________,H含有的官能团是__________。
(2)A→B的反应类型是__________,F→G的反应类型是__________。
(3)C与银氨溶液反应的化学方程式是__________。
(4)K的结构简式是__________。
(5)符合下列要求的C8H10O的同分异构体有__________种.
①芳香族化合物②与Na反应并产生H2③遇FeCl3溶液呈紫色,
其中核磁共振氢谱为4组峰,且面积比为6:2:1:1的是__________(写出其中一种结构简式)
(6)参照已知信息和成路线,设计一条由CH2=CH2为原料合成CH3CH2CH2CH2OH的路线(注明反应条件):__________。
6、元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4−(绿色)、Cr2O72−(橙红色)、CrO42−(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:
(1)Cr3+ 与 Al3+ 的化学性质相似,在Cr2(SO4)3 溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量,可观察到的现象是_________。
(2)CrO42− 和 Cr2O72− 在溶液中可相互转化。室温下,初始浓度为1. 0 mol·L−1的Na2CrO4 溶液中c(Cr2O72−) 随c(H+) 的变化如图所示。
①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应____________。
②由图可知,溶液酸性减小,CrO42− 的平衡转化率__________(填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据,计算出该转化反应的逆反应的平衡常数为__________。
③升高温度,溶液中CrO42−的平衡转化率减小,则该反应的ΔH____0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的 Cr2O72− 还原成 Cr3+,反应的离子方程式为______________。
7、Ⅰ、次氯酸钠是一种被广泛应用的消毒剂,请回答下列问题:
(1)写出NaClO的电子式___________________。
(2)已知HClO的电离能力介于H2CO3一级与二级电离之间,写出NaClO溶液中通入少量CO2过程中发生的离子反应方程式为________________________
(3)在NaClO溶液中通入少量SO2,其反应离子方程式:________________________
II、某二元化合物X其相对分子质量小于100,常温下为黄绿色或橘黄色气体,性质非常不稳定,若用“惰性气体”等稀释时,爆炸性 则大大降低,X的水溶液质量分数高于30%也有可能引起爆炸。X可由KClO3和草酸(H2C2O4)混合物中加入足量的稀硫酸水浴加热制得,12.25 g KClO3与9 g草酸恰好完全反应生成X、CO2和一种酸式盐。
(1)确定X的化学式_______________
(2)用H2C2O4溶液、稀硫酸和KC1O3制备X最大优点是 ______________
(3)工业废水中Mn2+常用X处理,将Mn2+转化为MnO2,写出X除去Mn2+的离子方程式 _____________
(4)纤维素还原法制X是一种新方法,其原理是:纤维素水解得到的最终产物与稀硫酸、NaClO3反应生成X。完成反应的化学方程式:_____________
(5)实验室用氢氧化钠溶液吸收X尾气,生成等物质的两种钠盐,其中有一种盐为NaClO3完成氢氧化钠溶液吸收X尾气反应的化学方程式:_____________
(6)X和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质。处理含CN-相同量的电镀废水,所需Cl2的物质的量是X的_______倍
8、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______________.
9、氮有不同价态的氧化物,如NO、N2O3、NO2, N2O5等,它们在一定条件下可以相互转化。
(1)己知:2NO(g)+O2(g) =2NO2(g)△H1=-113kJ/mol
NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H2=-199 kJ/mol
4NO (g)+O2(g) =2N2O5(g) △H4=-57 kJ/mol
则反应6NO2 (g)+O3(g)=3N2O5(g) △H=__________。
(2)某温度下.在一体积可变的密闭容器中充入1mol N2O3,发生反应N2O3NO2(g)+NO(g),达到平衡后,于t1时刻改变某一条件后,速率与时间的变化图像如图所示,有关说法正确的是__________
A.t1时刻改变的条件是增大N2O3的浓度,同时减小NO2或NO的浓度
B.t1时刻改变条件后,平衡向正反应方向移动,N2O3的转化率增大
C.在t2时刻达到新的平衡后,NO2的百分含量不变
D.若t1时刻将容器的体积缩小至原容积的一半,则速率~时间图像与上图相同
(3)在1000K下,在某恒容容器中发生下列反应:2NO2(g) 2NO(g)+O2(g),将一定量的NO2放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率α(NO2)随温度变化如图所示。图中a点对应温度下.己知NO2的起始压强P0为120kPa,列式计算该温度下反应的平衡常数Kp= __________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数).
(4)对于反应N2O4(g)2NO2(g),在一定条件下N2O4与NO2的消耗速率与自身压强间存在关系:v(N2O4)=k1·p(N2O4),v(NO2)=k2·p2 (NO2)。其中,k1、k2是与反应及温度有关的常数。相应的速率-压强关系如图所示:一定温度下,k1、k2与平衡常数Kp间的关系是k1=____________;在上图标出点中,指出能表示反应达到平衡状态的点__________,理由是__________。
10、多沙唑嗪盐酸盐是一种用于治疗高血压的药物。多沙唑嗪的合成路线如下:
(1)写出D中两种含氧官能团的名称:______和_____。
(2)写出满足下列条件的D的两种同分异构体的结构简式_______________________。
①苯的衍生物,且苯环上的一取代产物只有两种;②与Na2CO3溶液反应放出气体;
③水解后的产物才能与FeCl3溶液发生显色反应。
(3)E→F的反应中还可能生成一种有机副产物,该副产物的结构简式为____________。
(4)由F制备多沙唑嗪的反应中要加入试剂X(C10H10N3O2Cl),X的结构简式为_______。
(5)苯乙酸乙酯是一种常见的合成香料。请设计合理的方案以苯甲醛和乙醇为原料合成
苯乙酸乙酯(用合成路线流程图表示,并注明反应条件)。
提示:①R-Br+Na→R-CN+NaBr;
②合成过程中无机试剂任选;
③合成路线流程图示例如下:
CH3CH2OH H2C=CH2
BrH2C-CH2Br
11、在不同温度下失水和分解,随着温度升高分别生成
,现称取
在敞口容器加热一定时间后,得到
固体,测得生成的
的体积为
(已折算为标准标况),求:
(1)固体的成分和物质的量比_______。
(2)标准状态下生成的体积_______。
12、某铜矿酸性废水除去不溶性固体杂质后,仍含有c(H+)=0.1mol•L-1,c(Cu2+)=0.05mol•L-1,需净化处理。
已知:①含铜污水的排放标准为pH=7,c(Cu2+)≤1×10-7mol•L-1。
②Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,Ksp(CuS)=6.4×10-36,Ksp(FeS)=6.3×10-18;Kb(NH3•H2O)=1.7×10-25,Ka1(H2S)=1.3×10-7,Ka2(H2S)=7.0×10-15。
(1)中和沉淀法处理。
①向酸性废水中加入氨水,调节pH,溶液中铜的去除率与pH关系如图所示。则pH由7到10时,铜的去除率下降的主要原因为_______(用离子方程式表示)。
②若加入石灰乳处理废水,结合计算判断生成氢氧化铜沉淀能否达到排放标准______(写出计算过程)。
(2)硫化物沉淀法处理。
①加入Na2S处理废水,pH=7时,Na2S溶液中硫元素的主要存在的微粒为_______。
②用FeS处理含铜废水比Na2S效果好。请通过必要的计算和说明采用FeS处理的优点的原因______。
(3)溶剂萃取法。用萃取剂RH可萃取废水中的铜离子,再加入20%的硫酸进行反萃取。
①实验室进行萃取操作时,振荡静置后,需对分液漏斗放气,正确放气的图示为_______(填标号)。
A. B.
C.
②萃取时,适度增大溶液的pH,Cu2+萃取率升高的原因是_______。
(4)实验中需测定废液中铜离子含量。
已知:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2,I2+2S2O=2I-+S4O
。
请运用上述原理完成测定某弱酸性溶液中铜离子含量的实验方案:量取25.00mL废水于锥形瓶中,_______(实验中须使用的试剂:0.1mol•L-1KI溶液、0.05000mol•L-1Na2S2O3标准溶液、0.5%淀粉溶液)。
13、二氧化碳的利用具有潜在的商业价值。在负载型金属催化剂作用下,可实现低温下甲烷化,相关主要化学反应有:
I:
II:
(1)已知
则____。
(2)催化剂的选择性是低温下实现甲烷化的关键因素。某课题组对不同
含量
介孔催化剂进行了表征测试,实验结果如下:
①图1中,m点____(填“是”或者“不是”)该温度下的平衡转化率,理由是____。
②由图1和图2可知,该反应的最佳催化剂为____。
③某温度下,容器体积为,控制
和
初始投料量为分别
和
,
的平衡转化率和甲烷的选择性分别为80%、90%,则该温度下反应II的平衡常数K=____(列出计算式)。
(提示:CH4的选择性=)。
(3)与
可直接合成二甲醚:
①已知该反应的活化能(正)小于
(逆),则
___0(填“>”或“<”或“=”)。
②将和
,通入
的密闭容器中进行反应,实验测得
的平衡转化率随温度及压强变化如下图所示:
X轴上的数值:a点____b点(填“>”或“<”或“=”)。
③温度时,反应
后达到M点,此时
的平衡转化率为60%,实验测得
,
、
为速率常数,只与温度有关,则
温度时,
与
的比值为____(保留3位有效数字);若将温度升高,速率常数增大的倍数:
____
(填“>”或“<”或“=”)。