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、乙烯的产量是一个国家石油化工水平的重要标志,研究制备乙烯的原理具有重要的意义,科学家研究出各种制备乙烯的方法。
I.由乙烷直接脱氢或氧化脱氢制备,原理如下:
直接脱氢:
氧化脱氢:
(1)已知键能,
,生成1mol碳碳π键放出的能量为_______________kJ,从热力学角度比较直接脱氢和氧化脱氢,氧化脱氢法的优点为______________。
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量的和
,维持初始压强
,
,发生上述两个反应。2.5min时,
,
,则用
的分压变化表示直接脱氢反应的平均速率为_______
;反应一段时间后,
和
的消耗速率比小于2:1的原因为__________________。
II.利用乙炔和氢气催化加成制备乙烯,发生如下反应:
①
②
保持压强为20kPa条件下,按起始投料,匀速通入装有催化剂的反应器中发生反应①和②,测得不同温度下
和
的转化率如下图实线所示(图中虚线表示相同条件下平衡转化率随温度的变化)。
(3)表示转化率的曲线是_____________(填“m”或“n”)。
(4)随着温度的升高,m和n两条曲线都是先升高后降低,其原因是_______________。
(5)时,两种物质的转化率分别为0.75、0.5,反应①的平衡常数
__________
。
3、我国在古代就会使用热还原法冶炼金属锡,反应的化学方程式为:
(1)作还原剂的物质是_______,碳元素的化合价_______(填“升高”或“降低”)。
(2)反应中每生成,消耗
的物质的量是_______
,转移电子的物质的量是_______mol。
4、C、N、S对应的化合物,是重要的化学物质。试回答下列问题:
(1)已知:氢气的燃烧热为286.0kJ/mol,氨气的燃烧热为382.5 kJ/mol ,则合成氨反应的热化学方程式
为_____________________。
(2)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的治理。已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,则另一反应的离子方程式为________________。
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物。 有关反应为C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。
某研究小组向密闭的真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)中加入NO和足量的活性炭,恒温(T)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如表:
时间(min) 浓度(mol•L-1) | NO | N2 | CO2 |
0 | 1.00 | 0 | 0 |
10 | 0.58 | 0.21 | 0.21 |
20 | 0.40 | 0.30 | 0.30 |
30 | 0.40 | 0.30 | 0.30 |
40 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
50 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
①10min~20min以v(CO2)表示的反应速率为_________________。
②根据表中数据,计算T℃时该反应的平衡常数为Kp=___________,(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,保留两位小数)
③一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率_________(填“增大”“不变”或“减小”)。
④该反应达到平衡时下列说法正确的是______填序号字母)。
a.容器内压强保持不变 b.2v(NO)=v(N2)
c.容器内CO2的体积分数不变 d.混合气体的密度保持不变
⑤30min时改变某一条件,过一段时间反应重新达到平衡,则改变的条件可能是______。请在图中画出30~40min的变化曲线______。
5、将汽车尾气中含有的CO利用不仅能有效利用资源,还能防治空气污染。工业上常用CO与H2在由Al、Zn、Cu等元素形成的催化剂作用下合成甲醇。
(1)右图是某同学画出CO分子中氧原子的核外电子排布图,
请判断该排布图 (填“正确”或“错误”),理由是 (若判断正确,该空不用回答)。
(2)写出两种与CO互为等电子体的离子 。
(3)向CuSO4溶液中加入足量氨水可得到深蓝色[Cu(NH3)4]SO4溶液,[Cu(NH3)4]SO4中 所含配位键是通过配体分子的 给出孤电子对, 接受电子对形成,SO42-的空间构型是 ,该物质中N、O、S三种元素的第一电离能大小顺序为 > > (填元素符号)。
(4)甲醇与乙烷的相对分子质量相近,故二者分子间的作用力(范德华力)相近,但是二者沸点的差距却很大,造成该差异的原因是 ;在甲醇分子中碳原子轨道的杂化类型为 。
(5)甲醛与新制Cu(OH)2悬浊液加热可得砖红色沉淀Cu2O,已知Cu2O晶胞的结构如图所示:
①在该晶胞中,Cu+ 的配位数是 ,
②若该晶胞的边长为a pm,则Cu2O的密度为________g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA)
6、某化学实验创新小组设计了如图所示的检验Cl2某些性质的一体化装置。下列有关描述错误的是______
A.浓盐酸滴到氯酸钾固体上反应的离子方程式为3Cl−++6H+
2Cl2↑+3H2O
B.无水氯化钙的作用是干燥Cl2,且干燥有色布条不褪色,湿润的有色布条褪色
C.2处溶液出现白色沉淀,3处溶液变蓝,4处溶液变为橙色,三处现象均能说明了Cl2具有氧化性
D.5处溶液变为血红色,底座中溶液红色消失,氢氧化钠溶液的作用为吸收剩余的Cl2以防止污染
7、I.“低碳经济”时代,科学家利用“组合转化”等技术对CO2进行综合利用。
(1)CO2和H2在一定条件下可以生成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2==CH2(g)+4H2O(g) △H=a kJ·mol-1
已知:H2(g)的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,CH2=CH2(g)的燃烧热为1411.0 kJ·mol-1,H2O(g)= H2O(l)
△H=-44.0 kJ·mol-1,则a=______kJ·mol-1。
(2)上述生成乙烯的反应中,温度对CO2的平衡转化率及催化剂的催化效率影响如图,下列有关说法不正确的是_______(填序号)
①温度越高,催化剂的催化效率越高
②温发低于250℃时,随着温度升高,乙烯的产率增大
③M点平衡常数比N点平衡常数大
④N点正反应速率一定大于M点正反应速率
⑤增大压强可提高乙烯的体积分数
(3)2012年科学家根据光合作用原理研制出“人造树叶”。右图是“人造树叶”的电化学模拟实验装置图,该装置能将H2O和CO2转化为O2和有机物C3H8O。阴极的电极反应式为:__________________。
II.为减轻大气污染,可在汽车尾气排放处加装催化转化装置,反应方程式为:
2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)。
(4)上述反应使用等质量的某种催化剂时,温度和催化剂的比表面积对化学反应速率的影响对比实验如下表,c(NO)浓度随时间(t)变化曲线如下图:
①表中a=___________。
②实验说明,该反应是__________反应(填“放热”或“吸热”)。
③若在500℃时,投料NO的转化率为80%,则此温度时的平衡常数K=_____。
(5)使用电化学法也可处理NO的污染,装置如右图。已知电解池阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式:______。吸收池中除去NO的离子方程式为:_________________。
8、元素单质及其化合物有广泛用途,请回答下列问题:
(1)第三周期元素中,钠原子核外有_______种能量不同的电子;氯原子的最外层电子排布式为______________;由这两种元素组成的化合物的电子式为__________。
(2)下列气体能用浓硫酸干燥的是________。
A.NH3 B.HI C.SO2 D.CO2
(3)请用一个实验事实说明钠与镁的金属性强弱________________________________。
(4)KClO3可用于实验室制O2,若不加催化剂,400 ℃时可分解生成两种盐,化学方程式为:KClO3 KCl+KClO4 (未配平),则氧化产物与还原产物的物质的量之比为_________。
(5)已知:
化合物 | MgO | MgCl2 |
类型 | 离子化合物 | 离子化合物 |
熔点/℃ | 2800 | 714 |
工业上电解MgCl2制单质镁,而不电解MgO的原因是________________________________。
9、碳、氮、氧、铝都为重要的短周期元素,其单质及化合物在工农业生产生活中有重要作用。请回答下列问题:
(1)在密闭容器内(反应过程保持体积不变),使1molN2和3molH2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol。当反应达到平衡时,N2和H2的浓度之比是_______;当升高平衡体系的温度,则混合气体的平均式量______(将“增大”“减小”或“不变”);当达到平衡时,再向容器内充入1mol N2,H2的转化率_______(填“提高”“降低”或“不变”);当达到平衡时,将c(N2)、c(H2)、c(NH3)同时增大1倍,平衡_______移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
(2)由题干所述元素中的三种组成的某种强酸弱碱盐的化学式为________,其溶于水能_____水的电离(填“促进”或“抑制”),且使溶液的pH_______(填“升高”“降低”或“不变”),原因是_________(用离子方程式表示)。
(3)空气是硝酸工业生产的重要原料,氨催化氧化是硝酸工业的基础,氨气在铁触媒作用下只发生主反应①和副反应②:
4NH3(g)+5O24NO+6H2O(g) △H=-905kJ/mol ①
4NH3(g)+3O22N2+6H2O(g) △H=-1268kJ/mol ②
①氮气与氧气反应生成NO的热化学方程式为______________________。
②在氧化炉中催化氧化时,有关物质的产率与温度的关系如图。下列说法中正确的是_____。
A.工业上氨催化氧化生成NO时,最佳温度应控制在780~840℃之间
B.工业上采用物料比在1.7~2.0,主要是为了提高反应速率
C.加压可提高NH3生成NO的转化率
D.由图可知,温度高于900℃时,生成N2的副反应增多,故NO产率降低
(4)M是重要的有机化工原料,其分子与H2O2含有相同的电子数,将1molM在氧气中完全燃烧,只生成1molCO2和2molH2O,则M的化学式为_______。某种燃料电池采用铂作为电极催化剂,以KOH溶液为电解质,以M为燃料,以空气为氧化剂。若该电池工作时消耗1molM,则电路中通过_____mol电子。
10、次硫酸氢钠甲醛(NaHSO2·HCHO·2H2O)俗称吊白块,在印染、医药以及原子能工业中有广泛应用。以Na2SO3、SO2、HCHO和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验步骤如下:
已知:次硫酸氢钠甲醛易溶于水,微溶于乙醇,具有强还原性,且在120℃以上发生分解。
步骤1:在三颈烧瓶中加入一定量Na2SO3和水,搅拌溶解,缓慢通入SO2,至溶液pH约为4,制得NaHSO3溶液。
步骤2:向烧瓶中加入稍过量的锌粉和一定量甲醛溶液,将装置A中导气管换成橡皮塞,在80~90℃下,反应约3h,冷却至室温,抽滤将剩余锌粉与难溶性产物除去。
步骤3:将滤液真空蒸发浓缩,冷却结晶。
(1)装置B的烧杯中应加入的溶液是___________(填字母代号);
A.NaOH溶液 B.NaHSO3溶液 C.饱和NaCl溶液
冷凝管中冷却水从___________(填“a”或“b”)口进水。
(2)A中多孔球泡的作用是_______________________________________________________。
(3)冷凝管中回流的主要物质除H2O外还有___________(填化学式)。
(4)写出步骤2中发生反应的化学方程式___________________________________________。
(5)步骤3中在真空容器中蒸发浓缩的原因是防止温度过高使产物分解,也防止_________。
(6)为了测定产品的纯度,准确称取2.0 g样品,完全溶于水配成100 mL溶液,取20.00 mL所配溶液,加入过量碘完全反应后(已知I2不能氧化甲醛,杂质不反应),加入BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重得到白色固体0.233 g,则所制得的产品的纯度为_____(保留三位有效数字)
11、氢气还原氧化铜所得的红色固体可能是铜与氧化亚铜的混合物,已知Cu2O在酸性溶液中可发生自身氧化还原反应,生成Cu2+和单质铜。
(1)现有8克氧化铜被氢气还原后,得到红色固体6.8克,其中含单质铜与氧化亚铜的物质的量之比是_________;
(2)若将6.8克上述混合物与足量的稀硫酸充分反应后过滤,可得到固体__________克;
(3)若将6.8克上述混合物与一定量的浓硝酸充分反应;
①生成标准状况下1.568升的气体(不考虑NO2的溶解,也不考虑NO2与N2O4的转化),则该气体的成分是___________,其物质的量之比是_____________;
②把得到的溶液小心蒸发浓缩,把析出的晶体过滤,得晶体23.68克.经分析,原溶液中的Cu2+有20%残留在母液中.求所得晶体的化学式为____________________。
12、12月 17日凌晨,嫦娥五号完成“ 挖土” 之旅返回地球。查阅资料,月球玄武岩是构成月球的岩石之一,主要由辉石(主要成分硅酸盐)和钛铁矿(主要成分 FeTiO3)等组成。回答下列问题:
(1)基态铁原子的价电子排布式为:______。
(2)与 Fe同周期,且最外层电子数相同的主族元素是______(填元素符号)。
(3)基态 Ti原子核外电子占据的最高能层符号为______;其最外层电子的电子云轮廓图为______。
(4)1molFe3[Fe(CN)6]2中含有 σ键数为______,[Fe(CN)6]3-中配体为______ ,其中 C原子的杂化轨道类型为______ ,H、C、N、Si四种元素的电负性由大到小的顺序为______ 。
(5)FeTiO3的结构如图 1所示,其中由 O围成的______(填“ 四面体空隙” 或“ 八面体空隙” )被 Fe占据。在图 2中画出 FeTiO3结构的另一种表示______ (要求:Fe处于晶胞的顶点),Ti的配位数为______。
(6)已知该晶胞的密度为 ρg/cm3,NA表示阿伏加德罗常数的值。计算晶胞参数 a=______pm。(列出计算表达式)
13、Ⅰ.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)。
(1)通过离子交换膜的离子是___,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____。
Ⅱ.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
(2)2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)的△H=___kJ·mol-1。
(3)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为____(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)。
(4)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____。