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、碘是生命体中的必需元素,请根据如下有关碘及其化合物的性质,回答下列问题:
(1)实验室中制取少量碘可采用如下方法:KI+CuSO4→CuI↓+K2SO4+I2。此反应生成1 mol I2时转移的电子是________mol。工业生产中,可用智利硝石(含有NaIO3)为原料,与NaHSO3溶液反应生成碘,写出此反应的离子方程式:______________________________________________。
(2)单质碘与氟气反应可制得IF5,实验表明液态IF5具有一定的导电性,研究人员发现产生这一现象的可能原因在于IF5的自偶电离(类似于:2H2OH3O++OH-),电离生成的+1价阳离子为_____,-1价阴离子为________。
(3)将单质碘与铝屑置于管式电炉中,隔绝空气加热至500℃得到棕色片状固体(AlI3),此固体溶于Na2CO3溶液可产生白色沉淀和气体。请写出AlI3和Na2CO3溶液反应的离子方程式:______________。
(4)设计以下实验方案判断加碘食盐中碘的存在形式为I-、IO或两者同时存在。请对以下试验方案进行预测和分析。首先取试样加水溶解,分成三份试样:
①第一份试样加酸酸化,如果加淀粉溶液后试样溶液变蓝,说明试样中同时存在I-和IO,该过程反应的离子方程式为___________。
②第二份试样酸化后,加入淀粉溶液无变化,再加________溶液,溶液变蓝,说明试样中存在I-。
③第三份试样酸化后,如果直接使________试纸变蓝,说明试样存在IO离子。
3、1913年,德国化学家哈伯实现了合成氨的工业化生产,被称作解救世界粮食危机的化学天才.现将lmolN2和3molH2投入1L的密闭容器,在一定条件下,利用如下反应模拟哈伯合成氨的工业化生产:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0.当改变某一外界条件(温度或压强)时,NH3的体积分数ψ(NH3)变化趋势如图所示.
回答下列问题:
(1)已知:①NH3(l)═NH3(g)△H1,②N2(g)+3H2(g)2NH3(l)△H2;则反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)的△H=_____________(用含△H1、△H2的代数式表示)。
(2)合成氨的平衡常数表达式为____________,平衡时,M点NH3的体积分数为10%,则N2的转化率为____________(保留两位有效数字).
(3)X轴上a点的数值比b点____________(填“大”或“小”)。上图中,Y轴表示____________(填“温度”或“压强”),判断的理由是____________。
(4)若将1mol N2和3mol H2分别投入起始容积为1L的密闭容器中,实验条件和平衡时的相关数据如表所示:
容器编号 | 实验条件 | 平衡时反应中的能量变化 |
Ⅰ | 恒温恒容 | 放热Q1kJ |
Ⅱ | 恒温恒压 | 放热Q2kJ |
Ⅲ | 恒容绝热 | 放热Q3kJ |
下列判断正确的是____________
A.放出热量:Ql<Q2<△Hl
B.N2的转化率:Ⅰ>Ⅲ
C.平衡常数:Ⅱ>Ⅰ
D.达平衡时氨气的体积分数:Ⅰ>Ⅱ
(5)常温下,向VmL amoI.L-l的稀硫酸溶液中滴加等体积bmol.L-l的氨水,恰好使混合溶液呈中性,此时溶液中c(NH4+)____________c(SO42-)(填“>”、“<”或“=”).
(6)利用氨气设计一种环保燃料电池,一极通入氨气,另一极通入空气,电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,它在熔融状态下能传导O2-.写出负极的电极反应式____________。
4、运用化学反应原理研究碳、氮的单质及其化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。
(1) 用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的 活性炭和NO,发生 反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)△H=QkJ/mol。 在T1℃时,反应进行到不同时间(min) 测得各物质的浓度(mol/L) 如下:
浓度 时间 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.00 | 0.68 | 0.50 | 0.50 | 0.60 | 0.60 |
N2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
CO2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
①30min 后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是________(填字母编号)
a.通入一定量的NO b.加入定量的活性炭
c.加入合适的催化剂 d.适当缩小容器的体积
② 若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3: 1: 1,则Q_____ 0 (填“>”或“<”<)。
(2) 某研究小组在实验室用某新型催化剂对CO、NO催化转化进行研究,则得NO转化为N2的转化率随温度、CO混存量的变化情况如下图所示,利用以下反应:NO+CON2+CO2( 有CO) 2NO
N2+ O2 (无CO)
①若不使用CO,温度超过775℃,发现NO的分解率降低,其可能的原因为: __________;在n(NO)/n(CO)= 1的条件下,应控制最佳温度在_______左右。
②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染,写出C2H6与NO2发生反应的化学方程式_________________。
③以NO2、O2 熔融NaNO3组成的燃料电池装置如下图所示,在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y,则该电极反应式为__________________。
(3) 天然气的一个重要用途是制取氢气,其原理如下:
已知:① 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H1
②CH4(g)+ 2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H2
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H3
1)科学家提出一种利用天然气制备氢气的方法: CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=_____
2)这种方法的推广与使用,不仅实现资源综合利用,而且还能解决环境问题是_________。
5、研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等。
已知:①Fe2O3(s) + 3C(石墨) = 2Fe(s) + 3CO(g) △H 1 = +489.0 kJ·mol-1
②C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g) △H 2 = +172.5 kJ·mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为 。
(2)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) △H
①该反应的平衡常数表达式为K= 。
②取一定体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比为1∶3),加入恒容密闭容器中,发生上述反应,反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图1所示,则该反应的ΔH 0(填“>”、“<”或“=”)。
③在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示,曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ KⅡ(填“>”、“<”或“=”)。判断的理由 。
(3)以CO2为原料还可以合成多种物质。
①工业上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为 。开始以氨碳比=3进行反应,达平衡时CO2的转化率为60%,则NH3的平衡转化率为 。
②将足量CO2通入饱和氨水中可得氮肥NH4HCO3,已知常温下一水合氨Kb=1.8×10-5,碳酸一级电离常数Kb=4.3×10-7,则NH4HCO3溶液呈 (填“酸性”、“中性”、“碱性”)。
6、回答下列问题:
(1)金刚石和石墨的部分物理性质数据如表:
物质 | 金刚石 | 石墨 |
熔点/℃ | 3550 | 3652 |
硬度 | 10 | 1.5 |
石墨的熔点比金刚石高,硬度却比金刚石小得多,原因是____。
(2)互为同分异构体的两种有机物形成氢键如图所示:
沸点:邻羟基苯甲醛____对羟基苯甲醛(填“>”、“=”或“<”),主要原因是____。
7、
(1)工业上用湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如图所示:
①洗涤粗品时选用异丙醇而不用水的理由是: 。
②反应II的离子方程式为 。
③高铁酸钾在水中既能消毒杀菌,又能净水,是一种理想的水处理剂.它能消毒杀菌是因为 它能净水的原因是 。
④已知25℃时Fe(OH)3的Ksp = 4.0×10-38,反应II后的溶液中c(Fe3+)=4.0×10-5mol/L,则需要调整 时,开始生成Fe(OH)3(不考虑溶液体积的变化)。
(2)由流程图可见,湿法制备高铁酸钾时,需先制得高铁酸钠,然后再向高铁酸钠中加入饱和KOH溶液,即可析出高铁酸钾。①加入饱和KOH溶液的目的是: 。
②由以上信息可知:高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠 (填“大”或“小”)。
湿法
| 强碱性介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液
|
干法
| Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物
|
(3)干法制备K2FeO4的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(4)高铁电池是正在研制中的可充电干电池,高铁电池具有工作电压稳定, 放电时间长等优点,有人以高铁酸钾、二氧化硫和三氧化硫原料,以硫酸酸钾为电解质,用惰性电极设计成高温下使用的电池,写出该电池正极电极反应式: 。
8、化学链燃烧的基本原理是将传统燃料与空气接触的燃烧反应借助载氧剂(如、FeO等)的作用分解为几个气固相反应,燃料与空气无需接触,由载氧剂将空气中的氧传递给燃料。
回答下列问题:
(1)用FeO作载氧剂,部分反应的与温度的关系如图甲所示(已知:
是用平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数,平衡分压=总压×物质的量分数)。
①据图甲判断,属于吸热反应的是___________(填“a”“b”或“c”)。
②X点对应温度下,向某恒容密闭容器中通入m molCO,并加入足量的FeO,只发生反应,则CO的平衡转化率为___________。
(2)为研究上述反应体系的平衡关系,控制温度为T℃,向某恒容密闭容器中加入和
进行反应:
。反应起始时压强为
,达到平衡状态时,容器内气体压强是起始压强的2.0倍。
①T℃时,该反应的平衡常数___________(分压=总压×物质的量分数)。
②相同温度下,再向该恒容密闭容器中通入稀有气体(Ar)稀释,该反应的化学平衡将___________(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。平衡时,与
物质的量浓度之比
___________。
(3)为研究反应体系的动力学行为,向另一恒容密闭容器中加入一定量、
和
,控制不同反应温度,
物质的量浓度c随反应时间t的变化曲线如图乙所示。
代表较高温度的变化曲线为___________。(填“X”或“Y”)。温度为T℃,若起始时向该容器中加入、
、
、
,此时
___________
(填“>”“<”或“=)。
9、化学与人类生活、生产密切相关。请根据题意填空:
(1)钠有多种化合物,其中俗称“纯碱”的是_______(填“Na2CO3”或“Na2SO4”)。
(2)矿物能源是现代人类社会赖以生存的重要物质基础。目前,全球仍主要处于化石能源时期。属于化石能源的是_______(填“石油”或“生物质能”)。
(3)炒菜时加入酒和醋能使菜味香可口,原因是酒和醋反应生成了_______(填“酯”或“盐”)。
10、硫酸铜晶体在工农业生产中具有重要作用。某学习小组对硫酸铜晶体的制备和纯度的测定进行如下探究。
(1)粗硫酸铜晶体的制备
在盛有铜屑的蒸发皿中加入20mL3 mol·L-1的硫酸,水浴加热,分多次缓慢加人浓硝酸,待反应缓和后,盖上表面皿。将所得溶液加热浓缩、趁热过滤,冷却,得到粗硫酸铜晶体。反应原理为浓硝酸将铜氧化成Cu2+,Cu2+与结合得到硫酸铜,该反应的化学方程式为__。
(2)硫酸铜晶体的提纯
实验室提纯硫酸铜晶体的一种方法如下:
①提纯过程中需要加入氧化剂,检验其氧化完全的方法是___。
②溶液中金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH如下表所示。提纯过程中需要调节pH=4.0,其原因是_____。
金属离子 | Fe3+ | Cu2+ |
开始沉淀时的pH | 1.9 | 4.7 |
沉淀完全时的pH | 3.2 | 6.7 |
③操作I、I、III都要用到的玻璃仪器有___。
(3)硫酸铜品体纯度的测定
称取样品0.3125g于250mL锥形瓶中,加入适量稀硫酸和水使之完全溶解。加入过量的KI溶液(杂质不参与反应),用0.1000 mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至呈淡黄色。然后加入几滴淀粉溶液,继续滴定至呈浅蓝色。再加入适量的KSCN溶液,摇匀后溶液蓝色转深,再继续滴定,达到滴定终点时消耗Na2S2O3溶液10.00mL。(已知:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2,I2+2=
+2I-)
①本实验中加入适量的KSCN溶液的作用是____。[已知Ksp(CuI)=1.1×10-12,Ksp(CuSCN)]=4.8×10-15,CuI沉淀表面易吸附I2,CuSCN沉淀不吸附I2]
②达到滴定终点时的现象是___。
③所测试样中硫酸铜晶体的纯度为__。
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、“可燃冰”(甲烷的水合物)是一种清洁燃料,其开发利用是解决能源危机的重要课题。在一定条件下CH4(g)与H2O(g)可发生反应I:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H1),已知表中数据:
化学键 | C—H | H—O | C≡O | H—H |
键能(kJ/mol) | 413 | 463 | 1075 | 436 |
(1)请写出反应I的热化学方程式:____。
利用上述反应制氢是目前制氢的常用方法,还包含反应II:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H2。分析I、II两个反应,回答下列问题:
(2)下列说法中能证明该反应体系已达到化学平衡状态的是____(填字母)。
A.恒温恒容,混合气体的密度不再发生变化
B.恒温恒容,=
C.恒容绝热,体系温度不再发生变化
D.恒温恒容,气体平均相对分子质量不再改变
(3)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根据图像解释温度高于T1时,CO2的物质的量分数随温度升高而下降的原因可能为____。
②T2℃时,容器中=____。
(4)反应I与反应II的平衡常数的自然对数lnKp与温度的关系如图所示。
表示反应II的曲线是____。(填写“m”或“n”)
(5)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100kPa,.反应达到平衡时,CO2的平衡分压p(CO2)=10kPa,H2体积百分含量为60%,则H2O(g)的转化率为____,该温度下反应IICO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数Kp=____。
13、铁是一种重要的金属,铁元素也是人体必需的微量元素之一.铁及其化合物在生产生活中有着广泛的应用.回答下列问题:
(1)氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时,会生成紫色配合物,其配离子结构如图所示.该配合物中基态铁离子的价电子排布式为___________,碳原子的杂化轨道类型为_______.
(2)铁氯化钾溶液是检验
常用的试剂,
中所含
键的数目为____________.
(3)铁的晶体中铁原子有三种堆积方式,其中两种品胞结构如下图所示,下列说法正确的是_________.
a.的空间利用率为74%
b.品胞中铁原子的配位数为12
c.延展时,可以转变为
d.金属铁导电是由于通电时自由电子作定向移动
(4)Fe与Ca位于同一周期且最外层电子构型相同,铁的熔点和沸点均比钙的高,其原因是_____________.
(5)有一种蓝色晶体,它的结构特征是和
分别占据立方体互不相邻的顶点,立方体的每一条棱上均有一个
位于立方体的某个合适的位置上,由此可知该晶体的化学式为_________;立方体中
间连接起来形成的空间构型为_______________.
(6)晶体的晶胞如图所示,晶胞边长为
.设
为阿伏加罗常数的值,则晶体密度的计算表达式为_________
;晶胞中
位于
所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长为______
.