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、一定条件下,二氧化碳可合成低碳烯烃,缓解温室效应、充分利用碳资源。
(1)已知:①C2H4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2(g) ΔH1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH2
③H2O(1)=H2O(g) ΔH3
④2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH4
则ΔH4=___(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
(2)反应④的反应温度、投料比[=x]对CO2平衡转化率的影响如图所示。
①a__3(填“>”、“<”或“=”);M、N两点反应的平衡常数KM__KN(填填“>”、“<”或“=”)
②M点乙烯体积分数为__;(保留2位有效数字)
③300℃,往6L反应容器中加入3molH2、1molCO2,反应10min达到平衡。求0到10min氢气的平均反应速率为__;
(3)中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物,反应过程如图。
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
助剂 | CO2转化率 (%) | 各产物在所有产物中的占比(%) | ||
C2H4 | C3H6 | 其他 | ||
Na | 42.5 | 35.9 | 39.6 | 24.5 |
K | 27.2 | 75.6 | 22.8 | 1.6 |
Cu | 9.8 | 80.7 | 12.5 | 6.8 |
①欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加__助剂效果最好;加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是__;
②下列说法正确的是__;
a.第ⅰ步所反应为:CO2+H2CO+H2O
b.第ⅰ步反应的活化能低于第ⅱ步
c.催化剂助剂主要在低聚反应、异构化反应环节起作用
d.Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的ΔH减小
e.添加不同助剂后,反应的平衡常数各不相同
(4)2018年,强碱性电催化还原CO2制乙烯研究取得突破进展,原理如图所示。
①b极接的是太阳能电池的__极;
②已知PTFE浸泡了饱和KCl溶液,请写出阴极的电极反应式__。
3、将51.2g完全溶于适量浓硝酸中,得到标况下17.92L
、
和
的混合气体,该混合气体恰好能被500
2
溶液完全吸收,生成只含
和
的盐溶液。请计算:
(1)盐溶液中_______
。
(2)混合气体中_______
。
4、(1)甲烷和苯都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,甲苯却可以使其褪色,主要原因是_______。
(2)常温下硝酸为液体且易挥发,尿素为固体,两者沸点高低差异的可能原因是_______。
5、硫酸是重要的化工生产原料,工业上常用硫铁矿焙烧生成SO2,SO2氧化到SO3,再用98.3%左右的浓硫酸吸收SO3得到“发烟”硫酸(H2SO4·SO3)。最后用制得的“发烟”硫酸配制各种不同浓度的硫酸用于工业生产。
完成下列计算:
(1)1kg98%的浓硫酸吸收SO3后,可生产___kg“发烟”硫酸。
(2)“发烟”硫酸(H2SO4·SO3)溶于水,其中SO3都转化为硫酸。若将890g“发烟”硫酸溶于水配成4.00L硫酸,该硫酸的物质的量浓度为___mol/L。
(3)硫铁矿氧化焙烧的化学反应如下:3FeS2+8O2→Fe3O4+6SO24FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2
①1吨含FeS280%的硫铁矿,理论上可生产多少吨98%的浓硫酸__?
②若24molFeS2完全反应耗用氧气1467.2L(标准状况),计算反应产物中Fe3O4与Fe2O3物质的量之比___。
(4)用硫化氢制取硫酸,既能充分利用资源又能保护环境,是一种很有发展前途的制备硫酸的方法。硫化氢与水蒸气的混合气体在空气中完全燃烧,再经过催化氧化冷却制得了98%的浓硫酸(整个过程中SO2损失2%,不补充水不损失水)求硫化氢在混合气中的体积分数___。
6、氮是一种重要的元素,其对应化合物在生产生活中有重要的应用。
(1)氮化铝(AlN)可用于制备耐高温的结构陶瓷,遇强碱会腐蚀,写出AlN与氢氧化钠溶液反应的离子方程式_______________。
(2)氨是制备氮肥、硝酸等的重要原料②③
①己知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol
N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H=+180 kJ/mol
2H2(g)+O2(g) 2H2O(1) △H= -571.6 kJ/mol
试写出表示氨的标准燃烧热的热化学方程式________________。
②某电解法制氨的装置如右图所示,电解质只允许质子通过,试写出阴极的电极反应式__________。
(3)反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H<0是制备硝酸过程中的一个反应。
①将NO和O2按物质的量之比为2:1置于恒温恒容密闭容器中进行上述反应,得到NO2体积分数与时间的关系如下图所示。保持其它条件不变,t1时再向容器中充入适量物质的量之比为2:1的NO和O2的混合气体,t2时再次达到平衡,请画出tl-t3时间范围内NO2体积分数随时间的变化曲线:____________。
②在研究此反应速率与温度的关系时发现,NO转化成NO2的速率随温度升高反而减慢。进一步研究发现,上述反应实际是分两步进行的:
I 2NO(g) N2O2(g) △H<0
II N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g) △H<0
已知反应I能快速进行,试结合影响化学反应速率的因素和平衡移动理论分析,随温度升高,NO转化成NO2的速率减慢的可能原因________。
(4)已知常温下,Ka(CH3COOH)=Kb(NH3·H2O)=l.8×l0-5。则常温下0.lmol/L的CH3COONH4溶液中,(CH3COO-):c(NH3·H2O)=________________。
7、碳、氮及其化合物是同学们经常能接触到的重要物质,是科学研究的重要对象。
(1)实验室制取乙炔的化学方程式为___________________________。
(2)H2NCOONH4是工业合成尿素的中间产物,该反应的能量变化如图A所示。用CO2和氨气合成尿素的热化学方程式为___________________________。
(3)合理利用CO2、CH4,抑制温室效应成为科学研究的新热点。一种以二氧化钛表面覆盖Cu2A12O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸(△H<0)。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率分别如上图B所示。250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是________________。250℃和400℃时乙酸的生成速率几乎相等,实际生产中应选择的温度为_________℃。
(4)T℃时,将等物质的量的NO和CO充入体积为2L的 密闭容器中发生反应2NO+2CO2CO2+N2。保持温度和体积不变,反应过程中NO的物质的量随时间的变化如图C所示。
①平衡时若保持温度不变,再向容器中充入CO、N2各0.8mol,平衡将______(填“向左”、“向右”或“不”)移动。
②图中a、b分别表示在一定温度下,使用相同质量、不同表面积的催化剂时,达到平衡过程中n(NO)的变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是______(填“a”或“b”)。
③15min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)发生如图所示的变化,则改变的条件可能是_____________(任答一条即可)。
(5)垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质(用NH3表示)和氯化物,可用电解原理将溶液中的氨氮物质完全氧化除去。该过程分为两步:第一步:电解产生氯气;第二步:利用氯气将氨氮物质氧化为N2。
①第二步反应的化学方程式为____________________。
②若垃圾渗滤液中氨氮物质的质量分数为0. 034% ,理论上用电解法净化It该污水,
电路中转移的电子数为__________。
8、(1)回答下列问题:
①处于基态的Ca和Fe原子,下列参数前者小于后者的是_________;
a. 最外层电子数 b. 未成对电子数 c. 第一电离能 d. 原子半径
②有文献表明,迄今为止(至2016年)除氦外,所有其他稀有气体元素都能形成化合物。试简要说明未能制得氦的化合物的理由 _______________________。
(2)H和N可以形成多种化合物。
①已知联氨(N2H4)的物理性质与水接近,其原因是_____________________;
②计算表明: N4H62+ 的一种结构如图所示,氢原子只有一种化学环境,氮原子有两种环境,其中的大 π键可表示为_________________。
(3)晶体X只含钠、镁、铅三种元素。在不同的温度和压力下,晶体X呈现不同的晶相。
①γ-X 是立方晶系的晶体。铅为立方最密堆积,其余两种原子有选择的填充铅原子构成的四面体空隙和八面体空隙。在不同的条件下,γ-X 也呈现不同的结构,其晶胞如图所示。X的化学式为_____________;在(b)型晶胞中,边长为a pm,距离Pb最短的Na有_______个,长度为_______pm(用a表示);Na填充了晶胞中铅原子构成四面体空隙的百分比为________和八面体空隙的百分比为________。已知(a)型晶胞的边长为770 pm,则该型晶体的密度为_________g·cm-3。(只列出计算式)
②α-X是一种六方晶系的晶体,而在α-X中,镁和铅按 1:1 的比例形成类似于石墨的层状结构,钠填在层间。试画出一层α-X 的结构__________。
9、氨主要用于生产化肥和硝酸。“十三五”期间,预计我国合成氨产量将保持稳中略增。
(1)目前工业上用氮气和氢气合成氨的生产条件为________________________。
(2)如图是不同温度和不同压强下,反应达到平衡后,混合物中NH3含量(体积%)的变化情况。已知初始时n(N2):n(H2)=1:3。判断p1、p2的大小关系,并简述理由。 _____________________
(3)实验室在2L密闭容器中加入1mol氮气和3mol氢气模拟工业合成氨。若反应2min,气体的总物质的量减少了0.8mol,则2min内氨气的生成速率为____________。
(4)常见氮肥有氨水、氯化铵、硫酸铵、尿素等。常温下,c(NH4+)相等的氨水、氯化铵、硫酸铵三种溶液,氨水、氯化铵、硫酸铵的浓度从大到小的关系为__________________。
(5)草木灰主要含有碳酸钾,解释草木灰不宜与铵态氮肥混合使用的原因__________。
10、胆矾(CuSO4·5H2O)是重要的中药,有解毒、催吐、祛腐的功效。回答下列问题:
(1)实验小组利用某有色金属加工企业的废次材制得含杂质的CuSO4溶液,由该溶液制得胆矾粗产品需进行的实验操作是___________、__________、过滤、洗涤、干燥,过滤操作需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、___________。
(2)制得的粗产品中可能含有Fe2(SO4)3、FeCl3杂质。已知:Cu(OH)2能溶于氨水得到深蓝色溶液。选用下列试剂,确定所含杂质。可选用试剂:
蒸馏水、稀硫酸、氨水、 BaCl2溶液、 Ba(NO3)2溶液、KI溶液、AgNO3溶液
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
①取一定量样品,加入蒸馏水 | 固体溶解,得到蓝色澄清溶液 |
⑤该产品含有_____杂质 |
②取少量①所得溶液,滴入____至过量,过滤、洗涤 | 先析出沉淀,后沉淀部分溶解得深蓝色溶液,过滤,滤渣为红褐色 | |
③另取少量①所得溶液,加入足量的______溶液 | 出现白色沉淀 | |
④向③所得上层清液中加入_____溶液 | 无明显现象 |
(3)CuSO4·5H2O的含量通常利用“间接碘量法”测定,步骤如下:
①称取1.250g产品配成100mL溶液。
②取其中25.00mL溶液,加入足量的NaF溶液后,滴加KI溶液至不再产生沉淀。
③用0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定,平行滴定3次。
已知:Cu2+与F-不反应,Fe3+与F-反应生成FeF63-;I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6
步骤②中,若不加足量的NaF溶液,最终的测量值将___________(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。滴加KI溶液,有白色碘化物沉淀生成,反应的离子方程式为___________;若Na2S2O3标准溶液的平均用量为10.00mL,则胆矾样品纯度为___________%。
11、溶液与
锌粉在量热计中充分反应。测得反应前温度为
,反应后最高温度为
。
已知:反应前后,溶液的比热容均近似为、溶液的密度均近似为
,忽略溶液体积、质量变化和金属吸收的热量。请计算:
(1)反应放出的热量_____J。
(2)反应的
______
(列式计算)。
12、某化工厂利用废旧锂离子电池的正极材料(含有LiCoO2以及少量Ca、Mg、Fe、Al等)制备Co2O3和Li2CO3的工艺流程如下:
已知:①草酸(H2C2O4)是种二元弱酸,不稳定易分解,具有还原性。
②常温时,有关物质Ksp如下表(单位已略):
Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Co(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Mg(OH)2 | Ca(OH)2 | MgF2 | CaF2 |
2.6×10-39 | 1.3×10-33 | 4.0×10-44 | 4.9×10-17 | 5.9×10-15 | 5.6×10-12 | 4.7×10-6 | 9.0×10-9 | 1.5×10-10 |
③当离子浓度c≤1×10-5mol·L-1,可认为沉淀完全。
④常温下Li2CO3的溶解度为1.3g,Li2CO3的溶解度随温度的升高而逐渐减小。
回答下列问题:
(1)为了使拆解后的“正极材料”与酸充分反应,可采取的措施有_______(任写两种),溶解LiCoO2的反应的离子方程式为_______。
(2)“滤液I”中加入氨水调pH为5,则“滤渣Ⅱ”的主要成分是_______(填化学式)。若先调节pH并控制到5,再加入NaClO3,则NaClO3的作用为_______。
(3)若取1.0L“滤液Ⅱ”,测得Ca2+、Mg2+浓度均为0.001mol·L-1,则至少需加入_______molNH4F固体才能使Mg2+沉淀完全。
(4)生成Co2(OH)2CO3的离子方程式为_______。
(5)为了获得更多更纯的Li2CO3固体,“系列操作”依次为_______和干燥。
13、二氧化氯()是国际上公认为安全、无毒的绿色消毒剂。在通常情况下,
是一种有刺激性气味的黄绿色气体,沸点为11℃。常温下,1L水中约能溶解2.9g
。采用
作为氧化剂氧化
是脱硝工艺发展中一个较新的研究。请回答:
(1)使用高浓度的盐酸作为还原剂还原氯酸钠制取的化学方程式:_______。
(2)下列说法不正确的是_______(填序号)。
A.是一种强氧化剂,活性为氯气的2.5倍
B.可采用冷却液化的方法来除去中的杂质气体
C.难溶于水,易溶于四氯化碳,不与水反应
D.利用草酸还原氯酸盐制取的优点是析出的
可被
稀释而不易爆炸
(3)作氧化剂氧化
的脱硝工艺涉及的反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
几种物质的标准生成热如表:
物质 | |||||||
标准生成热/ | 102.5 | 91.29 | -285.8 | 33.1 | -167.08 | 0 | -206.85 |
已知:热力学规定,某温度下,由处于标准状态的各种元素的指定单质生成标准状态1某纯物质的热效应,叫作该温度下该物质的标准生成热,当然处于标准状态下的各元素的指定单质的标准生成热为零。
(生成物)
(反应物)
①反应Ⅰ的_______。
②反应Ⅲ的平衡常数的表达式为_______。(用各物质浓度表示)。
③某温度时,在某1L密闭容器中使用作为氧化剂,将含有
的模拟烟气氧化,再使用含有
的固定床进行吸收,若
,且进行到某时刻时固定床中的氮元素的量占初始模拟烟气中氮元素的一半,此时体系中无
,则该时刻溶液的
_______。(用上述平衡常数a和b表示)
(4)研究者发现工业上使用水溶液脱硝时,能够保持长久的脱硝效率的物质是
。在碱性环境中,
溶液脱除
的离子方程式为
,在酸性环境中,
溶液会发生反应:
、
。结合所给反应说明使用
水溶液脱硝时能够保持长久的脱硝效率的物质是
的原因:_______。
(5)在酸、碱性溶液中都是较强的氧化剂,但其在碱性介质中的分解速率远比酸性介质中的快。在一定温度下,使用紫外线作为催化剂,用
溶液进行脱硝实验,
脱硝的机理:
、
。在其他条件不变的情况下,若要提高
的脱硝效率,可采用的措施是_______(填序号)。
A.适当提高反应温度 B.改变催化剂 C.使溶液呈碱性 D.提高双氧水浓度