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、化合物H是合成抗心律失常药物泰达隆的一种中间体,可通过以下方法合成:
(1)D中的含氧官能团名称为_________(写两种)。
(2)F→G的反应类型为_________。写出D与足量NaOH溶液反应的方程式____。
(3)写出同时满足下列条件的C的两种同分异构体的结构简式:_________________。
①能发生银镜反应
②能发生水解反应,其水解产物之一能与溶液发生显色反应
③分子中只有4种不同化学环境的氢
(4)E经还原得到F,E的分子式为,写出E的结构简式:_________。
(5)已知:①苯胺()易被氧化。
②
请以甲苯和为原料制备
,写出制备的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。___________________________
3、碳和氯元素及其化合物与人类的生产、生活密切相关。
I、氯的化合物合成、转化一直是科学研究的热点。
①一定条件下,氯气与氨气反应可以制备氯胺(NH2C1),己知部分化学键的键能:
则上述反应的热化学方程式为:____________。
②氯胺是一种长效缓释含氯消毒剂,有缓慢而持久的杀菌作用,可以杀死H7N9禽流感病毒,其消毒原理为与水缓慢反应生成强氧化性的物质,该反应的化学方程式为______________:
Ⅱ、碳的化合物的转换在生产、生活中具有重要的应用。特别是CO2的低碳转型对抵御气候变化具有重要意义。
(1)在三个容积均为1L的密闭容器中以不同的氢碳比充入H2和CO2,在一定条件下发生反应:2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g) △H,CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示(α、β、2.0分别代表三种氢碳比时的变化曲线)。
请回答下列问题:
①反应的△H_____0,氢碳比α____β,Q点v(正)_____v(逆)(填“大于”或“小于”)
②若起始时,CO2的浓度为0.5mol·L-1,氢气的浓度0.1mol/L;则P点对应温度的平衡常数的值为_______。
(2)已知:碳酸H2CO3,K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11、草酸H2C2O4,K1=6.0×10-2、K2=6.0×10-5
①下列微粒可以大量共存的是_______(填字母)。
a.CO32-、HC2O4- b.H2CO3、C2O42- c. C2O42-、HCO3- d.H2C2O4、HCO3-
②若将等物质的量浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合,溶液中各种离子(除OH-外)浓度由大到小的顺序是_________。
③通过技术判断中和反应2Fe(OH)3(s)+3H2C2O42Fe3++6H2O+3C2O42-在常温下能否发生反应________。(已知:Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39;66=4.67×104)
4、目前人们对环境保护、新能源开发很重视。
(1)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体转化为无毒气体。
4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200 kJ·mol-1
对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图像正确的是 (填代号)。
(2)用活性炭还原法也可以处理氮氧化物,某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s) + 2NO(g) N2(g) + CO2(g) ΔH在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下:
时间/min 浓度/(mol/L) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.0 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
CO2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
①根据图表数据分析T1℃时,该反应在0-20min的平均反应速率v(CO2)= ;计算该反应的平衡常数K= 。
②30min后,只改变某一条件,根据上表的数据判断改变的条件可能是 (填字母代号)。
A.加入一定量的活性炭 B.通入一定量的NO
C.适当缩小容器的体积 D.加入合适的催化剂
③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5:3:3,则达到新平衡时NO的转化率 (填“升高”或“降低”),ΔH 0(填“>”或“<”).
(3)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH= -l59.5kJ/mol
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH= +116.5kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0kJ/mol
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式 。
(4)一种氨燃料电池,使用的电解质溶液是2mol/L的KOH溶液。
电池反应为:4NH3+3O2=2N2+6H2O;
请写出通入a气体一极的电极反应式为 ;每消耗3.4g NH3转移电子的物质的量为 。
5、钴(Co)是重要的稀有金属,在工业和科技领域具有广泛的用途。从某含钴工业废料中回收钴的工艺流程如下:
已知:
含钴废料的成分 | |||||
成分 | Al | Li | Co2O3 | Fe2O3 | 其他不溶于强酸的杂质 |
质量分数/% | 10.5 | 0.35 | 65.6 | 9.6 | 13.95 |
Ⅱ.实验中部分离子开始沉淀和沉淀完全的pH | |||
金属离子 | Fe3+ | Co2+ | Al3+ |
开始沉淀的pH | 1.9 | 7.15 | 3.4 |
沉淀完全的pH | 3.2 | 9.15 | 4.7 |
Ⅲ.离子浓度小于等于1.0×10-5 mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。
请回答下列问题:
(1)NaF的电子式为____________。
(2)“沉淀1”的化学式为____________________。“调节溶液pH2”的范围为_________________。
(3)“还原”时发生反应的离子方程式为_______________________。
“沉钴”时发生反应的离子方程式为________________________。
(4)制备Co时,“补充铝”的原因为_________________________。
(5)已知:l0-0.9≈0.13,则 A1(OH)3 的溶度积常数 Ksp=_____________________。
(6)Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器,该电池的总反应可表示为::4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2,其正极反应式为_____________
6、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__________。
7、甲酸钙广泛用于食品、工、石油等工业生产上,300~400℃左右分解.
Ⅰ、实验室制取的方法之一是:Ca(OH)2+2HCHO+H2O2=Ca(HCOO)2+2H2O+H2↑.
实验室制取时,将工业用氢氧化钙和甲醛依次加入到质量分数为30-70%的过氧化氢溶液中(投料物质的量之比依次为1:2:1.2),最终可得到质量分数98%以上且重金属含量极低的优质产品.
(1)过氧化氢比理论用量稍多,其目的是____________。
(2)反应温度最好控制在30-70℃之间,温度不易过高,其主要原因是____________。
(3)制备时在混合溶液中要加入微量硼酸钠抑制甲醛发生副反应外,还要加入少量的Na2S溶液,加硫化钠的目的是____________。
(4)实验时需强力搅拌45min,其目的是____________;结束后需调节溶液的pH 7~8,其目的是____________,最后经结晶分离、干燥得产品.
Ⅱ、某研究性学习小组用工业碳酸钙(主要成分为CaCO3;杂质为:Al2O3、FeCO3) 为原料,先制备无机钙盐,再与甲酸钠溶液混合制取甲酸钙.结合右图几种物质的溶解度曲线及表中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol•L-1计算)。
金属离子 | 开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
Al3+ | 3.0 | 5.0 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
请补充完整由碳酸钙制备甲酸钙的实验方案:称取13.6g甲酸钠溶于约20mL水,配成溶液待用,并称取研细的碳酸钙样品10g待用;____________。
提供的试剂有:a.甲酸钠,B.5mol•L-1硝酸,C.5mol•L-1盐酸,D.5mol•L-1硫酸,e.3%H2O2溶液,f.澄清石灰水。
8、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”)。
9、下图为光电催化能源化利用CO2制备太阳能燃料的示意图。下列说法不正确的是______
A.阳极反应式为2H2O−4e−4H++O2↑
B.CO2还原产物可能为CO、HCHO、CH3OH、CH4等
C.阳极、阴极材料互换对制备太阳能燃料影响不大
D.若太阳能燃料为甲醇,则阴极电极反应式为:CO2+6H++6e−CH3OH+H2O
10、铋酸钠(NaBiO3)是分析化学中的重要试剂,在水中缓慢分解,遇沸水或酸则迅速分解。某兴趣小组设计实验制取铋酸钠并探究其应用。回答下列问题:
Ⅰ.制取铋酸钠
制取装置如图(加热和夹持仪器已略去),部分物质性质如下:
(1)C中盛放Bi(OH)3与NaOH的混合物,与Cl2反应生成NaBiO3,反应的化学方程式为__。B装置的作用是__。
(2)当观察到__(填现象)时,可以初步判断C中反应已经完成。
(3)拆除装置前必须先除去残留的Cl2,以免污染空气。除去烧瓶A中残留Cl2的操作是:关闭__;打开__。
(4)反应结束后,为从装置C中获得尽可能多的产品,需要的操作有_。
Ⅱ.铋酸钠的应用——检验Mn2+
(5)往待检液中加入铋酸钠晶体,加硫酸酸化,生成Bi3+,且溶液变为紫红色,证明待检液中存在Mn2+。产生紫红色现象的离子方程式为__。
Ⅲ.产品纯度的测定
(6)取上述NaBiO3产品ag,加入足量稀硫酸和MnSO4稀溶液使其完全反应,再用bmo1•L-1的H2C2O4标准溶液滴定生成的MnO4-(已知:H2C2O4+MnO4-—CO2+Mn2++H2O,未配平),当溶液紫红色恰好褪去时,消耗cmL标准溶液。该产品的纯度为__(用含a、b、c的代数式表示)。
11、已知粗盐水中含,含
。向粗盐水中加入
除Mg2+:MgCl2+Ca(OH)2→Mg(OH)2↓+CaCl2。然后加入
除
。
(1)处理上述粗盐水,至少需要加
________
。(保留三位有效数字)
(2)如果用碳酸化尾气(含体积分数为0.100、
体积分数0.0400)代替碳酸钠,发生如下反Ca2++2NH3+CO2+H2O→CaCO3↓+2
。处理上述
粗盐水至少需要通入标准状况下________
碳酸化尾气。(需列式计算,保留三位有效数字)
12、和
都是重要的能源物质,
催化加氢合成甲醇是一种有效利用氢气且减少温室气体
排放的方法。
(1)通过计算机分析,我们可从势能图认识加氢制甲醇在不同催化条件下存在的两种反应路径,如图所示,下列说法正确的是_______。
①甲酸盐路径的决速步是
②不考虑,两种路径中产生的含碳中间体种类均有5种
③该反应的活化能
④催化剂相同,使用不同的载体也可改变反应历程
(2)催化加氢合成甲醇的过程中会发生副反应。
副反应Ⅰ:
副反应Ⅱ:
主反应为
①一定条件下,在固定容积的容器中通入1mol 和3mol
发生上述反应,初始压强为p,达到平衡时,容器中
的物质的量为a mol,
物质的量为b mol,
的转化率为α,则
的选择性为_______。主反应的平衡常数
为_______(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数)。
②控制和
初始投料比为1:3时,温度对
平衡转化率及甲醇和CO的产率的影响如图所示,则在250℃以上,升高温度
的转化率增大,但甲醇的产率降低,原因是_______。为增大
的产率,可采用的方法是_______(填一项即可)。
(3)在一定条件下,选择合适的催化剂只进行反应控制
和
初始投料比为1:1时,在不同温度下
、
、
,达到平衡后,
的转化率分别为50%、60%、75%,已知反应速率
,
、
分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数。
最大的是温度_______(填“
”、“
”或“
”,右同),
最大的是_______。
13、高纯砷(As)常用于制造砷化镓、砷化锗等半导体材料。工业上用含砷废料(主要成分为,含少量
)为原料制取高纯砷的工艺流程(硫化—还原法)如下图所示:
已知:砷酸(H3AsO4)在酸性条件下有强氧化性,能被、氢碘酸等还原为亚砷酸(H3AsO3),H3AsO3在加热蒸发过程中会失水生成
。
时
的值为
。
回答下列问题:
(1)半导体材料中
元素的化合价为_,“氧化(加压)”时
发生反应的化学方程式为_。
(2)用溶液调溶液的
时,
的最小值为__(当溶液中某离子浓度为
时,可认为该离子沉淀完全)。
(3)“还原”过程发生反应的离子方程式为___。
(4)过程中,检验还原砷酸后所得溶液中是否仍存在砷酸。需进行的实验操作是:取
还原砷酸后的溶液于试管中,____(请补充完整)。
(5)工业上用硫化-还原法制取砷的优点是____。