1、常温下,将amol•L-1CH3COOH溶液与bmol•L-1NaOH溶液(0<a<0.2,0<b<0.2)等体积混合。下列有关推论不正确的是
A.若混合后溶液的pH=7,则c(Na+)=c(CH3COO-),且a略大于b
B.若a=2b,则c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
C.若2a=b,则c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
D.若混合溶液满足:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH),则可推出a=b
2、铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是
A.Fe有导电性,可用于湿法炼铜 B.FeCl3有氧化性,可用于净水
C.Fe2O3呈红棕色,可用于制作颜料 D.K2FeO4易溶于水,可用于杀菌消毒
3、胍盐是新冠病毒核酸保存液的重要成分之一、胍能吸收空气中的CO2,且在碱性条件下水解为NH3和尿素[CO(NH2)2]。设NA为阿佛伽德罗常数的值,下列说法正确的是
A.1mol胍中含有的共用电子对数目为8NA
B.常温常压下,60g尿素分子中含有C-N键的数目为2NA
C.22.4L N2(标准状况)和足量H2反应,生成NH3分子的数目为2NA
D.1molCO2和足量NH3合成尿素,转移电子数目为2NA
4、下列服饰主要成分为合成高分子材料的是
A.真丝纱巾
B.亚麻衬衫
C.尼龙袜
D.羊皮靴
5、近年来,我国在航空航天事业上取得了令人瞩目的成就,科学家在能量的转化,航天器的零排放作出了很大的努力,其中为了达到零排放的要求,循环利用人体呼出的CO2并提供O2,设计了一种装置(如图)实现了能量的转化,总反应方程式为2CO2=2CO+O2。关于该装置下列说法正确的是( )
A. 装置中离子交换膜为阳离子交换膜
B. 反应完毕,电解质溶液碱性减弱
C. N型半导体为阳极,P型半导体为阴极
D. CO2参与X电极的反应方程式:CO2+2e-+H2O=CO+2OH-
6、有机物M(HOCH2CH=CHCH2OH)是一种有机合成中间体,下列关于M的说法不正确的是
A.能溶于水 B.不存在顺反异构
C.可以发生加聚反应 D.同分异构体中属于酯类的有4种
7、硫化氢的转化是资源利用的研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化历程如图所示。下列说法正确的是
A.历程①发生反应H2S+Cu2+=CuS↓+2H+
B.历程②中CuS作氧化剂
C.历程③中n(Fe2+):n(O2)=1:4
D.转化的总反应为H2S=H2+S
8、周期表中VIIA元素及其化合物应用广泛。氢氟酸可用作雕刻玻璃;可溶于苯、
等有机溶剂,极易水解;卤素互化物(如ICl、
)具有强氧化性;卤化银具有感光性(
的电离平衡常数分别为:
、
;HClO的电离平衡常数为:
)。下列化学反应表示正确的是
A.溶于水:
B.ICl溶于NaOH溶液:
C.溶于水:
D.少量通入NaClO溶液中:
9、最近,科学家开发了一种用二氧化碳淡化海水的技术,其循环图如下:
下列有关叙述错误的是
A.上述转化中包括氧化还原反应
B.该技术中发生离子交换的实质是产物溶解度较小
C.加热RNH3Cl并用水吸收HCl可制盐酸
D.淡化后的海水导电性减弱;
10、NA 代表阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A.在1L 0.1 mol/L的Na2CO3溶液中,阴离子总数小于0.1 NA
B.常温常压下,2.0gD2O中含有的质子数和中子数均为NA个
C.1 mol Fe完全溶于一定浓度的 硝酸,电子转移数可能是2 NA
D.14.0 g Fe发生吸氧腐蚀生成Fe2O3•xH2O,电极反应转移的电子数为0.5 NA
11、化学实验常对“纸”进行湿润,下列说法正确的是
A.用湿润的淀粉碘化钾试纸检验氯气
B.用湿润的pH试纸测定某酸溶液的pH
C.用湿润的红色石蕊试纸检验浓盐酸的挥发性
D.将滤纸湿润后放入漏斗中制作过滤装置
12、2007年诺贝尔化学奖颁给了德国化学家格哈德•埃特尔(GerhardErtl),以表彰他在固体表面化学研究中取得的开拓性成就。他的成就之一是证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨气的反应过程,模拟示意图如图。关于合成氨工艺,下列说法正确的是
A.图①到图③的活化能减去图⑤到图③的活化能就是合成氨反应的反应热
B.反应中有极性键的断裂与形成
C.当温度、体积一定时,在原料气中添加少量惰性气体,有利于提高平衡转化率
D.合成氨反应使用的条件高温、高压是为了提高反应物的平衡转化率
13、近年来,我国在航空航天事业上取得了令人瞩目的成就,科学家在能量的转化,航天器的零排放作出了很大的努力,其中为了达到零排放的要求,循环利用人体呼出的CO2并提供O2,设计了一种装置(如图)实现了能量的转化。总反应方程式为2CO2=2CO+O2。关于该装置下列说法正确的是
A. 装置中离子交换膜为阳离子交换膜
B. CO2参与X电极的反应方程式:CO2+2e-+H2O=CO+2OH-
C. N型半导体为正极,P型半导体为负极
D. 外电路每转移2mol电子,Y极生成气体22.4L(标准状况)
14、反应CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O可用于捕捉废气中的CO2,下列叙述正确的是
A.CO2是由极性键构成的非极性分子
B.Na2CO3属于弱电解质,其水溶液呈碱性
C.NaOH溶液既含离子键,又含共价键
D.CO的水解方程式:CO
+ 2H2O
H2CO3 + 2OH−
15、短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,由这四种元素组成的一种化合物m在400℃时完全分解,相关物质的转化关系如图所示,其中p、w均为气体单质,t、v均是强酸。下列说法不正确的是
A. 简单氢化物的稳定性:Z>W
B. 原子半径:X<Y<Z
C. n、r、q、u、s均是共价化合物
D. m中既含离子键又含共价键
16、环丙叉环丙烷(n)由于其特殊的结构,一直受到结构和理论化学家的关注,它有如下转化关系。下列说法正确的是
A. n分子中所有原子都在同一个平面上
B. n和:CBr2生成p的反应属于加成反应
C. p分子中极性键和非极性键数目之比为2:9
D. m分子同分异构体中属于芳香族化合物的共有四种
17、KMnO4是一种常用的氧化剂,某实验小组利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4装置如图所示(夹持装置略)。
已知:K2MnO4在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:
3MnO+2H2O=2MnO
+MnO2↓+4OH-。
下列说法错误的是
A.试剂X可以是漂白粉或KClO3
B.装置连接顺序是c→a→b→e→d→f
C.装置C中每生成1molKMnO4,消耗0.5molCl2
D.若去掉装置A,会导致KMnO4产率降低
18、某同学进行如下实验:
| 实验步骤 | 实验现象 |
Ⅰ | 将NH4Cl固体加入试管中,并将湿润的pH试纸置于试管口,试管口略向下倾斜,对试管底部进行加热 | 试纸变蓝色(pH≈10),试管中部有白色固体附着 |
Ⅱ | 收集试管口气体溶于水,将溶液滴在pH试纸上 | 试纸颜色无明显变化(pH≈7) |
Ⅲ | 继续加热试管一段时间后,将湿润的pH试纸置于试管口 | 试纸变红色(pH≈2) |
下列说法不正确的是
A.根据I中试纸颜色变化,说明氨气比氯化氢气体扩散速率快
B.根据Ⅱ颜色无明显变化,说明试管口收集到的气体是等物质的量的氨气和氯化氢
C.Ⅲ中试纸变成红色,不是由于NH4Cl水解造成的
D.根据试管中部有白色固体附着,说明不宜用加热NH4C1的方法制备NH3
19、NA是阿伏加德罗常数的值。利用反应2NH3+NaClO= N2H4+ NaCl+ H2O可制备火箭推进剂的燃料N2H4。下列说法正确的是
A.0.1molNH3溶于水形成的饱和溶液中,NH的数目为0.1NA
B.1 L2 mol·L-1的NaClO溶液中,O原子的数目为2NA
C.每生成11.7gNaCl,该反应转移电子数为0.4NA
D.标准状况下,2.24L的H2O中含有的质子数为1NA
20、双盐Mg-CoS2电池由Li+替代了Mg2+在正极材料中的嵌入,解决了Mg2+扩散缓慢、锂离子电池锂枝晶生长等问题,其充放电过程如图所示。下列说法错误的是
A.放电时,Mg是电池的正极反应物
B.放电时,每转移2 mol e-正极质量减少14 g
C.若充电电压为2.0V,可能造成电池性能衰减
D.充电电压为2.75V时,阳极反应:
21、NaNO2是一种白色易溶于水的固体,俗称工业盐,在漂白、电镀等方面应用广泛,完成下列填空:
(1)钠元素核外有____种能量不同的电子;氮元素原子最外层电子的轨道排布式为____。
(2)NaNO2晶体类型是____;组成NaNO2的三种元素,其对应的简单离子半径由小到大的顺序为___。
22、CH4-CO2重整反应[CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)-Q(Q>0)]以两种温室气体为原料生成了合成气,在“碳中和”的时代背景下,该技术受到更为广泛的关注。
Ⅰ.完成下列填空:
(1)某温度下,在体积2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应,经过2min达到平衡状态时CO2的转化率为50%。此过程中以CH4表示的平均化学反应速率为_______。平衡常数的值为_______。达到平衡后,其他条件不变时向容器中充入CO2与CO各1mol,则化学平衡_______移动(选填“正向”“逆向”或“不”)。
Ⅱ.储能是指通过介质或设备把能量存储起来,在需要时再释放的过程。CH4-CO2重整反应也可用于高温废热的储能。800℃下,研究反应物气体流量、CH4与CO2物质的量比对CH4转化率(α)、储能效率(η)的影响,部分数据如下所示。
序号 | 加热温度/℃ | 反应物气体流量/L•min-1 | n(CH4)∶n(CO2) | α/% | η/% |
ⅰ | 700 | 4 | 2∶2 | 49.0 | 42.0 |
ⅱ | 800 | 4 | 2∶2 | 79.6 | 52.2 |
ⅲ | 800 | 6 | 3∶3 | 64.2 | 61.9 |
ⅳ | 800 | 6 | 2∶4 | 81.1 | 41.6 |
已知储能效率η=Qchem/Qi,其中,Qchem是通过化学反应吸收的热量,Qi是设备的加热功率。
(2)解释为何可以用CH4-CO2重整反应进行储能。_______
(3)对比实验_______(填序号),可得出结论:气体流量越大,CH4转化率_______。
(4)实验ⅳ中CH4转化率比实验ⅲ高,结合相关数据解释为何储能效率却低的原因(两次实验中设备的加热功率Qi不变)。_______
23、NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式:__________________________。
(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
①写出该反应的热化学方程式:_______________________________。
②随温度升高,该反应化学平衡常数的变化趋势是____。
(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOx的排放。
①当尾气中空气不足时,NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式:______________________________
②当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。其吸收能力顺序如下:12MgO<20CaO<38SrO<56BaO。原因是___________________________________________,
元素的金属性逐渐增强,金属氧化物对NOx的吸收能力逐渐增强。
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下:
①Pt电极上发生的是________反应(填“氧化”或“还原”)
②写出NiO电极的电极反应式:______________________________________。
24、据预测,到2040年我国煤炭消费仍将占能源结构的三分之一左右。H2S在催化活性碳(AC)表面的迁移,对煤的清洁和综合应用起了很大的促进作用,其机理如图所示,其中ad表示物种的吸附状态。下列有关叙述错误的是
A. 图中阴影部分表示H2S分子的吸附与离解
B. AC表面作用的温度不同,H2S的去除率不同
C. H2S在AC表面作用生成的产物有H2O、H2、S、SO2、CS2等
D. 图中反应过程中只有H—S键的断裂,没有H—S键的形成
25、CO、SO2是主要的大气污染气体,利用化学反应原理是治理污染的重要方法.
Ⅰ.甲醇可以补充和部分替代石油燃料,缓解能源紧张,利用CO可以合成甲醇.
(1)已知:CO(g)+1/2O2(g)═CO2(g)ΔH1=-283.0kJ·mol-1
H2(g)+1/2O2(g)═H2O(l)ΔH2=-285.8kJ·mol-1
CH3OH(g)+3/2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=-764.6 kJ·mol-1
请写出CO与H2合成甲醇蒸汽的热化学方程式____________________
(2)一定条件下,在溶剂为VL的密闭容器中充入a molCO与2a molH2合成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如图所示.
①该反应在A点的平衡常数K=_________________(用a和V表示)
②下列能说明反应达到平衡状态的是_____
A.v(CO)=v(H2) B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变 D. c(CO)=c(H2)
③写出能增大v(CO)又能提高CO转化率的一项措施_____________________________
Ⅱ.某学习小组以SO2为原料,采用电化学方法制取硫酸。
(3)原电池原理:该小组设计的原理示意图如左下图,写出该电池负极的电极反应式______。
(4)电解原理:该小组用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液,然后电解该溶液制得了硫酸。原理如图,写出开始电解时阳极的电极反应式________________。
(5)已知25℃时由Na2SO3和NaHSO3形成的混合溶液恰好呈中性,则该混合溶液中各离子浓度的大小顺序为________________________________(已知25℃时,H2SO3的电离平衡常数Ka1=1×10-2,Ka2=1×10-7)
26、化学上把外加少量酸、碱,而pH基本不变的溶液,称为缓冲溶液。
I.现有25℃时,浓度均为的
和
的缓冲溶液,pH=4.76,回答下列问题:[25℃时
,
为盐的水解常数]
(1)25℃时_______(写表达式),计算
_______(保留三位有效数字)。
(2)该缓冲溶液中离子浓度由大到小的顺序是_______。
(3)用1.0L上述缓冲溶液中滴加几滴NaOH稀溶液(忽略溶液体积的变化),反应后溶液中c(H+)_______mol/L。
(4)改变下列条件,能使稀溶液中
保持增大的是_______。
a.升温 b.加入NaOH固体 c.稀释 d.加入CH3COONa固体
II.人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系()维持pH稳定。已知正常人体血液在正常体温时,
的一级电离常数
,
,
。由题给数据可算得正常人体血液的pH约为_____,当过量的酸进入血液中时,血液缓冲体系中
的值将___(填“变大”“变小”或“不变”)。
27、雾霾天气肆虐给人类健康带来了严重影响。燃煤和汽车尾气 是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2C02(g)+N2 (g) △H <0 。
①该反应的速率时间图像如右图中左图所示。若其他条件不变,仅在反应前加入合适的催化剂,则其速率时间图像如右图中右图所示。以下说法正确的是 (填对应字母)。
A.a1>a2 B.b1 <b2 C.t1>t2
D.右图中阴影部分面积更大 E.左图中阴影部分面积更大
②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填代号)。
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知:CH4(g)+2N02(g) = N2(g)+C02(g)+2H20(g) △H=-867 kJ/mol
2N02(g)= N204(g) △H= - 56.9 kJ/mol H20(g) = H20(l) △H = - 44.0 kJ/mol
写出CH4催化还原N204 (g)生成N2和H20(1)的热化学方程式: 。
(3)CH4和H20(g)在催化剂表面发生反应CH4 + H20 = C0 + 3H2 ,该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表:
①该反应是 反应(填“吸热”或“放热 ”)。
②T℃时,向1L密闭容器中投入1mol CH4 和1mol H20(g),平衡时C(CH4)=0.5 mol·L-1 , 该温度下反应CH4 + H20 = CO+3H2的平衡常数K= 。
(4)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。如图是利用甲烷燃料电池电解100mL lmol/L食盐水,电解一段时间后,收集到标准状况下的氢气2.24 L(设电解后溶液体积不变)。
①甲烷燃料电池的负极反应式: 。
②电解后溶液的pH = , (忽略氯气与氢氧化钠溶液反应)。
③阳极产生气体的体积在标准状况下是 L。
28、请回答下列问题:
(1)质谱仪的基本原理是用高能电子束轰击有机物分子,使之分离成带电的“碎片”,并根据“碎片”的特征谱分析有机物的结构。利用质谱仪测定某有机物分子的结构得到如图所示质谱图,该有机物的相对分子质量是_______。
(2)离子化合物KSCN各原子均满足8电子稳定结构,写出其电子式_______。
(3)正戊烷与乙醚沸点相近,但正戊烷难溶于水,乙醚的溶解度为8g/100g水,从结构上解释出现这两种情况的原因_______。
29、某小组同学以不同方案探究Cu粉与FeCl3溶液的反应。
(1)甲同学向FeCl3溶液中加入Cu粉,观察到溶液的颜色变为浅蓝色,由此证明发生了反应,其离子方程式是__。
(2)乙同学通过反应物的消耗证明了上述反应的发生:将Cu粉加入到滴有少量KSCN的FeCl3溶液中,观察到溶液红色褪色,有白色沉淀A产生。
针对白色沉淀A,查阅资料:A可能为CuCl和CuSCN(其中硫元素的化合价为-2价)中的一种或两种。实验过程如下:
请回答:
①根据白色沉淀B是__(填化学式),判断沉淀A中一定存在CuSCN。
②仅根据白色沉淀A与过量浓HNO3反应产生的实验现象,不能判断白色沉淀A中一定存在CuSCN,从氧化还原角度说明理由:__。
③向滤液中加入a溶液后无明显现象,说明A不含CuCl,则a是__(填化学式)。
根据以上实验,证明A仅为CuSCN。
④进一步查阅资料并实验验证了CuSCN的成因,将该反应的方程式补充完整:
_Cu2++_SCN-=_CuSCN↓+_(SCN)2
⑤结合上述过程以及Fe(SCN)3Fe3++3SCN-的平衡,分析(2)中溶液红色褪去的原因:__。
(3)已知(SCN)2称为拟卤素,其氧化性与Br2相近。将KSCN溶液滴入(1)所得的溶液中,观察到溶液变红色,则溶液变红的可能原因是__或__。
30、硫酸是一种重要的化工原料。接触法生产的硫酸产品有98%的硫酸、20%的发烟硫酸(H2SO4和SO3的混合物,其中SO3的质量分数为0.2)。
完成下列计算:
(1)若不计生产过程的损耗,__________m3 SO2(折合成标准状况)经充分转化、吸收,可产出1吨 98%的硫酸(密度为1.84g/mL)。若98%的硫酸可表示为SO3•H2O,20%的发烟硫酸可表示为SO3•aH2O,则a的值为 ___________(用分数表示)。
(2)铝和铝的化合物在社会生产和人类生活中也有着重要的作用。现有甲、乙两瓶无色溶液,已知它们可能是Na[Al(OH)4]溶液和H2SO4溶液。现经实验获得如下数据:
(已知:2Na[Al(OH)4]+H2SO4→2Al(OH)3↓+Na2SO4+2H2O)
组别 | 甲(mL) | 乙(mL) | 沉淀的物质的量(mol) |
① | 140 | 10 | 0.02 |
② | 10 | 140 | 0.02 |
③ | 20 | 560 | 0.04 |
请通过必要的计算推断过程回答:乙溶液中的溶质是什么________?其物质的量浓度为多少________?
31、我国学者首次发现非水相氮还原过程中的多米诺效应。如图甲所示,一旦完成反应①,反应②③将自发完成。
(1)氮原子比氧原子的第一电离能___________(填“大”或“小”),原因是___________。
(2)中氮原子采取___________杂化方式。
能以配位键与铜离子形成
,写出其中心离子的核外电子排布式:___________;形成配位键后氨分子中的键角___________(填“变大”或“变小”)。
(3)写出与氮气互为等电子体的一种阴离子:___________。
(4)反应③中,断裂的是___________(填序号,下同),形成的是___________。
A.配位键 B.极性键
C.离子键 D.氢键
(5)的熔、沸点比
的___________(填“高”或“低”),试解释原因:___________。
(6)锂离子还原是锂介质氮还原反应的关键步骤,研究者发现金纳米颗粒可充当锂离子还原的电催化材料。金属金的堆积方式如图乙所示:
①结合图丙计算金属金晶胞中原子数、四面体空隙数和八面体空隙数的最简比值为___________。
②若金原子半径为pm,相对原子质量用
表示,则晶体密度的表达式为___________
。
32、(1)SO2的排放主要来自于煤的燃烧,工业上常用氨水吸收法处理尾气中的 SO2。已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下:
①SO2(g)+NH3·H2O(aq)=NH4HSO3(aq) ΔH1=a kJ/mol;
②NH3·H2O(aq)+ NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(ag)+H2O(l) ΔH2=b kJ/mol;
③2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq) ΔH3=c kJ/mol。
则反应 2SO2(g)+4NH3·H2O(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)的 ΔH=____kJ/mol。
(2)SO2是形成酸雨的主要污染物,燃煤脱硫原理为 2CaO(s)+2SO2(g)+O2(g)⇌2CaSO4(s)。向 10L 恒温恒容密闭容器中加入 3mol CaO,并通入 2mol SO2和 lmol O2发生上述反应,2min时达平衡,此时 CaSO4为1.8mol。0〜2min 内,用 SO2表示的该反应的速率v(SO2)=____,其他条件保持不变,若上述反应在恒压条件下进行,达到平衡时 SO2的转化率____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)NO 的排放主要来自于汽车尾气,净化原理为:2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g) ΔH=−746.8kJ/mol。实验测得,v正=k正·c2(NO)·c2(CO),v 逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)(k 正、k 逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数____(填“>”“<”或“=”)k逆增大的倍数。
②若在 1L 的密闭容器中充入 1molCO 和 1mol NO,在一定温度下达到平衡时,CO 的转化率为 40%,则k正︰k逆=____。
(4)以连二硫酸根(S2O42-)为媒介,使用间接电化学法也可处理燃煤烟气中的NO,装置如图所示:
①阴极区的电极反应式为____。
②NO 吸收转化后的主要产物为 NH4+,若通电时电路中转移了 0.3mol e-,则此通电过程中理论上吸收的 NO 在标准状况下的体积为____mL。
(5)欲用 5L Na2CO3溶液将 23.3g BaSO4固体全都转化为 BaCO3,则所用的 Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为____。[已知:常温下K(BaSO4)=1×10−7、K(BaCO3)=2.5×10−6]。(忽略溶液体积的变化)