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、CH4用水蒸气重整制氢是目前制氢的常用方法,包含的反应为:
Ⅰ.水蒸气重整:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) △H1=+206kJ•mol-1
Ⅱ.水煤气变换:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H2
回答下列问题:
(1)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可用于提高CH4的平衡转化率的措施是___。(填写序号)
a.升温 b.加压 c.使用高效催化剂 d.增加入口时的气体流速
②根据图象判断△H2___0。(填“>”、“<”或“=”)
③T2℃时,容器中=___。
(2)甲烷水蒸气重整、水煤气变换反应的平衡常数的自然对数InKp与温度的关系如图所示。
①表示甲烷水蒸气重整反应的曲线是___。(填写“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②图中Q点时,反应CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)的lnKp=___。
(3)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latm,反应达到平衡时,CO2的平衡分压p(CO2)=0.1atm,H2体积百分含量为60%,则CH4的转化率为___,该温度下反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)的平衡常数Kp=___。
3、【化学—选修2:化学与技术】
三氧化二镍(Ni2O3)是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料。工业上利用含镍废料(镍、铁、钙、镁合金为主)制取草酸镍(NiC2O4·2H2O),再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍。已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水。工艺流程图如下所示。
请回答下列问题:
(1)操作Ⅰ为 。
(2)①加入H2O2发生的主要反应的离子方程式为 ;
②加入碳酸钠溶液调pH至4.0~5.0,其目的为 ;
(3)草酸镍(NiC2O4·2H2O)在热空气中干燥脱水后在高温下煅烧,可制得Ni2O3,同时获得混合气体。NiC2O4受热分解的化学方程式为 。
(4)工业上还可用电解法制取Ni2O3,用NaOH溶液调NiCl2溶液的pH至7.5,加入适量Na2SO4后利用惰性电极电解。电解过程中产生的Cl2有80%在弱碱性条件下生成ClO-,再把二价镍氧化为三价镍。ClO-氧化Ni(OH)2生成Ni2O3的离子方程式为 。a mol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过电子的物质的量为 。
(5)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时,NiO(OH)转化为Ni(OH)2,该电池反应的化学方程式是 。
4、铬铁矿主要成分为铬尖晶石(FeCr2O4),以铬铁矿为原料可制备Cr2(SO4)3溶液。铬铁矿的尖晶石结构在通常条件下难以被破坏,其中的二价铁被氧化后,会促进尖晶石结构分解,有利于其参与化学反应。
(1)铬铁矿中的基态二价铁被氧化过程中,失去的电子所处的能级为_______。
(2)120℃时,向铬铁矿矿粉中加入50%的H2SO4,不断搅拌,铬铁矿溶解速率很慢。向溶液中加入一定量的CrO3,矿粉溶解速率明显加快,得到含较多Cr3+和Fe3+的溶液。写出加入CrO3后促进尖晶石溶解的离子方程式:_______。
(3)其它条件不变,测得不同温度下Cr3+的浸出率随酸浸时间的变化如图1所示。实际酸浸过程中选择120℃的原因是_______。
(4)已知:室温下Ksp[Cr(OH)3]=8×10-31,Ksp [Fe(OH)3]=3×10-39,可通过调节溶液的pH,除去酸浸后混合液中的Fe3+。实验测得除铁率和铬损失率随混合液pH的变化如图2所示。pH=3时铬损失率高达38%的原因是_______。
(5)在酸浸后的混合液中加入有机萃取剂,萃取后,Fe2(SO4)3进入有机层,Cr2(SO4)3进入水层。取10.00mL水层溶液于锥形瓶中,先加入氢氧化钠调节溶液至碱性,再加入足量过氧化氢溶液。充分反应后,加热煮沸除去过量过氧化氢。待溶液冷却至室温,加入硫酸和磷酸的混合酸酸化,此时溶液中Cr全部为+6价。在酸化后的溶液中加入足量KI溶液,以淀粉溶液作指示剂,用0.3000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定,发生反应:I2+2S2O=S4O
+2I-,滴定至终点时消耗Na2S2O3溶液19.80mL,计算萃取所得水层溶液中Cr3+的物质的量浓度_______。(写出计算过程)
5、【化学—选修3:物质结构】前四周期原子序数依次增大的六种元素,A、B、C、D、E、H中,A元素在宇宙中含量最丰富,B元素基态原子的核外有3种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子数目相同。D元素是地壳中含量最多的元素,E为d区元素,其外围电子排布中有4对成对电子,H元素基态原子最外层只有一个电子,其它层均已充满电子。
(1)E元素在周期表中的位置是 。
(2)六种元素中电负性最大的元素为 ,前五种元素中第一电离能最小的元素为______(写元素符号)。C元素与元素氟能形成C2F2分子,该分子中C原子的杂化方式是____________。
(3)配合物E(BD)4常温下为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,据此判断该分子属于 分子(填“极性”或“非极性”)。该分子中σ键与π键数目比为 。
(4)H单质的晶胞结构如图所示,则原子采取的堆积方式为 ,若已知H原子半径为r pm ,NA表示阿伏伽德罗常数,摩尔质量为M,用相应字母表示:
①该原子的配位数为 。
②该晶体的密度为 g/cm3。
③H原子采取这种堆积方式的空间利用率为 (用含π表达式表示)。
6、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”)。
7、(Ⅰ)甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
化学反应 | 平衡常数 | 温度℃ | |
500 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(g) | K1 | 2.5 | 0.15 |
②H2(g)+CO2(g) | K2 | 1.0 | 2.50 |
③3H2(g)+CO2(g) | K3 |
|
|
(1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=_______(用K1、K2表示)。500℃时测得反应③在某时刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O (g)的浓度(mol/L)分别为0.8、0.1、0.3、0.15, 则此时 V正_____ V逆(填“ > ”、“=”或“<”)。
(2)在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)-反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是______________。当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是_________________。
(3)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下, 将a mol/L的醋酸与b mol/LBa(OH)2溶液等体积混合,反应平衡时,2c(Ba2+)= c(CH3COO-),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数为________________。
(Ⅱ)已知草酸是一种二元弱酸,草酸氢钠(NaHC2O4)溶液显酸性。
(1)常温下,向10 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01mol·L-1 NaOH溶液时,比较溶液中各种离子浓度的大小关系_________________________ ;
(2)称取6.0g含H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的试样,加水溶解配成250 mL 溶液。量取两份此溶液各25 mL,分别置于两个锥形瓶中。第一份溶液中加入2滴酚酞试液,滴加0.25mol·L-1 NaOH 溶液至20mL时,溶液由无色变为浅红色。第二份溶液滴加0.10 mol·L-1 酸性KMnO4溶液至16mL时反应完全。则原试样中H2C2O4·2H2O的的质量分数为_______ 。
8、(1)比较结合e-能力的相对强弱:Cl2__________S(填“>”或“<”);用一个离子方程式说明Cl2和S结合e-能力的相对强弱_______。
(2)KCN 是离子化合物,各原子均满足8 电子稳定结构。写出 KCN的电子式______。
(3)在常压下,CBr4的沸点(190℃)比CCl4的沸点(76.8℃)高。主要原因是 ____ 。
9、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_______
。
10、间溴苯甲醛(),是香料、染料、有机合成中间体,常温比较稳定,高温易被氧化。相关物质的沸点如下(101kPa)。
物质 | 溴 | 苯甲醛 | 1,2-二氯乙烷 | 间溴苯甲醛 | 无水AlCl3 |
沸点/℃ | 58.8 | 179 | 83.5 | 229 | 178 |
溶解性 | 微溶于水 | 微溶于水 | 难溶于水 | 难溶于水 | 遇水水解 |
相对分子质量 | 160 | 106 | ___________ | 185 | ___________ |
其实验装置与制备步骤如下:
步骤1:将三颈瓶中的一定配比的无水AlCl3(作催化剂)、1,2-二氯乙烷和5.3g苯甲醛充分混合后,升温至60℃,缓慢滴加经浓硫酸干燥过的足量液溴,保温反应一段时间,冷却。
步骤2:将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中,搅拌、静置、分液。有机相用10%NaHCO3溶液洗涤后再水洗。
步骤3:经洗涤的有机相加入适量无水MgSO4固体,放置一段时间后过滤。
步骤4:减压蒸馏收集122~124℃的馏分。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为___________,其作用为___________;
(2)实验装置中冷凝管的主要作用是冷凝回流,要进行冷凝回流的原因是___________;
(3)步骤1反应方程式为___________。
(4)步骤2中使用稀盐酸的目的主要是为了除去___________,10%NaHCO3溶液洗涤有机相,是为了除去溶于有机相的___________(填化学式)。
(5)步骤4中采用减压蒸馏技术,是为了防止___________。
(6)若实验得到3.7g间溴苯甲醛,则间溴苯甲醛产率为___________。
11、天然水常含有较多钙、镁离子而称之为硬水,硬水软化是指除去钙、镁离子。若某天然水中离子含量如下表:
离子 | Ca2+ | Mg2+ | HCO | 其他 |
含量(mol/L) | 1.2×10-3 | 6.0×10-4 | 8.0×10-4 | / |
现要用化学方法软化10m3这种天然水,则需要先加入Ca(OH)2_______g以除去Mg2+和HCO,后加入Na2CO3_______g以除去Ca2+(要求写出计算过程)。
12、硼(B)是一种重要的元素,硼及其化合物在工农业生产、材料、医疗领域都有广泛的用途。回答下列问题:
(1)基态硼原子的核外电子轨道表示式为______,与同周期的铍元素相比,硼的的第一电离能小的原因是_____。
(2)氨硼烷(NH3BH3)是一种新型储氢材料,其分子中存在配位键,则氨硼烷分子结构式为______。
(3)六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构如下图甲所示。
①立方氮化硼中,硼原子的杂化方式为___;图乙为体心立方晶胞结构,沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图如图a所示,则立方氮化硼晶胞沿其体对角线垂直在纸平面上的投影图应是上图中的___(将原子看作等径圆球,填“a”、“b”、“c”、“d”)。
②图甲中,B原子填充在N原子的四面体空隙,且占据此类空隙的比例为_________,如果该晶胞边长为a pm,c原子的坐标参数为(0,0,0),e为(,
,0),f为(
,0,
),则d原子的坐标参数为________,该晶体的密度为_________。
13、氨及其化合物是重要的化工原料,按要求回答下列问题:
(1)已知反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
若某反应转化的反应平衡常数表达式为
,则该反应的热化学方程式为_______
(2)可在一定条件下发生反应
,该反应的
,
,(
、
为速率常数),且速率与浓度关系如图所示
①条件下,该反应的平衡常数为_______
②条件下,一定容积容器中充入一定量
,平衡时测得
为
,则平衡时NO的体积分数为_______,平衡后
_______(写出表达式)
(3)NO在催化剂条件下可被还原为无害物质,反应为
,在密闭容器中按
充入,反应结果如图:
①提高NO平衡转化率的措施有_______
A.增大投料 B.降低反应温度
C.减小容器体积 D.充入水蒸气增大压强
②若不用催化剂,M点平衡转化率是否会降至O点,并简述理由_______。后,催化效率降低的原因_______
(4)物质进行化学反应自由能变化可以对外作功。化学热力学规定室温下反应标准吉布斯自由能计为,且
。若
。用
与氧气在熔融的氧化钇锆电解质中构成燃料电池(如图)
则该电池室温下理论上产生电压为_______V。(其中法拉第常数,计算结果保留三位小数)