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、尿素和氨气对于提高农作物产量和品质有重要作用,合成尿素的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l),完成下列填空:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为___。
(2)在恒定温度下,将NH3和CO2按物质的量之比2:1充入固定体积为10L的密闭容器,经20min达到平衡,此时固体质量增加120g。用CO2表示20min内的化学反应速率为___。
(3)合成尿素时不同温度下CO2转化率变化曲线如图:
该反应正方向为____热反应(选填“吸”或“放”)。a、b、c三点对应温度下的平衡常数大小关系如何:_____(用Ka、Kb、Kc表示),理由为____。
3、金常以微细粒浸染于黄铁矿、含砷黄铁矿中,此类矿石的预氧化处理方法主要有:焙烧氧化、生物氧化和湿法氧化。
(1)含砷黄铁矿(主要成分为FeAsS)高温焙烧氧化后,再用氰化钠(NaCN)溶液浸出。已知:氢氰酸(HCN)易挥发,有剧毒。
①焙烧氧化的产物有As4O6、Fe3O4,该反应的化学方程式为_______。
②焙烧氧化的缺点为_______。
③采用电解法除去反应剩余液中有毒物质,CN-在阳极区被去除。在pH=10时,CN-去除效果最佳且能耗最低,原因是____。
(2)利用细菌进行生物氧化提取金,pH对金的浸出率影响如图-1,pH影响金浸出率的原因是_____。
(3)湿法氧化是在溶液中化学物质的作用下提取金。已知Au的硫酸盐难溶于水,Au+与、
等形成配合物。
①工业上利用硫代硫酸盐可浸出金生成Au(S2O3),但在富氧条件下浸出率明显降低,原因是___。
②常温下,已知H2S-HS--S2-粒子体系随pH变化各组分分布如图-2,δ(H2S)= 。多硫化物浸金的一种原理是:混合体系在通空气条件下氧化时,体系中S2-先被氧化为S,再转化为
。研究发现
可将Au氧化为AuS-,pH=11时
将Au氧化的离子方程式为_______。
4、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)
5、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)=________________。
6、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__。
7、二氧化硫、氯气、氧化亚砜均为重要的工业原料。工业上用SO2、SCl2与Cl2反应合成氯化亚砜:SO2(g)+Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g)
(1)在373K时,向10L的密闭容器中通入SO2、SCl2与Cl2均为0.20mol,发生上述反应。测得其压强(p)随时间(t)的变化为表中数据Ⅰ(反应达到平衡时的溫度与起始温度相同,P0为初始压强)。
t/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
Ⅰ | P | 6.0 P0 | 6.7 P0 | 6.l P0 | 5.4 P0 | 5.0 P0 | 5.0 P0 |
II | P | 6.0 P0 | 7.0 P0 | 5.3 P0 | 5.O P0 | 5.0 P0 | 5.0 P0 |
谪回答下列问题:
①该反应的△H_________(填“>”“ <”或“=”)0。
②若只改变某一条件,其他条件相同时.测得其压强随时间的变化为表中数据Ⅱ,则改变的条件是_________ 。
(2)如图是某同学测定上述反应的平衡常数的对数值(lgK)与温度的变化关系点。
①A点的数值为______________。(己知:lg4=0.6)
②当升高到某一温度吋.反应重新达到平衡,A点可能变化为___________点。
(3)己知反应 S4(g)+4Cl2(g) = 4SCl2(g)的△H=-4kJ·mol-1,1molS4(g)、lmolSCl2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收1064kJ、510kJ的能量,则1molCl2(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为__________kJ。
(4)常温下饱和亚硫酸溶液的物质的量浓度为1.25mol/L,电离常数为Ka1=1.54×10-2 Ka2=1.02×10-7。
①SOCl2溶于水中可形成两种酸,其中HCl的物质的量浓度为10mol/L时,H2SO3的物质的量浓
度_______(大于、小于、等于)1.25mo1/L。
②向10mL饱和H2SO3溶液中滴加相同物质的量浓度的NaOH溶液VmL,当V=amL时,溶液中离子浓度有如下关系:c (Na+) =2c (SO32-) +c (HSO3-) ;当V=bmL时,溶液中离子浓度有如下关系:c (Na+) =c(SO32-) +c (HSO3-) +c(H2SO3);则 a________b(大于、小于、等于)。
8、铜、镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材料。请回答:
(1)基态铜原子的电子排布式为 ;已知高温下CuO→Cu2O+O2,从铜原子价层电子结构(3d和4s轨道上应填充的电子数)变化角度来看,能生成Cu2O的原因是 。
(2)硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物,则它们形成的组成最简单的氢化物中,分子构型分别为 ,若“Si—H”中共用电子对偏向氢元素,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,则硒与硅的电负性相对大小为Se Si(填“>”、“<”)。
(3)SeO2常温下白色晶体,熔点为340~350℃,315℃时升华,则SeO2固体的晶体类型为 ;若SeO2类似于SO2是V型分子,则Se原子外层轨道的杂化类型为 。
(4)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成配合物,如BF3能与NH3反应生成BF3·NH3。BF3·NH3中B原子的杂化轨道类型为 ,B与N之间形成 键。
(5)金刚砂(SiC)的硬度为9.5,其晶胞结构如图所示;则金刚砂晶体类型为 ,在SiC中,每个C原子周围最近的C原子数目为 个;若晶胞的边长为a pm,则金刚砂的密度表达式为 g/cm3。
9、工业上常利用FeSO4还原酸浸软锰矿(主要成分MnO2,杂质为Si、Fe和Al等元素的化合物)制备MnSO4·H2O。
(1)①FeSO4还原MnO2生成MnSO4反应的离子方程式为___。
②Fe2+基态核外电子排布式为___。
(2)在一定温度下,软锰矿与FeSO4、硫酸、蒸馏水按照一定比例混合搅拌反应。混合体系液固比(g·mL-1)对锰浸取率(%)的影响如图所示。反应需要控制液固比=4:1:当液固比<4:1时,锰浸取率随液固比增大而迅速上升的原因是___。
(3)浸取液经氧化、中和等系列操作后,可得到MnSO4·H2O粗产品。通过下列方法测定产品纯度:准确称取3.000g样品,加适量ZnO及H2O煮沸、冷却,转移至锥形瓶中,用0.5000mol·L-1KMnO4,标准溶液滴定至溶液呈红色且半分钟不褪色,消耗标准溶液20.00mL计算MnSO4·H2O样品的纯度(写出计算过程):___。
已知:2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4
10、碘酸钾是常用的食盐加碘剂。某研究小组在实验室采用如下两种方法进行碘酸钾的制备。
方法一:采用如图1所示装置,先用高锰酸钾制备氯气,再用氯气氧化碘化钾得到碘酸钾溶液,再经一系列步骤得到碘酸钾产品。
方法二:采用如图2实验流程,直接用高锰酸钾氧化碘化钾得到碘酸钾溶液,再经一系列步骤得到碘酸钾产品。
已知:是一种白色晶体,在水中溶解度随温度升高而增大;不溶于乙醇。
(1)方法一中装置a中的试剂为___________,作用是___________。
(2)下列描述正确的是___________。
A.方法一中多孔球泡装置的作用是增大氯气与溶液的接触面积
B.加热浓缩过程中需要使用三脚架、泥三角和坩埚等仪器
C.方法二中滴入适量乙醇的主要作用是促进晶体析出
D.为提高洗涤效果,可用热水进行洗涤
(3)方法二所得产品碘酸钾的纯度测定方案如下:准确称取a g产品,用配制成250 mL溶液作为待测液,取25.00 mL该溶液于碘量瓶中,加入稍过量的碘化钾,用适量的盐酸酸化,盖紧塞子,置于避光处3 min,用c mol/L的硫代硫酸钠标准溶液滴定,当溶液呈淡黄色时,加入少许指示剂,滴定到溶液为无色,平行滴定三次,平均消耗标准液VmL,计算产品的纯度。已知:。
①配制待测液最关键仪器__________;
②滴定前,有关滴定管的正确操作为(选出正确操作并按序排列):__________→__________→__________→装入滴定液至零刻度以上→__________→__________→__________→开始滴定。__________
A.烘干 B.用蒸馏水洗涤 C.调整滴定液液面至零刻度或零刻度以下
D.用洗耳球吹出润洗液 E.排除气泡F.用滴定液润洗2至3次
G.记录起始读数 H.检查是否漏水
③装标准碘溶液的碘量瓶(带瓶塞的锥形瓶)在滴定前应盖上瓶塞,目的是___________。
④产品碘酸钾的质量分数为___________。
11、镁铁水滑石(镁、铁的碱式碳酸盐)是具有层状结构的无机功能材料,可由Mg(NO3)2·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O及CO(NH2)2等按一定比例在温度高于90℃时反应制得。
(1)其他条件不变时,n[CO(NH2)2]/n(Fe3+)对镁铁水滑石产率和溶液pH的变化关系如图所示:
①<3,反应液中产生少量气体,测氨仪未检出NH3,说明逸出的气体主要是____________(填化学式)。
②n[CO(NH2)2]/n(Fe3+)>12,溶液的pH处于稳定状态,这是因为_________________
(2)镁铁水滑石表示为:[FexMgy(OH)z](CO3)w·pH2O(摩尔质量为660g·mol-1),可通过下列实验和文献数据确定其化学式,步骤如下:
I.取镁铁水滑石3.300g加入足量稀硫酸充分反应,收集到气体112mL(标准状况)。
II.文献查得镁铁水滑石热分解TG-DSC图:303~473K,失去层间水(结晶水)失重为10.9%;473~773K时,CO32-和OH-分解为CO2和H2O;773K以上产物为MgO、Fe2O3。
Ⅲ.称取0.4000g热分解残渣(773K以上)置于碘量瓶中,加入稍过量盐酸使其完全溶解,加入适量水和稍过量的KI溶液,在暗处放置片刻,用0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定到溶液呈淡黄色,加入3mL淀粉溶液,继续滴定到溶液蓝色消失。(2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6),消耗Na2S2O3溶液20.00mL。通过计算确定镁铁水滑石的化学式______________(写出计算过程)。
12、羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂,能防治某些害虫和真菌的危害。以FeOOH作催化剂,分别以CO和CO2为碳源,与H2S反应均能产生COS,反应如下:
反应I:CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)
反应Ⅱ:CO2(g)+H2S(g)COS(g)+H2O(g)
(1)以CO为碳源制COS反应分两步进行,其反应过程能量变化如图所示。
①CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)△H=___________。
②决定COS生成速率的步骤是___________(填“第1步”或“第2步”)
(2)在密闭容器中按下表投料,分别发生反应Ⅰ和反应Ⅱ(N2不参与反应),反应时间和压强相同时,测得COS的物质的量分数随温度变化关系如下图实线所示(虚线表示平衡曲线)。
| 反应Ⅰ | 反应Ⅱ |
| ||||
起始投料 | CO | H2S | N2 | CO2 | H2S | N2 | |
起始物质的量分数/% | 1 | 1 | 98 | 1 | 1 | 98 | |
①已知相同条件下,反应Ⅰ速率比反应Ⅱ快。反应Ⅰ的平衡曲线是___________(填标号)。800~1200℃时,曲线d中COS物质的量分数不断增大,原因是___________。
②下列说法正确的是___________(填标号)。
A.降低反应温度,CO和CO2的平衡转化率均增大
B.该实验中,900℃时,反应Ⅰ的COS生成速率大于分解速率
C.恒温恒容下反应Ⅱ达到平衡后,增大N2的体积分数,平衡正向移动
D.选用合适的催化剂均能增大反应Ⅰ和反应Ⅱ的COS的平衡产率
③A点对应的平衡体系中,H2S的转化率为___________,该温度下反应的平衡常数K=____________(写计算式)
(3)用COS处理过的粮食食用前需水洗,水洗时COS转化为两种气体,该反应的化学方程式为___________。
13、化学平衡是最重要的化学反应原理之一。中学阶段涉及的平衡有气体可逆反应的平衡、酸碱电离平衡、水解平衡及沉淀溶解平衡等。
(1)现有容积为1 L的恒温恒容密闭容器,向其中加入1 mol A气体和1 mol B气体后发生反应:A(g)+B(g)C(g) ΔH=-q kJ·mol-1(q>0),t s后,反应达到平衡状态,生成0.5 mol C气体,放出热量Q1 kJ。回答下列问题。
①该反应的平衡常数为________,q________(填“>”、“=”或“<”)Q1。
②下列各项中能说明该反应已经达到平衡状态的有________(填序号)。
A.消耗0.1 mol A的同时生成0.1 mol C
B.容器中气体的压强不随时间而变化
C.容器中气体的密度不随时间而变化
D.A的转化率为50%
③保持容器温度和容积不变,若开始时向容器中加入1 mol C气体,反应达到平衡时,吸收热量Q2 kJ,则Q1、Q2与q的关系正确的是________(填序号)。
A.Q1+Q2=q B.Q1+2Q2<q
C.Q1+2Q2>q D.Q1+Q2<q
④在原平衡基础上,保持容器温度和容积不变,向容器中再通入a mol A气体,重新达平衡后,B气体的转化率为75%,则a=________。
(2)亚磷酸(H3PO3)是二元酸,与足量NaOH溶液反应生成Na2HPO3。
①25 ℃时,H3PO3H++H2PO
的电离常数Ka1=4.0×10-2 mol·L-1,该温度下NaH2PO3水解反应的平衡常数Kh=________ mol·L-1。
②25 ℃时,在NaH2PO3稀溶液中c(H3PO3)<c(HPO),则该溶液中pH________(填“>”、“<”或“=”)7。
(3)如图为某温度下PbS(s)、ZnS(s)、FeS(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后溶液中S2-的浓度与金属阳离子的浓度之间的关系。如果向三种沉淀中滴加盐酸,最先溶解的是______________(填化学式)。向新生成的ZnS浊液中滴入足量含相同浓度的Pb2+、Fe2+的溶液,振荡,写出ZnS转化成其他沉淀的离子方程式:______________________________________________。