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、化学反应原理是工业合成氨的重要理论基础。
<span style="font-size: 14px; font-family: "宋体";"><span contenteditable="true">(1)</span></span>合成氨反应:N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) △H = -92.4 kJ·mol-1 ,若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,平衡_____移动(填“向左”、“向右”或“不”);使用催化剂该反应的△H_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反应物投入量 | 1 mol N2 、3 mol H2 | 2 mol NH3 | 4 mol NH3 |
平衡时NH3的浓度(mol·L-1) | cl | c2 | c3 |
反应的能量变化 | 放出a kJ | 吸收bkJ | 吸收c kj |
体系压强(pa) | p1 | p2 | p3 |
反应物转化率 | a1 | a2 | a3 |
下列说法正确的是_____(填字母编号)。
A.2c1>c3 B. a+b=92.4 C. 2p23 D.a1+a3<1
(3)合成氨在等容条件下进行。改变其他反应条件,在I、II、III阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示:
①N2的平均反应速率vI(N2)、vII(N2)、vIII(N2)从大到小排列次序为________。
②由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向是______,采取的措施是_______________。
③比较第II阶段反应温度(T2)和第III阶段反应温度(T3)的高低:T2__T3(填“ > ”、“=”或“<”),判断的理由是______________________。
(4)将0.1 mol N2和0. 3 mol H2通入一容积可变的容器中进行工业固氮反应。
①若300 ℃、压强P2时达到平衡,容器容积恰为10 L,则此状态下反应的平衡常数K =_______(计算结果保留3位有效数字)。
②合成氨反应达到平衡后,t1时刻速率发生如图B变化,此刻可能改变的反应条件是_____________________(回答一种)。
3、某储氢合金(M)的储氢机理简述如下:合金吸附H2→氢气解离成氢原子→形成含氢固溶体MHx(相)→形成氢化物MHy(
相)。已知:
(
相)与MHy(
相)之间可建立平衡:
请回答下列问题:
(1)上述平衡中化学计量数k=________(用含x、y的代数式表示)。
(2)t℃时,向体积恒定的密闭容器中加入一定量的储氢合金(M),随充入H2量的改变,固相中氢原子与金属原子个数比(H/M)与容器中H2的平衡压强p的变化关系如图所示。
①在________温________压强下有利于该储氢合金(M)储存H2(填“低”或“高”)。
②若6g该储氢合金(M)在10 s内吸收的H2体积为24 mL,吸氢平均速率v=________mL/(g∙s)。
③关于该储氢过程的说法错误的是________。
a.OA段:其他条件不变时,适当升温能提升形成相的速率
b.AB段:由于H2的平衡压强p未改变,故AB段过程中无H2充入
c.BC段:提升H2压力能大幅提高相中氢原子物质的量
(3)实验表明,H2中常含有O2、CO2、、H2O等杂质,必须经过净化处理才能被合金储存,原因是___________。
(4)有资料显示,储氢合金表面氢化物的形成会阻碍储氢合金吸附新的氢气分子,若把储氢合金制成纳米颗粒,单位时间内储氢效率会大幅度提高,可能的原因是________________。
(5)某镁系储氢合金的晶体结构如图所示:
该储氢合金的化学式为________。若储氢后每个Mg原子都能结合2个氢原子,则该储氢合金的储氢容量为________mL/g(储氢容量用每克合金结合标准状况下的氢气体积来表示,结果保留到整数)。
4、(Ⅰ)甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇。已知某些化学键的键能数据如下表:
化学键 C—C C—H H—H C—O H—O
键能/kJ·mol-1 348 413 436 358 1 072 463
请回答下列问题:
(1)已知CO中的C与O之间为叁键连接,则工业制备甲醇的热化学方程式为 。
(2)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应,在容积固定为2 L的密闭容器内充入1 mol CO和2 mol H2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在250 ℃开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
则从反应开始到20 min时,以CO表示的平均反应速率= ,该温度下平衡常数K= ,若升高温度则K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是 。
A.2v(H2)正=v(CH3OH)逆
B.容器内气体的平均摩尔质量保持不变
C.容器中气体的压强保持不变
D.单位时间内生成n mol CO的同时生成2n mol H2
(Ⅱ)回答下列问题:
(1)体积均为100 mL pH=2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,则Ka(HX) Ka(CH3COOH)(填“>”、“<”或“=”)。
(2)25 ℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)= mol·L-1(填精确值)。
5、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。
6、由煤制合成气(组成为H2、CO和CO2)制备甲醇或二甲醚是我国保障能源安全战略的重要措施。
(1)以澄清石灰水、无水硫酸铜、浓硫酸、灼热氧化铜为试剂检验合成气中含有H2、CO和CO2三种气体,所选用试剂及使用顺序为_______________________。
(2)制备甲醇(CH3OH)、二甲醚(CH3OCH3)主要过程包括以下四个反应:
①由H2 和CO可直接制备二甲醚:2CO(g)+ 4H2(g)==CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=_____________。
分析上述反应(均可逆),二甲醚合成反应对于CO转化率的影响是_____________(填“增大”“ 减小”或“无影响”),其理由是______________________。
②有研究者用Cu -Zn –Al和Al2O3作催化剂。在压强为5.0Mpa的条件下,由合成气[=2]直接副备二甲醚,结果如图所示。
290℃时二甲醚的选择性(选择性=×100% 10)为97.8%,则290 ℃时二甲醚的产率为_______________________。
(3)在一个固定容积的密闭容器中,发生水煤气变换反应。
①下列各项能判断该反应已达到化学平衡状态的是________________(填字母)。
a.容器中压强不变 b. ΔH不变 c.V正(H2 )=v逆(CO) d.CO的质量分数不变
②温度为850℃时,该反应的平衡常数K=1,反应过程中各物质的浓度变化如下表:
时间/min | CO | H2O | CO2 | H2 |
0 | 0.200 | 0.300 | 0 | 0 |
2 | 0.138 | 0.238 | 0.062 | 0.062 |
3 | c1 | c2 | c3 | c4 |
4 | c1 | c2 | c3 | c4 |
5 | 0.065 | 0.21 | 0.125 |
|
0~4 min时,H2O(g)的转化率=______。表中4~5 min之间数值发生变化,可能的原因是___________
(填字母)。
a增加水蒸气 b.降低温度 c.使用催化剂 d.增加氢气浓度
7、钛及其合金具有密度小、强度高、耐酸、碱腐蚀等优良性能,被广泛用于航天、航空、航海、石油、化工、医药等部门。由钒钛磁铁矿经“选矿”得到的钛铁矿提取金属钛(海绵钛)的主要工艺过程如下:
(1)钛铁矿的主要成分为FeTiO3。控制电炉熔炼温度(<1500K),用等物质的量的碳还原出铁,而钛以二氧化钛的形式进入炉渣浮于熔融铁之上,使钛与铁分离,钛被富集。写出相关反应:
(2)已知氯化反应过程中会产生一种无色可燃性气体,请写出在1073—1273K下氯化反应的化学方程式:
(3)氯化得到的TiCl4中含有的VOCl3必须用高效精馏的方法除去。实际生产中常在409 K下用Cu还原VOCl3,反应物的物质的量之比为1:1,生成氯化亚铜和难溶于TiCl4的还原物,写出此反应方程式:
(4)TiCl4的还原通常在800oC的条件下进行,反应过程中通入氩气的目的是 ,试写出从还原产物中分离出海绵钛的步骤
(5)电解法冶炼钛的一种生产工艺是将TiO2与粉末与黏结剂混合后,压制成电解阴极板,用石墨作阳极,熔融氧化钙作电解质,电解过程中阳极生成O2和CO2气体,破碎洗涤阴极板即得到电解钛。试写出阴极反应方程式 。
8、【化学—选修3:物质结构与性质】碳、氮在自然界中广泛存在。
(1)CH3COOH中C原子轨道杂化类型有;1molCH3COOH分子中含有键的数目为
(2)50号元素Sn在周期表中位置是 ;写出50号元素Sn的基态原子核外电子排布式
(3)锡和碳一样能生成四氯化物(SnC14),然而锡又不同于碳,配位数可超过4.SnC14两种可能立体结构分别是 和
(4)与H20互为等电子体的一种含有碳元素的阳离子为 (填化学式);H20
与CH3CH20H可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为
(5)元素X的某价态离子X}+中所有电子正好充满K, L, M三个电子层,它与
N3一形成的晶体结构如图所示。
①该晶体的阳离子与阴离子个数比为
②该晶体中Xn十离子中n=
③晶体中每个N3一被 个等距离的Xn+离子包围。
9、X、Y、Z是三种原子序数依次递增的前10号元素,X的某种同位素不含中子,Y形成的单质在空气中体积分数最大,三种元素原子的最外层电子数之和为12,其对应的单质及化合物转化关系如图所示。下列说法正确的是______
A.原子半径:X<Z<Y,简单气态氢化物稳定性:Y<Z
B.A、C均为10电子分子,A的沸点高于C的沸点
C.E和F均属于离子化合物,二者组成中阴、阳离子数目之比均为1∶1
D.同温同压时,B与D体积比≤1∶1的尾气,可以用NaOH溶液完全处理
10、硫酸氧钒()在媒染、医药、电池、玻璃陶瓷等方面有广泛应用,实验室制备
的实验装置及过程如下:
已知:实验中的钒分别以(淡黄色)、
(蓝色)形式存在。
称量一定质量的转移至仪器c中,加入适量的蒸馏水,打开仪器a的活塞滴入过量
的硫酸,在85℃搅拌下充分反应;冷却后,打开仪器b的活塞滴入适量的草酸溶液使反应充分进行;反应2h后倒出溶液,抽滤后再将滤液经“一系列”操作,得到
固体。
(1)中钒的化合价为___________。
(2)使用仪器a之前,首先需要进行的操作是___________;仪器c的名称为___________。
(3)加入草酸溶液后仪器c中反应的离子方程式为___________;当出现___________现象时,可判断该反应已充分完成。
(4)“一系列”操作是指:将滤液蒸发浓缩、___________、___________、洗涤、干燥。
(5)将所得采用烘干法在105℃下完全脱水,失重率达25.0%,则n=___________(结果保留整数)。
11、某实验小组制备,取1.12g实验制得的产物(已知
的相对分子质量为158.6)加水溶解,配成100mL溶液,用移液管取出25.00mL于锥形瓶中,滴入几滴
作指示剂,已知
为砖红色沉淀,用浓度为0.100
的硝酸银标准溶液滴定,重复滴定三次测得硝酸银标准溶液用量分别为19.98mL、18.00mL、20.02mL。
(1)产物的纯度为_______(保留三位有效数字);
(2)写出简要计算过程:_______。
12、Mn2O3是一种重要的化工产品。以菱锰矿(主要成分为MnCO3,还含有少量Fe3O4、FeO、CoO、Al2O3)为原料制备Mn2O3的工艺流程如图。
已知:25℃时,相关物质的Ksp见表。
物质 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 | Co(OH)2 |
Ksp | 1×10-16.3 | 1×10-38.6 | 1×10-32.3 | 1×10-12.7 | 1.09×10-15 |
已知:氢氧化氧锰(MnOOH)难溶于水和碱性溶液。
(1)MnOOH中Mn的化合价为____价。
(2)向“沉淀池I”中加入MnO2,MnO2的作用是____;“滤渣2”的主要成分是____(填化学式)。
(3)MnSO4转化为MnOOH的离子方程式为____。
(4)MnSO4转化为MnOOH中“III.实验操作”包含过滤、洗涤、干燥。检验MnOOH是否洗涤干净,具体操作为____。
(5)高纯度的MnOOH转化为Mn2O3的化学方程式为____。
(6)在“沉淀池I”中,滴加氨水调节溶液的pH,使溶液中铝、铁元素完全沉淀,则理论上pH的最小值为____(当溶液中某离子浓度c≤1.0×10-5mol·L-1时。可认为该离子沉淀完全)。
(7)铬是人体内微量元素之一,是重要的血糖调节剂。铬的一种氮化物晶体立方晶胞结构如图所示。A点分数坐标为(0,0,0),则B点分数坐标为____。已知r(N3-)=anm,r(Cr3+)=bnm,则AB间距离为____nm。
13、氢化铝锂(LiAlH4)以其优良的还原性能在医药、香料、农药、染料等行业中广泛应用。纯氢化铝锂是一种白色晶状固体,熔点 125℃,加热至 130℃时分解,溶于醚、四氢呋喃,在 120℃以下和干燥的空气中相对稳定,但遇水即爆炸性反应。目前世界上有四种工业生产 LiAlH4的方法,其中施莱兴格(Schlesinger)法和高压合成法最为常见。
Ⅰ. 施莱兴格(Schlesinger)法
Ⅱ.高压合成法
请根据题中信息回答以下问题:
(1)Schlesinger 中的反应器需要附加电磁搅拌器,目的是________。
(2)Schlesinger 的反应器中发生的化学反应方程式是________。
(3)采用 Schlesinger 时需要使用大量高纯度氩气,氩气的作用是________。
(4)为了降低成本,在 Schlesinger 工艺中有一种原料可以循环使用,这种原料是________。
(5)已知乙醚沸点为 35℃,某工厂准备在蒸发室采用减压蒸发分离出产品,你认为有无必要,请简述理由________。
(6)两种工艺均使用过滤器,中学实验室中过滤装置需要的玻璃仪器有________。
(7)使用氢化铝锂要注意安全, 少量未反应完的需要分解处理。其中一种处理方法是向其中缓慢加入适量的稀盐酸,待无气体放出后视为处理完全。请写出此过程的化学反应方程式______________________________________。