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、苯乙烯是生产塑料和合成橡胶的重要基本有机原料,乙苯催化脱氧法是目前国内外生产苯乙烯的主要方法,其化学方程式为:
(1)若升高温度,该反应的平衡常数变大,则ΔH____________(填“大于0”或“小于0”)。该反应在_______________条件下能自发进行(填“较高温度”、“较低温度”或“任何温度”)。
(2)维持体系总压强ρ恒定,在温度T时,物质的量为2mol、体积为1L的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为80%,则在该温度下反应的平衡常数K=_____。
(3)在体积为2L的恒温密闭容器中通入2mol乙苯蒸汽,2分钟后达到平衡,测得氢气的浓度是0.5mol/L,则乙苯蒸汽的反应速率为_________________;维持温度和容器体积不变,向上述平衡中再通入1mol氢气和1mol乙苯蒸汽,则v正_______v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)
(4)工业上,通常在乙苯蒸汽中掺混水蒸气(原料中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1:9),控制反应温度600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下:
①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实_________________________。
②控制反应温度为600℃的理由是_____________________。
(5)某燃料电池以乙苯为燃料,Li2CO3与K2CO3混合的碳酸盐为电解质的高温型燃料电池,其负极的电极反应式为_____________________,正极上通入的气体为______________。
3、近日,中国科学院上海有机化学研究所游书力研究院课题组从Z-烯丙基底物出发,首次实现了铱催化Z式保留不对称烯丙基取代反应。已知Co与Ir同族。回答下列问题:
(1)铱(Ir)在周期表中的位置为第六周期第九列,化合物中常见价态有+3和+4价,其中+4价更稳定,原因是____。有机合成中常用的催化剂,该物质熔点350℃,在熔化时难以发生电离,其固体的晶体类型是___;
是高强度曝光的增敏剂,用于激光照相材料,其阴离子
中Ir的价层电子对数为6,该离子的空间结构为____。
(2)某种Ir的配合物阳离子,其结构如图所示。该离子中N的杂化方式为___;1mol该离子中Ir原子形成的配位键有____mol。
(3)原子分数坐标可用于表示晶胞内部各原子的相对位置。化合物的四方晶格结构如下图所示,晶胞棱边夹角均为90°,晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。
坐标原子 | x | y | z |
Ir | 0 | 0 | 0 |
O | 0.25 | 0.25 | 0 |
一个晶胞中有___个O,其他Ir原子分数坐标为___,晶体中与单个O键合的Ir有____个。已知的晶胞参数为apm、apm、cpm,晶体密度为
,设
为阿伏伽德罗常数的值,则
的摩尔质量为___(用代数式表示)
。
4、碳、氮、氧、铝都为重要的短周期元素,其单质及化合物在工农业生产生活中有重要作用。请回答下列问题:
(1)在密闭容器内(反应过程保持体积不变),使1molN2和3molH2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol。当反应达到平衡时,N2和H2的浓度之比是_______;当升高平衡体系的温度,则混合气体的平均式量______(将“增大”“减小”或“不变”);当达到平衡时,再向容器内充入1mol N2,H2的转化率_______(填“提高”“降低”或“不变”);当达到平衡时,将c(N2)、c(H2)、c(NH3)同时增大1倍,平衡_______移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
(2)由题干所述元素中的三种组成的某种强酸弱碱盐的化学式为________,其溶于水能_____水的电离(填“促进”或“抑制”),且使溶液的pH_______(填“升高”“降低”或“不变”),原因是_________(用离子方程式表示)。
(3)空气是硝酸工业生产的重要原料,氨催化氧化是硝酸工业的基础,氨气在铁触媒作用下只发生主反应①和副反应②:
4NH3(g)+5O24NO+6H2O(g) △H=-905kJ/mol ①
4NH3(g)+3O22N2+6H2O(g) △H=-1268kJ/mol ②
①氮气与氧气反应生成NO的热化学方程式为______________________。
②在氧化炉中催化氧化时,有关物质的产率与温度的关系如图。下列说法中正确的是_____。
A.工业上氨催化氧化生成NO时,最佳温度应控制在780~840℃之间
B.工业上采用物料比在1.7~2.0,主要是为了提高反应速率
C.加压可提高NH3生成NO的转化率
D.由图可知,温度高于900℃时,生成N2的副反应增多,故NO产率降低
(4)M是重要的有机化工原料,其分子与H2O2含有相同的电子数,将1molM在氧气中完全燃烧,只生成1molCO2和2molH2O,则M的化学式为_______。某种燃料电池采用铂作为电极催化剂,以KOH溶液为电解质,以M为燃料,以空气为氧化剂。若该电池工作时消耗1molM,则电路中通过_____mol电子。
5、一定条件下,在容积恒为2.0L的容器中,Fe和CO2发生如下反应: CO2(g) + Fe(s) FeO(s) + CO(g),若起始时向容器中加入1mol CO2,5.0 min后,容器内气体的相对平均分子量为32,则这段时间内ν(CO2)=_____________。
①下列说法不正确的是_______
a 当混合气体的密度不变时说明反应达到了平衡
b 混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到了平衡
c 平衡后移除二氧化碳时,正反应速率一直减小直至建立新的平衡
d 平衡后缩小容器的体积,正逆反应速率不变,平衡不移动
②待反应达到平衡后再充入一定量的二氧化碳,平衡向_________移动(选填“正向”、 “逆向”、或“不”),二氧化碳的转化率________(填“增大”,“减小”或“不变”),CO的物质的量____(选填“增大”,“减小”或“不变”)。
6、门捷列夫在研究周期表时预言了包括“类铝”、“类硅”在内的11种元素。
(1)门捷列夫预言的“类硅”,多年后被德国化学家文克勒发现,命名为锗(Ge)。
①已知主族元素锗的最高化合价为+4价,其最高价氧化物的水化物为两性氢氧化物。试比较元素的非金属性Si___ Ge(用“>”或“<”表示)。
②若锗位于Si的下一周期,写出“锗”在周期表中的位置_____。根据锗在周期表中处于金属和非金属分界线附近,预测锗单质的一种用途是_______.
③硅和锗单质分别与反应时,反应较难进行的是_______(填“硅”或“锗”)。
(2)“类铝”在门捷列夫预言4年后,被布瓦博德朗在一种矿石中发现,命名为镓(Ga)。
①由镓的性质推知,镓与铝同主族,且位于铝的下一周期。试写出镓原子的结构示意图____。冶炼金属镓通常采用的方法是_____.
②已知Ga(OH)3难溶于水,为判断Ga(OH)3是否为两性氢氧化物,设计实验时,需要选用的试剂有GaCl3溶液、________和________.
(3)某同学阅读课外资料,看到了下列有关锗、锡、铅三种元素的性质描述:
①锗、锡在空气中不反应,铅在空气中表面形成一层氧化铅;
②锗与盐酸不反应,锡与盐酸反应,铅与盐酸反应但生成PbCl2微溶而使反应终止:
该同学查找三种元素在周期表的位置如图所示:
根据以上信息推测,下列描述正确的是______(填标号)。
a.锗、锡、铅的+4价的氢氧化物的碱性强弱顺序是:Ge(OH)4<Sn(OH)4<Pb(OH)4
b.锗、锡、铅的金属性依次减弱;
c. 锗、锡、铅的原子半径依次增大。
7、高炉炼铁是重要的工业过程,冶炼过程中涉及如下反应:
①FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ΔH1 =-11kJ/mol
②FeO(s)+C(s) Fe(s)+CO(g) ΔH2=+161.5kJ/mol
③C(s)+CO2(g) 2CO(g)
(1)反应③的ΔH=___________kJ/mol。
(2)在恒温恒容密闭容器中投入足量石墨与CO2进行反应③,可判定其达到平衡的条件有___________(填序号)。
A.容器总压保持不变
B.石墨断开3mol碳碳σ键的同时,CO断开2mol碳氧三键
C.CO的体积分数保持不变
D.保持不变
(3)反应②的压力平衡常数表达式Kp2=___________。
(4)恒容密闭容器中加入足量C、FeO,进行上述反应。改变温度,测得平衡时容器总压的对数lg(p总/kPa)、各气体的物质的量分数x(CO)、x(CO2)的变化如图所示:
①x( CO)对应的曲线是___________(填序号),判断依据是___________。
②在1200℃下进行上述反应,平衡时CO2分压为___________kPa,反应①在此温度下的压力平衡常数Kp1 =___________。
(5)高炉炼铁过程中会生成“渗碳体”Fe3C (相对分子质量为M),晶胞为长方体 (如图),晶胞参数为a pm, b pm, c pm,阿佛伽德罗常数为NA,则其密度为___________g/cm3(用含M、a、b、c、NA的式子表示)。
8、某化学兴趣小组进行了下列关于氯化铵的课外实验:
(实验操作)
浸过氯化钠溶液的布条很快烧光,浸过氯化铵溶液的布条不燃烧,冒出白烟。
(1)氯化铵饱和溶液中离子浓度由大到小的顺序是________。白烟的成分是______________。
(2)请推测浸过氯化铵溶液的布条不燃烧、不易着火的主要原因(写出一条即可)__________。
9、下图是工业上以天然气、空气为原料合成氨的一种工艺流程:
(1)脱硫反应第一步是利用Fe(OH)3除去H2S,该反应的化学方程式是____________。
(2)脱硫反应第二步是利用空气氧化回收硫,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________,下列试剂中也适宜作此反应的氧化剂的是________(填选项)。
A.Cl2 B.H2O2 C.KMnO4 D.O3
(3)流程中Fe(OH)3和K2CO3可循环利用,你认为流程中还可循环利用的物质有_______。
(4)合成氨反应的原料气中V(N2)∶V(H2)=1∶3。平衡混合物中氨的含量与温度、压强的关系如下图所示:
则A、B、C三点对应的化学平衡常数KA、KB、KC的关系是___________(用“>”、“<”或“=”表示);A点H2的平衡转化率为________。
10、有甲、乙、丙三种物质:
(1)乙中含有的官能团的名称为________。
(2)由甲转化为乙需经下列过程(已略去各步反应的无关产物,下同):
其中反应Ⅰ的反应类型是______________,反应Ⅱ的条件是__________________,反应Ⅲ的化学方程式为_________________(不需注明反应条件)。
(3)由甲出发合成丙的路线之一如下
①下列物质不能与B反应的是________(填字母)。
a.金属钠 b.FeCl3 c.碳酸钠溶液 d.HBr
②丙的结构简式为______________。
③D符合下列条件的所有同分异构体________种,任写其中一种能同时满足下列条件的同分异构体结构简式:___________。
a.苯环上的一氯代物有两种 b.遇FeCl3溶液发生显色反应 c.能与Br2/CCl4溶液反应
11、硫粉和溶液反应可以生成多硫化钠(
),离子反应为:
、
…
(1)在100mL溶液中加入1.6g硫粉,只发生
,反应后溶液中S和
无剩余,则原
_______
。
(2)在一定体积和浓度的溶液中加入13.44g硫粉,控制一定条件使硫粉完全反应,反应后溶液中的阴离子有
、
、
(忽略其他阴离子),且物质的量之比为1:10:100。则反应后溶液中的
_______mol。(写出计算过程)
12、二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体是一种重要的化工原料,微溶于冷水,易溶于热水。某种制备方法如下:
(1)“操作Ⅰ”包括加热煮沸、冷却、过滤、洗涤、检验,加热煮沸的目的是___________;检验是否洗涤干净的方法为___________。
(2)需在“操作Ⅱ”加入,为防止加入时反应过于剧烈而引起喷溅,应采取的方法为___________。
(3)“操作Ⅲ”为水浴加热(80~85℃),该反应的方程式为___________。
(4)“系列操作”后,得到二草酸合铜酸钾晶体。溶液的浓缩程度及冷却速度对配合物晶型有影响。急速冷却得到灰蓝色针状晶体,常温缓慢冷却得到深蓝色片状晶体,两种晶体的红外光谱图如图,由图可知,两种晶型的晶体成分均为二草酸合铜酸钾晶体,依据是___________。
(5)探究二草酸合铜酸钾晶体热分解产物的装置如下:
该实验观察到的现象:B、G澄清石灰水变浑浊,但D无明显现象;F中固体变为红色;实验结束后,取A中残留物加水溶解、过滤、洗涤,得到砖红色沉淀和无色溶液,通过实验证明无色溶液中含有和
,砖红色沉淀加入稀硫酸,产生蓝色溶液且有红色固体生成。据此写出二草酸合铜晶体受热分解的化学方程式___________。若A中放入提纯后的晶体35.4g,完全分解后,充分反应,测得F中固体质量减少2.4g,则
中
___________。
13、工业利用甲醇在催化剂作用下制取涉及的反应如下:
①
②
请回答下列问题:
(1)CO和H2合成甲醇的热化学方程式为△H3,则△H3=_______。
(2)向一个装有催化剂的体积不变密闭容器中通入一定量的CO2和H2发生反应②,测得反应速率和温度的关系如图甲所示,BC段反应速率降低的原因可能是_______。若该反应在一定温度下达到平衡后,将容器压缩,容器内H2的平衡转化率为,测定结果如图乙所示,
随压强增大,开始不变,一定程度后逐渐增大的原因是_______。
(3)向两个体积均为2 L的密闭容器中分别充入1 mol CH3OH(g)和1.3 mol H2O(g)、1 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g),发生上述反应①和②,进行有关实验。已知CH3OH(g)分解率接近100%,平衡时容器中CO的物质的量与温度的关系如图丙。
①容器中充入1 mol CH3OH(g)和1.3 mol H2O(g)的变化曲线为_______(填“I”或“II”),理由是_______。
②温度为时反应在5 min时达到平衡,计算曲线II中0~5 min内v(CO)=_______。该温度下,反应
的平衡常数K=_______。