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、工业上常用合成气(主要成分为CO、H2及少量CO2、H2O)制备甲醇,然后再利用甲醇合成其它化工产品,部分合成原理如下图所示:
回答下列问题:
(1)反应2为副反应,为了减少该副反应的发生,提高反应1的选择性,要优先考虑_______,已知298K时,由稳定态单质生成1mol化合物的焓变叫该物质在此温度下的标准生成焓()。下表为几种物质的标准生成焓,反应2的ΔH=_______kJ·mol-1
物质 | CO2(g) | CO(g) | H2O(g) |
| -394 | -111 | -242 |
(2)500K温度下,在2L的刚性容器中充入4molCO和8molH2制备二甲醚(忽略反应2的发生),4min达到平衡,平衡时CO的转化率为80%,且2c(CH3OH)=c(CH3OCH3)。
①从开始到平衡,反应1的v(H2)=_______mol·L-1·min-1。
②反应4中甲醇的转化率为_______,反应1的平衡常数Kc=_______。
(3)在T2K、1.0×104kPa下,等物质的量的CO与CH3OH混合气体只发生反应3。反应速率v正-v逆=k正·p(CO)·p(CH3OH)-k逆·p(CH3COOH),k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数,p为气体的分压(气体分压p=气体总压p总×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数Kp=4.5×10-5,当CO的转化率为20%时,=________。
(4)对于反应2(不考虑其他反应),若CO和CO2的浓度随时间发生变化的曲线如图所示。则t2时刻改变的条件可能是_______(任写一种),若t4时刻通过改变容积的方法将压强增大为原来的2倍,在图中t4~t5区间内画出CO、CO2浓度变化曲线,并标明物质_________(假设各物质状态均保持不变)。
3、随着社会经济的发展,人们生活水平的提高和对环境要求的加强,来源广泛的高氨氮废水(主要含有NH4+)处理越来越受到重视。对于高氨氮废水的处理有多种方法。
(1)吹脱法:
使用吹脱法时需要在①中加入碱,写出发生的离子反应方程式______________________。
(2)MAP沉淀法:
①使用化学沉淀剂处理高氨氮废水时,向高氨氮废水中投入含有Mg2+的物质和H3PO4,调节溶液pH,与NH4+反应生成MgNH4PO4(MAP)沉淀。为有效控制溶液PH,并考虑污水处理效果,则最好选用下列物质中_____。
A MgO B MgSO4 C MgCl2
②控制溶液PH的合理范围为____________________
③从溶解平衡角度解释PH过高或过低不易形成沉淀MAP的原因(已知PO43-在酸性较强条件下以HPO42-形式存在)_______________
(3)生物脱氮传统工艺:
①在有氧气的条件下,借助于好氧微生物(主要是好氧菌)的作用生成NO3-,写出反应的离子方程式_________________________。
②在无氧的酸性条件下,利用厌氧微生物(反硝化菌)的作用使NO3-与甲醇作用生成N2,达到净化水的目的。写出离子方程式____________________________。
4、碳的化合物的转换在生产、生活中具有重要的应用,如航天员呼吸产生的CO2用Sabatier反应处理,实现空间站中O2的循环利用。
Sabatier反应:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g);
水电解反应:2H2O(1) 2H2(g) +O2(g)。
(1)将原料气按n(CO2):n(H2)=1:4置于密闭容器中发生Sabatier反应,测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。
①该反应的平衡常数K随温度降低而________(填“增大”或“减小”)。
②在密闭恒温(高于100℃)恒容装置中进行该反应,下列能说明达到平衡状态的是_____。
A.混合气体密度不再改变 B.混合气体压强不再改变
C.混合气体平均摩尔质量不再改变 D. n(CO2):n(H2)=1:2
③200℃达到平衡时体系的总压强为p,该反应平衡常数Kp的计算表达式为_______。(不必化简,用平衡分,压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(2)Sabatier反应在空间站运行时,下列措施能提高CO2转化率的是____(填标号)。
A.适当减压 B.合理控制反应器中气体的流速
C.反应器前段加热,后段冷却 D.提高原料气中CO2所占比例
(3)一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO2(g)+4H2(g)C(s)+2H2O(g)代替Sabatier反应。
①已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分别为-394kJ/mol、-242kJ/mol,Bosch反应的△H=_____kJ/mol。(生成焓指一定条件下由对应单质生成lmol化合物时的反应热)
②一定条件下Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是______________。若使用催化剂,则在较低温度下就能启动。
③Bosch反应的优点是_______________。
5、(1) N2H6Cl2属于离子化合物,且每个原子都满足稳定结构。N2H6Cl2的电子式为____。
(2)一定条件下,测定HF的相对分子质量时,实验数据明显大于理论值,原因是_____。
6、回答下列问题
(1)工业上用电解熔融MgCl2制备金属镁,而不用MgO,请结合微观视角解释原因___________。
(2)比较下列锗(Ge) 卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因___________。
| GeCl4 | GeBr4 | GeI4 |
熔点/°C | −49.5 | 26 | 146 |
沸点/°C | 83.1 | 186 | 约400 |
7、聚乳酸)是一种新型生物降解材料,可用于包装食品。某化学兴趣小组利用化学解聚方法,由废旧聚乳酸餐盒制得高纯乳酸钙。
已知:乳酸是淡黄色黏性液体,与乙醇、水混溶;乳酸钙是白色粉末,溶于冷水,易溶于热水,不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。
I.废旧聚乳酸材料的解聚
①分别取一定量的NaOH、无水乙醇和白色聚乳酸餐盒碎片,装入锥形瓶,加热解聚;
②待反应完毕,向锥形瓶中加入少量浓盐酸,然后加热浓缩,得到淡黄色黏稠状液体和少量白色不溶物;
③往②中所得混合物加人20mL无水乙醇并搅拌均匀,静置、过滤,弃去白色不溶物。
(1)步骤①所用装置如图所示,其中冷凝管的作用是______.写出聚乳酸在碱性条件下解聚的化学方程式_________.
(2)步骤②中,加入浓盐酸的目的是_______.为避免浓缩过程发生暴沸,可以加入_______.
(3)步骤③加入20mL无水乙醇的作用是________.
II.乳酸钙的制备
④将氢氧化钙粉末分批加人③中所得滤液,控制最终溶液的pH约为7,过滤;
⑤取滤液于烧杯,冰水浴下剧烈搅拌,同时加人40mL物质X,析出白色固体;
⑥过滤,收集沉淀物,烘干,称重为5.8g.
(4)“控制最终溶液的pH约为7”时,需用蒸馏水润湿pH试纸后再测量溶液的pH,其原因是________.
(5)步骤⑤中,所加“物质X”可能是_________.
A.石灰水B.盐酸C.丙酮D.乳酸
(6)若步骤④所加氢氧化钙粉末的质量为2.1g,则该实验的产率=_________.(结果保留3位有效数字;M氢氧化钙=74 g·mo-1,M乳酸钙=218g·mol-1).
8、铜是重要金属,Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途,如CuSO4溶液常用作电解液,电镀液等。请回答以下问题:
(1)CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备,该反应的化学方程式为___________。
(2)CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分,其原因是_______。
(3)SO42-的立体构型是________,其中S原子的杂化轨道类型是_______。
9、(1)已知咖啡酸的结构如图所示。关于咖啡酸的描述正确的是:(______)
A.分子式为C9H5O4
B.1 mol 咖啡酸最多可与5 mol 氢气发生加成反应
C.与溴水既能发生取代反应,又能发生加成反应
D.1 mol 咖啡酸最多可与3 mol Na2CO3发生反应
(2)A、B、C、D1、D2、E、F、G、H均为有机化合物,请根据下列图示回答问题。
(1)直链有机化合物A的结构简式是__________________;
(2)B中官能团的名称为___________,H中含氧官能团的结构简式为____________;
(3)①的反应试剂和反应条件是___________________,③的反应类型是_____________;
(4)B生成C的化学方程式是___________________;
D1或D2生成E的化学方程式是___________________;
(5)G可应用于医疗、爆破等,由F生成G的化学方程式是________________。
10、KI是中学化学常用的还原剂,某小组设计实验探究I-的性质。回答下列问题:
实验(一)探究影响氧化剂与KI反应的因素。
FeCl3、CuCl2、AgNO3溶液分别与KI反应,实验及现象如表所示:
实验操作 | 实验及现象 |
| ①X为AgNO3溶液,产生黄色沉淀,溶液不变蓝 |
②X为CuCl2溶液,过滤,得到蓝色溶液和白色沉淀 | |
③X为FeCl3溶液,溶液变蓝,没有沉淀产生;再滴加K3[Fe(CN)6 ]溶液,产生沉淀,过滤,沉淀为蓝色 |
已知:CuI为难容于水的白色固体。常温下,Ksp(AgI)=8. 5×10-17 ,Ksp(CuI)=1.2×10-12。
(1)实验②中的氧化产物为_______(填化学式)。
(2)实验③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。
(3)已知:Ag+的氧化性比Fe3+的强,但氧化剂的氧化性强弱除受本身性质影响外,还与温度、浓度、溶液的酸碱度等外界条件有关。分析实验①③,试解释实验①中溶液没有变蓝的主要原因可能是_______。
实验(二)探究氯气与KI反应的产物。
资料显示:I2和I-在溶液中会发生反应I2+I,部分离子颜色如表所示。
离子 | ||||
颜色 | 棕黄色,遇淀粉变蓝 | 红色 | 黄色 | 无色 |
(4)A中发生反应的化学方程式为_______。
(5)反应一段时间后,B中溶液颜色变为浅棕色,为了探究B溶液中的含碘物质,设计如下实验:
实验操作 | 实验现象 |
I.取反应后B中的溶液10mL,分成两等份,第一份滴入1滴碘水;第二份滴入1滴淀粉溶液 | 第一份溶液变蓝色;第二份溶液颜色没有变化 |
II.将I2溶于KI溶液中配制得碘总浓度为0.1mol·L-1的溶液,取该溶液2mL,向其中滴加1滴淀粉溶液,再通入少量氯气 | 加淀粉后溶液变蓝,通氯气后蓝色褪去,溶液显浅棕色 |
III.向II反应后的溶液中继续通入氯气 | 溶液几乎变为无色 |
①操作I的目的是排除_______(填离子符号)的干扰。
②写出在水溶液中与Cl2反应生成
的离子方程式:_______。
③由以上实验可推断B中溶液颜色变成浅棕色的原因可能是生成了_______(填离子符号),这两种离子混合后溶液呈浅棕色。
11、达喜是常用的中和胃酸的药物,其有效成分是含结晶水的铝镁碱式盐。取该碱式盐6.02g,向其中逐滴加入4.00mol·L-1的盐酸,当加入盐酸42.5mL时开始产生CO2,加入盐酸至45.0mL时恰好反应完全。
(1)计算该碱式盐样品中碳酸根与氢氧根的物质的量之比:__。
(2)若达喜中镁、铝元素的物质的量之比为3:1,则氢元素的质量分数为__。
12、某科研小组利用工业废料(主要成分NiO,含有少量Al2O3、FeO、CuO、BaO)回收NiO,并制备其他部分产品的工艺流程如图:
已知:①溶液中离子浓度小于等于1.0×10-5mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。
②25℃时,部分难溶物的溶度积常数如表所示:
难溶物 | CuS | Al(OH)3 | Ni(OH)2 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 |
溶度积常数(Ksp) | 6.3×10-36 | 1.3×10-33 | 2.0×10-15 | 4.0×10-38 | 1.8×10-16 |
请回答下列问题:
(1)NaClO的电子式为___。
(2)“酸浸”时,Ni的浸出率与温度的关系如图所示。温度高于70℃,Ni的浸出率降低的主要原因为___。
(3)“沉淀1”的主要成分为___(填化学式)。
(4)“滤液1”中通入H2S的作用为___。
(5)“转化”过程中,发生反应的主要离子方程式为___。
(6)25℃时,“调节pH2”使沉淀3中金属阳离子沉淀完全后,所得溶液中的c(H+)最大为__(保留三位有效数字,已知≈1.4)。
(7)“操作I”主要包括蒸发浓缩、___、过滤、洗涤、干燥。
(8)NiO可通过铝热反应冶炼Ni,该反应的化学方程式为___。
13、用油造气的废镍催化剂(含NiCO3、Na2SiO3、少量Fe2+、Fe3+及Cr3+的化合物)制取NiSO4•7H2O的工艺流程如下图所示(CTAC一种硅酸胶体凝聚剂)。回答下列问题:
(1)“浸取”时,在硫酸浓度和用量、溶解时温度、搅拌速率均一定时,提高镍的回收率还可采取的措施是___________(写出一条)。
(2)“滤渣1”的主要成分是___________。
(3)“一次碱析”时,Cr(OH)3转化为的CrO的离子方程式为___________。
(4)加氨水“溶解”的目的是___________,‘滤渣 2”的主要成分是___________。
(5)“氧化”时,HNO3被还原为NO,该反应的化学方程式为___________。
(6)已知0.01mol•L-1Ni(NO3)2开始沉淀时的pH为7.2,计算Ni(OH)2的Ksp=_____(列出计算式),则“二次碱析”使Ni2+沉淀完全时(c=1.0×10—5 mol•L-1)的pH为___________。