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、二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
(1)科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如上图所示。
①若“重整系统”发生的反应中=6,则FexOy的化学式为________。
②“热分解系统”中每分解1molFexOy,转移电子的物质的量为________。
工业上用CO2和H2反应合成甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7kJ·mol-1
CH3OCH3(g)+H2O(g)===2CH3OH(g) ΔH2=+23.4kJ·mol-1
则2CO2(g)+6H2(g)===CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH3=________kJ·mol-1。
①一定条件下,上述合成甲醚的反应达到平衡状态后,若改变反应的某一个条件,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是________(填字母)。
a.逆反应速率先增大后减小 b.H2的转化率增大
c.反应物的体积百分含量减小 d.容器中的值变小
②在某压强下,合成甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如下图所示。T1温度下,将6molCO2和12molH2充入2L的密闭容器中,5min后反应达到平衡状态,则0~5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=__________;KA、KB、KC三者之间的大小关系为____________。
(3)常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在NH4HCO3溶液中,c(NH)________(填“>”、“<”或“=”)c(HCO
);反应NH
+HCO
+H2O=NH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=__________。(已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5,H2CO3的电离平衡常数K1=4×10-7,K2=4×10-11)
3、室安卡因(G)是一种抗心率天常药物,可由下列路线合成;
(1)已知A是的单体,则A中含有的官能团是______(写名称)。B的结构简式是______。
(2)C的名称(系统命名)是______,C与足量NaOH醇溶液共热时反应的化学方程式是________。
(3)X是E的同分异构体,X分子中含有苯环,且苯环上一氯代物只有两种,则X所有可能的结构简式有、_______、_______、_______。
(4)F→G的反应类型是_______。
(5)下列关于室安卡因(G)的说法正确的是_______。
a.能发生加成反应 b.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
c.能与盐酸反应生成盐 d..属于氨基酸
4、二氧化碳和氨是重要的化工产品,是纯碱工业、制造硝酸、铵盐和氮肥等的原料。
(1)CO2的电子式是 。
(2)以NH3与CO2为原料合成尿素[化学式为CO(NH2)2]的主要反应如下:
① 2NH3(g)+CO2(g) = NH2CO2NH4(s) △H=-l59.5 kJ·mol-1
② NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+116.5 kJ·mol-1
③ H2O(1) = H2O(g) △H=+44.0kJ·mol-1
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式 ;
(3)NH3和O2在铂系催化剂作用下从145℃就开始反应:
4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H=-905kJ·mol-1
不同温度下NO产率如下图1所示,由此图可知温度对NO产率的影响规律为 ,请用化学反应速率和化学平衡理论解释其原因: 。
图1 图2
(4)以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如图2所示,在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y,有关石墨I电极反应可表示为_______________。
(5)已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数K=1.75×10-5,H2CO3的电离平衡常数K1=4.4×10-7,K2=4.7×10-11。 常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,NH4HCO3溶液显__________(填“酸性”、“中性”或“碱性”);计算反应NH4++HCO3—+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K= (结果保留2位有效数字)。
5、明代宋应星所著《天工开物》中己经记载了我国古代用炉甘石(主要成分ZnCO3)和煤冶锌工艺,锌的主要用途是制造锌合金和作为其他金属的保护层。回答下列问题:
(1) Zn原子基态核外电子排布式为___________________。
(2)硫酸锌溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。
①SO42-中心原子的轨道杂化类型为_____,与它互为等电子体的阴离子化学式为____(写出一种)。
②在[Zn(NH3)4]2+中Zn2+与NH3之间形成的化学键为___,提供孤电子对的成键原子是____。 ③氨的热稳定性强于膦(PH3),原因是_______。
(3)黄铜是由铜和锌所组成的合金,元素铜与锌的第一电离能分别为:ICu=746kJ/mol,Izn=906 kJ/mol,ICu < Izn的原因是_____________。
(4)《本草纲自》中记载炉甘石(主要成分ZnCO3)可止血,消肿毒,生肌,明目……。
Zn、C、O电负性由大至小的顺序是________。ZnCO3中阴离子的立体构型是______。
(5)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛,立方ZnS晶胞结构如图所示,每个Zn原子周围最近的Zn原子数目为____________。
晶胞边长为a pm,阿伏加德罗常数为NA,则ZnS晶体的密度为_____g/cm3 (列出计算式即可)
6、回答下列问题:
(1)Na2S3的电子式____,N2H4的结构式____。
(2)NaCl溶液中加入乙醇会有白色固体析出,解释原因:___。
7、化学反应原理在科研和生产中有广泛应用.
(1)工业上制取Ti的步骤之一是:在高温时,将金红石(TiO2)、炭粉混合并通人Cl2先制得TiCl4和一种可燃性气体,已知:
①TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(1)+O2(g);△H=﹣410.0kJ•mol﹣1
②CO(g)═C(s)+O2(g);△H=+110.5kJ•mol﹣1
则上述反应的热化学方程式是 .
(2)利用“化学蒸气转移法”制备二硫化钽(TaS2)晶体,发生如下反应:
TaS2(s)+2I2(g)═TaI4(g)+S2(g)△H1>0 (Ⅰ);若反应(Ⅰ)的平衡常数K=1,向某恒容且体积为15ml的密闭容器中加入1mol I2 (g)和足量TaS2(s),I2 (g)的平衡转化率为 .
如图1所示,反应(Ⅰ)在石英真空管中进行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2 (g),一段时间后,在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体,则温度T1 T2(填“>”“<”或“=”).上述反应体系中循环使用的物质是 .
(3)利用H2S废气制取氢气的方法有多种.
①高温热分解法:
已知:H2S(g)═H2(g)+S2(g);△H2;在恒容密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验.以H2S起始浓度均为c mol•L﹣1测定H2S的转化率,结果如图2.图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率.△H2 0(填>,=或<);说明随温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因: .
②电化学法:
该法制氢过程的示意图如3.反应后的溶液进入电解池,电解总反应的离子方程式为 .
8、
早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由三种Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题:
(1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过_______________方法区分晶体、准晶体和非晶体。
(2)基态Fe原子有_________个未成对电子,Fe3+的电子排布式为_______________。可用硫氰化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为_______________。
(3)新制的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸,而自身还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为____________,乙醛分子中各元素的电负性由大到小的顺序为_______________。乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是_____________________________。Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有___________个铜原子。
(4)Al单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405nm,晶胞中铝原子的配位数为__________。列式表示Al单质的密度_______________ g·cm-3。
9、人类在四千五百多年前就开始使用铁器,铁是目前产量最大、使用最广泛的金属。请回答下列问题:
(1)丹霞地貌的岩层呈现出美丽的红色,是因为含有
A.Fe
B.FeO
C.
D.
(2)市场上出售的某种麦片中含有微量、颗粒细小的还原铁粉,能够改善贫血,原因是这些钞粉与人体胃酸(主要成分是盐酸)作用转化成
A.
B.
C.
D.
(3)取少量溶液于试管中,滴入NaOH溶液,该过程中观察到的现象是
A.只产生白色沉淀
B.只产生红褐色沉淀
C.产生白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
D.无明显变化
(4)溶液中含有少量
杂质,除杂所需的试剂是
A.铜片
B.铁粉
C.氯气
D.锌粒
(5)检验溶液中是否存在,可以向溶液中滴入KSCN溶液,若含有
,可观察到的现象是
A.溶液变为红色
B.溶液变为绿色
C.产生白色沉淀
D.产生红褐色沉淀
(6)合金的应用促进了人类社会的发展,制成下列物体的材料没有用到合金的是
A | B | C | D |
地铁列车的车体 | 潜水器耐压球壳 | 飞机发动机叶片 | 精美的青花瓷 |
A.A
B.B
C.C
D.D
10、[Co(NH3)6]Cl3(三氯化六氨合钴)属于经典配合物,实验室以Co为原料制备[Co(NH3)6]Cl3的方法和过程如下:
I.制备CoCl2
已知:钴单质与氯气在加热条件下反应可制得纯净CoCl2,钴单质在300°C以上易被氧气氧化;CoCl2熔点为86°C,易潮解。制备装置如下:
(1)制氯气的反应中,还原剂与氧化剂物质的量之比为___________。
(2)试剂X通常是___________(填名称)。
(3)试剂Z的作用为___________。
(4)为了获得更纯净的CoCl2,开始点燃N处酒精喷灯的标志是___________。
Ⅱ.制备[Co(NH3)6]Cl3——配合、氧化
已知:①Co2+不易被氧化;[Co(NH3)6]2+具有较强还原性,[Co(NH3)6]3+性质稳定。
②[Co(NH3)6]Cl3在水中的溶解度曲线如图所示:
③加入少量浓盐酸有利于[Co(NH3)6]Cl3析出。
(5)按图组装好装置→___________(填序号,下同)→打开磁力搅拌器→控制温度在10°C以下→___________→加热至60°C左右,恒温20min→在冰水中冷却所得混合物,即有晶体析出(粗产品)。
①缓慢加入H2O2溶液
②滴加稍过量的浓氨水
③向三颈烧瓶中加入活性炭、CoCl2、NH4Cl和适量水
(6)写出氧化阶段发生反应的离子方程式:___________。
(7)粗产品可用重结晶法提纯:向粗产品中加入80°C左右的热水,充分搅拌后,___________,冷却后向滤液中加入少量___________,边加边搅拌,充分静置后过滤,用无水乙醇洗涤晶体2~3次,低温干燥,得纯产品[Co(NH3)6]Cl3。
11、水中的酸碱平衡。一个溶液(X)含有两种一元弱酸(只有一个具有酸性的质子); HA的酸解离常数KHA= 1.74 ×10-7, HB的酸解离常数KHB= 1.34 ×10-7溶液XpH为3.75。
(1).滴定完100 mL溶液X需要100 mL 0.220 M NaOH溶液。计算溶液X中每一种酸的最初的(总量)浓度(mol·L-1) ___________。在适当的地方合理近似[Kw= 1.00 × 10-14,298K。 ]
(2).计算最初包含6.00 × 10-2 M NaA与4.00 × 10-2 M NaB的溶液Y的pH___________。
(3).向溶液X中加入许多蒸馏水得到非常(无限)稀的溶液,酸的总浓度接近于零。计算稀溶液中每一种酸的解离百分数___________。
(4).将一个缓冲溶液加到溶液Y中,保持pH为10.0. 得到溶液Z,假定体积无变化。计算物质M(OH)2在Z中的溶解度___________ (用mol·L-1)。已知阴离子A-与B-可与M2+形成络合物:
M(OH)2 ⇌ M2+ + 2OH- Ksp=3. 10 ×10-12
M2++A- ⇌ [MA]+ K1=2.1 × 103
[MA]++ A- -⇌ [MA2] K2=5.0 × 102
M2++B- ⇌ [MB]+ K=6.2 × 103
[MB]++B- ⇌ [MB2] K=3.3 × 102
12、氨气在农业和国防工业都有很重要的作用,历史上诺贝尔奖曾经有三次颁给研究合成氨的科学家。
(1)反应的能量变化如图所示。则N2(g)与H2(g)制备NH3(1)的热化学方程式为_____。
(2)关于合成氨工艺的理解,下列正确的是_____。
A.合成氨工业常采用的反应温度为400~500℃左右,可用勒夏特列原理解释
B.使用更高效的催化剂,可以提高平衡时NH3的量
C.合成氨工业采用10MPa~30MPa,是因常压下N2和H2的转化率不高
D.用铜氨溶液处理原料气中CO杂质的反应为:[Cu(NH3)2]++CO+NH3[Cu(NH3)3CO]+ ΔH<0,其适宜的生产条件为低温高压
(3)恒压密闭容器中,起始时n(H2):n(N2)=3:1,不同温度(T)下平衡混合物中NH3(g)物质的量分数随压强的变化曲线如图所示:
①A点的温度迅速从T1变为T2,则此时浓度商Q_____K(T2)(填“>”“<”或“=”)。
②Kp(B):Kp(A)=_____(Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
③合成氨逆反应速率方程为:v(逆)=k(逆),式中k(逆)为逆反应的速率常数(只与温度有关)。从C点开始减小压强,平衡发生移动,直至达到新的平衡,v(逆)的变化过程为_____。
(4)电化学法也可合成氨。如图是用低温固体质子导体作为电解质,用Pt−C3N4作阴极催化剂电解H2(g)和N2(g)合成NH3的原理示意图:
①Pt−C3N4电极反应产生NH3的电极反应式_____。
②实验研究表明,当外加电压超过一定值以后,发现阴极产物中氨气的体积分数随着电压的增大而减小,分析其可能原因_____。
13、掺杂硒的纳米氧化亚铜催化剂可用于工业上合成甲醇,其反应为。已知:
,
,其中k正、k逆为速率常数,c为各组分的物质的量浓度。回答下列问题:
(1)若按的投料比将
与CO充入VL的刚性恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,测定CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①压强P1、P2、P3由小到大的顺序是_______。
②T1℃,若向该容器中充入3.0 mol 和3.0 mol CO发生上述反应,5 min后反应达到平衡(M点),则0~5 min内,
_______
,则N点的
_______。
③X、Y、M、N四点,平衡常数从大到小关系是_______。
(2)若向起始温度为325℃的10 L刚性恒容密闭容器中充入2 mol CO和3 mol,发生反应,体系总压强
与时间
的关系如图中曲线Ⅰ所示;曲线Ⅱ为只改变某一条件的变化曲线,曲线中平衡温度与起始温度相同。
①曲线Ⅱ所对应的改变的条件可能为_______。
②体系总压强先增大后减小的原因为_______。
③该条件下的平衡转化率为_______%(结果保留一位小数)。