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、二甲醚(CH3OCH3)被称为21世纪的新型燃料,以CO和H2为原料生产二甲醚主要发生以下三个反应:
化学反应方程式 |
| 化学平衡常数 |
①CO(g)+2H2(g) | ΔH1=-99 kJ•mol-1 | K1 |
②2CH3OH(g) | ΔH2=-24 kJ•mol-1 | K2 |
③CO(g)+H2O(g) | ΔH3=-41 kJ•mol-1 | K3 |
(1)该工艺的总反应为3CO(g)+3H2(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) ΔH
该反应ΔH=__________________,化学平衡常数K=____________________(用含K1、K2、K3的代数式表示)。
(2)某温度下,将8.0molH2和4.0molCO充入容积为2L的密闭容器中,发生反应:4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g),10 分钟后反应达平衡,测得二甲醚的体积分数为25%,则CO的转化率为________。
(3)下列措施中,能提高CH3OCH3产率的有________。
A.分离出二甲醚 B.升高温度 C.改用高效催化剂 D.增大压强
(4)该工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率,原因是_______________________________。
3、I.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时, 涉及如下反应: 2NO(g) +Cl2(g) 2ClNO(g) ΔH< 0
写出该反应的平衡常数表达式 。
为研究不同条件对反应的影响,:在恒温条件下, 向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2, 10 min时反应达到平衡。测得10 min内v(ClNO) =7.5×10-3 mol·L-1·min-1, 则平衡后n(Cl2) = mol, NO的转化率α1= 。其他条件保持不变, 反应在恒压条件下进行, 平衡时NO的转化率α2 α1(填“>” “<” 或“=”), 平衡常数K (填“增大” “减小” 或“不变”) 。若要使K减小, 可采取的措施是 。
II. 实验室可用NaOH溶液吸收NO2, 反应为2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO2恰好完全反应得1 L溶液A, 溶液B为0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液, 则两溶液中c(NO3-) 、c(NO2-) 和c(CH3COO-) 由大到小的顺序为 。
(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4 mol·L-1, CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5 mol·L-1)
可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是 。
a. 向溶液A中加适量水 b. 向溶液A中加适量NaOH
c. 向溶液B中加适量水 d. 向溶液B中加适量NaOH
III.(1)已知丙醛的燃烧热为,丙酮的燃烧热为
,试写出丙醛燃烧热的热化学方程式 。
(2)以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池,采用电解法制备Fe(OH) 2,装置如右下图所示,其中P端通入CO2。
①石墨I电极上的电极反应式为 。
②通电一段时间后,右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。则下列说法中正确的是 (填序号)。
A. X、Y两端都必须用铁作电极 B. 可以用NaOH溶液作为电解液
C. 阴极发生的反应是:2H2O+ 2e-= H2↑+ 2OH- D. 白色沉淀只能在阳极上产生
4、NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式:__________________________。
(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
①写出该反应的热化学方程式:_______________________________。
②随温度升高,该反应化学平衡常数的变化趋势是____。
(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOx的排放。
①当尾气中空气不足时,NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式:______________________________
②当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。其吸收能力顺序如下:12MgO<20CaO<38SrO<56BaO。原因是___________________________________________,
元素的金属性逐渐增强,金属氧化物对NOx的吸收能力逐渐增强。
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下:
①Pt电极上发生的是________反应(填“氧化”或“还原”)
②写出NiO电极的电极反应式:______________________________________。
5、高铁酸钾(K2FeO4,暗紫色固体),是一种新型、高效、多功能的水处理剂。完成下列填空:
(1)K2FeO4溶于水得到浅紫红色的溶液,且易水解,生成氧气和氢氧化铁。写出该水解反应的离子方程式_________;说明高铁酸钾做水处理剂的原理______。
(2)下图分别是1mol/L的K2FeO4溶液在不同pH和温度下c(FeO42-)随时间的变化曲线。
根据以上两图,说明配制K2FeO4溶液的注意事项______________。
6、
镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。
(1)Cu位于元素周期表第四周期,铜原子核外电子有____种不同的运动状态,Cu+的核外电子排布式为________。
(2)下图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图,可确定该晶胞中阴、阳离子个数比为______,该氧化物的电子式为_______________。
(3)胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4•H2O,其结构示意图如下,胆矾晶体存在_____化学键,其中SO42-空间构型是______,采用的杂化方式是______。晶体中H、O、S元素电负性由小到大的顺序为_____(用元素符号表示)。
(4)Mg是第三周期元素,该周期部分元素氟化物的熔点见下表:
氟化物 | NaF | MgF2 | SiF4 |
熔点/K | 1266 | 1534 | 183 |
解释表中氟化物熔点差异的原因:_____________________________。
(5)金属Mg的堆积方式是六方最密堆积(如左图所示),其晶胞如右图所示镁原子半径为r㎝,阿伏伽德罗常数为NA,则金属镁的晶体密度为______g/㎝3。(用r、NA表达)
7、精制氯化钾在工业上可用于制备各种含钾的化合物,完成下列填空,工业氯化钾中含有、
、
等杂质离子,可按如下步骤进行精制,完成各步内容:
①溶解;②加入试剂至、
沉淀完全,煮沸;③____________;④加入盐酸调节
;⑤____________(除
);⑥蒸干灼烧。步骤②中,依次加入的沉淀剂是
、______、______。证明
已沉淀完全的操作是____________。
8、铁和钴是两种重要的过渡元素。
(1)钴位于元素周期表的第______族,其基态原子中未成对电子个数为________。
(2)[Fe(H2NCONH2)]6(NO3)3的名称是三硝酸六尿素合铁(Ⅲ),是一种重要的配合物。该化合物中Fe3+的核外电子排布式为_________________________________,所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是_____________________________。
(3)尿素[CO(NH2)2]分子中,碳原子为_______杂化,分子中σ键与π键的数目之比为_________。
(4)FeO晶体与NaCl晶体结构相似,比较FeO与NaCl的晶格能大小,还需知道的数据是 ________________________________________。
(5)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物,结构分别为[Co(NH3)5Br]SO4和[Co(SO4)(NH3)5]Br。已知Co3+的配位数为6,为确定钴的配合物的结构,现对两种配合物进行如下实验:在第一种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生白色沉淀,在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀。则第二种配合物的配体为___________________。
(6)奥氏体是碳溶解在r-Fe中形成的一种间隙固溶体,无磁性,其晶胞为面心立方结构,如图所示,则该物质的化学式为____________。若晶体密度为d g·cm-3,则晶胞中最近的两个碳原子的距离为___________________pm(阿伏加德罗常数的值用NA表示,写出简化后的计算式即可)。
9、碳、镁、镍在工业生产和科研领域有广泛用途。请回答下列问题:
(1)基态碳原子中,能量最高的电子所占用的能级符号为_________;该能级中原子轨道的电子云形状为______________________。
(2)从石墨中可剥离出由单层碳原子构成的石墨烯,石墨烯中碳原子和共价键的数目之比为________。
(3)Mg2+能形成多种配合物和配离子,如Na4[Mg(PO3)4]、Mg[EDTA]2- EDTA的结构简式为()等。
①PO3-的立体构型为____________,其中心原子的杂化轨道类型为__________,其中杂化轨道的作用为__________________________。
②是常用的分析试剂。其中位于同周期的三种基态原子第一电离能由小到大的顺序为________________(用元素符号表示);这三种元素形成的一种离子与CS2互为等电子体,该离子符号为_____________。
(4)晶体镁的堆积模型为____________;其中镁原子的配位数为______________。
(5)碳、镁、镍形成的某晶体的晶胞结构如图所示。若晶体密度为ρg·cm-1,阿伏伽德罗常数的值为NA,则晶胞参数a=___________pm(用代数式表示)。
10、硫氰化钾(KSCN)是一种用途广泛的化学药品,常用于合成树脂、杀虫杀菌剂等。某化学小组用下图实验装置模拟工业制备硫氰化钾。
已知:①CS2为不溶于水且密度比水大的非极性试剂。
②NH4HS、(NH4)2S 在热水中易分解生成NH3和H2S。
③装置B中,滴液漏斗中装有一定体积5mol/L KOH溶液。
回答下列问题:
(1)制备NH4SCN溶液:
①三颈烧瓶内盛放有76g CS2、水和难溶于水的固体做催化剂。实验开始时,打开K1,水浴加热装置B,发生反应CS2+ 3NH3NH4SCN + NH4HS, 则装置A中固体a的成分为 _______。
②一段时间后,当观察到三颈烧瓶内_______时, 停止通入气体,反应完成。关闭K1和K2,将三颈烧瓶继续加热一段时间。
③装置C中用酸性KMnO4溶液吸收尾气后得澄清溶液,H2S所发生反应的离子方程式为 _______。
(2)制备KSCN晶体:
打开K3,_______, 干燥,得到硫氰化钾晶体。(须用的试剂:5mol/LKOH、蒸馏水、稀硫酸)
(3)测定产品中KSCN的含量:
称取0.85g样品,配成100mL溶液。量取25.00mL溶液锥形瓶中,加入适量稀硝酸,再加入几滴铁盐溶液作指示剂,用0.1000mol/LAgNO3标准溶液滴定,滴定时发生的反应:SCN—+Ag+=AgSCN↓(白色)。达到滴定终点,三次滴定平均消耗AgNO3标准溶液20.00mL。产品中KSCN的质量分数为_______ 。
11、将45.0gFeC2O4•2H2O隔绝空气加热使之分解,最终可得到19. 6g某种铁的氧化物,请通过计算推测该铁的氧化物的组成:_______(写出化学式)。并写出计算过程:_______
12、“玉兔二号”月球车,通过砷化镓(GaAs)太阳能电池提供能量进行工作。回答下列问题:
(1)基态As原子的价电子排布图为___,基态Ga原子核外有__个未成对电子。
(2)镓失去电子的逐级电离能(单位:kJ·mol−1)的数值依次为577、1985、2962、6192,由此可推知镓的主要化合价为__和+3,砷的电负性比镓__(填“大”或“小”)。
(3)1918年美国人通过反应:HC≡CH+AsCl3CHCl=CHAsCl2制造出路易斯毒气。在HC≡CH分子中σ键与π键数目之比为__;AsCl3分子的空间构型为___。
(4)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃制得,(CH3)3Ga中碳原子的杂化方式为____。
(5)GaAs为原子晶体,密度为ρg·cm−3,其晶胞结构如图所示,Ga与As以___键键合。在晶胞中,距离Ga原子距离最近且相等的As原子有___个。
13、近日,中国科学技术大学的江海龙教授调控催化剂中钴的价态,高选择性进行光催化还原CO2制备HCOOH。
回答下列问题:
(1)根据图示可知,Co(II) ⃗Co( III)中氧化剂是___________ ( 填化学式)。含Co(II)的催化剂对HCOOH的选择性___________(填“ 高于”“低于”或“等于”)含Co( III)的催化剂。
(2)COF -367 – CoII和COF - 367 – CoIII催化CO2还原生成HCOOH的能垒图分别为a和b.注明: *代表吸附在催化剂表面,TS代表过渡态,能量单位为eV。
①CO2* +2H* =HCOOH * ΔH___________0(填“>”“<”或“=”)。
②在生成上述过渡态(TS)中,能垒最大为___________eV。 COF - 367 – CoII和COF - 367 – CoIII中催化效能较高的是___________(填“前者”或“后者”)。
(3)某催化剂作用下,CO2(g) + H2(g) HCOOH(g)的速率方程为 v正=k正c(CO2)·c(H2),v逆=k逆c(HCOOH)(k正、k逆为速率常数,只与温度、催化剂有关,与浓度无关)。某温度下,在容积均为2 L的恒容密闭容器甲、乙中投入下列物质,测得数据如表所示。
容器 | 起始投料/ mol | CO2的平衡转化率 | ||
CO2 | H2 | HCOOH | ||
甲 | 1.0 | 1.0 | 0 | 50% |
乙 | 2.0 | 2.0 | 0 | α |
=___________,α___________50%(填“>”“<”或“=”)。
(4)在某催化剂作用下,向2 L恒容密闭反应器中充入1 mol CO2和2 mol H2发生如下反应:
主反应:CO2(g) +H2(g) HCOOH(g) ΔH >0
副反应:CO2(g) +4H2(g) CH4(g) +2H2O(g) ΔH <0
测得CO2的平衡转化率、HCOOH的选择性与温度关系如图所示。
①已知:选择性等于HCOOH的物质的量与CO2转化的物质的量之比。其他条件不变,升高温度, CO2的平衡转化率增大的原因是___________。
②已知F点压强为27.2 kPa,主反应在F点对应的温度下,压强平衡常数Kp=___________kPa-1(结果保留两位有效数字)。