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、据公安部2019年12月统计,2019年全国机动车保有量已达3.5亿。汽车尾气排放的碳氢化合物、氮氧化物及碳氧化物是许多城市大气污染的主要污染物。
I.汽油燃油车上安装三元催化转化器,可有效降低汽车尾气污染。
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=−393.5kJ·mol−1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=−221.0kJ·mol−1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H3=+180.5kJ·mol−1
CO和NO两种尾气在催化剂作用下生成N2的热化学方程式___。
(2)对于2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),在一定温度下,于1L的恒容密闭容器中充入0.1molNO和0.3molCO,反应开始进行。
下列能说明该反应已经达到平衡状态的是___(填字母代号)。
A.比值不变
B.容器中混合气体的密度不变
C.v(N2)正=2v(NO)逆
D.容器中混合气体的平均摩尔质量不变
(3)使用间接电化学法可处理燃煤烟气中的NO,装置如图2所示。
已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式___。用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理___。
(4)T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应:2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H<0。实验测得:v正=v(CO)消耗=2v(O2)消耗=k正c2(CO)·c(O2),v逆=(CO2)消耗=k逆c2(CO2),k正、k逆为速率常数只受温度影响。不同时刻测得容器中n(CO)、n(O2)如表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(CO)/mol | 2 | 1.2 | 0.8 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
n(O2)/mol | 1.2 | 0.8 | 0.6 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
①T1温度时=___L/mol。
②若将容器的温度改变为T2时其k正=k逆,则T2__T1(填“>”、“<”或“=")。
II.“低碳经济”备受关注,CO2的有效开发利用成为科学家研究的重要课题。在0.1MPa、Ru/TiO2催化下,将一定量的H2和CO2置于恒容密闭容器中发生反应X:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H<0
(5)温度为T时,向10L密闭容器中充入5molH2和CO2的混合气体,此时容器内压强为5P,两种气体的平衡转化率ɑ与的关系如图所示:
①图中CO2的平衡转化率可用表示___(L1或L2)
②该温度下,反应X的平衡常数Kp=___。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
3、有X、Y、Z、M、G五种元素,是分属三个短周期并且原子序数依次增大的主族元素。其中X、Z同主族,可形成离子化合物ZX;Y、M同主族,可形成MY2、MY3两种分子。在熔融状态下,将Z的单质和FeG2(元素G和铁构成的某化合物)组成一个可充电电池(装置示意图如下),反应原理为:2Z +FeG2Fe+2ZG
放电时,电池的正极反应式为:______________;充电时,接电源负极的电极材料是____(写物质名称),该电池的电解质为_______(填写化学式)。
4、以NOx 为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。
I.汽车尾气中的 NO(g)和 CO(g)在一定条件下可发生反应生成无毒的N2 和 CO2:
(1)已知:①N2(g)+O2(g)2NO(g) △H1= +180.5 kJ·mol-1 ②CO 的燃烧热△H2 = - 283.0 kJ·mol-l,则反应③ 2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g) △H3 =_______。
(2)某研究小组在三个容积为 5 L 的恒容密闭容器中,分别充入 0.4mol NO 和 0.4 mol CO,发生反应③ 。在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变),反应体系总压强随时间的变化如图所示:
①温度:T1_____T2(填“<”“=”或“>”)。
②CO 的平衡转化率:Ⅰ_____Ⅱ_____Ⅲ(填“<”“=”或“>”)。
③反应速率:a 点的 v逆_____b 点的 v正 (填“<”“=”或“>”)。
④T2 时的平衡常数 Kc=_____。
(3)将 NO和 CO以一定的流速通过两种不同的催化剂(cat1、cat2)进行反应,相同时间内测量的脱氮率(脱氮率即 NO的转化率)如图所示。M 点_____(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率, 说明理由_________。
Ⅱ.N2O是一种强温室气体,且易形成颗粒性污染物,研究N2O的分解反应 2N2O=2N2+O2对环境保护有重要意义。
(4)碘蒸气存在能大幅度提高 N2O 的分解速率,反应历程为:
第一步 I2(g)2I(g)快速平衡,平衡常数为K
第二步 I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g) v = k1·c(N2O)·c(I) 慢反应
第三步 IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+1/2I2(g) 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)。
① k =_____(用含 K 和 k1 的代数式表示)。
②下列表述正确的是_____。
a.IO 为反应的中间产物
b.碘蒸气的浓度大小不会影响 N2O的分解速率
c.第二步对总反应速率起决定作用
d.催化剂会降低反应的活化能,从而影响△H
(5)通过 N2O 传感器可监测环境中 N2O 的含量,其工作原理如图所示
①NiO电极上的电极反应式为_____。
②N2O浓度越高,则电压表读数越_____。(填“高”或“低”)
5、(1)在下列物质①NH3、②BF3、③HCl、④SO3,属于非极性分子的是(填序号)________。
(2) 试比较含氧酸的酸性强弱(填“>”、“<”或“=”): HClO3________HClO4。
(3)根据价层电子对互斥理论判断:H2O的VSEPR构型为________。
(4)沸点比较:邻羟基苯甲醛对羟基苯甲醛(填“>”、“<”或“=”),原因是__________。
6、丁二烯是生产合成橡胶的主要原料。一定条件下,2,3-二甲基-1,3-丁二烯()与溴单质发生液相加成反应(1,2加成和1,4加成),已知溶剂极性越大越容易发生1,4加成。现体系中同时存在如下反应:
①
②
③
已知体系中两种产物可通过互相转化,反应历程及能量变化如下图所示:
(1)由反应过程及能量变化图示判断,m___________n(填“>”、“=”或“<”),___________
(用含
、
、
、
的式子表示)
(2)由反应过程及能量变化图示判断,反应___________(填“①”、“②”)的产物更稳定,若要提高该产物在平衡体系中的物质的量分数,还可采取的措施是___________。
(3)在一定温度下,向某反应容器中加入1.0mol和一定量的
发生上述反应。测得
的平衡转化率为a,平衡时
为bmol,若以物质的量分数表示的平衡常数
,反应③的平衡常数
,则产物
的选择性百分比为___________(选择性是指目标产物在最终产物中的比率),开始加入的
的物质的量为___________mol,反应①的平衡常数
___________。
7、为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量。有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要。
(1)在汽车排气管内安装催化转化器,可将汽车尾气中主要污染物转化为无毒的大气循环物质。
已知:① ∆H=180.5kJ·
②C和CO的燃烧热(∆H)分别为-393.5kJ·和-283kJ·
则2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ∆H=_________kJ·
(2)将0.20molNO和0.10molCO充入一个容积为1L的密闭容器中,反应过程中物质浓度变化如图所示。
①CO在0—9min内的平均反应速率=__________ mol·L-1·
(保留两位有效数字);第12min时改变的反应条件可能为_________。
A.升高温度 B.加入NO
C.加催化剂 D.降低温度
②该反应在第18min时又达到平衡状态,此时的体积分数为________(保留三位有效数字),化学平衡常数K=____________(保留两位有效数字)。
(3)通过人工光合作用能将水与燃煤产生的转化为HCOOH和
。已知常温下0.1mol·
的HCOONa溶液pH=10,则HCOOH的电离常数Ka=__________。
8、X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的位置关系如右图所示,其中Z元素原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。
请回答下列问题:
(1)元素Z位于周期表中第_______周期,________族;
(2)这些元素的最高价氧化物对应的水化物中,水溶液酸性最强的是_______(写化学式);
(3)Y和Z组成的化合物的化学式为_______;
(4)W的单质和过量的X的氢化物可发生氧化还原反应,所得两种产物的电子式分别为____________、___________;
(5)W的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液不稳定,受热可分解,产物之一是黄绿色气体,且当有28 mol 电子转移时,共产生9 mol 气体,写出该反应的化学方程式___________。
9、已知:E是石油裂解气的主要成份,分子式为C2H4,D是一种具有香味的物质,各物质间的转化如图所示(有的反应条件和产物已略去).
请回答下列问题:
(1)化合物B的结构简式为
(2)反应①的反应类型
(3)写出反应②的化学方程式 .
10、硫酸亚铁铵[NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]是一种蓝绿色的无机复盐,易溶于水,不溶于乙醇,在水中的溶解度比FeSO4和(NH4)2SO4都要小。某同学设计如图实验装置制备硫酸亚铁铵晶体。
实验步骤如下:
①用 30%的NaOH溶液和铁屑(含有Fe2O3、FeS等杂质)混合、煮沸、冷却、分离,将分离出的NaOH溶液装入C中。
②在B中用①处理过的铁屑和稀H2SO4反应制取FeSO4。
③将②制得的FeSO4溶液与(NH4)2SO4溶液混合。
④将A中混合液蒸发浓缩、自然冷却、过滤、洗涤、干燥得到硫酸亚铁铵晶体。
(1)仪器a在使用前必须进行的操作是___________,C 中发生反应的离子方程式为___________。
(2)按图连接好装置,经检验气密性良好,加入相应的药品后,利用铁屑和稀硫酸反应产生的氢气赶走装置的空气及硫酸铵溶液中溶解的氧气,其目的是___________,此时活塞K1、K2、K3的状态___________。
(3)完成步骤③的操作是___________。
(4)步骤④将A中混合液蒸发浓缩、自然冷却”能析出硫酸亚铁铵晶体的原因是___________。过滤后的晶体用乙醇洗涤而不用蒸馏水洗涤原因是___________。
(5)从安全角度分析,该同学设计的实验装置存在的缺陷是___________。
11、将6.40g CuO和Fe2O3的混合物分成两等份,其中一份在高温下用足量CO还原后,剩余固体质量为2.40g;另一份固体用200mL某浓度的盐酸恰好溶解,则:
(1)混合物中CuO和Fe2O3的物质的量之比为_______________。
(2)所用盐酸的物质的量浓度为_______________。
12、含铜物质在生产生活中有着广泛应用回答下列问题:
(1)基态Cu原子最高能层的电子排布式为___。
(2)CuCl2稀溶液中存[Cu(H2O)6]2+。已知d轨道也可以参与杂化,则[Cu(H2O)6]2+中Cu的杂化方式为___(填选项字母)。
A.sp3
B.sp3d
C.sp3d2
D.dsp2
(3)铜盐属于重金属盐,铜盐中毒可用青霉胺解毒,解毒原理如下:Cu2+能与青霉胺形成环状络合物,该环状络合物无毒、易溶于水,可经尿液排出。
①比较硫化氢与氨气键角的大小:H2S___NH3(填“>”或“<”) 。
②第二周期元素中,第一电离能大于N的元素有___(用元素符号表示)。
③请解释该化合物易溶于水的主要原因:___。
④该环状络合物中,VSEPR模型为四面体或正四面体的非金属原子共有___个。
(4)Cu+与CN-形成长链阴离子,其结构片段如图所示,该阴离子中σ键与π键数目之比为___。
(5)一种由Cu、In、Te组成的高熵合金具有优良的热电性能,其四方晶胞如图所示:
①In的配位数为___;晶体中Te原子填充在Cu、In围成的四面体空隙中,则四面体空隙的占有率为___。
②若晶胞底边正方形的边长均为anm,高为cnm,阿伏加德罗常数的值为NA设晶体的最简式的式量为Mr,则该晶体的密度为____g·cm-3(列出计算式)。
13、二甲醚是一种重要的化工原料,回答下列问题:
(1)已知:①C(s)+ O2(g)=CO(g) ∆H1=-111. 8 kJ/mol;
②C(s)+ H2O(g)=CO(g) +H2(g) ∆H2 =130 kJ/mol;
③CO(g)+ 2H2(g)=CH3OH(g) ∆H3=- 90.1 kJ/mol;
④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ∆H4= -134 kJ/mol。
则CH3OCH3(g)+O2 (g)=2CO(g)+3H2(g) ∆H=______kJ/mol;该反应能够自发进行所采用的有利条件是______(填“高温”“低温”或“任意温度”)。
(2)在恒温恒压条件下,化工生产上利用二甲醚与氧气为原料制备合成气,实际生产过程中常常添加一定量的水蒸气,其目的是______;研究发现,所得平衡混合气体中H2的体积分数随n(O2)/n(CH3OCH3)变化如图所示,试解释该曲线先变大后减小的原因______。
(3)某温度下,在VL的刚性容器中充入4.0molCH3OCH3、2.0molO2及2.0molH2O(g),在催化剂作用下仅发生反应CH3OCH3(g)+O2(g)
2CO(g)+3H2(g),实验测得容器中压强与时间变化如图所示。则前2.0min内该反应速率v(CH3OCH3)=______mol·min-1;该温度下其分压平衡常数Kp=______(kPa)3.5(已知
=12.2)。
(4)二甲醚燃料电池常采用磺酸类质子溶剂,其工作原理如图所示,则负极的电极反应式为______,若消耗标准状况下5.6LO2,则理论上左右两室溶液质量变化的差为______g。