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、燃煤能排放大量的CO、CO2、SO2,PM2.5(可入肺颗粒物)污染也跟冬季燃煤密切相关。SO2、CO、CO2也是对环境影响较大的气体,对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径。
(1)如图所示,利用电化学原理将SO2 转化为重要化工原料C,若A为SO2,B为O2,则负极的电极反应式为:___________;
(2)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:CO2+3H2CH3OH+H2O
已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-a kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-b kJ·mol-1;
H2O(g)=H2O(l)△H=-c kJ·mol-1;
CH3OH(g)=CH3OH(l)△H=-d kJ·mol-1。
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为:____________________________;
(3)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组om] | 温度℃ | 起始量/mol[ | 平衡量/mol | 达到平衡所需 时间/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
①实验2条件下平衡常数K=________,该反应的ΔH________0 (填“>”或“<”)。
②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则b/a 的值______(填具体值或取值范围)。
③实验4,若900℃时,在此容器中加入CO、H2O、CO2 、H2均为1mol,则此时V逆 V正(填“<” ,“>” ,“=”)。
④判断该反应达到平衡的依据是________。
A.CO2减少的化学反应速率和CO减少的化学反应速率相等 B.容器内气体压强保持不变
C.CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等 D.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
3、工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体,严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
Ⅰ.脱硝:
已知:H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+133kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44kJ·mol-1
催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为:____________。
Ⅱ.脱碳:
(1)向2L密闭容器中加入2molCO2和6molH2,在适当的催化剂作用下,发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)
①该反应自发进行的条件是_____________(填“低温”、“高温”或“任意温度”)
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是____________。(填字母)
a.混合气体的平均式量保持不变 b.CO2和H2的体积分数保持不变
c.CO2和H2的转化率相等 d.混合气体的密度保持不变
e.1molCO2生成的同时有3mol H—H键断裂
③CO2的浓度随时间(0~t2)变化如下图所示,在t2时将容器容积缩小一倍,t3时达到平衡,t4时降低温度,t5时达到平衡,请画出t2~t6 CO2浓度随时间的变化。_____________
⑵改变温度,使反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH﹤0中的所有物质都为气态。起始温度、体积相同(T1℃、2L密闭容器)。反应过程中部分数据见下表:
| 反应时间 | CO2(mol) | H2(mol) | CH3OH(mol) | H2O(mol) |
反应Ⅰ:恒温恒容 | 0min | 2 | 6 | 0 | 0 |
10min |
| 4.5 |
|
| |
20min | 1 |
|
|
| |
30min |
|
| 1 |
| |
反应Ⅱ:绝热恒容 | 0min | 0 | 0 | 2 | 2 |
①达到平衡时,反应Ⅰ、Ⅱ对比:平衡常数K(I)______ K(II)(填“﹥”“﹤”或“=”下同);平衡时CH3OH的浓度c(I)____ c(II)。
②对反应Ⅰ,前10min内的平均反应速率v(CH3OH)=_______ 。在其他条件不变的情况下,若30min时只改变温度T2℃,此时H2的物质的量为3.2mol,则T1___T2(填“>”、“<”或“=”)。若30min时只向容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g),则平衡_____移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
⑶利用人工光合作用可将CO2转化为甲酸,反应原理为2CO2+2H2O=2HCOOH+O2,
装置如图所示:
①电极2的电极反应式是____________;
②在标准状况下,当电极2室有11.2L CO2反应。 理论上电极1室液体质量_____(填“增加”或“减少”______g。
4、(1)甲烷和苯都不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,甲苯却可以使其褪色,主要原因是_______。
(2)常温下硝酸为液体且易挥发,尿素为固体,两者沸点高低差异的可能原因是_______。
5、氮及其化合物在工业生产和国防建设中有广泛应用。回答下列问题:
(1)氮气性质稳定,可用作保护气。请用电子式表示氮气的形成过程:
。
(2)联氨(N2H4)是一种还原剂。已知:H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ/mol。试结合下表数据,写出N2H4 (g)燃烧热的热化学方程式: 。
化学键 | N—H | N—N | N=N | N≡N | O=O | O—H |
键能(kJ/mol) | 390.8 | 193 | 418 | 946 | 497.3 | 462.8 |
(3)KCN可用于溶解难溶金属卤化物。将AgI溶于KCN溶液中,形成稳定的Ag(CN)2—,该转化的离子方程式为: 。若已知Ksp(AgI)=1.5×10—16,K稳[Ag(CN)2—]=1.0×10-21,则上述转化方程式的平衡常数K= 。(提示:K稳越大,表示该化合物越稳定)
(4)氨的催化氧化用于工业生产硝酸。该反应可设计成新型电池,试写出碱性环境下,该电池的负极电极反应式: 。
(5)将某浓度的NO2气体充入一恒容绝热容器中,发生反应2NO2 N2O4其相关图像如下。
①0~3s时v(NO2)增大的原因是 。
②5s时NO2转化率为 。
6、尿素和氨气对于提高农作物产量和品质有重要作用,合成尿素的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l),完成下列填空:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为___。
(2)在恒定温度下,将NH3和CO2按物质的量之比2:1充入固定体积为10L的密闭容器,经20min达到平衡,此时固体质量增加120g。用CO2表示20min内的化学反应速率为___。
(3)合成尿素时不同温度下CO2转化率变化曲线如图:
该反应正方向为____热反应(选填“吸”或“放”)。a、b、c三点对应温度下的平衡常数大小关系如何:_____(用Ka、Kb、Kc表示),理由为____。
7、太阳能电池的发展已经进入了第三代。第三代就是铜铟镓硒CIGS等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜硅系太阳能电池。完成下列填空:
(1)亚铜离子(Cu+)基态时的电子排布式为____________;
(2)硒为第四周期元素,相邻的元素有砷和溴,则这3种元素的第一电离能I1从大到小顺序为(用元素符号表示)_______________________________;用原子结构观点加以解释_________________________。
(3)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具 有孤对电子的分子或离子生成加合物,如BF3能与NH3反应生成BF3•NH3 。BF3•NH3中B原子的杂化轨道类型为__________,N原子的杂化轨道类型为 ______________ ,B与 N之间形成 __________________ 键。
(4)单晶硅的结构与金刚石结构相似,若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键,则得如图所示的金刚砂(SiC)结构;金刚砂晶体属于____________(填晶体类型)在SiC结构中,每个C原子周围最近的C原子数目为 ______________。
8、氢能是理想的清洁能源,资源丰富。以太阳能为热源分解 Fe3O4 ,经由热化学铁氧化合物循环分解水制H2 的过程如下:
(1)过程Ⅰ:
①将O2分离出去,目的是提高Fe3O4的 。
②平衡常数K 随温度变化的关系是 。
③在压强 p1下, Fe3O4的平衡转化率随温度变化的(Fe3O4) ~ T 曲线如图 1 所示。若将压强由p1增大到p2 ,在图1 中画出 p2 的
(Fe3O4) ~ T 曲线示意图。
(2)过程Ⅱ的化学方程式是 。
(3)其他条件不变时,过程Ⅱ在不同温度下, H2O的转化率随时间的变化(H2 O) ~ t曲线如图2 所示。比较温度T1 、T2 、T3的大小关系是 ,判断依据是 。
(4)科研人员研制出透氧膜(OTM) ,它允许电子、O2-同时透过,可实现水连续分解制H2。工作时,CO、H 2O分别在透氧膜的两侧反应。工作原理示意图如下:
H2O在 侧反应(填“ a ”或“ b ”),在该侧H2O释放出H2的反应式是 。
9、【化学一一选修3:物质结构与性质】过渡金属元素的单质及化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途,根据所学知识回答下列问题:
(1)基态Ni2+的核外电子排布式_______________;配合物Ni(CO)4常温下为液态,易溶于CCl4,苯等有机溶剂,固态Ni(CO)4,属于_______________晶体;镍的羰基配合物Ni(CO)4是获得高纯度纳米镍的原料,该配合物中镍原子的价电子排布为3d10,则其杂化轨道类型为_______________,Ni(CO)4是_______________(填“极性”或“非极性” )分子。
(2)氯化亚铜是一种白色固体,实验测得其蒸气密度是同条件下氢气密度的99.5倍,则氯化亚铜的分子式为_______________;氯化亚铜的盐酸溶液可定量吸收CO形成配合物Cu2(CO)2Cl2·2H2O(结构如图所示),该反应可用于测定空气中CO的含量,每个Cu2(CO)2Cl2·2H2O分子中含_______________个配位键。
(3)铜能与类卤素(SCN)2 反应生成 Cu(SCN)2,(SCN)2 分子中含有σ键与π键的数目比为__________; 类卤素 (SCN)2 对应的酸有两种,理论上硫氰酸(H-S-C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H-N=C=S)的沸点,其原因是_______________。
(4)立方NiO(氧化镍)晶体的结构如图所示,其晶胞边长为apm,列式表示NiO晶体的密度为_______________g/cm3(不必计算出结果,阿伏加德罗常数的值为NA)。
人工制备的NiO晶体中常存在缺陷(如图):一个Ni2+空缺,另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代,其结果晶体仍呈电中性,但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。已知某氧化镍样品组成Ni0.96O,该晶体中Ni3+与Ni2+的离子个数之比为_______________。
10、超酸是一类比纯硫酸更强的酸,在石油重整中用作高效催化剂。某实验小组用SbCl3制备超酸HSbF6,反应原理如下:SbCl3+Cl2SbCl5、SbCl5+6HF=HSbF6+5HCl。制备SbCl5的实验装置如图(毛细管连通大气,夹持、加热及搅拌装置略):
已知:
物质 | 熔点 | 沸点 | 性质 |
SbCl3 | 73.4℃ | 101.3kPa220.3℃ | 极易水解 |
SbCl5 | 3.5℃ | 101.3kPa176℃(140°C分解) | 极易水解 |
2.9kPa79℃ |
回答下列问题:
(1)Sb为第51号元素,则在元素周期表中的位置为___________。
(2)仪器甲、乙可否互换?___________(填“是”或“否”),原因是___________。
(3)试剂X的名称为___________。
(4)三颈烧瓶中的反应完成后,需将反启后的溶液转移至双口烧瓶中进行减压蒸馏。
①在该装置中,将三颈烧瓶中的溶液转移至双口烧瓶中的操作是___________。
②用减压蒸储而不用常压蒸储的主要原因是___________。
(5)毛细管连通大气的主要作用是防止___________,还具有搅拌和加速液体逸出的作用。
(6)由SbCl5制备HSbF6时,应选用___________材质的仪器(填标号)。
A.玻璃
B.陶瓷
C.铁或铝
D.聚四氟乙烯
(7)蒸储-EDTA返滴法是测定氟的高精度办法,可通过测定氟元素的含量,确定本产品纯度。取g产品,通过蒸馏法将氟全部转化为F-,用25.00mL
mol/L La(NO3)3吸收,冷却至室温,加入指示剂,用
mol/L EDTA标准溶液(用H2Y2-表示)滴定至终点,消耗EDTA
mL。氟元素的质量分数为___________(列出计算式)。(已知La3++3F-=LaF3;La3++H2Y2-=LaY-+2H+)
11、KClO3是一种常见的氧化剂,常用于医药工业、印染工业和制造烟火。实验室用KClO3和MnO2混合加热制氧气,现取KClO3和MnO2的混合物16.60g加热至恒重,将反应后的固体加15g水充分溶解,剩余固体6.55g (25℃),再加5 g水充分溶解,仍剩余固体4.80g(25℃)。
(1)若剩余的4.80g固体全是MnO2,则原混合物中KClO3的质量为___g。
(2)若剩余的4.80g固体是MnO2和KCl的混合物。
①求25℃时KCl的溶解度_____;
②求原混合物中KClO3的质量_____;
③所得KCl溶液的密度为1.72g/cm3,则溶液的物质的量浓度为多少_____?(保留2位小数)
(3)工业常利用3Cl2 + 6KOHKClO3 + 5KCl + 3H2O,制取KClO3(混有KClO)。实验室模拟KClO3制备,在热的KOH溶液中通入一定量氯气充分反应后,测定溶液中n(K+):n(Cl-) = 14:11,将所得溶液低温蒸干,那么在得到的固体中KClO3的质量分数的取值范围为多少_____?(用小数表示,保留3位小数)
12、高纯四氧化三锰是电子工业生产锰锌氧软磁材料的重要原料之一,一种以菱锰矿(主要成分是,含有少量Al、Fe、Mg、Ca、Cu、Si的氧化物)为原料制备
流程如下图所示。
回答下列问题:
(1)“酸浸”过程中需要加热,其目的是___________。
(2)“酸浸”过程中发生的主要反应的离子方程式为___________。
(3)“滤渣1”的成分是___________。
(4)“氧化中和”可除去的主要金属阳离子是___________。
(5)已知,
,请利用计算说明选择MnS能除铜的原因___________。
(6)“除钙镁”加入的用量是理论用量的1.5倍,其目的是___________。
(7)“氧化”过程发生的总反应的化学方程式为___________。
13、铜是人类最早发现的金属之一,铜及其化合物在生活和生产中有着广泛的应用。根据信息回答下列问题:
(1)基态铜原子价层电子的轨道表达式为___,单质铜是由__键形成的晶体。
(2)与铜同周期,N能层电子数与铜相同,熔点最低的金属是___。
(3)农药波尔多液的有效杀菌成分是Cu2(OH)2SO4(碱式硫酸铜),Cu2(OH)2SO4中非金属元素电负性由小到大的顺序是___,写出与互为等电子体的一种分子的化学式___。
(4)氨缩脲()分子中氮原子的杂化类型为__,σ键与π键的数目之比为___。氨缩脲与胆矾溶液反应得到如图所示的离子,1mol该离子中含配位键的数目为__。
(5)白铜(铜镍合金)的立方晶胞结构如图所示,其中原子A的坐标参数为(0,1,0)。原子B的坐标参数为___,若该晶体密度为dg·cm-3,阿伏伽德罗常数为NA。则铜镍原子间最短距离为__pm。