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、Ti、Fe、Cr、Mn等均为过渡元素,在生产生活中起着不可替代的重要作用,对其单质和化合物的应用研究是目前科学研究的前沿之一。请回答下列问题:
(1)Cr元素的基态原子电子排布式为_____________________,比较Fe和 Mn的各级电离能后发现,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子______(填“难”或“易”)。
(2)Cu元素处于周期表____________区,向盛有硫酸铜的试管里加入氨水,首先形成蓝色沉淀,继续加入氨水,沉淀溶解,此时的离子方程式为______________,若加入乙醇将析出____________色的晶体,其配离子的离子构型为_____________
(3)某钙钛型复合氧化物(如图1),以A原子为晶胞的顶点,A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb,当B位是V、Cr、Mn、Fe时,这种化合物具有CMR效应(巨磁电阻效应)。用A、B、O表示这类特殊晶体的化学式:_____________。
(4)有一种蓝色晶体可表示为:[KxFey(CN)z],研究表明它的结构特性是Fe2+、Fe3+分别占据立方体的顶点,自身互不相邻,而CN-位于立方体的棱上,K+位于上述晶胞体心,且K+空缺率为50%(体心中没有K+的占总体心的百分比),其晶体中的阴离子晶胞结构如上图的图2所示,该晶体的化学式可表示为____________。
3、根据《化学反应原理》中相关知识,按要求作答。
氯的单质、化合物与人类生产、生活和科研密切相关。
(1)在一定条件下,氢气在氯气中燃烧的热化学方程式: H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H = -184.6 kJ . mol-1,判断该反应属于_____(填“吸热”或“放热")反应。
(2)盐酸是一种强酸,补充完整电离方程式:HCl=___+Cl- 。室温下,将大小相等的镁条和铁片投入同浓度的稀盐酸中,产生氢气的速率较大的是________。
(3)84消毒液在防控新冠肺炎疫情中被大量使用,它是利用氯气与氢氧化钠溶液反应制成的.反应方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。
①该反应____(填“是”或“不是”)氧化还原反应。
②室温下,84消毒液呈碱性,其pH___7 (填“>”或“<”)。
③84消毒液的有效成分NaClO,水解的离子方程式:ClO-+H2O=HClO+OH-,生成物中__具有很强的氧化性,可以使病毒和细菌失去生理活性;水解是吸热反应,升高温度平衡向_____(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(4)电解熔融氯化钠可制取金属钠和氯气,装置如图所示(电极不参与反应):
通电时,Na+向______(填“阳极”或“阴极")移动,写出生成金属钠的电极反应式:______。
4、(加试题)烟气(主要污染物SO2、NO、NO2)的大量排放造成严重的大气污染,国内较新研究成果是采用以尿素为还原剂的脱硫脱硝一体化技术。
(1)脱硫总反应:SO2(g)+CO(NH2)2(aq)+2H2O(l)+1/2O2(g)=(NH2)SO4(aq)+CO2(g),已知该反应能自发进行,则条件是____(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。
(2)电解稀硫酸制备O3(原理如图),则产生O3的电极反应式为______。
(3)室温下,往恒容的反应器中加入固定物质的量的SO2和NO,通入O3充分混合。反应相同时间后,各组分的物质的量随n(O3)∶n(NO)的变化见上图。
① n(NO2)随n(O3)∶n(NO)的变化先增加后减少,原因是____。
② 臭氧量对反应SO2(g)+O3(g)=SO3(g)+O2(g)的影响不大,试用过渡态理论解释可能原因__。
(4)通过控制变量法研究脱除效率的影响因素得到数据如下图所示,下列说法正确的是____。
A. 烟气在尿素溶液中的反应:v(脱硫)<v(脱硝)
B. 尿素溶液pH的变化对脱硝效率的影响大于对脱硫效率的影响
C. 强酸性条件下不利于尿素对氮氧化物的脱除
D. pH=7的尿素溶液脱硫效果最佳
(5)尿素的制备:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH<0。一定条件下,往10 L恒容密闭容器中充入2 mol NH3和1 mol CO2。
① 该反应10 min 后达到平衡,测得容器中气体密度为4.8 g·L-1,平衡常数K=__。
② 上图是该条件下,系统中尿素的物质的量随反应时间的变化趋势,当反应时间达到3min 时,迅速将体系升温,请在图中画出3~10 min 内容器中尿素的物质的量的变化趋势曲线__________。
5、我国在古代就会使用热还原法冶炼金属锡,反应的化学方程式为:
(1)作还原剂的物质是_______,碳元素的化合价_______(填“升高”或“降低”)。
(2)反应中每生成,消耗
的物质的量是_______
,转移电子的物质的量是_______mol。
6、纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,采用肼(N2H4)燃料电池为电源,用离子交换膜控制电解液中c(OH-)制备纳米Cu2O,其装置如图甲、乙。
(1)上述装置中D电极应连接肼燃料电池的________极(填“A”或“B”),该电解池中离子交换膜为________离子交换膜(填“阴”或“阳”)。
(2)该电解池的阳极反应式为________________________________________,
肼燃料电池中A极发生的电极反应为____________________________。
(3)当反应生成14.4 g Cu2O时,至少需要肼________ mol。
7、K2SO4是制备K2CO3、KAl(SO4)2等钾盐的原料,可用于玻璃、染料、香料等工业,在医药上可用作缓泻剂,在农业上是主要的无氯钾肥。以下是用氨碱法从明矾石提取硫酸钾工艺流程图。明矾石主要成分为K2SO4•Al2(SO4)3•4Al(OH)3 ,通常含有少量SiO2、Fe2O3等。
回答题:
(1)用28%氨水(密度为0.898g/L)配制4%氨水(密度为0.981g/L)500mL,需28%氨水______mL,配制溶液时,应选用的仪器是______(选填序号)。
(a)20mL量筒 (b)100 mL量筒 (c)500 mL量筒 (d) 500 mL容量瓶
(2)填写下列操作名称:操作Ⅰ_________、操作Ⅱ_________、操作Ⅲ_________。
(3)硅渣主要成分是___________,(写化学式),脱硅后的固体为红泥,可用于_________。
(4)上述流程中可以循环使用的物质X是__________________。
(5)钾氮肥的主要成分是__________,请设计实验检验钾氮肥中(除K+以外)的阳离子:(写出所需试剂、实验步骤和结论)_________________;
(6)为了测定钾氮肥中钾的含量,在试样完全溶于水后,加入足量氯化钡溶液,得到白色沉淀a克,若要计算K2SO4的物质的量,还需要_____________数据,列出计算式:_____________________。
8、环境问题正引起全社会的关注,用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染,对构建生态文明有着极为重要的意义。
(1)已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0,当反应器中按n(N2):n(H2)=1:3投料,分别在200℃、400℃、600℃下达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线如图。
①曲线a对应的温度是_________℃。
②上图中M、N、Q三点对应的平衡常数K(M)、K(N)、K(Q)的大小关系是_________________。
如果N点时c(NH3)=0.2 mol·L-1,则N点的化学平衡常数K=______(保留2位小数)。
(2)用NH3催化还原NO时包含以下反应:
反应I:4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(l) △H1
反应II: 2NO(g) +O2(g) 2NO 2(g) △H2
反应III:4NH3(g)+6NO2 (g) 5N2(g)+3O2(g) + 6H2O(l) △H3
△H1=________(用含△H2、△H3的式子表示)。
(3)SNCR-SCR是一种新兴的烟气脱硝技术(除去烟气中的NOx)。其流程如下:
该方法中反应的热化学方程式为:
4NH3(g)+4NO (g) + O2 (g)4N2(g)+ 6H2O(g) △H=-1646 kJ·mol -1
①在一定温度下,在密闭恒压的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是_______(填字母)。
a.4v逆(N2)=v正(O2)
b.混合气体的密度保持不变
c.c(N2):c(H2O):c(NH3)=4:6:4
d.单位时间内断裂12molN-H键的同时断裂12molO-H键
②如下图所示,反应温度会直接影响SNCR技术的脱硝效率。
SNCR技术脱硝的最佳温度选择925℃的理由是_____________________;SNCR与SCR技术相比,SNCR技术的反应温度较高,其原因是________________;但当烟气温度高于1000℃时,SNCR脱硝效率明显降低,其原因主要是_____________________。(用平衡移动原理解释)
9、我国科学家成功用二氧化碳人工合成淀粉,其中第一步是利用二氧化碳催化加氢制甲醇。
(1)在标准状态下,由最稳定的单质生成单位物质的量的某纯物质的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓()。几种物质的标准摩尔生成焓如下:
物质 | CO2(g) | H2O(g) | CH3OH(g) |
| -393.5 | - 241. 8 | - 205. 0 |
①由表中数据推测,H2O(l)的_____________ (填“>”“<”或“=”)-241.8kJ·mol-1。
②CO2(g)与H2(g)反应生成CH3OH(g)与H2O(g)的热化学方程式为________________。
(2)在CO2(g)加氢合成CH3OH的体系中,同时发生以下反应:
反应i CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1<0
反应ii CO2(g) + H2(g)CO(g) +H2O(g) ΔH2>0
①一定条件下使CO2、H2混合气体通过反应器,测得220°C时反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比为n(CH3OH):n(CO2):n(CO)=1:7.20:0.11,则该温度下CO2转化率= __________× 100%(列出计算式即可)。
②其他条件相同时,反应温度对CO2的转化率的影响如图所示,实验中反应均未达到化学平衡状态的依据是_________________________;温度高于260°C时,CO2平衡转化率变化的原因是_________________。
③其他条件相同时,反应温度对CH3OH的选择性[CH3OH的选择性=×100%]的影响如图所示。温度相同时CH3OH选择性的实验值略高于其平衡值,从化学反应速率的角度解释其原因是______________。
④温度T时,在容积不变的密闭容器中充入0.5 mol CO2(g)和1. 0 mol H2(g),起始压强为pkPa,10min达平衡时生成0. 3 mol H2O(g) ,测得压强为pkPa。若反应速率用单位时间内分压变化表示,则10min内生成CH3OH的反应速率v(CH3OH)为________kPa·min -1;反应I的平衡常数Kp=____________(写出Kp的计算式)。
10、2021 年10月16日神舟十三号载人飞船发射成功,肼是一种良好的火箭燃料,分子式N2H4,为无色油状液体,与水按任意比例互溶形成稳定的水合肼N2H4·H2O,沸点118°C,有强还原性。实验室先制备次氯酸钠,再与尿素[CO(NH2)2]反应制备水合肼,进一步脱水制得肼,实验装置如图所示(部分装置省略)。已知:CO(NH2)2+2NaOH+NaClO=Na2CO3+N2H4·H2O+NaCl
(1)装置C中制备NaClO的离子方程式为_______。反应过程中温度升高易产生副产物NaClO3,可采取的措施是_______。装置B中装有饱和食盐水,反应完后关闭K1,装置B的作用是_______。
(2)将装置C中制备的溶液转移到装置D的_______中,并缓缓滴入,原因是_______。
(3)装置D蒸馏获得水合肼粗品后,剩余溶液再进一步处理还可获得副产品NaCl和Na2CO3 ·10H2O,获得NaCl粗品的操作是_______(NaCl和Na2CO3的溶解度曲线如图)。
(4)称取5.0g水合肼样品,加水配成500mL溶液,从中取出10.00mL溶液于锥形瓶中,滴入几滴淀粉溶液,用0.20mol/L的I2溶液进行滴定,滴定终点的现象是_______,测得消耗I2溶液的体积为17.50mL,则样品中水合肼N2H4·H2O)的质量百分数为_______(用百分数表示并保留3位有效数字)。(已知:N2H4·H2O +2I2=N2↑+4HI+H2O)
(5)脱水制得的液态肼,在加热条件下可与新制的Cu(OH)2制备纳米级Cu2O,并产生无污染气体,写出该反应的化学方程式:_______。
11、有三份不同质量的硫化铜与硫化亚铜的混合物样品①②③。甲、乙、丙三同学各取一种样品,加强热充分反应,测定各样品中硫化铜的量。
(1)甲取2.56克样品①,置于空气中加强热,产物为氧化铜和二氧化硫。若产生0.448 L气体(标准状况),该气体被30 mL一定浓度氢氧化钠恰好完全吸收,将所得溶液小心低温蒸干得固体2.3克。则样品①中硫化铜的质量为_____g,氢氧化钠浓度_______mol·L-1;
(2)乙取3.52克样品②,投入过量的浓硝酸中加热,充分反应后,样品全部参与反应,溶液失重8.44克。样品②中硫化铜的物质的量为____mol;若浓硝酸的浓度为14.2 mol·L-1,则反应消耗浓硝酸____mL。(已知:Cu2S+14HNO3→2Cu(NO3)2+10NO2↑+H2SO4+6H2O)
(3)丙称量样品③强热后剩余的固体质量比原样品减小了a g,若该固体为氧化铜,则样品③中硫化铜物质的量(n)为_________mol。若要计算硫化亚铜的质量,则缺少_____________数据,若设该数据为b克,则硫化亚铜的质量为___________。
12、在金属(如:Cu、Co、Be、K等)的湿法冶炼中,某些含氮(如:)、磷[如:磷酸丁基酯(C4H9O)3P=O]等有机物作萃取剂,可将金属萃取出来,从而实现在温和条件下金属冶炼。回答下列问题:
(1)基态Co原子核外电子排布式为[Ar]____,有____个未成对电子。
(2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用+表示,与之相反的用-
文表示,称为电子的自旋磁量子数。对于基态的氮原子,其价电子自旋磁量子数的代数和为____。
(3)科学家证实,BeCl2是共价化合物,请设计一个简单实验证明该结论:____;Be的杂化轨道类型为____。
(4)在N、NH3、N2H4、NH
、N2H
五种微粒中,同种微粒间能形成氢键的有____;不能作为配位体的有____;空间构型为直线形的是____。
(5)氮原子的第一电离能____(填“大于”“小于”或“等于”)磷原子的第一电离能。
(6)分别用、
表示H2PO
和K+,KH2PO4晶体的四方晶胞如图(a)所示,图(b)、图(c)分别显示的是H2PO
、K+在晶胞xx面、yz面上的位置。若晶胞底边的边长均为apm,高为cpm,阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为____g·cm-3(写出表达式即可)。
13、硫铁矿(主要成分)是接触法制硫酸的主要原料,请回答:
(1)基态下共有_______种不同空间运动状态的电子。
(2)形成的配合物亚铁氰化钾
又称黄血盐,可用于检验
,与
互为等电子体的阴离子为_______(任写一种);含有120mol
键的
的物质的量为_______mol。
(3)的酸性强于
酸性的原因是_______。
(4)过二硫酸的结构式为,S原子的杂化方式为_______,S元素的化合价为_______。
(5)晶体的晶胞结构如图所示。在晶胞中,
位于
所形成的_______(填“正四面体”或“正八面体”)空隙;若晶胞参数为a nm,密度为
,阿伏加德罗常数的值为
,则
的摩尔质量M=_______用含a、ρ、
的代数式表示。