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、化学反应原理是工业合成氨的重要理论基础。
<span style="font-size: 14px; font-family: "宋体";"><span contenteditable="true">(1)</span></span>合成氨反应:N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) △H = -92.4 kJ·mol-1 ,若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,平衡_____移动(填“向左”、“向右”或“不”);使用催化剂该反应的△H_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反应物投入量 | 1 mol N2 、3 mol H2 | 2 mol NH3 | 4 mol NH3 |
平衡时NH3的浓度(mol·L-1) | cl | c2 | c3 |
反应的能量变化 | 放出a kJ | 吸收bkJ | 吸收c kj |
体系压强(pa) | p1 | p2 | p3 |
反应物转化率 | a1 | a2 | a3 |
下列说法正确的是_____(填字母编号)。
A.2c1>c3 B. a+b=92.4 C. 2p23 D.a1+a3<1
(3)合成氨在等容条件下进行。改变其他反应条件,在I、II、III阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示:
①N2的平均反应速率vI(N2)、vII(N2)、vIII(N2)从大到小排列次序为________。
②由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向是______,采取的措施是_______________。
③比较第II阶段反应温度(T2)和第III阶段反应温度(T3)的高低:T2__T3(填“ > ”、“=”或“<”),判断的理由是______________________。
(4)将0.1 mol N2和0. 3 mol H2通入一容积可变的容器中进行工业固氮反应。
①若300 ℃、压强P2时达到平衡,容器容积恰为10 L,则此状态下反应的平衡常数K =_______(计算结果保留3位有效数字)。
②合成氨反应达到平衡后,t1时刻速率发生如图B变化,此刻可能改变的反应条件是_____________________(回答一种)。
3、马日夫盐[Mn(H2PO4)2·2H2O]是一种白色晶体,易溶于水,常用于机械设备的磷化处理。以软锰矿(主要成分为MnO2,还含有少量的Fe2O3、FeO和A l 2O3)为原料制备马日夫盐的流程如下:
⑴软锰矿要先制成矿浆的目的是______________,葡萄糖(C4H12O6)与MnO2反应时,产物为MnSO4、CO2和H2O,该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________________。
(2)用H2O2溶液“氧化”时发生反应的离子方程式为_______________________。
(3)已知几种金属离子的氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表,“调pH并过滤”时,应调整的pH范围为______________,滤渣1的主要成分为____________(填化学式)。
金属离子 | 开始沉淀的pH | 完全沉淀的pH |
Fe3+ | 1.8 | 3.2 |
Al3+ | 3.0 | 5.0 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
Mn2+ | 7.8 | 9.8 |
(4)加入磷酸后发生反应的化学方程式为_____________________。
(5)某工厂用上述流程制备马日夫盐,已知软锰矿中MnO2的含量为87%,整个流程中锰元素的损耗率为9% ,则1吨该软锰矿可制得马日夫盐________t。
4、新型半导体材料如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等在国防技术、航空航天及5G技术等领域扮演着重要的角色。回答下列问题:
(1)基态Si原子中,核外电子占据的最高能层的符号为____,占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为____;基态Ga原子的核外电子排布为[Ar]3d104s2p1,其转化为下列激发态时,吸收能量最少的是____(填选项字母)。
A.[Ar] B.[Ar]
C.[Ar] D.[Ar]
(2)C与Si是同主族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Si原子之间难以形成双键、叁键。从原子结构分析,其原因为____。
(3)硼(B)与Ga是同主族元素,硼氢化钠(NaBH4)是有机合成中重要的还原剂,其阴离子BH的立体构型为____;另一种含硼阴离子的结构如图所示,其中B原子的杂化方式为____。
(4)GaCl3的熔点为77.9℃,GaF3的熔点为1000℃,试分析GaCl3熔点低于GaF3的原因为____;气态GaCl3常以二聚体形式存在,二聚体中各原子均满足8e-结构,据此写出二聚体的结构式为____。
(5)B和Mg形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。该化合物的晶体结构单元如图所示,其中Mg原子间形成正六棱柱,6个B原子分别位于六个三棱柱体心。则该化合物的化学式可表示为____;相邻B原子与Mg原子间的最短距离为____nm(用含x、y的代数式表示)。
5、研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等。
已知:①Fe2O3(s) + 3C(石墨) = 2Fe(s) + 3CO(g) △H 1 = +489.0 kJ·mol-1
②C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g) △H 2 = +172.5 kJ·mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为 。
(2)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) △H
①该反应的平衡常数表达式为K= 。
②取一定体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比为1∶3),加入恒容密闭容器中,发生上述反应,反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图1所示,则该反应的ΔH 0(填“>”、“<”或“=”)。
③在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示,曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ KⅡ(填“>”、“<”或“=”)。判断的理由 。
(3)以CO2为原料还可以合成多种物质。
①工业上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为 。开始以氨碳比=3进行反应,达平衡时CO2的转化率为60%,则NH3的平衡转化率为 。
②将足量CO2通入饱和氨水中可得氮肥NH4HCO3,已知常温下一水合氨Kb=1.8×10-5,碳酸一级电离常数Kb=4.3×10-7,则NH4HCO3溶液呈 (填“酸性”、“中性”、“碱性”)。
6、对于化学反应:N2(g)+O2(g)2NO(g),在密闭容器中,下列条件的改变引起该反应的反应速率的变化是什么(填在横线上)。
A.缩小体积使压强增大______________________________________________________。
B.体积不变充入N2使压强增大________________________________________________。
C.体积不变充入氩气使压强增大_______________________________________________。
D.压强不变充入氩气使体积增大_______________________________________________。
E.增大体积使压强减小_______________________________________________________。
7、化学链燃烧的基本原理是将传统燃料与空气接触的燃烧反应借助载氧剂(如、FeO等)的作用分解为几个气固相反应,燃料与空气无需接触,由载氧剂将空气中的氧传递给燃料。
回答下列问题:
(1)用FeO作载氧剂,部分反应的与温度的关系如图甲所示(已知:
是用平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数,平衡分压=总压×物质的量分数)。
①据图甲判断,属于吸热反应的是___________(填“a”“b”或“c”)。
②X点对应温度下,向某恒容密闭容器中通入m molCO,并加入足量的FeO,只发生反应,则CO的平衡转化率为___________。
(2)为研究上述反应体系的平衡关系,控制温度为T℃,向某恒容密闭容器中加入和
进行反应:
。反应起始时压强为
,达到平衡状态时,容器内气体压强是起始压强的2.0倍。
①T℃时,该反应的平衡常数___________(分压=总压×物质的量分数)。
②相同温度下,再向该恒容密闭容器中通入稀有气体(Ar)稀释,该反应的化学平衡将___________(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。平衡时,与
物质的量浓度之比
___________。
(3)为研究反应体系的动力学行为,向另一恒容密闭容器中加入一定量、
和
,控制不同反应温度,
物质的量浓度c随反应时间t的变化曲线如图乙所示。
代表较高温度的变化曲线为___________。(填“X”或“Y”)。温度为T℃,若起始时向该容器中加入、
、
、
,此时
___________
(填“>”“<”或“=)。
8、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。完成下列填空:
(1)元素Y的原子其核外有_______种运动状态不同的电子存在;
(2)在上述元素所构成的单质或化合物中,可用作自来水消毒剂的有_______、_______(至少写出两种,填写化学式);
(3)已知X2M的燃烧热为 187kJ/mol。(提示:燃烧热的定义:1mol可燃物充分燃烧生成稳定化合物时所放出的热量。)写出X2M燃烧的热化学方程式:_________。
9、【化学—选修5:有机化学基础】我国成功研制出丁苯酞,标志着我国在脑血管疾病治疗药物研究领域达到了国际先进水平。合成丁苯酞(J)的一种路线如下
已知:①
②E的核磁共振氢谱只有一组峰;
③J是一种酯,分子中除苯环外还含有一个五元环。
回答下列问题:
(1)对E的系统命名
(2)由B生成C反应类型为
(3)C中官能团名称为 ,C分子中最多有 个原子共平面。(已知甲醛中所有原子共面)
(4)由H生成J的化学方程式为 (写明反应条件)。
(5)与CO2反应生成X,X的同分异构体中:
①能发生水解反应;②能发生银镜反应;③能与氯化铁溶液发生显色反应。
满足上述条件X的同分异构体共有 种(不考虑超出中学范围的顺反异构和手性异构),写出核磁共振氢谱图中有五个吸收峰的同分异构体的结构简式 。
(6)参考题中信息和所学知识,写出由甲醛和化合物A合成2一苯基乙醇()的路线流程图(其它试剂任选)。合成路线流程图表达方法例如下:
10、H2O2可降解废水中的有机物,活性炭(AC)能促进H2O2分解产生羟基自由基(·OH),提高对水中有机化合物的降解率。实验表明,AC表面的酸碱性会影响H2O2的分解反应。实验室中,将纯化的AC在氮气(60mL·min-1)和氨气(20mL·min-1)气氛中于650℃热处理2h可制得氨气改性活性炭(ACN)。回答下列问题:
(1)纯化AC:将AC研磨后置于10%盐酸中浸泡6h除去灰分,用蒸馏水洗涤至中性。研磨的目的是_____________。为了防止放置过程中再次吸水,烘干后的AC应置于_________(填仪器名称)中备用。
(2)制备ACN:
检查装置气密性并加入药品后,加热前应进行的操作是_________,其目的是_________;一段时间后,打开电炉并加热反应管,此时活塞K1、K2、K3的状态为______________。U型管b内试剂B的作用是____________________。
(3)通过氨气改性处理后,得到的ACN表面仍有少量羧基和酚羟基,其含量可采用滴定法测定。测定羧基含量的方法:在锥形瓶中加入ACN 0.5g,加入0.05mol· L-1的X溶液a mL。上恒温摇床,吸附平衡。以甲基橙作指示剂,用0.1mol·L-1的标准盐酸反滴定剩余的X溶液,标准盐酸的平均用量为bmL。则X为________(填“NaOH”“Na2CO3”或“NaHCO3”),计算所得活性炭表面的羧基含量为______mol·kg-1(已知:ACN中,羧基的Ka=1.0×10-4、酚羟基的Ka=5.0×10-9、碳酸的Ka1=4.2×10-7、Ka2=5.6×10-11;用含a、b的代数式表示)。
(4)某课题组以2500mg·L-1苯酚溶液为模型废水,研究AC和ACN表面的酸碱性对H2O2降解苯酚的影响,得到如下图像:
由图像可知,________(填“AC”或“ACN”)更有利于H2O2降解苯酚,原因是__________________________________。
11、(8分)在标准状况下,将224 L HCl气体溶于635 mL水中,所得盐酸的密度为1.18 g·cm-3。试计算:
(1)所得盐酸的质量分数和物质的量浓度分别是____________、_______________ 。
(2)取出这种盐酸100 mL,稀释至1.18 L,所得稀盐酸的物质的量浓度是___________。
(3)在40.0 mL 0.065 mol·L-1 Na2CO3溶液中,逐渐加入(2)所稀释的稀盐酸,边加边振荡。若使反应不产生CO2气体,加入稀盐酸的体积最多不超过_____________mL。
(4)将不纯的NaOH样品1 g(样品含少量Na2CO3和水),放入50 mL 2 mol·L-1的盐酸中,充分反应后,溶液呈酸性,中和多余的酸又用去40 mL 1 mol·L-1的NaOH溶液。蒸发中和后的溶液,最终得到_____克固体。
12、氯胺是氯气遇到氨气反应生成的一类化合物,主要包括一氯胺、二氯胺和三氯胺(、
和
)
(1)是作饮用水的二级消毒剂,水解生成一种具有强烈杀菌作用的物质。
中氯的化合价是________。
(2)已知生成反应的热化学方程式和部分化学键的键能如下:
化学键 | ||||
键能 | 391.3 | x | 431.8 | 243.0 |
表中的X=_______。
(3)在密闭容器中反应达到平衡,通过热力学定律计算,不同温度下理论上
的体积分数随
的变化如下图所示。
①a、b、c三点对应平衡常数的大小关系是(分别用、
、
表示)_______;b点时,该反应的平衡常数为________;
②在氨氯比一定时,提高的转化率的方法是______(任写一种);
③若产物都是气体,实验测得的体积分数始终比理论值低,原因可能是_______。
(4)垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质(用表示)和氯化物,将其加入到如图所示的电解池(电极为惰性材料)进行电解除去
。该净化过程分两步:第一步电解产生一种常见的氧化剂,第二步氧化剂氧化氨氮物质生成
。
①写出电解时A极的电极反应式:_______;
②写出第二步反应的化学方程式:_______。
13、水为生命之源,水也是化学实验最重要的溶剂。
(1)人体内含量最大的金属元素是Ca、K;非金属元素是O、C,这四种元素第一电离能由高到低的顺序是___________。水晶难溶于水,原因是___________。
(2)水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)俗称绿矾,其中内界中心离子价电子层轨道表示式为___________;配离子为正八面体构型,则配合物外界水分子数为___________。
(3)已发现的冰晶体超过十八种,其中冰-Ⅶ的晶体结构如图所示。若冰-Ⅶ晶体中氢键键长(氧原子核间距)为apm,阿伏伽德罗常数为NA,则冰-Ⅶ的晶体密度为___________g·cm−3。