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、金是一种贵重金属,抗腐蚀,是延展性最好的金属之一。负载型金纳米材料在催化动态催化理论、光学、电子学等方面有重要作用。
Ⅰ.金的结构
(1)金元素位于元素周期表第6周期ⅠB族,金的价电子排布式为_______。
(2)金晶体的晶胞为面心立方晶胞,Au在晶胞中的配位数是_______。
Ⅱ.金的提取
硫脲()液相提金原理:
(3)硫脲易溶于水,原因是_______。
Ⅲ.金的应用
一种最稳定的负载型纳米金团簇,具有最完美的对称性,其结构如图所示:
(4)该金团簇的化学式为_______(填字母)。
a.Au b. c.
(5)该金团簇中有_______种不同化学环境的金原子。
3、化合物C是一种合成药品的中间体,其合成路线为:
已知:
(1)写出中宮能团的名称_____________。
(2)写出反应①的化学方程式_________________。
(3)反成②属于_______反应(填有机反应类型)。
(4)D是比多一个碳的同系物,则满足下列条件的D的间分异构体共有______种,写出一种满足条件且含4种不同氢原+的同分异构体的结构简式 __________。
①显弱碱性,易被氧化 ②分子内含有苯环 ③能发生水解反应
(5)请你设计由A合成B的合成路线。 __________
提示:①合成过程中无机试剂任选;②合成路线表示方法示例如下:
4、碱式氧化镍(NiOOH)可用作镍氢电池的正极材料,可用废镍催化剂(主要含Ni、Al,少量Cr、FeS等)来制备,其工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“浸泡除铝”时,发生反应的化学方程式为___________。
(2)“溶解”时放出的气体为________(填化学式)。硫酸镍溶液可用于制备合成氨的催化剂ConNi(1-n)Fe2O4。如图表示在其他条件相同时合成氨的相对初始速率随催化剂中n值变化的曲线,由图分析可知Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是________________。
(3)“氧化”时,酸性条件下,溶液中的Fe2+被氧化为Fe3+,其离子方程式为。
(4)已知该条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表:
| 开始沉淀的pH | 完全沉淀的pH |
Ni2+ | 6.2 | 8.6 |
Fe2+ | 7.6 | 9.1 |
Fe3+ | 2.3 | 3.3 |
Cr3+ | 4.5 | 5.6 |
“调pH1”时,溶液pH范围为________;过滤2所得滤渣的成分________(填化学式)。
(5)写出在空气中加热Ni(OH)2制取NiOOH的化学方程式________________。
(6)含镍金属氢化物MH-Ni燃料电池是一种绿色环保电池,广泛应用于电动汽车。其中M代表储氢合金,MH代表金属氢化物,电解质溶液可以是KOH水溶液。它的充、放电反应为:xNi(OH)2+M MHx+xNiOOH;电池充电过程中阳极的电极反应式为________;放电时负极的电极反应式为________。
5、(1)已知3种原子晶体的熔点数据如下表:
| 金刚石 | 碳化硅 | 晶体硅 |
熔点/℃ | >3550 | 2600 | 1415 |
金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是_______。
(2)提纯含有少量氯化钠的甘氨酸样品:将样品溶于水,调节溶液的pH使甘氨酸结晶析出,可实现甘氨酸的提纯。其理由是_______。
6、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 N2(g) + O2(g) 2NO(g) △H1=+180.5 kJ·mol-1
② C和CO的燃烧热(△H)分别为-393.5 kJ·mol-1和-283 kJ·mol-1
则2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g)的△H=kJ·mol-1
(2)将0.20 mol NO和0.10 mol CO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v(CO)=________mol·L-1·min-1(保留两位有效数字);第12 min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24 min时达到平衡状态,CO2的体积分数为________(保留三位有效数字),化学平衡常数K值为________(保留两位有效数字)。
(3)烟气中的SO2可用某浓度NaOH溶液吸收,若将一定量的SO2气体通入到300mL NaOH的溶液中,再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,产生的气体与反应的HCl两者物质的量的关系如图所示(气体的溶解和HCl的挥发忽略,NaHSO3水溶液为酸性):
①O点溶液中所含溶质的化学式为;
②a点溶液中各离子溶度大小关系为______________;
7、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。
8、高纯六水氯化锶晶体(SrCl2•6H2O)具有很高的经济价值,工业上用w kg难溶于水的的碳酸锶(SrCO3)为原料(含少量钡和铁的化合物等),共制备高纯六水氯化锶晶体(a kg)的过程为:
已知:Ⅰ.SrCl2•6H2O晶体在61℃时开始失去结晶水,100℃时失去全部结晶水.
Ⅱ.有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH表:
(1)操作①加快反应速率的措施有________________ (写一种)。操作①中盐酸能否改用硫酸,其理由是:
(2)酸性条件下,加入30% H2O2溶液,将Fe2+氧化成Fe3+,其离子方程式为________.
(3)在步骤②﹣③的过程中,将溶液的pH值由1调节至4时,宜用的试剂为________.
A.氨水 B.氢氧化锶粉末 C. 氢氧化钠 D.碳酸钠晶体
(4)操作③中所得滤渣的主要成分是________ (填化学式).
(5)工业上完成操作③常用的设备有:
A分馏塔 B 离心机 C 热交换器 D 反应釜
(6)工业上用热风吹干六水氯化锶,适宜的温度是____________
A.40~50℃ B.50~60℃ C.60~70℃ D.80℃以上.
(7)已知工业流程中锶的利用率为90%根据以上数据计算工业碳酸锶的纯度:
9、Ca(NO2)2(亚硝酸钙)是易溶于水的无色晶体,可用作混凝土中钢筋的防护剂。
(1)Ca(NO2)2的制备方法很多。
①实验室可用反应Ca(NO3)2+2CaFe2O4+4NO3Ca(NO2)2+2Fe2O3制备Ca(NO2)2,该反应中被氧化的N原子与被还原的N原子的物质的量之比为_____。
②用石灰乳吸收硝酸工业尾气中氮氧化物制备Ca(NO2)2,其中NO2与Ca(OH)2反应生成Ca(NO2)2和Ca(NO3)2的化学方程式为_____,经过滤得到含Ca(NO2)2的溶液为液态产品。
(2)测定某液态产品中NO3-含量的步骤如下:
已知:步骤4中的反应为NO3—+3Fe2++4H+=3Fe3++NO↑+2H2O,
步骤5中的反应为6Fe2++Cr2O72—+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。
若步骤5滴定至终点时消耗K2Cr2O7溶液20.00mL,计算液态产品中NO3-的含量(单位g·L-1,最后结果保留一位小数,写出计算过程)___________。
10、某校研究性学习小组的同学进行了以下化学实验:将金属钙置于空气中燃烧,然后向所得固体产物中加入一定量蒸馏水,此过程中反应放出大量的热,并且放出有臭味的气体。
(1)甲同学提出:运用类比学习的思想,Ca与Mg位于同一主族,化学性质具有一定的相似性。请写出Ca在空气中燃烧发生反应的化学方程式___________________。
(2)乙同学提出:Ca的性质比Na活泼,在空气中燃烧还应有CaO2生成,请写出燃烧后固体产物与水反应放出气体的化学方程式____________________。
(3)丙同学提出用实验的方法探究放出臭味气体的成分:
(查阅资料)
1.CaO2遇水反应生成H2O2,H2O2可能会分解产生一定量的O3。
2.碘量法是最常用的臭氧测定方法,其原理为强氧化剂臭氧(O3)与碘化钾(KI)水溶液反应生成游离碘(I2),臭氧转化为氧气。反应式为O3+2KI+H2O=O2+I2+2KOH。
(提出假设)
假设1:该臭味气体只有NH3;
假设2:该臭味气体只有________;
假设3:该臭味气体含有________。
(设计方案 进行实验探究)
(4)该小组同学设计如下实验方案,并进行实验,验证上述假设。请完成相关的实验操作步骤、预期现象及结论(仪器自选)。
限选实验试剂:红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、pH试纸、淀粉-KI溶液、蒸馏水。
实验操作 | 预期现象与结论 |
取少量反应后固体于试管中,______ | _____________ |
11、用沉淀法测定 KHCO3和 Na2CO3 固体混合物的组成,每次称取一定质量的样品溶于水制成溶液,向其中滴加相同浓度的 Ba(OH)2 溶液,每次实验均充分反应,反应前后溶液体积变化忽略不计,实验记录见下表:
实验序号 | I | II | III | IV | Ⅴ |
样品质量(g) | 3.06 | 6.12 | 9.18 | 12.24 | 15.30 |
Ba(OH)2溶液体积(mL) | 300 | 300 | 300 | 300 | 300 |
生成沉淀的质量(g) | 5.91 | 11.82 | 17.73 | 23.64 | 23.64 |
回答下列问题:
(1)样品中KHCO3 和Na2CO3 的物质的量之比_______。
(2)室温下第III组实验所得溶液中的 OH-物质的量浓度为_________。
12、中国尿素合成塔(尿塔)使用寿命仅为欧美国家的1/4。为此北京钢铁研究院对某尿塔腐蚀过程进行研究,得出下列腐蚀机理:
(1)H2S来自合成尿素的天然气。在380K、体积为2L的密闭容器中,存在反应:H2(g)+S(s)H2S(g) △H=+21.6 kJ·mol-1。反应达到平衡时,H2、S、H2S的物质的量均为3 mol。
①380K时该反应的化学平衡常数为__________。
②下列对该反应分析正确的是_________(填序号)。
(2)反应II的化学方程式为:____________________________________。
(3)已知室温下H2S2O3:K1=2.2×10-1,K2=2.5×10-2。
①Na2S2O3水溶液中电荷守恒式为___________________________;
②反应IV的化学方程式_____________________________________。该反应_________(填“能”或“不能”)说明FeS溶解性强于FeS2O3。
(4)此尿塔的最终腐蚀产物为__________________。为了有效防腐,北钢建议该尿塔在生产中用CuSO4溶液“脱硫(H2S)”,离子反应方程式为_________。(室温下,H2S:K1=1.3×10-7、K2=7.1×10-15。CuS:Ksp=6.3×10-36)
13、氮的化合物在生产生活中广泛存在。
(1)氯胺(NH2Cl)的电子式为___。可通过反应NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g)+HCl(g)制备氯胺,已知部分化学键的键能如表所示(假定不同物质中同种化学键的键能一样),则上述反应的ΔH=___。
化学键 | N-H | Cl-Cl | N-Cl | H-Cl |
键能/(kJ·mol-1) | 391 | 243 | 191 | 431 |
(2)液氨中存在电离平衡2NH3(l)NH
+NH
,用Pt电极对液氨进行电解也可产生H2和N2。阴极的电极反应式是___。
(3)用焦炭还原NO的反应为:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g),向容积均为1L的甲、乙、丙三个恒容恒温(反应温度分别为400℃、400℃、T℃)容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO,测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如表所示:
t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
n(NO)(甲容器)/mol | 2.00 | 1.50 | 1.10 | 0.80 | 0.80 |
n(NO)(乙容器)/mol | 1.00 | 0.80 | 0.65 | 0.53 | 0.45 |
n(NO)(丙容器)/mol | 2.00 | 1.45 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
①该反应为___(填“放热”或“吸热”)反应,理由是___;
②下列选项中可以说明容器乙已经达到平衡状态的是___(填序号)
A.容器内压强不变
B.容器内气体的密度不变
C.2υ正(NO)=υ逆(N2)
D.混合气体的平均摩尔质量不变
③乙容器在100min达到平衡状态,则0~100min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率υ(NO)=___,平衡常数K(400℃)=___。