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、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。
3、环戊烯是生产精细化工产品的重要中间体,其制备涉及的反应如下:
回答下列问题:
(l)反应的△H= _________ kJ/mol 。
(2)解聚反应在刚性容器中进行。
①其他条件不变,有利于提高双环戊二烯平衡转化率的条件是 ____ (填标号).
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强
②实际生产中常通入水蒸气以降低双环戊二烯的沸点。某温度下,通入总压为l00kPa的双环戊二烯和水蒸气,达到平衡后总压为160kPa,双环戊二烯的转化率为8 0%,则 pH2O=___kpa,平衡常数Kp=______kPa (Kp为以分压表示的平衡常数)
(3) 一定条件下,将环戊二烯溶于有机溶剂中进行氢化反应,反应过程中保持氢气压力不变,测得环戊烯和环戊烷的产率(以环戊二烯为原料计)随时间变化如下图所示。
①将环戊二烯溶于有机溶剂中可减少二聚反应的发生,原因是____,
②最佳的反应时间为__h。活化能较大的是__(填“氢化反应”或“副反应”)。
(4)已知氢化反应平衡常数为1.6 × 1012,副反应的平衡常数为2.0×10l2。在恒温恒容下,环戊二烯与氢气按物质的量之比为1:1进行反应,则环戊二烯的含量随时间变化趋势是____(不考虑环戊二烯的二聚反应)。
4、已知丙烯可发生如下的一系列反应,试回答:
(1)聚合物A的名称_____________,丙烯分子中共平面的原子数最多为_________个。
(2)指出反应类型:②__________________,④__________________________。
(3)写出①的化学方程式:_________________________________________。
5、将CH4、CO2催化重整为可用的化学品,对缓解能源危机、改善环境意义重大。
(l)以Fe(OH)3为脱硫剂,通过复分解反应吸收H2S,产物是H2O和___________。
(2)过程A主要涉及以下反应:
i. CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=+247kJ/mol
ii. CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41kJ/mol
①反应i的化学平衡常数K随温度的变化关系是____。
②分析反应iixt反应i中CO2转化率可能的影响并说明理由:____(写出一种即可)。
(3)某科研团队利用Ni、CaO、Fe3O4三种催化剂在850℃下“超干重整”CH4和CO2;
过程I.通入CO2和CH4,所得CO被吸收,H2O被分离出体系,如下面左图所示。
过程Ⅱ.H2O被分离后,向该装置中再通入He气,使催化剂再生并获得CO,如下面右图所示。
①CH4和CO2重整为CO、H2O的热化学方程式是____________。
②结合反应方程式简述Fe3O4的催化作用:___________。
③CaO对Fe3O4是否起到催化作用至关重要,实验研究结果如下表:
编号 | 催化剂 | 是否添加CaO | 还原产物 |
1 | Fe3O4 | 添加 | 有Fe |
2 | Fe3O4 | 不添加 | 无Fe |
运用有关化学原理解释实验结果:____。
6、一定条件下,在容积恒为2.0L的容器中,Fe和CO2发生如下反应: CO2(g) + Fe(s) FeO(s) + CO(g),若起始时向容器中加入1mol CO2,5.0 min后,容器内气体的相对平均分子量为32,则这段时间内ν(CO2)=_____________。
①下列说法不正确的是_______
a 当混合气体的密度不变时说明反应达到了平衡
b 混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到了平衡
c 平衡后移除二氧化碳时,正反应速率一直减小直至建立新的平衡
d 平衡后缩小容器的体积,正逆反应速率不变,平衡不移动
②待反应达到平衡后再充入一定量的二氧化碳,平衡向_________移动(选填“正向”、 “逆向”、或“不”),二氧化碳的转化率________(填“增大”,“减小”或“不变”),CO的物质的量____(选填“增大”,“减小”或“不变”)。
7、某化工厂生产化工原料的同时会产生多右种废液,其有机废液的主要成分为苯胺、苯酚、苯甲醇(都微溶于水),其无机废液的主要污染成分为Cr2O72-,该工厂处理废液的方法如下:
I.利用物质的酸碱性,从有机废液中分离、回收有机物
(1)物质A为______,物质B为______, 物质C为_________。(填写化学式)
(2)若想选用一种试剂仅仅将苯甲酸与其他种物质分开,则应选用的试剂是______。
II.利用纳米级Cu2O处理含有Cr2O72-的酸性废水
已知:Cu2OCu+CuSO4;pH=5时Cr3+会形成Cr(OH)3沉淀
(3)工业上用肼(N2H4)与新制的Cu(OH)2反应制备纳米级Cu2O,同时放出N2,该反应的化学方程式为____________。
(4)光照时,会在形成的微电极上发生电极反应,反应原理如下图所示,
对Cu2O的作用提出两种假设:
a. Cu2O作光催化剂;
b. Cu2O与Cr2O72-发生氧化还原反应
己知:Cu2O的添加量是1.74×10-4mol/L,Cr2O72-的初始浓度是9.60×10-4mol/L;对比实验,反应1.5小时结果如右图所示。结合试剂用量数据和实验结果可得到的结论是假设_____成立,写出该过程的正极反应方程式:_______________。
(5)溶液的pH对Cr2O72-降解率的影响如下图所示。
由上图可知,pH=3时,Cr2O72-的降解率最大;pH=2与pH=5时,Cr2O72-的降解率低的原因分别可能是___________、______________。
8、铝、锌、铁在人类生产和生活中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题:
(1)Fe2+电子排布式为___,Zn的基态原子能级最高的电子的电子云轮廓图形状为___。
(2)已知Al的第一电离能为578kJ·mol-1、Mg的第一电离能为740kJ·mol-1,请解释Mg的第一电离能比Al大的原因___。
(3)Zn2+可形成[Zn(NH3)6]SO4络合物,1mol[Zn(NH3)6]2+配离子中含σ键___mol,其阴离子中心原子的杂化方式是___,NH3的沸点高于PH3的原因是___。
(4)已知Zn2+等过渡元素离子形成的水合离子的颜色如下表所示:
离子 | Sc3+ | Cr3+ | Fe2+ | Zn2+ |
水合离子的颜色 | 无色 | 绿色 | 浅绿色 | 无色 |
请根据原子结构推测Sc3+、Zn2+的水合离子为无色的原因:___。
(5)FeCl3中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为___,其中Fe的配位数为___。
(6)Fe和N可组成一种过渡金属氮化物,其晶胞如图所示。六棱柱底边边长为xcm,高为ycm,NA为阿伏加德罗常数的值,则晶胞的密度为___g·cm-3(列出计算式即可)。
9、研究含氮元素物质的反应对生产、生活、科研等方面具有重要的意义。
(1)发射“神舟十三”号的火箭推进剂为液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)。
已知:①C2H8N2(l)+4O2(g)=2CO2(g)+N2(g)+4H2O(l) ΔH1=-2765.0kJ/mol
②2O2(g) +N2(g)=N2O4(l) ΔH2=-19.5kJ/mol
③H2O(g)= H2O(l) ΔH3=-44.0kJ/mol
则C2H8N2(l)+2N2O4(1)=3N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g)的ΔH为_______。
(2)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)(快反应)
第二步:I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)
第三步:IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g)(快反应)
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)。下列表述正确的是_______。
A.N2O分解反应中,k值与碘蒸气浓度大小有关
B.v(第二步的逆反应)<v(第三步反应)
C.IO为反应的催化剂
D.第二步活化能比第三步大
(3)为避免汽车尾气中的氮氧化合物对大气的污染,需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.8kJ-mol-1.实验测得:v正=k正·p2(NO)·p2(CO),v逆=k逆·p(N2)·p2(CO2)。其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,只与温度有关;p为气体分压(分压=物质的量分数x总压)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数_______(填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大的倍数。
②一定温度下在刚性密闭容器中充入CO、NO和N2物质的量之比为2:2:1,压强为P0kPa。达平衡时压强为0.9P0kPa,则平衡时CO的转化率为_______,_______。
(4)我国科技人员计算了在一定温度范围内下列反应的平衡常数Kp:
①3N2H4(1)4NH3(g)+N2(g) ΔH1 Kp1
②4NH3(g)2N2(g)+6H2(g) ΔH2 Kp2
绘制pKp1-T和pKp2-T的线性关系图如图所示:(已知:pKp=-1gKp)
①由图可知,ΔH1_______0(填“>”或“<”)
②反应3N2H4(1)3N2(g)+6H2(g)的K=_______(用Kp1、Kp2表示);该反应的ΔH_______0(填“>”或“<”)。
10、乙酰基二茂铁常用作火箭燃料添加剂、汽油抗爆剂等。某兴趣小组制备乙酰基二茂铁,流程如下:
已知:
a.反应原理:+(CH3CO)2O
CH3COOH+
b.二茂铁熔点173℃,沸点249℃,100℃易升华。
c.乙酰基二茂铁熔点81℃,沸点163℃。不溶于水,易溶于有机溶剂。
请回答:
(1)步骤I,在50 mL圆底烧瓶中,加入新制的、经提纯后0.5 g二茂铁,5 mL乙酸酐,在振摇下滴入1 mL 85%磷酸,提纯二茂铁的方法为_______________。
(2)步骤II,加料毕,用装填有CaCl2的干燥管塞住圆底烧瓶瓶口。如图所示,其目的是__________。
(3)步骤IV,反应完毕后,将紫色混合物倾入含40 g碎冰烧杯中,并用10 mL冷水洗涤烧瓶,将洗涤液并入烧杯,在搅拌下加入NaHCO3(s),判断溶液呈中性的实验方法为__________。
(4)步骤V,包括结晶、吸滤、洗涤、干燥等多步操作。下列说法正确的是__________。
A.为较快地析出晶体,可以用玻璃棒摩擦烧杯内壁
B.吸滤装置由吸滤瓶、布氏漏斗、抽气泵组成
C.宜用乙醇洗涤,洗涤后乙醇易挥发
D.可在100℃红外灯下干燥
(5)①粗产品中含有杂质为___________,可以用来鉴别的仪器是___________。
②分离提纯粗产品后,用薄层层析来测定Rf值。选出其正确操作并按序列出字母:a→c→_______→_______→________→_________→g。
a.制备薄层色谱板
b.用少量纯二茂铁和提纯后的产品分别溶于2 mL甲苯中,配成浓溶液
c.用细玻璃管拉制两根微量滴管(尖端处约0.7mm)
d.将色谱板插入盛有乙醚的槽内,盖上盖子
e.待溶剂上升到色谱板3/4高度时,取出色谱板,并标记溶剂所到高度
f.分别用微量滴管浸入两浓溶液,在色谱板两原点处点样,待干燥后,再重复点样
g.计算Rf值
11、汽车尾气中CO、以及燃煤废气中的
都是大气污染物,对它们的治理具有重要意义。
氧化还原法消除
的转化如下所示:
反应Ⅰ为
,生成标准状况下
L
时,转移电子的物质的量是______
mol。
反应Ⅱ中,当
:
:2时,氧化产物与还原产物的质量比为______。
使用“催化转化器”可以减少尾气中的CO和
,转化过程中发生反应的化学方程式为
未配平
,若
,则方程式中
和
的化学计量数之比为______。
吸收
和NO,获得
和
产品的流程图如图所示
为铈元素
。
装置Ⅱ中,酸性条件下NO被氧化的产物主要是
和
,请写出生成等物质的量的
和
时的离子方程式:______。
已知进入装置Ⅳ的溶液中
的浓度为a
,要使1
该溶液中的
完全转化为
,至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的氧气______
用含a代数式表示,结果保留整数
。
12、对温室气体二氧化碳的研究一直是 人们关注的热点。某工厂使用CO2与H2来合成可再生能源甲醇,反应如下:
①主反应:CO2(g)+ 3H2(g) = CH3OH(g)+ H2O(g) △H
②副反应:2CO2(g)+ 6H2(g)=C2H5OH(g)+ 3H2O(g)
(1) 已知反应中相关的化学键键能E数据如下表:
化学键 | C-O | C=O | H-H | H-O | C-H |
E/kJ.mol-1 | a | b | c | d | e |
则主反应的△H=____________; 该反应自发进行条件是____________。
(2)投料时只添加反应物,且CO2和H2体积比为1比3,下列有关说法正确的是____________。
A.若保持温度、体积不变,当甲醇和水蒸气的体积分数相等时可判断反应达到平衡状态
B.若保持温度、体积不变,不断分离出甲醇,平衡①右移。其原因是逆反应速率减小
C.在恒温恒压的密闭容器中,反应已达平衡,若再按初始投料比加入反应物,达新平衡时,各物种分压与原平衡相同
D.降低温度或增大压强可提高反应物的转化率,也使该反应的平衡常数K增大
(3)其他条件相同,在催化剂作用和不加催化剂作用下,以上反应进行相同时间后,甲醇产率随反应温度的变化如图所示。该工厂更换为生产乙醇的生产线后,需要使用一种抑制剂P (可以降低化学反应速率,作用原理似于催化剂)来抑制主反应①。
①其他条件相同时,请在图中画出若选用抑制剂P,在温度从T1℃到T5℃之间,甲醇产率的变化曲线可能出现的最大区域范围,用表示(此温度范围内催化剂和抑制剂均未失去活性,T4 为曲线最高点)_________。
②试用碰撞理论解释抑制剂的作用原理____________。
(4)在一密闭恒容容器中,CO2和H2的分压分别为a kPa、 4a kPa, 加入催化剂并在一定温度下发生以上反应,达到平衡后测得体系压强是起始时的0.8倍,且乙醇选择性是甲醇选择性的4倍。则反应①的平衡常数为Kp=_____(kPa)-2。 ( 甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比;用各物质的分压数据代替物质的量浓度计算,须用最简分数表示)。
13、Q、R、X、Y、Z、A是原子序数依次增大的短周期元素,在短周期的所有元素中Q的原子半径与Z的原子半径之比最小(不包括稀有气体),R、X、Y三种元素的原子核外电子层数相同,同一周期中R的一种单质的熔点最高,Y与Q、R、X、Z均能形成多种常见化合物。元素A、Y在周期表中位于同一主族。
(1)X原子核外有_______种不同形状的电子云。这六种元素中,最外层有两个未成对电子的元素是_______(用元素符号表示)。
(2)Q分别与X、Y形成的最简单化合物的稳定性_______>_______(用分子式表示)。
(3)Q与R两元素组成的分子构型可能是_______(填写序号)。
A.直线型
B.平面形
C.三角锥形
D.正四面体
(4)化合物和
可发生如下转化(其中D是淀粉水解的最终产物):
Cu2A澄清溶液
悬浊液
Cu2Y
澄清溶液呈_______色,显_______色。
的氧化性随pH的减小而增大。其在酸性介质中还原产物是
;在中性或碱性介质中还原产物主要是
。
(5)应该在_______(选填“酸性”、“碱性”或“中性”)介质中制备。
(6)三氯乙烯是地下水有机污染物的主要成分,研究显示在地下水中加入
溶液可将其中的三氯乙烯除去,氧化产物只有
,完成反应的化学方程式_______
______________
_______KCl+_______
_______
_______HCl
(7)加入过量的才能将水中的三氯乙烯彻底除去。已知
时,水样中的三氯乙烯基本完全去除。某地下水样品中三氯乙烯的质量浓度为
,计算每处理
该地下水,需
_______g。