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、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”)。
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、K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体光照分解后产生K2C2O4和FeC2O4,且分解产物中的CO2和H2O以气体形式离开晶体。某次测定分解后的样品中C2的质量分数为53.86%。请回答:
已知:M{K3[Fe(C2O4)3]·3H2O}=491 g·mol-1。
(1)写出K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体分解反应的化学方程式:___________。
(2)晶体的分解百分率为___________。(写出简要计算过程)
5、铁是一种常见的金属,在生产生活中用途广泛。
(1)铁在元素周期表中的位置是_______,其基态原子的电子排布式为_______;铁原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,可以用_______摄取铁元素的原子光谱。
(2)Fe(CO)5与NH3在一定条件下可合成一种具有磁性的氮化铁(Fe3N),NH3分子的立体构型为_______;1mol Fe(CO)5分子中含有σ键为_______mol。
(3)把氯气通人黄血盐{K4[Fe(CN)6]}溶液中,得到赤血盐{K3[Fe(CN)6]},该反应的化学方程式为_______;CN- 中碳原子的杂化轨道类型为_______。C、N、O元素的第一电离能的大小顺序为_______。
(4)FeCl3可与KSCN溶液发生显色反应。SCN-与N2O互为等电子体,则SCN-的电子式为_______。
6、氨主要用于生产化肥和硝酸。“十三五”期间,预计我国合成氨产量将保持稳中略增。
(1)目前工业上用氮气和氢气合成氨的生产条件为________________________。
(2)如图是不同温度和不同压强下,反应达到平衡后,混合物中NH3含量(体积%)的变化情况。已知初始时n(N2):n(H2)=1:3。判断p1、p2的大小关系,并简述理由。 _____________________
(3)实验室在2L密闭容器中加入1mol氮气和3mol氢气模拟工业合成氨。若反应2min,气体的总物质的量减少了0.8mol,则2min内氨气的生成速率为____________。
(4)常见氮肥有氨水、氯化铵、硫酸铵、尿素等。常温下,c(NH4+)相等的氨水、氯化铵、硫酸铵三种溶液,氨水、氯化铵、硫酸铵的浓度从大到小的关系为__________________。
(5)草木灰主要含有碳酸钾,解释草木灰不宜与铵态氮肥混合使用的原因__________。
7、碱式碳酸镁不溶于水,用途广泛,主要用作橡胶制品的填充剂,能增强橡胶的耐磨性和强度。也可用作油漆和涂料的添加剂,也可用于牙膏、医药和化妆品等工业。以水氯镁石(主要成分为MgCl2·6H2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下:
(1)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成,已知常温下Ksp(Mg(OH)2)=1.8×10-11,表示Mg(OH)2沉淀溶解平衡的方程式为 ,Mg(OH)2达到沉淀达到沉淀溶解平衡时溶液的pH (已知:lg36≈1.5)。
(2)已知:常温下Ka1(H2CO3)=4.4×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,则NH4HCO3溶液显 性,c(NH) c(HCO)(选填“大于”、“小于”、“等于”),该溶液物料守恒表达式为 。
(3)上述流程中的滤液浓缩结晶,所得主要固体物质的化学式为____________。
(4)高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。取碱式碳酸镁晶体4.84 g,高温煅烧至恒重,得到固体2.00 g和标准状况下CO2 0.896 L,则碱式碳酸镁的化学式为 ,写出氯化镁、氨、碳酸氢铵热水解生成碱式碳酸镁的离子方程式 。
8、卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。若以它为原料按图所示工艺流程进行生产,可制得轻质氧化镁(轻质体积蓬松,体积是等质量的重质氧化镁的三倍)。
若要求产品尽量不含杂质,而且生产成本较低,根据表1和表2提供的资料,填写空白:
表l 生成氢氧化物沉淀的pH
物质 | 开始沉淀 | 沉淀完全 |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
Fe(OH)2 | 7.6 | 9.6 |
Mn(OH)2 | 8.3 | 9.8 |
Mg(OH)2 | 9.6 | 11.l |
已知:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,常将它氧化为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀除去。表2原料价格表
物质 | 价格/元 吨-1 |
漂液(含25.2%NaClO) | 450 |
双氧水(含30%H2O2) | 2400 |
烧碱(含98%NaOH) | 2100 |
纯碱(含99.5%Na2CO3) | 600 |
(1)为了加快卤块的溶解,我们可以选择那些方法_______(请写出两种方法);
(2)在步骤②中加入的试剂X,最佳的选择是________,在酸性条件下,其对应的离子方程式是________________
(3)在步骤③中加入的试剂应是________;之所以要控制pH=9.8,其目的是__________
(4)在步骤④中加入的试剂Z应是___________;
(5)在步骤⑤中发生的反应是__________
9、甲醇作为基本的有机化工产品和环保动力燃料具有广阔的应用前景,二氧化碳加氢合成甲醇是合理利用二氧化碳的有效途径。由二氧化碳制备甲醇过程中可能涉及反应如下:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.58KJ/mol
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H3=-90.77KJ/mol
回答下列问题:
(1)反应Ⅱ的△H2= ,反应Ⅲ自发进行条件是 (填“较低温”、“较高温”或“任意温度”)。
(2)在一定条件下3L恒容密闭容器中,充入一定量的H2和CO2仅发生反应Ⅰ,实验测得反应物在不同起始投入量下,体系中二氧化碳的平衡转化率与温度的关系曲线,如图1所示。
①氢气和二氧化碳的起始投入量以A和B两种方式投入:
A:n(H2)=3mol n(CO2)=1.5mol
B:n(H2)=3mol n(CO2)=2mol,
曲线Ⅰ代表哪种投入方式 (用A、B表示)
②在温度为500K的条件下,按照A方式充入3mol氢气和1.5mol二氧化碳,该反应10min后达到平衡:此温度下的平衡常数为 ;500K时,若在此容器中开始充入0.3mol氢气和0.9mol二氧化碳、0.6mol甲醇、xmol水蒸气,若使反应在开始时正向进行,则 x 应满足的条件是 。
(3)在恒温恒压密闭容器中,充入一定量的H2和CO2(假定仅发生反应I),反应过程中,能判断反应I已达到平衡状态的标志是
A.断裂3molH-H键,同时有3molH-O键形成
B.容器内的压强保持不变
C.容器中气体的平均摩尔质量不变
D.容器中气体的密度保持不变
(4)以甲醇、氧气为原料,100mL 0.15mol/LNaOH溶液为电解质设计成燃料电池,若放电时参与反应的氧气体积为336mL(标况)产生的气体全部被NaOH溶液吸收,则所得溶液中溶质的成分及物质的量之比为 ,溶液中各离子浓度由大到小的顺序 。
10、实验室以 FeCl2溶液为原料制备高密度磁记录材料Fe/Fe3O4复合物。
(1)在氩气气氛下,向装有 50mL1mol•L−1FeCl2溶液的三颈烧瓶(装置见图)中逐滴加入 100mL14 mol·L-1KOH 溶液,用磁力搅拌器持续搅拌,在 100℃下回流 3h, 得到成分为Fe 和Fe3O4的黑色沉淀。
①三颈烧瓶发生反应的离子方程式为___________。
②检验反应是否进行完全的操作是___________。
(2)待三颈烧瓶中的混合物冷却后,过滤,再依次用沸水和 乙醇洗涤,在 40℃干燥后焙烧 3h,得到Fe/Fe3O4复合物产品 3.24g。
①焙烧需在隔绝空气条件下进行,原因是___________。
②计算实验所得产品的产率___________(写出计算过程)。
(3)以FeCl2溶液为原料还可制备软磁性材料α−Fe2O3,已知:Fe(OH)2开始沉淀的pH=6.5,请补充完整实验方案:在搅拌下___________,将固体干燥,得到纯净的 FeCO3,将其放入管式炉内煅烧 2h,获得产品α−Fe2O3,(可选用的试剂:氨水−NH4HCO3混合溶液、2mol•L−1盐酸、2mol•L−1硝酸、AgNO3溶液、蒸馏水)
11、实验室用100 mL0.500mol·L-1的NaOH溶液捕获CO2,一定时间后,测定CO2的吸收量,方法是用盐酸逐滴加入到吸收CO2后的溶液中,产生的CO2气体的物质的量与加入盐酸的体积示意图如下:
求:(1)吸收的CO2在标准状况下的体积是____mL。
(2)盐酸的物质的量浓度是_______mol·L-1。
12、铋及其化合物在工业生产中用途广泛,如氯氧化铋(BiOCl)常用作电子设备、塑料助剂等。以下是一种用铋精矿(Bi2S3,含有FeS2、Cu2S、PbO2及不溶性杂质)制备 BiOCl的一种方法,其流程如图:
已知:
① Fe(OH)3开始沉淀的 pH值为2.7,沉淀完全时的 pH值为3.7。
② pH≥3时,BiCl3极易水解为BiOCl沉淀。
请回答以下问题:
(1)Cu的基态核外价电子排布图为___________
(2)铋精矿在浸取时除采用粉碎矿石和增大压强来提高铋精矿浸取率外,还可以采取___________、___________措施(任写两条)。
(3)“加压浸取”过程中,Bi2S3转化为Bi2O3,FeS2转化为Fe2O3,而Cu2S溶解进入浸出液,且硫元素转化为SO,请写出Cu2S在此过程中发生反应的离子方程式:___________
(4)“操作Ⅰ”为___________、过滤、洗涤、干燥。
(5)流程中生成 BiOCl 的离子方程式:___________
(6)FeS2的立方晶胞结构如图所示。已知晶胞的参数为a pm,设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶体中与Fe2+距离最近且相等的Fe2+有___________个,该晶胞的密度为___________g/cm3(列出计算式)
13、目前,汽车尾气系统中均安装了催化转化器,大大减少了 CO和 NOx汽车尾气的排放。
(1)在催化剂作用下 CO还原 NO、NO2。
标准摩尔生成焓是指由稳态单质生成1mol该化合物的焓变,25℃下几种物质的标准生成焓如下:
| NO2 | CO | CO2 | NO |
标准生成焓/kJ•mol-1 | 33.1 | —110.5 | —183.6 | 90.3 |
ⅰ.CO(g)+NO2(g) CO2(g(+NO(g) ΔH1
ⅱ.2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH2=—623KJ• mol-1
①ΔH1=______;写出用 CO还原NO2生成两种无污染的气态物质总反应的热化学方程式:______
②相同时间内,CO还原NO2的总反应中NO2的转化率随温度的变化趋势如下图所示,运用化学反应原理分析,NO2的转化率随温度先增大后减小的原因______;其中汽车尾气中NO2和 CO物质的量比为______(填选项字母)时尾气中NO2的转化率最高。
A.0.3 B.0.5 C.0.7
③某温度下,起始压强为 P0,在恒容密闭容器中充入等物质的量 CO和 NO在催化剂下进行反应ⅱ,NO的平衡转化率为α,则反应ⅱ的平衡常数 KP=______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压 =总压 × 物质的量分数)。
(2)在催化剂作用下 H2还原 NO,2H2(g)+2NO(g) 2H2O(g)+N2(g)ΔH<0,反应的速率方程为v正 =k正• c(H2)• c2(NO)(k正为速率常数,只与温度、催化剂有关系),其中 v正为正反应速率。
①相同条件下,对速率影响程度c(NO)______c(H2)(填“ 大于” 、“ 小于” 或“ 等于” )。
②设反应开始时 H2和 NO的浓度相同,反应开始时 v正 =v0,NO的转化率为α时的反应速率为 vα,则vα =______v0。
(3)一种以 CO为燃料,以空气为氧化剂,以熔融态 K2CO3为电解质的燃料电池,工作原理如下图所示:
①电极 a为______(填“ 正极” 或“ 负极” ),Y物质为______;
②正极上的电极反应式为______。