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、甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
化学反应 | 平衡常数 | 温度℃ | |
500 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(g) | K1 | 2.5 | 0.15 |
②H2(g)+CO2(g) | K2 | 1.0 | 2.50 |
③3H2(g)+CO2(g) | K3 |
|
|
(1)反应②是________________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系,如左下图所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)_____________K(B)(填“>”、“<”或“=”)。据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=_______(用K1、K2表示)。
(3)在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如右上图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是_____________________。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是_____________________。
(4)一种甲醇燃料电池,使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液。
请写出加入(通入)b物质一极的电极反应式_________________;
每消耗6.4g甲醇转移的电子数为_______________。
(5)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下,将a mol/L的醋酸与b mol/LBa(OH)2溶液等体积混合后,溶液中:2c(Ba2+)= c(CH3COO-),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数Ka为________________。
3、氮、氧、磷、铁是与生命活动密切相关的元素。回答下列问题:
(1)P的基态原子最外电子层具有的原子轨道数为 ,Fe3+比Fe2+稳定的原因是 。
(2)N、O、P三种元素第一电离能最大的是 ,电负性最大的是 。
(3)含氮化合物NH4SCN溶液是检验Fe3+的常用试剂,SCN-中C原子的杂化类型为 ,1mol SCN-中含π键的数目为 NA。
(4)某直链多磷酸钠的阴离子呈如图所示的无极单链状结构,其中磷氧四面体通过共有顶角氧原子相连,则该多磷酸钠的化学式为 。
(5)FeO、NiO的晶体结构均与氯化钠晶体结构相同、其中Fe2+和Ni2+的离子半径分别为7.8×10-2nm、6.9×10-2nm,则熔点FeO NiO(填“<”、“>”或“=”)原因是 。
(6)磷化硼是一种超硬耐磨的涂层材料,其晶胞结构如图所示。P原子与B原子的最近距离为acm,则磷化硼晶胞的边长为 cm。(用含a的代数式表示)
4、工业上可用软锰矿(主要成分是MnO2)和黄铁矿(主要成分是FeS2)为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工业流程如下:
回答下列问题:
(1)为了提高溶浸工序中原料的浸出率,可以采取的措施有__________________(写一条)。
(2)除铁工序中,在加入石灰调节溶液的pH前,加入适量的软锰矿,其作用是______________。
(3)净化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等杂质。若测得滤液中c(F-)=0.01 mol•L-1,滤液中残留的c(Ca2+)=________________〔已知:Ksp(CaF2)=1.46×10-10〕,
(4)沉锰工序中,298K、c(Mn2+)为1.05 mol•L-1时,实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间的关系如图所示。根据图中信息得出的结论是______________。
(5)沉锰工序中有CO2生成,则生成MnCO3的离子方程式是______________________。
(6)从沉锰工序中得到纯净MnCO3的操作方法是___________________。副产品A的化学式是________。
5、回答下列问题:
(1)已知和
均含有18个电子的分子,判断在水中的溶解性大小并说明理由_______。
(2)四种晶体的熔点数据如下表:
物质 | ||||
熔点/℃ | 872 | 283 | 394 | 446 |
和
熔点相差较大,后三者熔点相差较小,原因是_______。
6、香料G的一种合成工艺如下图所示:
核磁共振氢谱显示A有两种峰,且峰面积之比为1∶1。
已知:CH3CH2CH===CH2CH3CHBrCH===CH2
CH3CHO+CH3CHOCH3CHOHCH2CHOCH3CHOHCH2CHO
CH3CH===CHCHO+H2O
请回答下列问题:
(1)A的结简式为__________,G中官能团的名称为___________。
(2)检验M已完全转化为N的实验操作是____________________。
(3)有学生建议,将M→N的转化用KMnO4(H+)代替O2,老师认为不合理,原因是_______________。
(4)写出下列转化的化学方程式,并标出反应类型:
K→L:________________,反应类型:________。
(5)F是M的同系物,比M多一个碳原子。满足下列条件的F的同分异构体有________种。(不考虑立体异构)
①能发生银镜反应 ②能与溴的四氯化碳溶液加成 ③苯环上有2个对位取代基
(6)以丙烯和NBS试剂为原料制备甘油(丙三醇),请设计合成路线(其他无机原料任选)。________
请用以下方式表示:AB…
目标产物
7、科学研究表明,当前应用最广泛的化石燃料到本世纪中叶将枯竭,解决此危机的唯一途径是实现燃料和燃烧产物之间的良性循环:
(1)一种常用的方法是在230℃、有催化剂条件下将CO2和H2转化为甲醇蒸汽和水蒸气。下图是生成1molCH3OH时的能量变化示意图。
已知破坏1mol不同共价键的能量(kJ)分别是:
已知E1=8.2 kJ·mol-1,则E2=__________kJ·mol-1。
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中进行如下反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
① 该反应的ΔH__________0(填“<” 或“>” )。
② 实验2条件下的平衡常数K= 。
③ 实验3中,若平衡时H2O的转化率为25%,则a/b=______。
④ 实验4,若900℃时,在容器中加入CO、H2O、CO2、H2各1mol,则此时V正 V逆(填“<” 或“>” 或“=”)。
(3)捕捉CO2可以利用Na2CO3溶液。先用Na2CO3溶液吸收CO2生成NaHCO3,然后使NaHCO3分解,Na2CO3可以进行循环使用。将100mL 0.1mol/LNa2CO3的溶液中通入112mL(已换算为标准状况)的CO2,溶液中没有晶体析出,则:
①反应后溶液中的各离子浓度由大到小的顺序是___________________________。
②反应后的溶液可以作“缓冲液”(当往溶液中加入一定量的酸和碱时,有阻碍溶液pH变化的作用),请解释其原理_____________________________________。
8、二氧化氯(ClO2)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂,被称为“第4代消毒剂”。工业上可采用氯酸钠(NaClO3)或亚氯酸钠(NaClO2)为原料制备ClO2。
(1)亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂,但在强酸性溶液中会发生歧化反应,产生ClO2气体,离子方程式为___________________________;向亚氯酸钠溶液中加入盐酸,反应剧烈。若将盐酸改为相同pH的硫酸,开始时反应缓慢,稍后一段时间产生气体速率迅速加快。产生气体速率迅速加快的原因是 。
(2)化学法可采用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO2。用H2O2作还原剂制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是 。
(3)电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一。如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验。
①电源负极为___________________极(填A或B)
②写出阴极室发生反应的电极反应式和离子方程式
_______________________ ___ ; 。
③控制电解液H+不低于5mol/L,可有效防止因H+浓度降低而导致的ClO2—歧化反应。若两极共收集到气体22.4L(体积已折算为标准状况,忽略电解液体积的变化和ClO2气体溶解的部分),此时阳极室与阴极室c(H+)之差为_________________。
9、钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)可用于制造生物碱、油墨、化肥、钼红颜料、催化剂等,也可用于制造阻燃剂和无公害型冷水系统的金属抑制剂。下图是利用钼精矿(主要成分是MoS2,含少量PbS等)为原料生产钼酸钠晶体的工艺流程图:
回答下列问题:
(1)Na2MoO4中Mo的化合价为____________。
(2)“焙烧”时,Mo元素转化为MoO3,反应的化学方程式为____________,氧化产物是________(写化学式)。
(3)“碱浸”生成CO2和另外一种物质,CO2的电子式为_______,另外一种生成物的化学式为______。
(4)若“除重金属离子”时加入的沉淀剂为Na2S,则废渣成分的化学式为________。
(5)测得“除重金属离子”中部分离子的浓度:c(MoO42-)=0.40mol/L,c(SO42-)=0.04mol/L。“结晶”前需先除去SO42-,方法是加入Ba(OH)2固体。假设加入Ba(OH)2固体后溶液体积不变,当BaMoO4开始沉淀时,SO42-的去除率为______%。(小数点后保留一位数字)[已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8]
(6)钼精矿在碱性条件下,加入NaClO溶液,也可以制备钼酸钠,同时有SO42-生成,该反应的离子方程式为___________________。
10、氯仿(CHC13)是无色透明液体,不溶于水和浓硫酸,溶于醇,沸点为61.2℃,工业品氯仿中常含有少量乙醇。某校同学设计实验制备少量氯仿。
(1)甲组同学设计下列装置用干燥纯净的氯气制备实验原料漂白粉[已知:3Ca(ClO)2 Ca(ClO3)2+2CaCl2 △H>0]。
①各仪器接口连接顺序为____(气流白左至右,用小写字母表示)。
②装置B中发生反应的离子方程式为 ___。
③装置A用冰水冷却的目的是____。
(2)乙组同学用甲组制得的漂白粉与乙醇溶液反应制备氯仿的实验装置如图。
①装置I需控制温度约为70℃,适宜的加热方式是 ___,温度不宜过高,其目的是____。
②装置Ⅱ的名称是____。
③一定条件下,装置I中漂白粉先与乙醇溶液反应生成Cl2和Ca(OH)2,然后Cl2与CH3CH2OH反应生成CCl3CHO,CCl3CHO再与Ca(OH)2反应生成CHC13和一种盐,CCl3CHO与Ca(OH)2反应的化学方程式为 _________。
(3)丙组同学用下列方法对乙组制得的粗产品进行提纯。已知浓硫酸能与乙醇混溶。
步骤I.向粗产品中加入适量浓硫酸,搅拌至呈淡咖啡色,分液得有机层;
步骤Ⅱ.用15%的Na2CO3溶液洗涤多次,分液得有机层;
步骤Ⅲ.向有机层中加入少量无水CaCl2。
步骤I中用浓硫酸洗涤的目的是____;步骤Ⅱ中证明已洗涤干净的依据是____;步骤Ⅲ中加入少量无水CaCl2的目的是 ___。
11、某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3,若向其中逐渐加入铁粉,溶液中Fe2+浓度和加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示,则稀溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为____,按反应的先后顺序写出该过程的离子反应方程式:___________。
12、2020年比亚迪汉EV和特斯拉Model3均搭载了磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池组。某企业设计了磷酸亚铁锂电池正极生产和回收的工艺流程如图:
已知:①Ksp[Fe(OH)3]=10-39;②Li2CO3的溶解度:0℃为1.54g,100为0.72g。
(1)H3PO4和Li2CO3反应的化学方程式为___。
(2)获得LiH2PO4晶体的分离操作是___。
(3)写出一条可以提高“碱浸”效率的措施___。
(4)向滤液1中加入过量CO2可得到白色胶状物质,该反应的离子方式为___。
(5)“酸浸”时若用HNO3代替H2O2,缺点是___,若“沉铁”后溶液中c(Fe3+)=10-6mol·L-1,则该过程应调节pH=___,“沉锂”时,所得Li2CO3应选择___(“冷水”或“热水”)进行洗涤。
13、油气开采、石油化工、煤化工等行业产生的废气普遍含有硫化氢,需要回收处理并加以利用。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
则反应③的
___________
:下列叙述中能说明反应③达到平衡状态的是___________(填字母)。
A.断裂2molC—H的同时生成1molC=S B.恒容条件下,体系压强不再变化
C.恒容条件下,气体的密度不再变化 D.
(2)对于上述反应①,在不同温度、压强为100kPa、进料的物质的量分数为0.1%~20%(其余为Ar)的条件下,
的平衡转化率如图1所示。
、
和
的大小关系为___________;
的物质的量分数越大,
的平衡转化率越小的原因是___________。
(3)上述反应①和③的随温度的变化如图2所示,已知
(R为常数,T为温度,K为平衡常数),则在1000K时,反应的自发趋势:①___________③(选填“>”“<”或“=”)。在1000K、100kPa条件下,
的混合气发生反应,达到平衡时
,
接近于0,其原因是___________。
(4)在1000K、100kPa条件下,的混合气发生反应,上述反应③达到平衡时,
的分压与
的分压相同。则反应③的
___________。