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、二氧化硫、氯气、氧化亚砜均为重要的工业原料。工业上用SO2、SCl2与Cl2反应合成氯化亚砜:SO2(g)+Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g)
(1)在373K时,向10L的密闭容器中通入SO2、SCl2与Cl2均为0.20mol,发生上述反应。测得其压强(p)随时间(t)的变化为表中数据Ⅰ(反应达到平衡时的溫度与起始温度相同,P0为初始压强)。
t/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
Ⅰ | P | 6.0 P0 | 6.7 P0 | 6.l P0 | 5.4 P0 | 5.0 P0 | 5.0 P0 |
II | P | 6.0 P0 | 7.0 P0 | 5.3 P0 | 5.O P0 | 5.0 P0 | 5.0 P0 |
谪回答下列问题:
①该反应的△H_________(填“>”“ <”或“=”)0。
②若只改变某一条件,其他条件相同时.测得其压强随时间的变化为表中数据Ⅱ,则改变的条件是_________ 。
(2)如图是某同学测定上述反应的平衡常数的对数值(lgK)与温度的变化关系点。
①A点的数值为______________。(己知:lg4=0.6)
②当升高到某一温度吋.反应重新达到平衡,A点可能变化为___________点。
(3)己知反应 S4(g)+4Cl2(g) = 4SCl2(g)的△H=-4kJ·mol-1,1molS4(g)、lmolSCl2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收1064kJ、510kJ的能量,则1molCl2(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为__________kJ。
(4)常温下饱和亚硫酸溶液的物质的量浓度为1.25mol/L,电离常数为Ka1=1.54×10-2 Ka2=1.02×10-7。
①SOCl2溶于水中可形成两种酸,其中HCl的物质的量浓度为10mol/L时,H2SO3的物质的量浓
度_______(大于、小于、等于)1.25mo1/L。
②向10mL饱和H2SO3溶液中滴加相同物质的量浓度的NaOH溶液VmL,当V=amL时,溶液中离子浓度有如下关系:c (Na+) =2c (SO32-) +c (HSO3-) ;当V=bmL时,溶液中离子浓度有如下关系:c (Na+) =c(SO32-) +c (HSO3-) +c(H2SO3);则 a________b(大于、小于、等于)。
3、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 ∆H=180.5kJ·
②C和CO的燃烧热(∆H)分别为-393.5kJ·和-283kJ·
则2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ∆H=_________kJ·
(2)将0.20molNO和0.10molCO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=__________ mol·L-1·
(保留两位有效数字);第12min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18min时又达到平衡状态,此时的体积分数为________(保留三位有效数字),化学平衡常数K=____________(保留两位有效数字)。
(3)通过人工光合作用能将水与燃煤产生的转化为HCOOH和
。已知常温下0.1mol·
的HCOONa溶液pH=10,则HCOOH的电离常数Ka=__________。
4、(1)比较元素非金属性的相对强弱:________
(填“>”、“<”或“=”);用一个化学方程式说明
与
氧化性的相对强弱________。
(2)离子化合物可被用于治疗消化道疾病,各原子均满足8电子稳定结构。写出
的电子式________。
(3)半导体材料单晶硅的熔点高、硬度大,主要原因是________。
5、工业上常利用FeSO4还原酸浸软锰矿(主要成分MnO2,杂质为Si、Fe和Al等元素的化合物)制备MnSO4·H2O。
(1)①FeSO4还原MnO2生成MnSO4反应的离子方程式为___。
②Fe2+基态核外电子排布式为___。
(2)在一定温度下,软锰矿与FeSO4、硫酸、蒸馏水按照一定比例混合搅拌反应。混合体系液固比(g·mL-1)对锰浸取率(%)的影响如图所示。反应需要控制液固比=4:1:当液固比<4:1时,锰浸取率随液固比增大而迅速上升的原因是___。
(3)浸取液经氧化、中和等系列操作后,可得到MnSO4·H2O粗产品。通过下列方法测定产品纯度:准确称取3.000g样品,加适量ZnO及H2O煮沸、冷却,转移至锥形瓶中,用0.5000mol·L-1KMnO4,标准溶液滴定至溶液呈红色且半分钟不褪色,消耗标准溶液20.00mL计算MnSO4·H2O样品的纯度(写出计算过程):___。
已知:2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4
6、硫酸铵是化工、染织、医药、皮革等工业原料。某硫酸工厂利用副产品Y处理尾气SO2得到CaSO4,再与相邻的合成氨工厂联合制备(NH4)2SO4,工艺流程如下:
请回答以下问题:
(1)下列有关(NH4)2SO4溶液的说法正确的是_____
A.电离方程式:(NH4)2SO42NH4++SO42-
B.水解离子方程式:NH4++H2ONH3•H2O+H+
C.离子浓度关系:c(NH4+)+c(H+)=c(SO42-)+c(OH–)
D.微粒浓度大小:c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(NH3•H2O)>c(OH–)
(2)硫酸工业中,V2O5作催化剂时发生反应2SO2+ O2 2SO3,SO2的转化率与温度、压强有关,请根据下表信息,结合工业生产实际,选择下表中最合适的温度和压强分别是__________。该反应420℃时的平衡常数_____520℃时的平衡常数(填“>”、“<”或“=”)。
1.01×105Pa | 5.05×105Pa | 1.01×106Pa | |
420℃ | 0.9961 | 0.9972 | 0.9984 |
520℃ | 0.9675 | 0.9767 | 0.9852 |
620℃ | 0.8520 | 0.8897 | 0.9276 |
(3)在2L密闭容器中模拟接触法制备三氧化硫时,若第12分钟恰好达到平衡,测得生成SO3的物质的量为1.2mol,计算前12分钟用氧气表示反应速率v(O2)为___________。
(4)副产品Y是__。沉淀池中发生的主要反应方程式是___________________。
(5)从绿色化学和资源综合利用的角度说明上述流程的主要优点是________________。
7、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)。
8、氨气在工业上有广泛用途。请回答以下问题:
(1)工业上利用N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ∆H<0合成氨,某小组为了探究外界条件对该反应的影响,以c0 mol/L H2参加合成氨反应,在a、b两种条件下分别达到平衡,如图A。
①相对a而言,b可能改变的条件是 ,判断的理由是__________________。
②a条件下,0~t0的平均反应速率v(N2)= mol·L-1·min-1。
(2)有人利用NH3和NO2构成电池的方法,既能实现有效消除氮氧化物的排放减少环境污染,又能充分利用化学能进行粗铝的精炼,如图B所示,e极为精铝。
a极通入 气体(填化学式),判断的理由是___________________________________
(3)某小组往一恒温恒压容器充入9mol N2和23mol H2模拟合成氨反应,图C为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系图。若体系在T2、60MPa下达到平衡。
图C
①能判断N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡的是______(填序号)。
a.容器内压强不再发生变化 b.混合气体的密度不再发生变化
c.v正(N2)=3v逆(H2) d.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
②若T1、T2、T3温度下的平衡常数分别为K1、K2、K3,则K1、K2、K3由大到小的排序为 .
③此时N2的平衡分压为 MPa。(分压=总压×物质的量分数)
计算出此时的平衡常数Kp= 。(用平衡分压代替平衡浓度计算,结果保留2位有效数字并带上单位)
9、镀镍废水中的Ni2+可用还原铁粉除去。25℃时,部分氢氧化物在废水中开始沉淀和沉淀完全的pH如下表所示:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Ni(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.6 | 7.7 |
沉淀完全的pH | 3.3 | 9.9 | 9.2 |
(1)还原铁粉的制备:向FeSO4溶液中加入NaBH4 (其中H为-1价)可得还原铁粉,同时生成H3BO3和H2。理论上制备1molFe,需NaBH4的物质的量为______mol。
(2)还原铁粉除镍:向废水中加入还原铁粉,可置换出镍。某小组通过实验研究废水中镍的去除效果。
①取五份废水样品各100mL,加酸或碱调节其初始pH不等,再加入等量且过量的铁粉,充分反应后测得废水中镍含量随溶液初始pH的变化如图所示。pH太小,残留的镍含量较高,原因是______;pH>6.6时,残留的镍含量随溶液初始pH增大而增多的原因是______。
②取100mL废水样品,向其中加入适量铁粉,测得溶液的pH、Fe(Ⅱ)的含量和总铁含量变化如图所示,Fe(Ⅱ)表示溶液及沉淀中+2价的铁元素,总铁表示溶液及沉淀中化合态的铁元素。40~60min内,溶液pH约为6.4,该时间段内引起Fe(Ⅱ)含量降低的反应的离子方程式为______。
③另取100mL pH约为5.8的废水样品,加入FeCl3溶液,废水中镍含量也有明显降低,原因是______。
10、草酸是一种常用的还原剂,某校高三化学小组探究草酸被氧化的速率问题。
实验Ⅰ | 试剂 |
| 混合后 溶液pH | 现象 (1 h后溶液) | |
试管 | 滴管 | ||||
a | 4mL0.01mol•L-1KMnO4溶液,几滴浓H2SO4 | 2 mL0.3mol•L-1 H2C2O4溶液 | 2 | 褪为无色 | |
b | 4mL0.01mol•L-1KMnO4溶液,几滴浓NaOH | 7 | 无明显变化 | ||
c | 4mL0.01mol•L-1K2Cr2O7溶液,几滴浓H2SO4 | 2 | 无明显变化 | ||
d | 4mL0.01mol•L-1K2Cr2O7溶液,几滴浓NaOH | 7 | 无明显变化 |
(1)H2C2O4是二元弱酸,写出H2C2O4溶于水的电离方程式:___________。
(2)实验Ⅰ试管a中KMnO4最终被还原为Mn2+,该反应的离子方程式为__________。
(3)瑛瑛和超超查阅资料,实验Ⅰ试管c中H2C2O4与K2Cr2O7溶液反应需数月时间才能完成,但加入MnO2可促进H2C2O4与K2Cr2O7的反应。依据此资料,吉吉和昊昊设计如下实验证实了这一点。
| 实验Ⅱ | 实验Ⅲ | 实验Ⅳ |
实验 操作 | |||
实验 现象 | 6 min后固体完全溶解,溶液橙色变浅,温度不变 | 6 min后固体未溶解,溶液颜色无明显变化 | 6 min后固体未溶解,溶液颜色无明显变化 |
实验Ⅳ的目的是:_______________。
(4)睿睿和萌萌对实验II继续进行探究,发现溶液中Cr2O72-浓度变化如图:
臧臧和蔡蔡认为此变化是通过两个过程实现的。
过程i:MnO2与H2C2O4反应生成了Mn2+。
过程ii:___________。
①查阅资料:溶液中Mn2+能被PbO2氧化为MnO4-。针对过程i,可采用如下方法证实:将0.0001mol MnO2加入到6mL______中,固体完全溶解;从中取出少量溶液,加入过量PbO2固体,充分反应后静置,观察到________________。
②波波和姝姝设计实验方案证实了过程ii成立,她们的实验方案如下:将2mL、0.3mol/LH2C2O4溶液与4mL0.01mol/LK2Cr2O7溶液混合,调至pH=2,加入0.0001molMnSO4固体,6分钟后现象为:______________
(5)综合以上实验可知,草酸发生氧化反应的速率与____________有关。
11、有50mL NaOH溶液,向其中逐渐通入一定量的CO2,随后取此溶液10mL将其稀释到100mL,并向此稀释后的溶液中逐滴加入0.1mol/L的HCl溶液,产生的CO2气体体积(标准状况下)与所加入的HCl的体积之间的关系如图所示:
试
(1)NaOH在吸收CO2气体后,在甲、乙两种情况下,所得溶液中存在的溶质是甲:________,其物质的量之比是:________;乙:__________,其物质的量之比是:__________。
(2)且在两种情况下产生的CO2气体(标准状况)各是甲:________mL;乙:_________mL。
(3)原NaOH溶液的物质的量浓度是_________;若以Na2O2固体溶于水配得100mL溶液需称量Na2O2_______g。
12、乙醇是重要的工业原料,合成乙醇是近年来研究的热点,其中乙酸甲酯催化加氢是制取乙醇的方法之一,包括以下主要反应:
①CH3COOCH3(g)+2H2(g)⇌C2H5OH(g)+CH3OH(g) ΔH1=-71kJ·mol-1
②CH3COOCH3(g)+H2(g)⇌CH3CHO(g)+CH3OH(g) ΔH2=+13.6kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)反应CH3CHO(g)+H2(g)⇌C2H5OH(g)的ΔH=___________。
(2)工业生产中,控制CH3COOCH3流速为22.4m3·h-1(已换算为标准状况),CH3COOCH3的转化率为80.0%,则CH3COOCH3的反应速率为___________mol·min-1(保留三位有效数字)。CH3COOCH3,流速过大时转化率下降,原因是___________。
(3)乙酸甲酯加氢反应通常使用铜基催化剂,催化剂1的主要成分为Cu-Al,催化剂Ⅱ的主要甲成分为Cu-Zn-Al,实验中采用催化剂I和催化剂Ⅱ测得不同温度下相同时间内乙酸甲酯的转化率如图(以反应①为主)。工业生产中应使用的催化剂是___________。(填“催化剂I”或“催化剂Ⅱ”)。
(4)在乙酸甲酯催化加氢反应体系中,下列说法正确的是___________。
A.增大H2与CH3COOCH3的初始投料比,有利于提高CH3COOCH3的转化率
B.当气体的平均摩尔质量保持不变时,说明反应体系已达平衡
C.平衡后,压缩容器体积,反应①正向移动,反应②不移动
D.选用合适的催化剂可提高CH3COOCH3的平衡转化率
(5)实验室中,一定条件下在1L密闭容器内通入2.00molCH3COOCH3和3.96molH2发生反应①和②,测得不同温度下达平衡时CH3COOCH3转化率和乙醇的选择性如下图所示。260°C时反应①的平衡常数K=___________。温度高于240℃时,随温度升高乙醇的选择性降低的原因是___________。
(乙醇的选择性=
13、“化学链燃烧技术”可以提高燃料的燃烧效率,其基本原理是借助载氧剂(如金属氧化物等)将燃料与空气直接接触的传统燃烧反应分解为几个气固反应,燃料与空气不用接触,由载氧剂将空气中的氧气传递给燃料。回答下列问题:
(1)CH4用NiO作载氧体的化学链燃烧示意图如下:
主要热化学反应如下:
I.2Ni(s)+O2(g)=2NiO(s) ∆H=-479.8kJ∙mol-1
II.CH4(g)+4NiO(s)=CO2(g)+2H2O(l)+4Ni(s) ∆H=+68.9kJ∙mol-1
①CH4的燃烧热是_______。
②与直接燃烧CH4相比“化学链燃烧”的优点为_______。
a.燃烧等质量的CH4,放出的热量多
b.有利用于二氧化碳的分离与回收
c.燃烧等质量的CH4,消耗的O2少
(2)用FeO作载氧剂部分反应的lgKp与温度的关系如图所示。[已知:平衡常数Kp是用平衡分压(平衡分压=总压x物质的量分数)代替平衡浓度]
①R点对应温度下向某恒容密闭容器中通入1.0molCO和0.2molCO2,并加入足量的FeO,只发生反应a:CO(g)+FeO(s)=CO2(g)+Fe(s),则CO的平衡转化率为_______。
②若某恒容密闭容器中只发生反应b和c,平衡时对应上图中Q处时,容器中气体分压p(X)间应满足的关系是_______。
(3)在T℃下,向某恒容密闭容器中加入1molCH4(g)和足量的FeO(s)进行反应:CH4(g)+4FeO(s)⇌4Fe(s)+2H2O(g)+CO2(g)。反应起始时压强为Po,达到平衡状态时容器的气体压强是起始压强的2倍。
①T℃下该反应的Kp=_______。
②其他条件不变,若将该容器改为恒压密闭容器,则此时CH4的平衡转化率_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)利用电解装置可实现CH4和CO2两种分子的耦合转化其原理如图所示。
①写出生成乙烯的电极反应式为:_______。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为1:2,则消耗的CH4和CO2体积比为_______。