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、燃煤能排放大量的CO、CO2、SO2,PM2.5(可入肺颗粒物)污染也跟冬季燃煤密切相关。SO2、CO、CO2也是对环境影响较大的气体,对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径。
(1)如图所示,利用电化学原理将SO2 转化为重要化工原料C,若A为SO2,B为O2,则负极的电极反应式为:___________;
(2)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:CO2+3H2CH3OH+H2O
已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-a kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-b kJ·mol-1;
H2O(g)=H2O(l)△H=-c kJ·mol-1;
CH3OH(g)=CH3OH(l)△H=-d kJ·mol-1。
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为:____________________________;
(3)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,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组om] | 温度℃ | 起始量/mol[ | 平衡量/mol | 达到平衡所需 时间/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
①实验2条件下平衡常数K=________,该反应的ΔH________0 (填“>”或“<”)。
②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则b/a 的值______(填具体值或取值范围)。
③实验4,若900℃时,在此容器中加入CO、H2O、CO2 、H2均为1mol,则此时V逆 V正(填“<” ,“>” ,“=”)。
④判断该反应达到平衡的依据是________。
A.CO2减少的化学反应速率和CO减少的化学反应速率相等 B.容器内气体压强保持不变
C.CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等 D.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
3、N和Si是合成新型非金属材料的两种重要元素。请回答:
(1)基态Si原子的价层电子排布图为 ;Si原子可形成多种氢化物,其中Si2H6中Si原子的价层电子对数目为 。
(2)ClO3-、ClO4-中Cl都是以 轨道与O原子 轨道成键,其微粒的立体结构分别为 、 。
(3)N和Si形成的原子晶体中,N原子的配位数为 。
(4)NaN3常作为汽车安全气囊的填充物,其焰色反应为黄色。大多数金属元素有焰色反应的微观原因为 ;N3-中σ键和π键的数目之比为 。B、F与N三种元素同周期,三种基态原子的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)
(5)SiO2的晶胞与金刚石(如图所示)相似,可以看作Si原子替代C原子后,在两个成键的Si原子间插入1个O原子形成。则:
①晶胞中最小的环含有_____个原子。
②若晶体密度为ρg·cm3,阿伏伽德罗常数为NA,晶胞中两个最近的Si原子核之间的距离为____pm(用代数式表示)。
4、自然界中不存在氟的单质,得到单质氟共经历了一百多年时间,不少科学家为此献出了宝贵的生命,在1886年法国的化学家Moissa终于发明了摩式电炉,用电解法成功的制取了单质氟,因此荣获1906年诺贝尔化学奖,氟及其化合物在生产及生活中有着广泛的用途,请回答下列问题:
(1)氟磷灰石可用于制取磷肥,其中Ca原子的L层电子排布式为___________。P原子有___________个未成对电子,PO43-的中心P原子的杂化方式为___________。
(2)氟气可以用于制取火箭燃料的氧化剂ClF3和BrF3,其中沸点较高的是_____________(填化学式),原因是_____________。
(3)氟气可以用于制取惰性强于N2的保护气SF6;可以用于制取聚合反应的催化剂PF3,可以作为工业制取硅单质的中间(SiCl4)的原料。
①SiCl4分子的空间构型为_________________。
②S、P、Si的第一电离由大到小的顺序为__________________。
(4)氟气可以用于制取高化学稳定性材料聚四氟乙烯的原料四氟乙烯,50g四氟乙烯含σ键的数目为________________。
(5)工业上电解Al2O3制取单质铝,常利用冰晶石NaAlF6降低Al2O3的熔点。Na、Al、F的电负性由小到大的顺序为______________,工业上不用电解AlCl3制取铝的原因为________________。
(6)已知CaF2晶体常用于助熔剂,其晶胞结构如图所示。
已知F原子和Ca原子之间的距离为apm,在晶胞体对角线的1/4、3/4两点分别有一个F-,阿伏加德罗常数为NA,则晶体的密度为_____________。
5、CO、SO2是主要的大气污染气体,利用化学反应原理是治理污染的重要方法.
Ⅰ.甲醇可以补充和部分替代石油燃料,缓解能源紧张,利用CO可以合成甲醇.
(1)已知:CO(g)+1/2O2(g)═CO2(g)ΔH1=-283.0kJ·mol-1
H2(g)+1/2O2(g)═H2O(l)ΔH2=-285.8kJ·mol-1
CH3OH(g)+3/2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=-764.6 kJ·mol-1
请写出CO与H2合成甲醇蒸汽的热化学方程式____________________
(2)一定条件下,在溶剂为VL的密闭容器中充入a molCO与2a molH2合成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如图所示.
①该反应在A点的平衡常数K=_________________(用a和V表示)
②下列能说明反应达到平衡状态的是_____
A.v(CO)=v(H2) B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变 D. c(CO)=c(H2)
③写出能增大v(CO)又能提高CO转化率的一项措施_____________________________
Ⅱ.某学习小组以SO2为原料,采用电化学方法制取硫酸。
(3)原电池原理:该小组设计的原理示意图如左下图,写出该电池负极的电极反应式______。
(4)电解原理:该小组用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液,然后电解该溶液制得了硫酸。原理如图,写出开始电解时阳极的电极反应式________________。
(5)已知25℃时由Na2SO3和NaHSO3形成的混合溶液恰好呈中性,则该混合溶液中各离子浓度的大小顺序为________________________________(已知25℃时,H2SO3的电离平衡常数Ka1=1×10-2,Ka2=1×10-7)
6、
I.如图所示为晶体A的结构,已知晶体A仅由一种元素X组成。X的一种单质可由金属镁与XY2气体加热反应获得。请回答下列问题:
(1)晶体A的名称为__________。
(2)晶体A中X原子的杂化方式为________。
(3)每个A原子参与形成______个6元环。
(4)将每个X原子视为一个球,若X原子的半径为R,1个晶胞中X原子的总体积为V,设一个晶胞的体积为V0,定义堆体积系数α=,则该晶体的堆积系数α=_____(保留1位有效数字,取
,π≈3)
(提示:图中箭头标记的两个原子是相切的,两个原子球心分别位于立方体晶胞顶点和立方体晶胞体对角线四等分点)
II.由分子光谱测得的断裂1个化学键所需的能量称为光谱解离能(D0),1个化学键包含的原子相互作用能称为平衡解离能(D1),两者的关系为
实验测得X-X键振动频率γ=2×1014Hz;
普朗克常数h=6×10-34J·s
阿伏伽德罗常数NA=6×1023mol-1
X为光谱常数。平衡解离能的计算式为;
由实验测得D1=6×10-19J;
用阿伏加德罗常数NA乘D0得到断裂1mol化学键所需的能量E,E称为键能:E=NAD0。
请回答下列问题:
(1)X-X键的键能为______kJ/mol。
(2)1mol晶体A中有_____molX-X键。
(3)原子化热的定义为:断裂lmol晶体中所有化学键需要吸收的热量。原子晶体的原子化热类似于离子晶体的晶格能,那么晶体A的原子化热为______kJ/mol。
7、(铬是造成水体重度污染的元素之一,水体除铬主要有还原沉淀法、离子交换法、光催化还原法等。
(1)还原沉淀法:向水体中加入FeSO4、CaSO3等将高毒性Cr(Ⅵ)还原为低毒性Cr(Ⅲ)再调节pH使Cr(Ⅲ)生成Cr(OH)3沉淀除去。
①Cr(Ⅵ)在水溶液中的存在形态分布如图1所示。向pH=1.5的含Cr(Ⅵ)污水中加入FeSO4,发生的主要反应的离子方程式为___。
②Cr(Ⅲ)在水溶液中的存在形态分布如图2所示。当pH>12时,铬去除率下降的原因可用离子方程式表示为___。
(2)离子交换法:用强碱性离子交换树脂(ROH)与含铬离子(CrO、HCrO
等)发生离子交换。如与CrO
的交换可表示为2ROH(s)+CrO
(aq)
R2CrO4(s)+2OH-(aq)。Cr(Ⅵ)去除率与pH关系如图3所示,当pH>4时,Cr(Ⅵ)去除率下降的原因是___。
(3)光催化还原法:可能的反应机理如图4所示,ZrO2纳米管为催化剂,在紫外光照射下,VB端光生空穴(h+)被牺牲剂甲醇(CH3OH)消耗。在紫外光照射下,甲醇还原Cr(Ⅵ)的过程可描述为___。
8、大气污染越来越成为人们关注的问题,烟气中的NOx必须脱除(即脱硝)后才能排放,脱硝的方法有多种。完成下列填空:
Ⅰ直接脱硝
(1)NO在催化剂作用下分解为氮气和氧气。在10 L密闭容器中,NO经直接脱硝反应时,其物质的量变化如图所示。则0~5min内氧气的平均反应速率为_______mol/(L·min)。
Ⅱ臭氧脱硝
(2)O3氧化NO结合水洗可完全转化为HNO3,此时O3与NO的物质的量之比为_____。
Ⅲ氨气脱硝
(3)实验室制取纯净的氨气,除了氯化铵外,还需要_______、_______(填写试剂名称)。不使用碳酸铵的原因是_______________________________(用化学方程式表示)。吸收氨气时,常使用防倒吸装置,下列装置不能达到此目的的是________。
NH3脱除烟气中NO的原理如下图:
(4)该脱硝原理中,NO最终转化为________(填化学式)和H2O。当消耗1mol NH3和0.25mol O2时,除去的NO在标准状况下的体积为______L。
9、废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。实验室利用废旧黄铜(Cu、Zn合金,含少量杂质Fe)制备胆矾晶体(CuSO4·5H2O)及副产物ZnO。制备流程图如下:
已知:Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似,Zn(OH)2能溶于NaOH溶液。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)。
| Fe3+ | Fe2+ | Zn2+ |
开始沉淀的pH | 1.1 | 5.8 | 5.9 |
沉淀完全的pH | 3.0 | 8.8 | 8.9 |
请回答下列问题:
(1)实验中的过滤操作所用到的玻璃仪器为____________________。
(2)加入ZnO调节pH=a的目的是____________________,a的范围是___________。
(3)由不溶物E生成溶液D的化学方程式为______________________________。
(4)由溶液D制胆矾晶体包含的主要操作步骤是___________,__________,过滤。
(5)若在滤液C中逐滴加入盐酸直到过量,则产生的现象是______________________________。
(6)若废旧黄铜的质量为a g,最终得到的胆矾晶体为b g,则该黄铜中铜元素的质量分数为_____________。
10、实验室用如图所示装置制备FeSO4溶液,再与等物质的量的(NH4)2SO4反应,制备补血剂硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]。
已知:硫酸亚铁铵晶体在空气中不易被氧化,易溶于水,不溶于乙醇。
(1)实验装置
盛装1 mol·L-1的H2SO4溶液的仪器名称是_______。图示装置中的加热方式是_______。
(2)尾气吸收
由于加入的铁粉不纯,反应过程中会产生少量PH3气体,故需使用封闭装置。用CuSO4溶液吸收PH3时会生成H3PO4和Cu,则该反应的化学方程式为_______。
(3)药品用量
将0.7 g铁粉、10mL1mol·L-1 H2SO4溶液加入烧瓶中反应。采取上述原料配比的主要原因是_______。
(4)制备FeSO4溶液
保持温度在70~80℃之间,至反应无明显气泡产生后,停止加热,过滤,称量残余固体质量。为避免在过滤时析出FeSO4晶体,可采取的措施是_______。
(5)制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O
向FeSO4溶液中加入一定质量的(NH4)2SO4固体,在70~80℃条件下溶解后,趁热倒入50 mL乙醇中,析出晶体。乙醇的作用为_______。
(6)产品检验
请补充完整测定产品中SO含量的实验方案:准确称取0.4 g样品,将样品溶于70 mL水中,_______(填字母)。
①滴加BaCl2溶液至沉淀完全
②过滤
③直至向洗涤液中滴加AgNO3溶液不再出现浑浊
④将沉淀移入坩埚,灼烧至恒重,记录数据
⑤加入2 mol·L-1的HCl溶液酸化
⑥洗涤沉淀
A.⑤①②⑥③④ B.①②⑤⑥③④
C.②①⑤⑥③④ D.⑤①③⑥②④
(7)已知酸性高锰酸钾溶液可与Fe2+发生氧化还原反应:MnO+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O。现称取4.476 g (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O产品(杂质只有FeSO4·7H2O)溶于稀硫酸中,然后用0.10 mol·L-1的高锰酸钾溶液滴定,达到终点时消耗了24.00 mL高锰酸钾溶液。
①滴定终点时的现象是_______。
②产品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的质量分数为_______(结果保留4位有效数字)。
11、大气污染物中的氮氧化物可用NaOH吸收,发生如下反应:
请计算:
(1)若33.6mL(标况下)氮氧化物(只含NO和)与
恰好完全反应,则
_______。
(2)若与
混合,能与
溶液恰好完全反应全部转变成
,则
_______(写出计算过程)
12、工业上可用NaNO2从含I-的卤水中提取单质碘。流程如下:
(1)酸性条件下,含I-的卤水发生如下反应:+I-+____→NO ↑+I2 +_____,补充完整方程式并配平:_______;当有0.75mol I-参与反应时,在标准状况下产生气体的体积是_______L。
(2)上述反应为什么不选用常见的氧化剂氯气,而选择价格并不便宜的NaNO2,可能原因是___。
(3)从第②步反应后的溶液中提纯I2涉及到的方法可以是____(选填编号)。
a.萃取 b.升华 c.纸层析 d.过滤
(4)在富集碘元素过程中,还使用了NaHSO3溶液。该物质既能水解又能电离,设计实验验证其水解程度和电离程度的相对大小___。
13、保险粉(Na2S2O4)可用作食品保鲜剂、纸浆、肥皂等的漂白剂。Na2S2O4易溶于水,难溶于乙醇。在碱性介质中较稳定,在空气中易被氧化。锌粉法制备Na2S2O4的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)实验室可用浓硫酸和亚硫酸钠反应制取SO2,并希望能控制反应速度,图中可选用的发生装置是___(填字母)。
(2)工业上常将锌块进行预处理得到锌粉—水悬浊液,其目的是___;步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为___。
(3)步骤Ⅱ中需选用的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒之外,还有___(填名称)。
(4)在步骤III中加入NaCl的作用是___,得到的Na2S2O4固体要用乙醇洗涤,其优点是___。
(5)铁氰化钾可用于分析检测保险粉。铁氰化钾K3[Fe(CN)6]是一种比较弱的氧化剂,其具有强氧化剂所没有的选择性氧化性,能将S2O氧化为SO
,[Fe(CN)6]3-还原为[Fe(CN)6]4-,该反应的离子方程式为___;取1.16gNa2S2O4样品溶于水,用0.4mol·L-1的K3[Fe(CN)6]标准液滴定至终点,消耗25.00mL。该样品中Na2S2O4的质量为___。