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、(1)比较结合e-能力的相对强弱:Cl2__________S(填“>”或“<”);用一个离子方程式说明Cl2和S结合e-能力的相对强弱_______。
(2)KCN 是离子化合物,各原子均满足8 电子稳定结构。写出 KCN的电子式______。
(3)在常压下,CBr4的沸点(190℃)比CCl4的沸点(76.8℃)高。主要原因是 ____ 。
3、K2SO4是制备K2CO3、KAl(SO4)2等钾盐的原料,可用于玻璃、染料、香料等工业,在医药上可用作缓泻剂,在农业上是主要的无氯钾肥。以下是用氨碱法从明矾石提取硫酸钾工艺流程图。明矾石主要成分为K2SO4•Al2(SO4)3•4Al(OH)3 ,通常含有少量SiO2、Fe2O3等。
回答题:
(1)用28%氨水(密度为0.898g/L)配制4%氨水(密度为0.981g/L)500mL,需28%氨水______mL,配制溶液时,应选用的仪器是______(选填序号)。
(a)20mL量筒 (b)100 mL量筒 (c)500 mL量筒 (d) 500 mL容量瓶
(2)填写下列操作名称:操作Ⅰ_________、操作Ⅱ_________、操作Ⅲ_________。
(3)硅渣主要成分是___________,(写化学式),脱硅后的固体为红泥,可用于_________。
(4)上述流程中可以循环使用的物质X是__________________。
(5)钾氮肥的主要成分是__________,请设计实验检验钾氮肥中(除K+以外)的阳离子:(写出所需试剂、实验步骤和结论)_________________;
(6)为了测定钾氮肥中钾的含量,在试样完全溶于水后,加入足量氯化钡溶液,得到白色沉淀a克,若要计算K2SO4的物质的量,还需要_____________数据,列出计算式:_____________________。
4、碳的化合物的转换在生产、生活中具有重要的应用,如航天员呼吸产生的CO2用Sabatier反应处理,实现空间站中O2的循环利用。
Sabatier反应:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g);
水电解反应:2H2O(1) 2H2(g) +O2(g)。
(1)将原料气按n(CO2):n(H2)=1:4置于密闭容器中发生Sabatier反应,测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。
①该反应的平衡常数K随温度降低而________(填“增大”或“减小”)。
②在密闭恒温(高于100℃)恒容装置中进行该反应,下列能说明达到平衡状态的是_____。
A.混合气体密度不再改变 B.混合气体压强不再改变
C.混合气体平均摩尔质量不再改变 D. n(CO2):n(H2)=1:2
③200℃达到平衡时体系的总压强为p,该反应平衡常数Kp的计算表达式为_______。(不必化简,用平衡分,压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(2)Sabatier反应在空间站运行时,下列措施能提高CO2转化率的是____(填标号)。
A.适当减压 B.合理控制反应器中气体的流速
C.反应器前段加热,后段冷却 D.提高原料气中CO2所占比例
(3)一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO2(g)+4H2(g)C(s)+2H2O(g)代替Sabatier反应。
①已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分别为-394kJ/mol、-242kJ/mol,Bosch反应的△H=_____kJ/mol。(生成焓指一定条件下由对应单质生成lmol化合物时的反应热)
②一定条件下Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是______________。若使用催化剂,则在较低温度下就能启动。
③Bosch反应的优点是_______________。
5、二硫化碳和二氧化碳中,__________更稳定,原因是 ______。
6、(1)已知Li、Na、K、Rb、Cs的熔、沸点呈下降趋势,而F2、Cl2、Br2、I2的熔点和沸点依次升高,分析升高变化的原因是_______。
(2)CN2H4是离子化合物且各原子均满足稳定结构,写出CN2H4的电子式_______
(3)已知金刚石中C-C键能小于C60中C-C键能,有同学据此认为C60的熔点高于金刚石,此说法不正确的理由_______。
7、(1)硫元素位于元素周期表第____列;硫元素原子核外有2个未成对电子,这2个电子所处亚层的符号是_______;硫、氯元素的原子均可形成与Ar原子电子层结构相同的简单离子,且硫离子的半径更大,请解释__________________。
(2)S8和P4的分子中都只有共价单键,若P4分子中有6个P-P键,则可推断S8分子有___个S-S键;已知:H-S键键能:339 kJ/mol;H-Se键键能:314 kJ/mol。以上键能数据能否比较S、Se非金属性的强弱______(选填“能”、“否”;下同);能否比较H2S、H2Se沸点的高低______。
(3)在25℃,Na2SO3溶液吸收SO2得到的NaHSO3溶液中c(SO32-)>c (H2SO3),据此判断NaHSO3溶液显___性。
(4)在25℃,Na2SO3溶液吸收SO2后,若溶液pH=7.2,则溶液中c(SO32-)=c (HSO3-);若溶液pH=7,则以下浓度关系正确的是(选填编号)___________。
a.c(Na+) = 2c(SO32-)+c(HSO3-)
b.c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+) = c(OH-)
c.c(Na+)+c(H+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)
(5)已知Na2SO3溶液中存在水解平衡:SO32-+H2OHSO3-+OH-,请用Na2SO3溶液和a试剂及必要的实验用品,设计简单实验,证明盐类的水解是一个吸热过程。a试剂是__________,操作和现象是__________________。
8、"碳达峰”“碳中和”是我国社会发展重大战略之一
I.中国首次实现了利用二氧化碳人工合成淀粉,其中最关键的一步是以CO2为原料制CH3OH.在某CO2催化加氢制CH3OH的反应体系中,发生的主要反应有:
①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41.1kJmo1-1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.0kJmo1-1
③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3=-48.9kJmo1-1
(1)5Mpa时,往某密闭容器中按投料比n(H2):n(CO2)=3:1充入H2和CO2反应达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
①图中Y代表___________(填化学式)。
②体系中CO2的物质的量分数受温度影响不大,原因是___________。
II.CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
①CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) K1
②CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) K2
请回答:
(2)反应CH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)的K=___________(用K1,K2表示)。
(3)恒压,750°C时,CH4和CO2按物质的量之比1:3投料,经如下流程可实现CO2高效转化。
①写出过程ii产生H2O(g)的化学方程式___________。
②过程ii的催化剂是___________,若CH4和CO2按物质的量之比1:1投料,则会导致过程ii___________。
③过程ii平衡后通入稀有气体He,测得一段时间内CO物质的量上升,根据过程iii,结合平衡移动原理,解释CO物质的量上升的原因___________。
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、新型电池在飞速发展的信息技术中发挥着越来越重要的作用。Li2FeSiO4是极具发展潜力的新型锂离子电池电极材料,在苹果的几款最新型的产品中已经有了一定程度的应用。其中一种制备Li2FeSiO4的方法为:固相法:2Li2SiO3+FeSO4Li2FeSiO4+Li2SO4+SiO2
某学习小组按如下实验流程制备Li2FeSiO4并测定所得产品中Li2FeSiO4的含量。
实验(一)制备流程:
实验(二)Li2FeSiO4含量测定:
从仪器B中取20.00mL溶液至锥形瓶中,另取0.2000mol·Lˉ1的酸性KMnO4标准溶液装入仪器C中,用氧化还原滴定法测定Fe2+含量。相关反应为:MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,杂质不与酸性KMnO4标准溶液反应。经4次滴定,每次消耗KMnO4溶液的体积如下:
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
消耗KMnO4溶液体积 | 20.00mL | 19.98mL | 21.38mL | 20.02mL |
(1)实验(二)中的仪器名称:仪器B__,仪器C__。
(2)制备Li2FeSiO4时必须在惰性气体氛围中进行,其原因是__。
(3)操作Ⅱ的步骤__,在操作Ⅰ时,所需用到的玻璃仪器中,除了普通漏斗、烧杯外,还需__。
(4)还原剂A可用SO2,写出该反应的离子方程式__,此时后续处理的主要目的是__。
(5)滴定终点时现象为__;根据滴定结果,可确定产品中Li2FeSiO4的质量分数为_。
11、某磁黄铁矿的主要成分是(S为-2价),既含有
又含有
。将一定量的该磁黄铁矿与100mL的盐酸恰好完全反应(注:矿石中其他成分不与盐酸反应),生成2.4g硫单质、0.425mol
和一定量
气体,且溶液中无
。计算:
(1)生成的气体在标准状况下的体积_______;
(2)_______。(写出计算过程)
12、(1)碳能与氢、氮、氧三种元素组成化合物CO(NH2)2,该物质易溶于水的主要原因是____。
(2)碳元素能形成多种无机物。
①CO32-的立体构型是________。
②MgCO3分解温度比CaCO3低的原因是___________。
(3)图①为嘌呤的结构,嘌呤中轨道之间的夹角∠1比∠2大,请解释原因:____________。
(4)图②为碳的一种同素异形体C60分子,每个C60分子中含有键的数目为________。
(5)图③为碳的另一种同素异形体一一金刚石的晶胞结构,其中原子坐标参数A为(0,0,0),B为(),C为(
);则D原子的坐标参数为________。
(6)副族元素Mn和元素Se形成的某化合物属于立方晶系,其晶胞结构如图①所示,其中(〇为Se,●为Mn),则Se的配位数为____,Mn和Se的摩尔质量分别为M1 g/mol、M2 g/mol,该晶体的密度为g/cm3,则Mn-Se键的键长为_____nm(写表达式即可)。
(7)KI的晶胞结构如图⑤所示,已知其晶体的密度为g/cm3,K和I的摩尔质量分别为Mk g・mol-1和MI g・mol-1,原子半径分别为rk pm和rI pm,阿伏加德罗常数的值为NA,则KI晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为______(写表达式即可)。
13、钴的氧化物常用于制取催化剂和颜料等。以钴渣(要成分是CoO、Co2O3、含少量Ni、Al2O3等杂质)为原料可支取钴的氧化物的流程如图(部分产物和条件省略)。
已知:①Co2+和Co3+均易与NH3形成配合物;
②氧化性:Co2O3>O2>Cl2;
③部分金属离子沉淀的pH如下表(开始沉淀的pH按离子浓度为1.00mol/L计算):
金属离子 | Fe3+ | Fe2+ | Al3+ | Co2+ |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.3 | 3.0 | 6.4 |
沉淀完全的pH | 2.8 | 8.3 | 5.0 | 9.2 |
回答下列问题:
(1)酸浸:将稀硫酸加入到一定量的钴渣中,再向悬浊液中通入SO2,写出Co2O3发生反应的离子方程式___________。
(2)除铝:得到固体的主要成分是___________。(填化学式)
(3)除镍:向除铝的滤液中,加入某有机萃取剂(HX),通过萃取、反萃取可以除去Ni2+,并且得到NiSO4溶液。已知Ni2+被萃取原理可表示为:Ni2+(水层)+2HA(有机层)Ni(A)2(有机层)+2H+(水层),反萃取的目的是将有机相Ni2+转移到水层。使Ni2+尽可能多地发生上述转移,简述反萃取的实验操作___________。
(4)沉钻:向除杂后的溶液中加入NaHCO3溶液,水浴加热至50°C左右,反应生成CoCO3沉淀。若改用NH4HCO3作沉淀剂,CoCO3的沉淀率明显降低,原因是___________。
(5)热分解:在纯氧中加热分解CoCO3,测得加热升温过程中固体的质量变化如图所示。加热分解CoCO3制备CoO需要控制的温度为___________(写出计算推理过程)。
(6)从环保角度考虑,以含钴废料(主要成分为CO2O3,含少量Fe2O3、Al2O3)先制备CoCO3,再进一步制备CoO的实验方案为___________。(可选试剂:1.000molL-1H2O2溶液,l.000molL-1HCl,l.000molL-1H2SO4,溶液,0.1000molL-1NaOH溶液,1.000molL-1NaHCO3溶液)