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、2019年国际非政府组织“全球碳计划”12月4日发布报告:研究显示,全球二氧化碳排放量增速趋于缓。CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。
(1)一种途径是将CO2转化为成为有机物实现碳循环。如:
C2H4 (g) + H2O (l) = C2H5OH (l) ΔH=-44.2 kJ·mol-1
2CO2(g) + 2H2O (l) =C2H4 (g) +3O2(g) ΔH=+1411.0 kJ·mol-1
2CO2(g) + 3H2O (l) = C2H5OH (l) + 3O2(g) ΔH=___________
(2)CO2甲烷化反应是由法国化学家Paul Sabatier 提出的,因此,该反应又叫Sabatier反应。CO2催化氢化制甲烷的研究过程:
①上述过程中,产生H2反应的化学方程式为:___________________________________。
②HCOOH是CO2转化为CH4的中间体:CO2 HCOOH
CH4。当镍粉用量增加10倍后,甲酸的产量迅速减少,当增加镍粉的用量时,CO2镍催化氢化制甲烷的两步反应中反应速率增加较大的一步是_______________(填I或II)
(3)CO2经催化加氢可以生成低碳烃,主要有两个竞争反应:
反应I:CO2(g) + 4H2 (g)CH4 (g) +2H2O(g)
反应II:2CO2(g) + 6H2 (g)C2H4 (g) +4H2O(g)
在1L密闭容器中冲入1molCO2和4molH2,测得平衡时有关物质的物质的量随温度变化如图所示。T1℃时,CO2的转化率为_________。T1℃时,反应I的平衡常数K=_______。
(4)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为2CO2(g) + 6H2 (g)C2H5OH (g) +4H2O(g) ΔH,m代表起始时的投料比,即m=
.
①图1中投料比相同,温度T3>T2>T1,则ΔH_____(填“>”或“<”)0.
②m=3时,该反应达到平衡状态后p(总)=20ɑ MPa ,恒压条件下各物质的物质的量分数与温度的关系如图2.则曲线b代表的物质为_______(填化学式)
3、已知固体Na2SO3受热分解生成两种正盐,实验流程和结果如下:
已知:气体Y是一种纯净物,在标准状况下密度为1.518g•L﹣1.请回答下列问题:
(1)气体Y的电子式为_____。
(2)实验流程中,Na2SO3受热分解的化学方程式为_____。
(3)另取固体X试样和Na2SO3混合,加适量蒸馏水溶解,再加入稀盐酸,立即有淡黄色沉淀产生。则产生淡黄色沉淀的离子方程式为_____(不考虑空气的影响)。
(4)Na2SO3长期露置在空气中,会被氧化成Na2SO4,检验Na2SO3是否变质的实验操作是_____。
(5)某研究性学习小组通过图所示装置,利用电化学方法处理上述流程中产生的气体Y.基本工艺是将气体Y通入FeCl3,待充分反应后过滤,将所得滤液加入电解槽中进行电解,电解后的滤液可以循环利用。则与a相连的电极反应式为_____。
4、工业上常用合成气(主要成分为CO、H2及少量CO2、H2O)制备甲醇,然后再利用甲醇合成其它化工产品,部分合成原理如下图所示:
回答下列问题:
(1)反应2为副反应,为了减少该副反应的发生,提高反应1的选择性,要优先考虑_______,已知298K时,由稳定态单质生成1mol化合物的焓变叫该物质在此温度下的标准生成焓()。下表为几种物质的标准生成焓,反应2的ΔH=_______kJ·mol-1
物质 | CO2(g) | CO(g) | H2O(g) |
| -394 | -111 | -242 |
(2)500K温度下,在2L的刚性容器中充入4molCO和8molH2制备二甲醚(忽略反应2的发生),4min达到平衡,平衡时CO的转化率为80%,且2c(CH3OH)=c(CH3OCH3)。
①从开始到平衡,反应1的v(H2)=_______mol·L-1·min-1。
②反应4中甲醇的转化率为_______,反应1的平衡常数Kc=_______。
(3)在T2K、1.0×104kPa下,等物质的量的CO与CH3OH混合气体只发生反应3。反应速率v正-v逆=k正·p(CO)·p(CH3OH)-k逆·p(CH3COOH),k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数,p为气体的分压(气体分压p=气体总压p总×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数Kp=4.5×10-5,当CO的转化率为20%时,=________。
(4)对于反应2(不考虑其他反应),若CO和CO2的浓度随时间发生变化的曲线如图所示。则t2时刻改变的条件可能是_______(任写一种),若t4时刻通过改变容积的方法将压强增大为原来的2倍,在图中t4~t5区间内画出CO、CO2浓度变化曲线,并标明物质_________(假设各物质状态均保持不变)。
5、化工生产中可用CO2和H2在一定条件下制得烯烃。下图是由煤焦油、CO2和H2合成橡胶和TNT的路线:
请回答下列问题:
(1)工业上煤通过________制取煤焦油。
(2)反应①的反应类型为____________;反应③的反应条件为____________。
(3)烯烃B的名称为________________;E的结构简式为_______________。
(4)D与足量H2在一定条件下反应生成F,F的一氯代物共有_____种。
(5)请写出以CH3COOH、为原料合成化工产品
的路线流程图(无机试剂任选)(提示:卤代苯中苯环上的卤原子很难被取代)。
__________合成路线流程图示例如下:
6、【选做-选修3: 物质结构与性质】硒化锌是一种半导体材料,回答下列问题。
(1)锌在周期表中的位置_______;Se 基态原子价电子排布图为______。元素锌、硫和硒第一电离能较大的是________(填元素符号)。
(2)Na2SeO3分子中Se原子的杂化类型为_______;H2SeO4 的 酸性比H2SeO3 强,原因是_______。
(3)气态SeO3分子的立体构型为_______;下列与SeO3互为等电子体的有__(填序号)。
A.CO32- B.NO3- C.NCl3 D.SO32-
(4)硒化锌的晶胞结构如图所示,图中X和Y点所堆积的原子均为______(填元素符号);该晶胞中硒原子所处空隙类型为_____(填“立方体”、“正四面体”或正八面体”);若该品晶胞密度为ρg/cm3,硒化锌的摩尔质量为Mg/mol。用NA代表阿伏加德罗常数的数值,则晶胞参数a为_______nm。
7、烯烃在化工生产过程中有重要意义。下面是以烯烃A为原料合成粘合剂M的路线图。
回答下列问题:
(1)下列关于路线图中的有机物或转化关系的说法正确的是_______(填字母)。
A.A能发生加成、氧化、缩聚等反应
B.B的结构简式为CH2ClCHClCH3
C.C的分子式为C4H5O3
D.M的单体是CH2=CHCOOCH3和CH2=CHCONH2
(2)A中所含官能团的名称是_______,反应①的反应类型为_________。
(3)设计步骤③⑤的目的是_________, C的名称为________。
(4)C和D生成粘合剂M的化学方程式为____________。
(5)满足下列条件的C的同分异构体共有__种(不含立体异构),写出其中核磁共振氢谱有3组峰的同分异构体的结构简式:_____________。
①能发生银镜反应 ② 酸、碱性条件下都能水解 ③ 不含环状结构
(6)结合信息,以CH3CH=CHCH2OH为原料(无机试剂任选),设计制备CH3CH=CHCOOH的合成路线。合成路线流程图示例如下:_____________
8、雾霾天气严重影响人们的生活和健康。其中首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5,其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此改善能源结构、机动车限号等措施能有效减少PM2.5、SO2、NOx等污染。
请回答下列问题:
(1)将一定量的某利M2.5样品用蒸馏水溶解制成待测试样(忽略OH-)。常温下测得该训试样的组成及其浓度如下表:根据表中数据判断该试样的pH=___________。
(2)汽车尾气中NOx和CO的生成: ①已知汽缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H>0恒温,恒容密闭容器中,下列说法中,能说明该反应达到化学平衡状态的是____。
A.混合气体的密度不再变化
B.混合气体的压强不再变化
C.N2、O2、NO的物质的量之比为1∶1∶2
D.氧气的转化率不再变化
(3)为减少SO2的排放,常采取的措施有:
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(g) △H=-241.8kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) △H=-110.5kJ·mol-1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式:_____________。
②洗涤含SO2的烟气。下列可作为洗涤含SO2的烟气的洗涤剂的是 ___________。
A.浓氨水 B.碳酸氢钠饱和溶液 C.FeCl2饱和溶液 D.酸性CaCl2饱和溶液
(4)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究性小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。若不使用CO,温度超过775K,发现NO的分解率降低,其可能的原因为______,在n(NO)/n(CO)=1的条件下,为更好的除去NOx物质,应控制的最佳温度在_____K左右。
(5)车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。活性炭可处理大气污染物NO。在5L密闭容器中加入NO和活性炭(假设无杂质),一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1℃ 和T2℃时,测得各物质平衡时物质的量(n/mol)如下表:
①写出NO与活性炭反应的化学方程式_____,②若T1<T2,则该反应的△H______O (填”>”、“<”或“=”)。
③上述反应T1℃时达到化学平衡后再通入0.1molNO气体,则达到新化学平衡时NO的转化率为__________。
9、研究人员将Cu与Cu2O的混合物ag,用足量的稀H2SO4充分反应后,剩余固体质量为bg。
已知:Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O
(1)混合物中n(Cu2O)=________mol(用含a、b的最简式表示)
(2)若将ag混合物在空气中加热生成CuO,则m(CuO)=_______g(用含a、b的最简式表示)
10、常用调味剂花椒油是一种从花椒籽中提取的水蒸气挥发性香精油,溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。利用如图所示装置处理花椒籽粉,经分离提纯得到花椒油。
实验步骤:
(一)在A装置中的圆底烧瓶中装入容积的水,加1~2粒沸石。同时,在B中的圆底烧瓶中加入20g花椒籽粉和50mL水。
(二)加热A装置中的圆底烧瓶,当有大量蒸气产生时关闭弹簧夹,进行蒸馏。
(三)向馏出液中加入食盐至饱和,再用15mL乙醚萃取2次,将两次萃取的醚层合并,加入少量无水Na2SO4;将液体倾倒入蒸馏烧瓶中,蒸馏得花椒油。
(1)装置A中玻璃管的作用是_______。装置B中圆底烧瓶倾斜的目的是 ________。
(2)步骤(二)中,当观察到_______现象时,可停止蒸馏。蒸馏结束时,下列操作的顺序为_______(填标号)。
①停止加热②打开弹簧夹③关闭冷凝水
(3)在馏出液中加入食盐的作用是__ ;加入无水Na2SO4的作用是_______。
(4)实验结束后,用稀NaOH溶液清洗冷凝管,反应的化学方程式为_________。(残留物以表示)
(5)为测定花椒油中油脂的含量,取20.00mL花椒油溶于乙醇中,加80.00mL0.5mol/LNaOH的乙醇溶液,搅拌,充分反应,加水配成200mL溶液。取25.00mL加入酚酞,用0.1moI/L盐酸进行滴定,滴定终点消耗盐酸20.00mL。则该花椒油中含有油脂_______ g/L。
(以计,式量:884)。
11、已知某加碘盐(含的食盐)中含碘量为
。现有1000kg该加碘盐,计算:
(1)该加碘食盐中至少含碘_______mol
(2)若用与
反应制
,标准状况至少需要消耗
_______L(写出计算过程)。
12、光气(COC12)在工业上具有重要的用途。
(1)相关的化学键键能数据如下
化学键 | Cl-Cl | C-Cl | C | C=O |
E/(kJ·mol-1) | 243 | 330 | 1076 | 765 |
写出工业上采用高温活性炭催化CO与Cl2合成COCl2(g)的热化学反应方程式___________。
(2)在密闭体系中,充入体积比1:1的CO和Cl2和适量的活性炭,发生反应,实验测得反应平衡体系中COCl2的体积分数与压强P和温度T的关系曲线如图所示:
①有利于提高光气(COCl2)平衡产率的反应条件是___________。
②图中A点和C点化学平衡常数的大小关系:KA___________KC(填“大于”,“小于”或“等于”)理由是___________。若用压强平衡常数Kp表示,计算B点对应的Kp=___________(用含p6的式子表示)(Kp为压强平衡常数,用平衡分压代替平衡浓度计算,气体平衡分压=总压x气体体积分数)
(3)已知可以从实验中获得反应速率方程,用来推测反应机理决速步中的活化络合物。其方法为:活化络合物分子中含有的原子种类与数目等于反应速率方程的表达式中分子项的原子数目减去分母项的原子数目。例如:以H2+Cl2=2HCl的历程为例,其反应速率方程为:
v= k(Cl2)c(H2) ,可推测反应决速步中活化络合物的可能存在形式为ClH2或H2Cl或者H2+Cl。
Cl2=2Cl 反应I
Cl+CO=COCl 反应II
COCl+Cl2=COCl2+Cl 反应III
①该反应的活化络合物应为___________。
②CO与Cl2合成COCl2的决速步为___________(“反应I”,“反应II”或“反应III”)
13、某小组查阅有关资料后,在实验室中利用Cr2O3和CCl4反应制备无水CrCl3,并收集该反应产生的光气(COCl2),实验装置如图所示(夹持、加热及部分冷却装置已省略)。
实验步骤如下:
Ⅰ.检查完装置气密性后,按照图示装入药品,打开K1、K2、K3,通入氮气;
Ⅱ.一段时间后,关闭K3,将装置B加热到预定温度,再将装置A在85°C下进行水浴加热;
Ⅲ.待装置B中反应结束后,装置A、B停止加热;一段时间后,停止通入氮气;
Ⅳ.将装置C在30°C下进行加热,得到产物光气;
Ⅴ.实验结束后,称量装置B中剩余固体质量为28.4 g。
已知:
i.光气能溶于CCl4,易与水发生反应生成CO2和HCl。
ii.有关物质的熔沸点如下表:
化学式 | Cr2O3 | CrCl3 | CCl4 | COCl2 |
熔点/°C | 1435 | 1152 | -23 | -118 |
沸点/°C | 4000 | 1300 | 76 | 8.2 |
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为__________;仪器d中盛有无水CaCl2固体,其作用为___________,若无仪器d和后续装置,仪器b的上管口可能出现的现象为_________________。
(2)通入N2除起到将装置内空气排出外,还具有的作用为___________(至少写一条)。
(3)步骤Ⅳ中,将光气分离出的操作名称为______________;加热方式为________________;加热时K1、K2、K3的状态为_____________________。
(4)仪器b和仪器c均为冷凝管,但在实验中不能互换位置,原因为___________________。
(5)B中得到产品的化学方程式为_____________________________。
(6)本实验中CrCl3的产率为__________。