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、碳、镁、镍在工业生产和科研领域有广泛用途。请回答下列问题:
(1)基态碳原子中,能量最高的电子所占用的能级符号为_________;该能级中原子轨道的电子云形状为______________________。
(2)从石墨中可剥离出由单层碳原子构成的石墨烯,石墨烯中碳原子和共价键的数目之比为________。
(3)Mg2+能形成多种配合物和配离子,如Na4[Mg(PO3)4]、Mg[EDTA]2- EDTA的结构简式为()等。
①PO3-的立体构型为____________,其中心原子的杂化轨道类型为__________,其中杂化轨道的作用为__________________________。
②是常用的分析试剂。其中位于同周期的三种基态原子第一电离能由小到大的顺序为________________(用元素符号表示);这三种元素形成的一种离子与CS2互为等电子体,该离子符号为_____________。
(4)晶体镁的堆积模型为____________;其中镁原子的配位数为______________。
(5)碳、镁、镍形成的某晶体的晶胞结构如图所示。若晶体密度为ρg·cm-1,阿伏伽德罗常数的值为NA,则晶胞参数a=___________pm(用代数式表示)。
3、回答下列问题
(1)已知金刚石的莫氏硬度为10,石墨的莫氏硬度为,从晶体结构的角度解释金刚石硬度很大,石墨很软的原因__________。
(2)在相同温度时,酸性条件下都能被
氧化,通过控制溶液中
探究同浓度的
还原性强弱,预测同浓度的
被
氧化需要的
最小的是________,试从离子结构角度解释
的还原性逐渐增强的原因________。
4、环戊烯是生产精细化工产品的重要中间体,其制备涉及的反应如下:
回答下列问题:
(l)反应的△H= _________ kJ/mol 。
(2)解聚反应在刚性容器中进行。
①其他条件不变,有利于提高双环戊二烯平衡转化率的条件是 ____ (填标号).
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强
②实际生产中常通入水蒸气以降低双环戊二烯的沸点。某温度下,通入总压为l00kPa的双环戊二烯和水蒸气,达到平衡后总压为160kPa,双环戊二烯的转化率为8 0%,则 pH2O=___kpa,平衡常数Kp=______kPa (Kp为以分压表示的平衡常数)
(3) 一定条件下,将环戊二烯溶于有机溶剂中进行氢化反应,反应过程中保持氢气压力不变,测得环戊烯和环戊烷的产率(以环戊二烯为原料计)随时间变化如下图所示。
①将环戊二烯溶于有机溶剂中可减少二聚反应的发生,原因是____,
②最佳的反应时间为__h。活化能较大的是__(填“氢化反应”或“副反应”)。
(4)已知氢化反应平衡常数为1.6 × 1012,副反应的平衡常数为2.0×10l2。在恒温恒容下,环戊二烯与氢气按物质的量之比为1:1进行反应,则环戊二烯的含量随时间变化趋势是____(不考虑环戊二烯的二聚反应)。
5、目前工业合成氨的原理是N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-93.0kJ/mol
(1)已知一定条件下:2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g) △H=-+1530.0kJ/mol。则氢气燃烧热的热化学方程式为_________________。
(2)如下图,在恒温恒容装置中进行合成氨反应。
①表示N2浓度变化的曲线是_________。
②前25min内,用H2浓度变化表示的化学反应速率是_____________。
③在25min末刚好平衡,则平衡常数K=___________。
(3)在恒温恒压装置中进行工业合成氨反应,下列说法正确的是_______________。
A.气体体积不再变化,则已平衡
B.气体密度不再变化,尚未平衡
C.平衡后,往装置中通入一定量Ar,压强不变,平衡不移动
D.平衡后,压缩容器,生成更多NH3
(4)电厂烟气脱氮的主反应为:4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) △H<0
副反应为:2NH3(g)+8NO(g)=5N2O(g)+3H2O(g) △H>0
平衡混合气中N2与N2O含量与温度的关系如下图所示。
请回答:在400~600K时,平衡混合气中N2含量随温度的变化规律是______,导致这种规律的原因是_________(任答合理的一条原因)。
(5)直接供氨式燃料电池是以NaOH溶液为电解质溶液,电池反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O。则负极电极反应式为_______________。
6、硫单质及其化合物在化工生产、污水处理等领域应用广泛。
(1)煤制得的化工原料气中含有羰基硫(O=C=S),该物质可转化为H2S,主要反应如下:
ⅰ.水解反应:COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H1
ⅱ.氢解反应:COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H2
已知反应中相关的化学键键能数据如下表:
化学键 | H-H | C=O(COS) | C=S | H-S | |
E/kJ·mol-1 | 436 | 745 | 580 | 339 | 1076 |
①恒温恒压下,密闭容器中发生反应i。下列事实能说明反应i达到平衡状态的是_______。 (填标号)
a.容器的体积不再改变
b.化学平衡常数不再改变
c.混合气体的密度不再改变
d.形成1molH—O键,同时形成1molH—S键
②一定条件下,密闭容器中发生反应i,其中COS(g)的平衡转化率()与温度(T)的关系如图所示。则A、B、C三点对应的状态中,v(COS)=v(H2S)的是____________。(填标号)
③反应ii的正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图所示,其中表示逆反应的平衡常数(K逆)的是__________(填“A”或“B”)。T1℃时,向容积为10 L的恒容密闭容器中充入2 mol COS(g)和1 mol H2(g),发生反应ii,COS的平衡转化率为_____________。
(2)过二硫酸是一种强氧化性酸,其结构式为
①在Ag+催化作用下,S2O82-能与Mn2+在水溶液中发生反应生成SO42-和MnO4-,该反应的离子方程式为_____________________________。
②工业上可用惰性电极电解硫酸和硫酸铵混合溶液的方法制备过二硫酸铵。总反应的离子方程式为________________________________。
(3)NaHS可用于污水处理的沉淀剂。已知:25℃时,反应Hg2+(aq)+HS-(aq) HgS(s)+H+(aq)的平衡常数K=1.75×1038,H2S的电离平衡常数Ka1=1.0×10-7,Ka2=7.0×10-15。
①NaHS的电子式为____________________。
②Ksp(HgS)=_____________________。
7、研究表明,在CuZnO2催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO,反应的热化学方程式如下:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1 平衡常数K1 反应Ⅰ
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2 =+41.2kJ•mol-1 平衡常数K2 反应Ⅱ
(1)一定条件下,将n(CO2): n(H2)=1:1的混合气体充入绝热恒容密闭容器中发生反应。下列事实可以说明反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)已达到平衡的是_______
A 容器内气体密度保持不变 B CO2体积分数保持不变
C 该反应的平衡常数保持不变 D 混合气体的平均相对分子质量不变
(2)研究证实,CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应的电极反应式是___________________。
(3)反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K3=____________(用K1和K2表示)。
(4)在恒压密闭容器中,由CO2和H2进行反应I合成甲醇,在其它条件不变的情况下,探究温度对化学平衡的影响,实验结果如图。
①△H1_________0(填“>”、“<”或“=”)
②有利于提高CO2平衡转化率的措施有___________(填标号)。
A.降低反应温度
B.投料比不变,增加反应物的物质的量
C.增大CO2和H2的初始投料比
D.混合气体中掺入一定量惰性气体(不参与反应)
(5)在T1温度时,将1.00molCO2和3.00molH2充入体积为1.00L的恒容密闭容器中,容器起始压强为P0,仅进行反应I。
①充分反应达到平衡后,若CO2转化率为a,则容器的压强与起始压强之比为________(用a表示)。
②若经过3h反应达到平衡,平衡后,混合气体物质的量为3.00mol,则该过程中H2的平均反应速率为____________(保留三位有效数字);平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示,即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数。写出上述反应压力平衡常数KP为____________(用P0表示,并化简)。
8、人体内尿酸(HUr)含量偏高,关节滑液中产生尿酸钠晶体(NaUr)会引发痛风,NaUr(s)⇌Na+(aq)+Ur﹣(aq)△H>0.某课题组配制“模拟关节滑液”进行研究,回答下列问题:
已知:①37℃时,Ka(HUr)=4×10﹣6,Kw=2.4×10﹣14,Ksp(NaUr)=6.4×10﹣5
②37℃时,模拟关节滑液pH=7.4,c(Ur﹣)=4.6×10﹣4mol•L﹣1
(1)尿酸电离方程式为_____。
(2)Kh为盐的水解常数,37℃时,Kh(Ur﹣)=_____。
(3)37℃时,向HUr溶液中加入NaOH溶液配制“模拟关节滑液”,溶液中c(Na+)_____c(Ur﹣)(填“>”、“<”或“=”,下同)。
(4)37℃时,向模拟关节滑液中加入NaCl(s)至c(Na+)=0.2mol•L﹣1时,通过计算判断是否有NaUr晶体析出,请写出判断过程_____。
(5)对于尿酸偏高的人群,下列建议正确的是_____。
a.加强锻炼,注意关节保暖
b.多饮酒,利用乙醇杀菌消毒
c.多喝水,饮食宜多盐、多脂
d.减少摄入易代谢出尿酸的食物
9、(1)已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数:
弱酸化学式 | HSCN | CH3COOH | HCN | H2CO3 |
电离平衡常数 | 1.3×10-1 | 1.8×10-5 | 4.9×10-10 | K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 |
① 同温度下,等pH值的a. NaHCO3、b. NaCN、c.Na2CO3溶液的物质的量浓度由大到小的顺序为__________(填序号)。
② 25 ℃时,将20mL 0.1mol/LCH3COOH溶液和20mL0.1mol/LHSCN溶液分别与20ml0.1mol/L NaHCO3溶液混合,实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)的变化如图所示:
反应初始阶段两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是:________反应结束后所得两溶液中,c(SCN-)________c(CH3COO-)(填“> ”、“< ”或“= ”)
③ 若保持温度不变,在醋酸溶液中加入一定量氨气,下列量会变小的是______(填序号)。
a.c(CH3COO-) b.c(H+) c.Kw d.醋酸电离平衡常数
(2)煤燃烧产生的烟气也含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。己知:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867.0kJ mol-1
2NO2(g)N2O4(g) △H=-56.9kJ mol-1
H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0kJ mol-1
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式_________
(3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50mL 2mol/L的氯化铜溶液的装置示意图:请回答下列问题:
①甲烷燃料电池的负极反应式是____________
② 当A中消耗0.15mol氧气时.B 中____极增重_______g。
10、亚硝酰氯(NOCl)是一种红褐色液体或黄色气体,其熔点为-64.5℃,沸点为-5.5℃,遇水易水解。它是有机合成中的重要试剂,可由NO与Cl2在常温常压下合成。
实验1:利用下图所示装置制备NO和Cl2。
(1)利用图1制备Cl2,烧瓶中反应的化学方程式为_______。
(2)利用图2制备NO,检验图2装置气密性的具体操作为_______。
实验2:利用图3装置制备NOCl。
(3)实验开始,需先打开_______,当_______时,再打开_______,当烧瓶中有一定量液体生成时,停止实验。
(4)图3中发生反应的化学方程式为_______。A中装有碱石灰,其作用是_______。
实验3:测定NOCl的纯度。
已知下列物质在常温下的颜色及Ksp
化学式 | AgCl | AgBr | Ag2S | Ag2CrO4 |
颜色 | 白色 | 浅黄色 | 黑色 | 砖红色 |
Ksp | 1.56×10-10 | 5.4×10-13 | 2.0×10-48 | 1×10-12 |
(5)取所得液体mg溶于水,配制成250mL溶液;取出25.00mL样品溶于锥形瓶中,用cmol·L-1的AgNO3标准溶液滴定至终点,应加入的指示剂是_______(填序号)。
A. KBr B. KI C. K2S D. K2CrO4
消耗标准溶液的体积为20. 00 mL,滴定终点的现象是_______,亚硝酰氯(NOCl)的质量分数为_______。
11、含氮化合物在化学工业中有着重要的应用,回答下列问题:
(1)由N2O和NO反应生成N2和NO2的能量变化(表示生成1molN2的能量变化)如图所示,该反应的热化学方程式为______________________。
(2)一定条件下,硝酸铵加热分解得到的产物只有N2O和H2O。250℃时,硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡,该分解反应的平衡常数表达式为K=___________;若有1mol硝酸铵完全分解,则转移电子的数目为___________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(3)硝基苯甲酸乙酯在碱性条件下发生反应:O2NC6H4COOC2H5+OH-O2NC6H4COO-+C2H5OH。两种反应物的初始浓度均为0.80mol·L-1,T℃时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示。
t/s | 0 | 60 | 90 | 120 | 160 | 260 | 300 | 360 | 400 |
a/% | 0 | 33.0 | 41.8 | 48.8 | 58.0 | 69.0 | 70.4 | 71.0 | 71.0 |
①该反应在60~90s与90~120s内的平均反应速率分别约为___________,___________;比较两者大小可得出的结论是______________________。
②计算T℃时该反应的平衡常数为______________________。
③为提高O2NC6H4COOC2H5的平衡转化率,除可适当控制反应温度外,还可以采取的措施为______________________(写出一条即可)。
12、以水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、FeO、Al2O3、MgO等)为原料制备草酸钴的流程如图,回答下列问题:
(1)溶液1的成分为___,写出碱浸过程的离子反应方程式___。
(2)酸浸过程涉及两个氧化还原反应,其中一个反应是Co2O3与盐酸反应,其反应现象是___,另一个反应具有3种反应物,试写出其离子方程式___。
(3)固体1的成分为___,常温下,pH=a时溶液中离子沉淀完全(假定其离子浓度等于1×10-5mol/L),则所得固体1的Ksp=___;请指出常温下用NaF沉镁而不是用调pH的方法除镁的可能原因___[Ksp[Co(OH)2]=6.31×10-15、Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11、Ksp(MgF2)=7×10-11]。
(4)草酸钴在氧气氛围中热重分析如表:(失重率=;W1、W2为起始点、终点的固体质量)
序号 | 温度范围/℃ | 热分解步骤 | 失重率% | |
实际 | 理论 | |||
1 | 150~210 | CoC2O4•2H2O=CoC2O4+2H2O | 19.10 | 19.67 |
2 | 290~320 | 46.34 | 45.35 | |
3 | 890~920 | 3.81 | 6.6 |
加热到290~320℃和890~920℃时的化学方程式分别为:___、___。
(5)钴酸锂电池广泛应用于各种手提电脑电源,工作原理如图所示,电池反应式为LixC6+Li1-xCoO26C+LiCoO2。
电脑工作时,电源放电,锂离子由LixC6材料区通过隔膜到达Li1-xCoO2材料区,请分别写出正极、负极电极反应方程式___,___。
13、二氧化钛(TiO2)可用作颜料、催化剂和食品添加剂等。实验室以假金红石(主要成分Fe2Ti3O9,含有少量MgO、SiO2杂质)为原料制备TiO2的一种工艺流程如图所示。
回答下列问题:
(1)“粉碎”的目的为_______。
(2)Fe2Ti3O9中Ti为+4价,若石油焦记作碳单质,则“煅烧”反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。
(3)MgCl2的电子式为_______。
(4)甲苯可作为流程中“萃取”工序的萃取剂的原因为_______。
(5)实验室进行“蒸馏”操作时,所需主要玻璃仪器有酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、锥形瓶、牛角管和_______。从SiCl4的有机液中提取出的溶剂可返回_______工序循环利用。
(6)“水解”反应的化学方程式为_______;“水解”反应后,过滤、洗涤得TiO2·xH2O,其中检验TiO2·xH2O已洗涤干净的方法为_______。