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、通过“CO2→合成气→高附加值产品”的工艺路线,可有效实现CO2的资源化利用。CO2加氢制合成气(CO、H2)时发生下列反应:
I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41kJ·mol-1
II.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H2
III.CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) △H3=+247kJ·mol-1
(1)据此计算△H2=____;反应III能自发进行的原因为____。
(2)在压强为p0的恒压密闭容器中,按一定物质的量之比充入H2(g)和CO2(g)发生反应,平衡体系中气体的物质的量分数随温度变化如图1所示:
①CH4(g)的物质的量分数随着温度升高而降低的原因为____。
②T1℃时,反应II的压强平衡常数Kp=____(用含p0的代数式表示)。
(3)结合具体催化剂,探讨反应路径的研究表明:将钙循环(CaO和CaCO3相互转换)引入上述反应体系具有诸多优势。
①钙循环使反应I分为以下两个步骤进行,请写出步骤2的化学方程式。
步骤1.CO2(g)的捕获:CO2+CaO=CaCO3;
步骤2.CaO的再生:____。
②将钙循环引入该反应体系时,对反应I的影响可能为____(填选项字母)。
A.提高反应速率 B.增大平衡常数 C.提高选择性 D.增大反应活化能
(4)电催化还原CO2的方法具有催化效率更高、反应条件更温和的优点,CO2在Au纳米颗粒表面电还原的进程如图2所示。据此判断该过程的决速步骤为____(填“a”、“b”或“c”),电催化还原CO2的电极反应式为____。
3、研究CO、CO2的应用具有重要的意义。
(1)CO可用于炼铁,已知:
Fe2O3(s)+ 3C(s)=2Fe(s)+ 3CO(g) ΔH 1=+489.0 kJ·mol-1
C(s) +CO2(g)=2CO(g) ΔH 2 =+172.5 kJ·mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为 。
(2)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种温度下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ;
测得CH3OH的物质的量随时间的变化图:
①由图判断该反应ΔH 0,曲线I、II对应的平衡常数KI KII(填“>”或“=”或“<”)。
②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则c的取值范围为 。
③一定温度下,此反应在恒容密闭容器中进行,能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 。
a.容器中压强不变 b.H2的体积分数不变
c.c(H2)=3c(CH3OH) d.容器中密度不变
e.2个C=O断裂的同时有3个C-H形成
(3)将燃煤废气中的CO转化为二甲醚的反应原理为:
2CO(g) + 4H2(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)。二甲醚与空气可设计成燃料电池,若电解质为碱性。写出该燃料电池的负极反应式 。根据化学反应原理,分析增加压强对制备二甲醚反应的影响 。
4、葡萄糖醛酸分子()发生分子内脱水可得葡萄糖醛酸内酯。葡萄糖醛酸内酯是一种具有广阔前景和较高研究价值的肝脏解毒剂。如下是以马铃薯淀粉为原料,制备葡萄糖醛酸内酯的绿色环保工艺。
回答下列问题:
(1)葡萄糖醛酸分子中C、H、O第一电离能大小顺序为_______(用元素符号表示)。
(2)氧化、液化、糖化过程均需控制在98℃,最合理的加热方式是_______ (填 “水浴”或“油浴”)。
(3)活性炭吸附除杂为_______过程 (填“物理”或“化学”)。
(4)除杂后的葡萄糖醛酸溶液的浓缩过程、内酯化过程均在减压蒸馏下进行,减压蒸馏装置如图所示(加热、夹持装置已略去)。减压蒸馏需控制温度在50℃。
①该装置接真空系统的目的是_______。
②该装置中毛细管和螺旋夹的作用是_______。
(5)葡萄糖醛酸内酯含量测定的方法常用酸碱中和返滴定法。准确称取0.5000g试样,加入50mL蒸馏水充分溶解,再加入50mL0.1000 mol/L标准NaOH溶液(过量),充分反应,滴加2滴酚酞作指示剂并用0.1000 mol/L盐酸进行滴定,重复进行4次,得到如下实验数据:
组号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
VHCl/mL | 25.47 | 26.29 | 25.49 | 25.54 |
已知葡萄糖醛酸内酯(C6H8O6, 相对分子质量为176)与NaOH按物质的量之比1:1进行反应。
①滴定达到终点的标志是_______。
②测定出葡萄糖醛酸内酯的质量分数为_______。
5、有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。A的基态原子2p能级有3个单电子;C的基态原子2p能级有1个单电子;E的内部各能层均排满,且有成单电子;D与E同周期,价电子数为2。则:
(1)写出基态E原子的价电子排布式_____________________。
(2)A的单质分子中π键的个数为___________。
(3)A、B、C三元素第一电离能由大到小的顺序为__________ (用元素符号表示)。
(4)B元素的氢化物的沸点是同族元素中最高的,原因是______________________。
(5) A的最简单氢化物分子的空间构型为_______,其中A原子的杂化类型是________。
(6)C和D形成的化合物的晶胞结构如下图,已知晶体的密度为ρ g/cm3,阿伏加德罗常数为NA,求晶胞边长a=__________cm。 (用含ρ、NA的计算式表示)
6、氮有不同价态的氧化物,如NO、N2O3、NO2, N2O5等,它们在一定条件下可以相互转化。
(1)己知:2NO(g)+O2(g) =2NO2(g)△H1=-113kJ/mol
NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H2=-199 kJ/mol
4NO (g)+O2(g) =2N2O5(g) △H4=-57 kJ/mol
则反应6NO2 (g)+O3(g)=3N2O5(g) △H=__________。
(2)某温度下.在一体积可变的密闭容器中充入1mol N2O3,发生反应N2O3NO2(g)+NO(g),达到平衡后,于t1时刻改变某一条件后,速率与时间的变化图像如图所示,有关说法正确的是__________
A.t1时刻改变的条件是增大N2O3的浓度,同时减小NO2或NO的浓度
B.t1时刻改变条件后,平衡向正反应方向移动,N2O3的转化率增大
C.在t2时刻达到新的平衡后,NO2的百分含量不变
D.若t1时刻将容器的体积缩小至原容积的一半,则速率~时间图像与上图相同
(3)在1000K下,在某恒容容器中发生下列反应:2NO2(g) 2NO(g)+O2(g),将一定量的NO2放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率α(NO2)随温度变化如图所示。图中a点对应温度下.己知NO2的起始压强P0为120kPa,列式计算该温度下反应的平衡常数Kp= __________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数).
(4)对于反应N2O4(g)2NO2(g),在一定条件下N2O4与NO2的消耗速率与自身压强间存在关系:v(N2O4)=k1·p(N2O4),v(NO2)=k2·p2 (NO2)。其中,k1、k2是与反应及温度有关的常数。相应的速率-压强关系如图所示:一定温度下,k1、k2与平衡常数Kp间的关系是k1=____________;在上图标出点中,指出能表示反应达到平衡状态的点__________,理由是__________。
7、金矿提金采用氰化工艺,产生的含氰废水需处理后才能排放。
(1)氰化工艺中,金溶解于NaCN溶液生成。
①1000℃时,CH4、NH3和O2在催化剂作用下可转化为HCN,HCN与NaOH反应可制得NaCN。生成HCN的化学方程式为_______。
②1 mol含有σ键的数目为_______。
(2)用H2O2溶液处理含氰废水,使有毒的转化为
、
等。
①该反应的离子方程式为_______。
②Cu2+可作为上述反应的催化剂。其他条件相同时,总氰化物(、HCN等)去除率随溶液初始pH变化如图1所示。当溶液初始pH>10时,总氰化物去除率下降的原因可能是_______。
(3)用焦亚硫酸钠(Na2S2O5)/空气法处理含氰废水的部分机理如下,其中[O]代表活性氧原子:、
、
。其他条件相同时,总氰化物去除事随Na2S2O5,初始浓度
变化如图2所示。当
时,总氰化物去除率下降的原因可能是_______。
8、I.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时, 涉及如下反应: 2NO(g) +Cl2(g) 2ClNO(g) ΔH< 0
写出该反应的平衡常数表达式 。
为研究不同条件对反应的影响,:在恒温条件下, 向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2, 10 min时反应达到平衡。测得10 min内v(ClNO) =7.5×10-3 mol·L-1·min-1, 则平衡后n(Cl2) = mol, NO的转化率α1= 。其他条件保持不变, 反应在恒压条件下进行, 平衡时NO的转化率α2 α1(填“>” “<” 或“=”), 平衡常数K (填“增大” “减小” 或“不变”) 。若要使K减小, 可采取的措施是 。
II. 实验室可用NaOH溶液吸收NO2, 反应为2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO2恰好完全反应得1 L溶液A, 溶液B为0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液, 则两溶液中c(NO3-) 、c(NO2-) 和c(CH3COO-) 由大到小的顺序为 。
(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4 mol·L-1, CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5 mol·L-1)
可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是 。
a. 向溶液A中加适量水 b. 向溶液A中加适量NaOH
c. 向溶液B中加适量水 d. 向溶液B中加适量NaOH
III.(1)已知丙醛的燃烧热为,丙酮的燃烧热为
,试写出丙醛燃烧热的热化学方程式 。
(2)以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池,采用电解法制备Fe(OH) 2,装置如右下图所示,其中P端通入CO2。
①石墨I电极上的电极反应式为 。
②通电一段时间后,右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。则下列说法中正确的是 (填序号)。
A. X、Y两端都必须用铁作电极 B. 可以用NaOH溶液作为电解液
C. 阴极发生的反应是:2H2O+ 2e-= H2↑+ 2OH- D. 白色沉淀只能在阳极上产生
9、(1)苏打属于________晶体,与盐酸反应时需要破坏的化学键有_________。
(2)可与H2反应,请用系统命名法对其产物命名_________。
(3)在蔗糖与浓硫酸的黑面包实验中,蔗糖会变黑并膨胀,请用化学方程式解释膨胀的主要原因:_________。
10、LiA1H4常用作有机合成中的还原剂。四氢铝锂的一种合成原理是:氢化锂和氯化铝在乙醚中发生反应4LiH+AlCl3 LiAlH4+3LiCl。某学习小组拟制备氢化锂。已知:氢化锂(LiH)在干燥的空气中能稳定存在,遇水或酸能够引起燃烧。供选择的装置如图:
(1)装置连接顺序是A、__________。C装置的作用是__________。
(2)添加药品:用镊子从试剂瓶中取出一定量的锂(固体石蜡密封),然后在甲苯中浸洗数次,该操作的目的是_____________________,然后快速把锂放入到石英管中。
(3)实验开始时,A中反应较慢,在盐酸中滴几滴CuSO4溶液,产生H2的速率加快,其原理是__________________________________________。
(4)为了避免生成Li2O等杂质,加热石英管之前必须进行的操作是___________________。
(5)加热一段时间后停止加热,继续通入氢气冷却,然后取出氢化锂,装入氮封的瓶里,保存于暗处。采取上述操作的目的是避免氢化锂与空气中的水蒸气接触而发生危险(发生的反应为 LiH+H2O=LiOH+H2↑)。由此类比,氢化锂与乙醇反应的化学方程式为_________________。
(6)为了探究产品中是否含锂(不考虑其他杂质),进行如下实验:取mg产品在一定条件下足量的水反应,经干燥,收集到VLH2 (折合成标准状况)。若产品中不含锂,则V=__________。若产品中混有锂,则V的取值范围为___________________。
11、取30.8g甲酸铜[(HCOO)2Cu]在隔绝空气的条件下加热分解,会生成含两种红色固体(Cu和)的混合物A和混合气体B;若相同质量的甲酸铜在空气中充分加热,则生成黑色固体D和
、
,固体A和D质量相差2.4g。请计算:
(1)红色固体A中Cu单质的物质的量为_______mol,同时写出简要的计算过程。
(2)将混合气体B置于中充分燃烧,消耗
的体积是_______L(换算为标准状况)。
12、在一定条件下,由CO2和H2合成甲醇已成为现实,该合成对解决能源问题具有重大意义。该过程中有两个竞争反应,反应过程能量关系如图。
(1)请写出CO(g)与H2(g)生成CH3OH(g)的热化学方程式为___________。
(2)对于CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)反应,已知v正=k正c(CO2)c3(H2),v逆=k逆c(CH3OH)c(H2O),升高温度k正增大的倍数___________k逆增大的倍数(填“<”、“>”或“=”),为了提高H2的转化率,可采取的措施有___________(填选项)。
A.加压B.升温C.加催化剂D.增加CO2的浓度
(3)在一容积可变的密闭容器中,充入1molCO2与3molH2发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),CO2在不同温度下的平衡转化率与总压强的关系如下图所示,图中M点时CH3OH的物质的量分数为___________,该反应的压强平衡常数为Kp=___________atm-2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(4)由CO2和H2合成甲醇有两个竞争反应,为提高CH3OH的选择性,在原料气中掺入一定量CO,原因是___________。另外,可以通过控制双组份催化剂(CuO-ZnO)中CuO的含量,可提高甲醇产率,根据下图判断,催化剂选择性最好的CuO的含量为___________。
13、粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰,主要成分有、
、FeO和
等物质。综合利用粉煤灰不仅能够防止环境污染,还能制得纳米
等重要物质。
已知:
①伯胺能与
反应:
,生成易溶于煤油的产物。
②在水溶液中能与
反应:
。
(1)“酸浸”过程中FeO发生反应的离子方程式为_______;滤渣的成分为_______。
(2)加入过量的作用是_______。
(3)伯胺-煤油可对浸取液进行分离,该操作的名称是_______。
(4)向水层Ⅱ中加入可使
转化为
并放出对环境无害的气体,理论上氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______;向所得弱酸性溶液中再通入
即可生成FeOOH,其离子方程式为_______。