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、(Ⅰ)甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇。已知某些化学键的键能数据如下表:
化学键 C—C C—H H—H C—O H—O
键能/kJ·mol-1 348 413 436 358 1 072 463
请回答下列问题:
(1)已知CO中的C与O之间为叁键连接,则工业制备甲醇的热化学方程式为 。
(2)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应,在容积固定为2 L的密闭容器内充入1 mol CO和2 mol H2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在250 ℃开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
则从反应开始到20 min时,以CO表示的平均反应速率= ,该温度下平衡常数K= ,若升高温度则K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是 。
A.2v(H2)正=v(CH3OH)逆
B.容器内气体的平均摩尔质量保持不变
C.容器中气体的压强保持不变
D.单位时间内生成n mol CO的同时生成2n mol H2
(Ⅱ)回答下列问题:
(1)体积均为100 mL pH=2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,则Ka(HX) Ka(CH3COOH)(填“>”、“<”或“=”)。
(2)25 ℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)= mol·L-1(填精确值)。
3、非金属硼的合金及其化合物有着广泛的用途。
(1)硼钢合金的硬度是普通钢材的 4 倍,其主要成分是铁。 画出基态铁原子的价电子排布图_____。
(2)氨硼烷(NH3BH3)是一种新型储氢材料,其分子中存在配位键, 则氨硼烷分子结构式为_____。写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子_____(填化学式)。
(3)常温常压下硼酸(H3BO3)晶体结构为层状,其二维平面结构如右图所示。
①1 mol H3BO3晶体中含有______mol 氢键。
②请从氢键的角度解释硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大的原因:__________。
(4)硼氢化钠是一种常用的还原剂。其晶胞结构如右图所示:
①该晶体中Na+的配位数为_____。
②H3BO3 分子中的 O—B—O 的键角_____(填“大于”、“等于”或“小于”) BH4-中的 H—B—H 的键角,判断依据是_____。
③已知硼氢化钠晶体的密度为 ρ g/cm3, NA代表阿伏伽德罗常数的值,则 a=_____(用含 ρ、 NA的代数式表示);④若硼氢化钠晶胞上下底心处的 Na+被 Li+取代,得到的晶体的化学式为_____。
4、铁和钴是两种重要的过渡元素。
(1)钴位于元素周期表的第______族,其基态原子中未成对电子个数为________。
(2)[Fe(H2NCONH2)]6(NO3)3的名称是三硝酸六尿素合铁(Ⅲ),是一种重要的配合物。该化合物中Fe3+的核外电子排布式为_________________________________,所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是_____________________________。
(3)尿素[CO(NH2)2]分子中,碳原子为_______杂化,分子中σ键与π键的数目之比为_________。
(4)FeO晶体与NaCl晶体结构相似,比较FeO与NaCl的晶格能大小,还需知道的数据是 ________________________________________。
(5)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物,结构分别为[Co(NH3)5Br]SO4和[Co(SO4)(NH3)5]Br。已知Co3+的配位数为6,为确定钴的配合物的结构,现对两种配合物进行如下实验:在第一种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生白色沉淀,在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀。则第二种配合物的配体为___________________。
(6)奥氏体是碳溶解在r-Fe中形成的一种间隙固溶体,无磁性,其晶胞为面心立方结构,如图所示,则该物质的化学式为____________。若晶体密度为d g·cm-3,则晶胞中最近的两个碳原子的距离为___________________pm(阿伏加德罗常数的值用NA表示,写出简化后的计算式即可)。
5、重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂,工业上常用铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3)为原料生产,实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下,请回答下列问题:
(1)以上工艺流程所涉及元素中属于过渡元素的有________,铁在周期表中的位置是第______周期______族。
(2)在反应器①中,有Na2CrO4生成,同时Fe2O3转变为NaFeO2,杂质SiO2、Al2O3与纯碱反应转变为可溶性盐,写出氧化铝与碳酸钠反应的化学方程式:_________________。
(3)NaFeO2能发生强烈水解,在步骤②中生成沉淀而除去,写出该反应的化学方程式:_________________。
(4)流程④中酸化所用的酸和流程⑤中所用的某种盐最合适的是____________(填字母)。
A.盐酸和氯化钾 B.硫酸和氯化钾 C.硫酸和硫酸锌 D.次氯酸和次氯酸钾
酸化时,CrO转化为Cr2O
,写出平衡转化的离子方程式:________________。
(5)水溶液中的H+是以H3O+的形式存在,H3O+的电子式为_____________。
(6)简要叙述操作③的目的:________________。
6、NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式:__________________________。
(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
①写出该反应的热化学方程式:_______________________________。
②随温度升高,该反应化学平衡常数的变化趋势是____。
(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOx的排放。
①当尾气中空气不足时,NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式:______________________________
②当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。其吸收能力顺序如下:12MgO<20CaO<38SrO<56BaO。原因是___________________________________________,
元素的金属性逐渐增强,金属氧化物对NOx的吸收能力逐渐增强。
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下:
①Pt电极上发生的是________反应(填“氧化”或“还原”)
②写出NiO电极的电极反应式:______________________________________。
7、Ⅰ.(1)右图为1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成NO(g)和CO2(g)过程中的能量变化示意图。已知E1=134KJ/mol,E2=368KJ/mol( E1、 E2为反应的活化能)。若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,则E1、△H的变化分别是 、 (填“增大”、“减小”或“不变”)。写出该 反应的热化学方程式 。
(2)若反应SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=H2SO4(l)+2HI(g)在150℃下能自发进行,则△H___0。
A.大于 B.小于 C.等于 D.大于或小于都可
Ⅱ.以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为CO2加氢制取乙醇的反应:
2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H=QkJ/mol (Q>0)
在密闭容器中,按CO2与H2的物质的量之比为1:3进行投料,在5MPa下测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(y%)如下图所示。完成下列填空:
(1)表示CH3CH2OH体积分数曲线的是____(选填序号)。
(2)在一定温度下反应达到平衡的标志是 。
A.平衡常数K不再增大 B.CO2的转化率不再增大
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变 D.反应物不再转化为生成物
(3)其他条件恒定,达到平衡后,能提高H2转化率的措施是_______(选填编号)。
A.升高温度 B.充入更多的H2 C.移去乙醇 D.增大容器体积
(4)图中曲线a和c的交点R对应物质的体积分数yR=_______。
8、(1)酸碱质子理论认为:凡是能给出质子c(H+)的任何物质都是酸,凡是能接受质子(H+)的任何物质都是碱。则CH3CH3、OH-、HCl、F-中属于碱的是___________,用一个离子方程式说明它们结合质子能力的相对强弱___________。
(2)硼元素可形成多种化合物,其中氮化硼(BN)熔点为3774℃,而乙硼烷(B2H6)熔点仅-165℃。氮化硼熔点远高于乙硼烷的可能原因是___________。
9、非金属元素在化学中具有重要地位,请回答下列问题:
(1)氧元素的第一电离能比同周期的相邻元素要小,理由________。
(2)元素X与硒(Se)同周期,且该周期中X元素原子核外未成对电子数最多,则X为_____(填元素符号),其基态原子的电子排布式为_______。
(3)臭齅排放的臭气主要成分为3-MBT-甲基2丁烯硫醇,结构简式为()1mol 3-MBT中含有
键数目为_______NA(NA为阿伏伽德罗常数的值)。该物质沸点低于(CH3)2C=CHCH2OH,主要原因是_______。
(4)PCl5是一种白色晶体,熔融时形成一种能导电的液体测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正八面体形阴离子;熔体中P-Cl的键长只有198pm和206pm两种,试用电离方程式解释PCl5熔体能导电的原因_________,正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角原因为__________,该晶体的晶胞如图所示,立方体的晶胞边长为a pm,NA为阿伏伽德罗常数的值,则该晶体的密度为_______g/cm 3
10、有甲、乙、丙三种物质:
(1)乙中含有的官能团的名称为________。
(2)由甲转化为乙需经下列过程(已略去各步反应的无关产物,下同):
其中反应Ⅰ的反应类型是______________,反应Ⅱ的条件是__________________,反应Ⅲ的化学方程式为_________________(不需注明反应条件)。
(3)由甲出发合成丙的路线之一如下
①下列物质不能与B反应的是________(填字母)。
a.金属钠 b.FeCl3 c.碳酸钠溶液 d.HBr
②丙的结构简式为______________。
③D符合下列条件的所有同分异构体________种,任写其中一种能同时满足下列条件的同分异构体结构简式:___________。
a.苯环上的一氯代物有两种 b.遇FeCl3溶液发生显色反应 c.能与Br2/CCl4溶液反应
11、硫酸是一种重要的化工原料。接触法生产的硫酸产品有98%的硫酸、20%的发烟硫酸(H2SO4和SO3的混合物,其中SO3的质量分数为0.2)。
完成下列计算:
(1)若不计生产过程的损耗,__________m3 SO2(折合成标准状况)经充分转化、吸收,可产出1吨 98%的硫酸(密度为1.84g/mL)。若98%的硫酸可表示为SO3•H2O,20%的发烟硫酸可表示为SO3•aH2O,则a的值为 ___________(用分数表示)。
(2)铝和铝的化合物在社会生产和人类生活中也有着重要的作用。现有甲、乙两瓶无色溶液,已知它们可能是Na[Al(OH)4]溶液和H2SO4溶液。现经实验获得如下数据:
(已知:2Na[Al(OH)4]+H2SO4→2Al(OH)3↓+Na2SO4+2H2O)
组别 | 甲(mL) | 乙(mL) | 沉淀的物质的量(mol) |
① | 140 | 10 | 0.02 |
② | 10 | 140 | 0.02 |
③ | 20 | 560 | 0.04 |
请通过必要的计算推断过程回答:乙溶液中的溶质是什么________?其物质的量浓度为多少________?
12、甲醇、乙醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便,都是重要的化工原料,有着重要的用途和应用前景,可以用多种方法合成。
I.用CO2生产甲醇、乙醇
(1)已知:H2的燃烧热为-285.8 kJ/mol,CH3OH(l)的燃烧热为-725.8kJ/mol,CH3OH(g)=CH3OH(l) △H= -37.3 kJ/mol,则CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+ H2O(1) △H=____kJ/mol。
(2)将CO2和H2按物质的量之比1:3充入体积为2.0L的恒容密闭容器中反应[生成 H2O(g)],如图1表示压强为0.1 MPa和5.0 MPa下CO2转化率随温度的变化关系。
①a、b两点化学反应速率分别用Va、Vb,表示,则Va ___Vb(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②列出a点对应的平衡常数表达式K= ____________________。
(3)在1.0 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H2发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH (g)+H2O(g),实验测得不同温度及压强下,平衡时甲醇的物质的量变化如图2所示,下列说法正确的是_____。
A.该反应的正反应为放热反应
B.压强大小关系为p1<p2<p3
C.M点对应的平衡常数K的值约为1.04×10-2
D.在p2及512 K时,图中N点υ(正)<υ(逆)
(4)CO2催化加氢合成乙醇的反应为:2CO2(g)+6H2(g) C2H5OH(g) +3H2O(g) △H;m代表起始时的投料比,即m=
①图3中投料比相同,温度T3>T2>T1,则该反应的焓变△H____0(填“>”、“<”)。
②m=3时,该反应达到平衡状态后p(总)=20a MPa,恒压条件下各物质的物质的量分数与温度的关系如图4所示,则曲线b代表的物质为_________(填化学式),T4温度时,反应达到平衡时物质d的分压p(d)=___________。
Ⅱ.甲醇的应用
(5)以甲醇为主要原料,电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图5所示。
离子交换膜a为_____(填“阳膜”、“阴膜”),阳极的电极反应式为______________。
13、乙醇是一种重要的工业原料,被广泛应用于能源、化工、食品等领域,以下两种方法可实现乙醇的制备。
I.采用催化乙烯水合制乙醇,该反应过程中能量变化如下图所示:
(1)反应物分子有效碰撞几率最大的步骤对应的基元反应为_______。
(2)制备的无水乙醇在25℃,101kPa下,完全燃烧时放出热量QkJ,其燃烧生成的用过量饱和石灰水吸收可得100g
沉淀,则乙醇燃烧热的热化学方程式为_______。
II.以合成气催化合成乙醇是近年来研究的热点,其中乙酸甲酯催化加氢是制取乙醇的关键步骤之一,包括以下主要反应:
①
②
(3)反应的ΔH= _______
。
(4)若在体积为2L的密闭容器中,控制流速为
(已换算为标准状况),
的转化率为80.0%,则
的反应速率为_______mol∙L-1∙min-1(保留三位有效数字),
流速过大时乙酸甲酯的转化率下降,原因是_______。
(5)向恒温恒压的两个密闭容器甲(25℃、)、乙(25℃、
)放入物质的量均为amol的
和
,若只发生反应②,其正反应速率
,p为物质分压,若容器甲与乙中平衡时正反应速率之比
,则甲、乙容器的体积之比为_______。
(6)一定条件下在1L密闭容器内通入2.00mol和3.96mol
发生反应①和②,测得不同温度下达平衡时
转化率和乙醇的选择性如下图所示,260℃时反应①的平衡常数
_______;温度高于240℃时,随温度升高乙醇的选择性降低的原因可能是_______。
[]