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、以NOx 为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。
I.汽车尾气中的 NO(g)和 CO(g)在一定条件下可发生反应生成无毒的N2 和 CO2:
(1)已知:①N2(g)+O2(g)2NO(g) △H1= +180.5 kJ·mol-1 ②CO 的燃烧热△H2 = - 283.0 kJ·mol-l,则反应③ 2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g) △H3 =_______。
(2)某研究小组在三个容积为 5 L 的恒容密闭容器中,分别充入 0.4mol NO 和 0.4 mol CO,发生反应③ 。在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变),反应体系总压强随时间的变化如图所示:
①温度:T1_____T2(填“<”“=”或“>”)。
②CO 的平衡转化率:Ⅰ_____Ⅱ_____Ⅲ(填“<”“=”或“>”)。
③反应速率:a 点的 v逆_____b 点的 v正 (填“<”“=”或“>”)。
④T2 时的平衡常数 Kc=_____。
(3)将 NO和 CO以一定的流速通过两种不同的催化剂(cat1、cat2)进行反应,相同时间内测量的脱氮率(脱氮率即 NO的转化率)如图所示。M 点_____(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率, 说明理由_________。
Ⅱ.N2O是一种强温室气体,且易形成颗粒性污染物,研究N2O的分解反应 2N2O=2N2+O2对环境保护有重要意义。
(4)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)快速平衡,平衡常数为K
第二步 I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g) v = k1·c(N2O)·c(I) 慢反应
第三步 IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+1/2I2(g) 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。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)。
① k =_____(用含 K 和 k1 的代数式表示)。
②下列表述正确的是_____。
a.IO 为反应的中间产物
b.碘蒸气的浓度大小不会影响 N2O的分解速率
c.第二步对总反应速率起决定作用
d.催化剂会降低反应的活化能,从而影响△H
(5)通过 N2O 传感器可监测环境中 N2O 的含量,其工作原理如图所示
①NiO电极上的电极反应式为_____。
②N2O浓度越高,则电压表读数越_____。(填“高”或“低”)
3、A、B、C、D、E代表5种元素。请填空:
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,其元素名称为_______。
(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同,B的元素符号为_______,C的元素符号为_______。
(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满,D的元素符号为_______,其基态原子的电子排布式为_______。
(4)E元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,E的元素符号为_______,其基态原子的电子排布式为_______。
4、钢化玻璃因其优良的性能广泛应用于日常生活,但由于制作玻璃时里面含有极少量硫化镍,使得钢化玻璃在极限条件下的使用受到限制。
(1)基态硫原子价层电子的轨道表达式电子排布图
为__,基态镍原子中核外电子占据最高能层的符号为__。
(2)Ni(CO)4常用于制备纯镍,溶于乙醇、CCl4、苯等有机溶剂,为__晶体,Ni(CO)4空间构型与甲烷相同,中心原子的杂化轨道类型为__,写出与配体互为等电子体的阴离子__任写一种
。
(3)与硫同族的硒元素有两种常见的二元含氧酸,请比较它们酸性强弱__>__填化学式
,理由是__。
(4)H2S的键角__填“大于”“小于”“等于”)H2O的键角,请从电负性的角度说明理由__。
(5)NiO与NaCl的晶胞结构相似,如图所示,阴离子采取面心立方堆积,阳离子填充在位于阴离子构成的__空隙中,已知Ni2+半径为69nm,O2-半径为140nm,阿伏伽德罗常数为NA,NiO晶体的密度为__g/cm3(只列出计算式。
5、纯碱是一种非常重要的化学基本工业产品,工业上有很多不同的方法生产纯碱。
Ⅰ、路布兰法——其生产原理:用硫酸将食盐转化为硫酸钠,将硫酸钠与木炭、石灰石一起加热,得到产品和硫化钙。
(1)请写出上述过程的化学方程式:____________。
Ⅱ.索尔维制碱法:以食盐、氨气(来自炼焦副产品)和二氧化碳(来自石灰石)为原料,首先得到小苏打,再加热分解小苏打,获得纯碱。
(2)结合下图中所给物质的溶解度曲线。写出得到小苏打的离子方程式:____________。
(3)这种生产方法的优点是原料便宜、产品纯度高、氨和部分二氧化碳可以循环使用。请写出实现氨循环的化学方程式:____________。
Ⅲ.侯德榜制碱法——生产流程可简要表示如下:
(4)合成氨工厂需要向制碱厂提供两种原料气体,其中Y是____________(填化学式),这两种气体在使用过程中是否需要考虑通入的先后顺序____________(填”是”或“否”),原因是____________。
(5)侯德榜制碱法保留了索尔维法的优点,克服了它的缺点,特别是设计了____________(填流程中的编号)使原料中溶质的利用率从70%提高到了96%以上。从母液中可以获得的副产品的应用:____________(举一例)。
(6)该合成氨厂用NH3制备NH4NO3。已知:由NH3制NO的产率是94%,NO制HNO3的产率是89%,则制HNO3所用NH3的质量占总耗NH3质量(不考虑其它损耗)的____________%(保留两位有效数字)。
6、废气中的H2S通过高温热分解可制取氢气:2H2S(g)2H2(g)+S2(g)。现在3L密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验。
(1)某温度时,测得反应体系中有气体1.3lmol,反应1 min后,测得气体为l.37mol,则tmin 内H2的生成速率为___________。
(2)某温度时,H2S的转化率达到最大值的依据是_____________(选填编号)。
a.气体的压强不发生变化 b.气体的密度不发生变化
c.不发生变化 d.单位时间里分解的H2S和生成的H2一样多
(3)实验结果如下图。图中曲线a表示H2S的平衡转化率与温度关系,曲线b表示不同温度下、反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。该反应为_____反应(填“放热”或“吸热”)。曲线b随温度的升高,向曲线a通近的原因是_________。在容器体积不变的情况下,如果要提高H2的体积分数,可采取的一种措施是________。
(4)使1LH2S与20L空气(空气中O2体积分数为0.2)完全反应后恢复到室温,混合气体的体积是______L 。若2gH2S完全燃烧后生成二氧化硫和水蒸气,同时放出29.4 kJ的热量,该反应的热化学方程式是__________________。
7、锂离子电池广泛应用于日常电子产品中,也是电动汽车动力电池的首选.正极材料的选择决定了锂离子电池的性能.磷酸铁钾(LiFePO4)以其高倍率性、高比能量、高循环特性、高安全性、低成本、环保等优点而逐渐成为“能源新星”。
(1)高温固相法是磷酸铁锂生产的主要方法。通常以铁盐、磷酸盐和锂盐为原料,按化学计量比充分混匀后,在惰性气氛的保护中先经过较低温预分解,再经高温焙烧,研磨粉碎制成。其反应原理如下:
Li2CO3+2FeC2O4•2H2O+2NH4H2PO4═2NH3↑+3CO2↑+______+_______+_______
①完成上述化学方程式.
②理论上,反应中每转移0.15mol电子,会生成LiFePO4______________g;
③反应需在惰性气氛的保护中进行,其原因是______________;
(2)磷酸亚铁锂电池装置如图所示,其中正极材料橄榄石型LiFePO4通过粘合剂附着在铝箔表面,负极石墨材料附着在铜箔表面,电解质为溶解在有机溶剂中的锂盐。
电池工作时的总反应为:LiFePO4+6CLi1-xFePO4+LixC6,则放电时,正极的电极反应式为______________。充电时,Li+迁移方向为______________(填“由左向右”或“由右向左”),图中聚合物隔膜应为______________(填“阳”或“阴”)离子交换膜。
(3)用该电池电解精炼铜。若用放电的电流强度I=2.0A的电池工作10分钟,电解精炼铜得到铜0.32g,则电流利用效率为______________(保留小数点后一位)。(已知:法拉第常数F=96500C/mol,电流利用效率=100%)
(4)废旧磷酸亚铁锂电池的正极材料中的LiFePO4难溶于水,可用H2SO4和H2O2的混合溶液浸取,发生反应的离子方程式为______________。
8、氧、碳等非金属元素形成的物质种类繁多、性状各异。
(1)氧、氟、氮三种元素都可形成简单离子,它们的离子半径最小的是___________(填离子符号),硅元素在元素周期表中的位置是___________。CO2和SiO2是同一主族元素的最高正价氧化物,常温下CO2为气体,SiO2为高熔点固体。请分析原因:___________。
(2)比较硫和氯性质的强弱。热稳定性H2S___________HCl(选填“<”、“>”或“=”,下同);酸性:HClO4___________H2SO4。用一个离子方程式说明氯元素和硫元素非金属性的相对强弱:___________。
(3)红酒中添加一定量的SO2 可以防止酒液氧化,这利用了SO2 的___________性。若将SO2气体通入H2S水溶液中直至过量,下列表示溶液的pH随通入SO2气体体积变化的示意图正确的是___________(填序号)。
已知NaHSO3溶液呈酸性,而HSO既能电离又能水解。则在NaHSO3溶液中c(H2SO3)___________c(SO
)(选填“<”、“>”或“=”) 。
(4)亚硫酸钠和碘酸钾在酸性条件下反应生成硫酸钠、硫酸钾、碘和水,配平该反应方程式_____
___Na2SO3+____KIO3+____H2SO4_____Na2SO4+____K2SO4+______I2+_____ H2O
9、燃煤烟气中主要成分是空气,和NO的含量小于1%。一种用
(尿素)和
在固体催化剂作用下脱硫、脱硝的流程如下:
(1)可以水解生成
,
、
与烟气中的NO不反应。脱硫后所得吸收液中含
、
、
。其他条件一定,反应相同时间,测得
的脱除率与温度的关系如图所示。30~70℃时,
的脱除率随温度升高先增大后减小的原因是_______。
(2)烟气中的NO与反应缓慢。雾化后的
在催化剂中Fe元素作用下可以产生具有极强氧化活性的·OH(羟基自由基),OH能将NO快速氧化为
、
等物质。
在一种固体催化剂表面转化的过程如图所示:
①脱硝时,与吸收液中
反应生成
,同时排放出的气体不会污染空气。写出脱硝时
与
反应的化学方程式:_______。
②转化(1)的过程可以描述为_______。
③化学式为的催化剂中,
和
的物质的量之比为_______。
④其他条件一定,比较等物质的量与
催化效果并说明理由_______。
(3)如不使用固体催化剂,用含的溶液也能催化
发生类似的转化生成·OH,且相同条件下速率更快。与使用含
的溶液相比,使用固体催化剂的优点是_______。
10、硫酸亚铁铵[NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]是一种蓝绿色的无机复盐,易溶于水,不溶于乙醇,在水中的溶解度比FeSO4和(NH4)2SO4都要小。某同学设计如图实验装置制备硫酸亚铁铵晶体。
实验步骤如下:
①用 30%的NaOH溶液和铁屑(含有Fe2O3、FeS等杂质)混合、煮沸、冷却、分离,将分离出的NaOH溶液装入C中。
②在B中用①处理过的铁屑和稀H2SO4反应制取FeSO4。
③将②制得的FeSO4溶液与(NH4)2SO4溶液混合。
④将A中混合液蒸发浓缩、自然冷却、过滤、洗涤、干燥得到硫酸亚铁铵晶体。
(1)仪器a在使用前必须进行的操作是___________,C 中发生反应的离子方程式为___________。
(2)按图连接好装置,经检验气密性良好,加入相应的药品后,利用铁屑和稀硫酸反应产生的氢气赶走装置的空气及硫酸铵溶液中溶解的氧气,其目的是___________,此时活塞K1、K2、K3的状态___________。
(3)完成步骤③的操作是___________。
(4)步骤④将A中混合液蒸发浓缩、自然冷却”能析出硫酸亚铁铵晶体的原因是___________。过滤后的晶体用乙醇洗涤而不用蒸馏水洗涤原因是___________。
(5)从安全角度分析,该同学设计的实验装置存在的缺陷是___________。
11、将24.5gKClO3固体与8.7gMnO2固体混合加热片刻,得到标况下VL气体,冷却后固体质量为25.52g;再将剩余固体溶于水并加入足量亚硝酸钠和硝酸银溶液,再加足量的稀硝酸,过滤、洗涤、干燥得到m克固体。求:
(1)标准状况下气体体积V为___。
(2)最后所得固体质量m为___g。
12、一定条件下,金属钠和CO2可制得金刚石:4Na+3CO2⇌2Na2CO3+C(s,金刚石)
(1)上述反应中涉及的元素的原子半径从大到小的顺序为_______;其中原子半径最大的元素最外层电子云形状为_______。
(2)能证明碳元素与氧元素非金属强弱的事实是_______(选填编号)。
a.最高价氧化物水化物的酸性 b.两种元素的气态氢化物的沸点
c.CO2中元素的化合价 d.与H2反应的难易程度
(3)比较CO2与CS2两种晶体的熔沸点高低,并说明理由:_______
(4)该反应在常压、1000℃,2L的密闭容器中进行。根据表中数据,该反应的平衡常数表达式K=_______;若10min内金属钠减少了0.2mol,则CO2的平均反应速率为_______;
常压 | 熔点(℃) | 沸点(℃) |
钠 | 97.8 | 882.9 |
Na2CO3 | 851 | 1850分解 |
金刚石 | 3550 | …… |
石墨 | 3850 | 4250 |
(5)若在2L密闭容器中,常压、1000℃下,起始时n(CO2)/n(Na)=0.75,下列物理量能说明该反应已达到平衡状态的是_______
a.气体的平均摩尔质量不变
b.4v(Na)消耗=3v(CO2)生成
c.气体的密度不变
d.n(Na)/n(CO2)的比值不变
(6)金属钠和水、乙醇都能发生反应,相同条件下反应速率更大的是_______(填乙醇或水),原因是_______。
13、据古籍《燕闲清赏笺》记载:“宣窑之青,乃苏勃泥青”,说明宣德时期青花瓷使用的颜料是“苏勃泥青”,它是从一种钻毒砂[主要成分:(,
)
]中提取出来的。回答下列问题:
(1)基态S原子的价层电子排布图为_______,其原子核外电子共有_______种空间运动状态。
(2)比较元素第一电离能:S_______P(填“>”、“<”或=)。
(3)位于周期表的第_______周期_______族,_______(填“d”或“ds”)区。
(4)区分晶体与非晶体最可靠的科学方法是_______。
(5)砷化镓晶胞结构如图所示。晶胞中与周围最近且等距的
形成的空间结构为_______。已知
晶胞棱长为apm,其密度
,则阿伏加德罗常数的数值为_______(列出计算式即可,
的摩尔质量为
)。
(6)的熔点为
,
与
晶体类型相同,
的熔点_______(填“>”、“<”或“=”)
。