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、氮的化合物种类繁多,性质也各不相同。请回答下列问题:
(1)已知:
①SO3(g)+NO(g)=NO2(g)+SO2(g) ∆H1=+41.8kJ·mol-1
②2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ∆H2=-196.6kJ·mol-1
则2NO2(g)=2NO(g)+O2(g)的∆H=_______。
(2)NO作为主要空气污染物,其主要来源是汽车尾气,研究人员用活性炭对汽车尾气中的NO进行吸附,并发生反应:C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g) ∆H<0.在恒压密闭容器中加入足量活性炭和一定量NO气体,反应相同时间时,测得NO的转化率α(NO)随温度的变化如图所示:
图中a、b、c三点中,达到平衡的点是_______;温度为1100K时,N2的平衡体积分数为_______。
(3)现代技术用氨气将汽车尾气中的NOx还原为N2和H2O,反应原理是NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)3H2O(g)+2N2(g) ∆H<0。
①实际生产中NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)3H2O(g)+2N2(g)的反应温度不宜过高的原因是_______。
②500℃时,在2L恒容密闭容器中充入1molNO、1molNO2和2molNH3,8min时反应达到平衡,此时NH3的转化率为40%,体系压强为p0MPa,则0~8min内用N2表示的平均反应速率v(N2)=_______mol·L-1·min-1,500℃时该反应的平衡常数Kp=_______MPa(用含p0的代数式表示,Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
3、工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体,严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
Ⅰ.脱硝:
已知:H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+133kJ·mol-1
H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44kJ·mol-1
催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为:____________。
Ⅱ.脱碳:
(1)向2L密闭容器中加入2molCO2和6molH2,在适当的催化剂作用下,发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)
①该反应自发进行的条件是_____________(填“低温”、“高温”或“任意温度”)
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是____________。(填字母)
a.混合气体的平均式量保持不变 b.CO2和H2的体积分数保持不变
c.CO2和H2的转化率相等 d.混合气体的密度保持不变
e.1molCO2生成的同时有3mol H—H键断裂
③CO2的浓度随时间(0~t2)变化如下图所示,在t2时将容器容积缩小一倍,t3时达到平衡,t4时降低温度,t5时达到平衡,请画出t2~t6 CO2浓度随时间的变化。_____________
⑵改变温度,使反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH﹤0中的所有物质都为气态。起始温度、体积相同(T1℃、2L密闭容器)。反应过程中部分数据见下表:
| 反应时间 | CO2(mol) | H2(mol) | CH3OH(mol) | H2O(mol) |
反应Ⅰ:恒温恒容 | 0min | 2 | 6 | 0 | 0 |
10min |
| 4.5 |
|
| |
20min | 1 |
|
|
| |
30min |
|
| 1 |
| |
反应Ⅱ:绝热恒容 | 0min | 0 | 0 | 2 | 2 |
①达到平衡时,反应Ⅰ、Ⅱ对比:平衡常数K(I)______ K(II)(填“﹥”“﹤”或“=”下同);平衡时CH3OH的浓度c(I)____ c(II)。
②对反应Ⅰ,前10min内的平均反应速率v(CH3OH)=_______ 。在其他条件不变的情况下,若30min时只改变温度T2℃,此时H2的物质的量为3.2mol,则T1___T2(填“>”、“<”或“=”)。若30min时只向容器中再充入1molCO2(g)和1molH2O(g),则平衡_____移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
⑶利用人工光合作用可将CO2转化为甲酸,反应原理为2CO2+2H2O=2HCOOH+O2,
装置如图所示:
①电极2的电极反应式是____________;
②在标准状况下,当电极2室有11.2L CO2反应。 理论上电极1室液体质量_____(填“增加”或“减少”______g。
4、高铁酸钾(K2FeO4,暗紫色固体),是一种新型、高效、多功能的水处理剂。完成下列填空:
(1)K2FeO4溶于水得到浅紫红色的溶液,且易水解,生成氧气和氢氧化铁。写出该水解反应的离子方程式_________;说明高铁酸钾做水处理剂的原理______。
(2)下图分别是1mol/L的K2FeO4溶液在不同pH和温度下c(FeO42-)随时间的变化曲线。
根据以上两图,说明配制K2FeO4溶液的注意事项______________。
5、根据《化学反应原理》中相关知识,按要求作答。
氯的单质、化合物与人类生产、生活和科研密切相关。
(1)在一定条件下,氢气在氯气中燃烧的热化学方程式: H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H = -184.6 kJ . mol-1,判断该反应属于_____(填“吸热”或“放热")反应。
(2)盐酸是一种强酸,补充完整电离方程式:HCl=___+Cl- 。室温下,将大小相等的镁条和铁片投入同浓度的稀盐酸中,产生氢气的速率较大的是________。
(3)84消毒液在防控新冠肺炎疫情中被大量使用,它是利用氯气与氢氧化钠溶液反应制成的.反应方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。
①该反应____(填“是”或“不是”)氧化还原反应。
②室温下,84消毒液呈碱性,其pH___7 (填“>”或“<”)。
③84消毒液的有效成分NaClO,水解的离子方程式:ClO-+H2O=HClO+OH-,生成物中__具有很强的氧化性,可以使病毒和细菌失去生理活性;水解是吸热反应,升高温度平衡向_____(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(4)电解熔融氯化钠可制取金属钠和氯气,装置如图所示(电极不参与反应):
通电时,Na+向______(填“阳极”或“阴极")移动,写出生成金属钠的电极反应式:______。
6、短周期元素W、X、Y、Z、M的原子序数依次增大,元素W的一种核素的中子数为0,X原子的最外层电子数是次外层的2倍,Z与M同主族,Z2﹣的电子层结构与氖原子相同。请回答下列问题:
(1)M在元素周期表中的位置_____。
(2)化合物p由W、X、Y、M四种元素组成。已知:向p溶液中加入FeCl3溶液,溶液变为血红色;向p溶液中加入NaOH溶液并加热,放出使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。则p的化学式为_____。
(3)由X、Z、M三种元素可组成物质q,q的分子结构类似于CO2,则q的结构式为_____。
(4)(XY)2的化学性质与Cl2相似。常温下,(XY)2与NaOH溶液反应的离子方程式为_____。
(5)常温下,1mol Z3能与Y的最简单氢化物反应,生成一种常见的盐和1mol Z2,该反应的化学方程式为_____。
7、下列各实验中需用浓盐酸而不宜用稀盐酸,请写出反应的化学方程式并阐明理由。
(1)配制SnCl2 溶液时,将SnCl2(s) 溶于浓盐酸后再加水稀释______。
(2)加热MnO2与浓盐酸的混合物制取氯气______。
(3)需用浓盐酸与浓硝酸混合配制王水才能溶解金(生成 HAuCl4)______。
8、某芳香烃A可以从煤干馏得到的煤焦油中分离出来,以A为原料可以合成聚邻氨基苯甲酸、扁桃酸等物质,其合成流程如下(部分产物、合成路线、反应条件已略去):
已知:
Ⅰ.R—CHO+HCN
Ⅱ.R—CNR—COOH
Ⅲ.(苯胺易被氧化)
请回答下列问题:
(1)C的分子式为__________。
(2)下列对相关反应类型的判断合理的是__________ (填序号)。
| ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ |
Ⅰ | 加成 | 水解 | 还原 | 取代 | 还原 | 氧化 | 加聚 |
Ⅱ | 加成 | 消去 | 还原 | 加成 | 氧化 | 还原 | 缩聚 |
Ⅲ | 取代 | 水解 | 氧化 | 加成 | 氧化 | 还原 | 缩聚 |
Ⅳ | 取代 | 消去 | 氧化 | 取代 | 还原 | 氧化 | 加聚 |
(3)写出反应③的化学方程式:______________________________。
(4)扁桃酸有多种同分异构体,其中既能与氯化铁溶液发生显色反应,又能与碳酸氢钠溶液反应产生气泡的同分异构体有__________种,写出其中一种的结构简式:__________________。
(5)以芳香烃A为主要原料,还可以通过下列合成路线合成阿司匹林和冬青油:
①冬青油的结构简式为____________________。
②写出反应Ⅴ的化学方程式:______________________________。
9、过渡金属配合物的一些特有性质的研究正受到许多研究人员的关注,因为这方面的研究无论是理论上还是工业应用上都有重要意义。
氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时,会生成紫色配合物,其配离子结构如图所示。
(1)此配离子中含有的作用力有__________ (填序号)。
A.离子键 B.金属键 C.极性键 D.非极性键 E.配位键 F.氢键 G.σ键 H.π键
(2)此配合物中碳原子的杂化轨道类型有__________。
10、某化学探究学习小组拟利用如图所示装置(部分固定装置已略去)测定某黑色铜硫化物样品的化学式,按照如下步骤进行了实验。
步骤一:利用右图所示装置,高温灼烧1.6gCuxSy至固体质量不再变化,得到红色固体和一种能使品红 溶液褪色的气体。
步骤二:将D中所得溶液按下述流程进行处理。
煮沸D中溶液并冷却→配制250mL溶液→取25.00mL溶液,滴入2-3滴酚酞溶液→滴定,消耗0.1 mol•L-1NaOH溶液20.00mL。
请回答下列问题:
(1)A装置中发生反应的化学方程式为_______________________。停止加热后还需继续通入一段时间的O2,其目的是________________________。
(2)仪器a的作用为________________。装置D中反应的化学方程式为__________________________。
(3)步骤二中配制溶液时所需的玻璃仪器除玻璃棒和烧杯外,还有___________;判断滴定终点的现象是____________________________。
(4)利用题中提供的数据可计算得出该铜硫化物的化学式为_______________。
(5)有同学认为可将装置D改为装有足量碱石灰的干燥管,通过测定反应前后干燥管的增重来计算硫元素的含量。你认为此方案(填“合理”或“不合理”),原因是____________________________。
11、已知氧钒(+4) 碱式碳酸铵晶体[分子式:(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O) ],是制备纳米VN粉体的前驱体,工业上通常以钒炉渣制备氧钒(+4) 碱式碳酸铵晶体。为测定粗产品的纯度,进行如下实验:分别称量三份a g产品于三只锥形瓶中,每份.分别用20 mL蒸馏水与30mL稀硫酸溶解后,加入0.0200 mol/LKMnO4溶液至稍过量,充分反应后继续滴加1%的NaNO2溶液至稍过量,再用尿素除去过量NaNO2,最后用0.100 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液分别滴定至终点,消耗标准溶液的体积如下表所示。(已知滴定反应为+Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O)
序号 | 滴定前读数/mL | 滴定终点读数/mL |
第一份 | 0.00 | 19.98 |
第二份 | 1.20 | 22. 40 |
第三份 | 1.56 | 21.58 |
(1)粗产品中钒的质量分数为_________(假设 V的相对原子质量为M)。
(2)写出简要计算过程:______________。
12、可通过下列流程回收废旧锂离子电池正极材料(LiCoO2,含少量Al、Fe)中的钴和锂。
回答下列问题:
(1)“酸溶、还原”过程中S2O32-转化为SO42-,LiCoO2参与反应的离子方程式为____________________________________。
(2)“废渣”的主要成分为___________________。
(3)“沉钴”过程中,当溶液的pH=10时,c(Co2+)=______mol· L-1(已知常温下KSP[Co(OH)2]=1.58×10-15)。
(4)在空气中加热Co(OH)2,固体残留率随温度的变化如图所示。
290℃时,完全脱水变为Co2O3,反应的化学方程式为_______________;500℃时的主要产物为_____________(填化学式);将1000℃时的分解产物1mol与2.2mol Na2O(稍过量)在充氩封闭管中共热,会生成鲜红色的晶体,该晶体的阴离子为正三角形结构,晶体的化学式为__________________。
(5)“滤液X”中最主要的溶质是_______________(填化学式)。
13、钼酸钠晶体( Na2MoO4·2H2O)是一种金属腐蚀抑制剂。下图是利用钼精矿(主要成分是MoS2,含少量PbS等)为原料生产钼酸钠晶体的工艺流程图。
回答下列问题:
(1) Na2MoO4·2H2O中钼元素的化合价是__________;在焙烧炉中,空气从炉底进入,矿石经粉碎后从炉项进入,这样处理的目的是__________________。
(2)“焙烧”时MoS2转化为MoO3,写出该反应的化学方程式:____________________,反应中氧化产物是_______________(填化学式)。
(3)“浸取”时含钼化合物发生反应的离子方程式为______________;“ 结晶”前需向滤液中加入Ba(OH)2固体以除去。若滤液中c(MoO
)=0. 40 mol/ L,c(
)=0.10 mol/L,当BaMoO4开始沉淀时,
的去除率是____________% [ 已知:Ksp(ВaCO3)= 1×10-9 、Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8]。
(4)“分析纯”的钼酸钠常用钼酸铵[(NH4)2MoO4]和氢氧化钠反应来制取,若将该反应产生的气体与流程中所产生的气体一起通入水中,得到正盐的化学式为_____________。
(5)钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下,碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如下图所示。
要使碳素钢的缓蚀效果最优,钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为____________。