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.(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=_______。
3、短周期的元素在自然界中比较常见,尤其是非金属元素及其化合物在社会生活中有着很重要的作用。
(1)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。自来水中含硫量约70mg/L,它只能以_____(填微粒符号)形式存在。
(2)实验室可用浓氨水与氢氧化钠固体作用制取氨气,试用平衡原理分析氢氧化钠的作用:_____。
(3)如图是向5mL0.1mol·L-1氨水中逐滴滴加0.1mol·L-1醋酸,测量其导电性的数字化实验曲线图,请你解释曲线变化的原因_____。
甲硫醇(CH3SH)是一种重要的有机合成原料,用于合成染料、医药、农药等。工业上可用甲醇和硫化氢气体制取:CH3OH+H2SCH3SH+H2O。
| 熔点(℃) | 沸点(℃) |
甲醇 | -97 | 64.7 |
甲硫醇 | -123 | 7.6 |
完成下列填空:
(4)写出该反应的化学平衡常数表达式_____。该反应的温度为280~450℃,选该反应温度可能的原因是:①加快反应速率;②_____。
(5)已知在2L密闭容器中,只加入反应物,进行到10分钟时达到平衡,测得水的质量为5.4g,则v(CH3SH)=_____mol/(L•min)。
(6)常温常压下,2.4g甲硫醇完全燃烧生成二氧化硫和其他稳定产物,并同时放出52.42kJ的热量,则甲硫醇燃烧的热化学方程式为______。
4、甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有:
反应 过程
| 化学方程式
| 焓变△H (kJ/mol)
| 正反应活化能Ea (kJ/mol)
|
甲烷 氧化[
| CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)
| -802.6
| 125.6
|
CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)
| -322.0
| 172.5
| |
蒸汽 重整
| CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
| 206.2
| 240.1
|
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)
| 165.0
| 243.9
|
回答下列问题:
(1)反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的△H= kJ/mol。
(2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率 甲烷氧化的反应速率(填大于、小于或等于)。
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作KP),则反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)KP的表达式为 ;随着温度的升高,该平衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)从能量角度分析,甲烷自热重整方法的先进之处在于 。
(5)在某一给定进料比的情况下,温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如下图:
①若要达到H2物质的量分数>65%、CO的物质的量分数<10%,以下条件中最合适的是 。
A.600℃,0.9Mpa B.700℃,0.9Mpa C.800℃,1.5Mpa D.1000℃,1.5MPa
②画出600℃,0.1Mpa条件下,系统中H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始计时)的变化趋势示意图:
(6)如果进料中氧气量过大,最终导致H2物质的量分数降低,原因是 。
5、青蒿素是一种有效的抗疟药。常温下,青蒿素为无色针状晶体,难溶于水,易溶于有机溶剂,熔点为156~157℃。提取青蒿素的方法之一是乙醚浸取法,提取流程如下:
请回答下列问题:
(l)对青蒿进行破碎的目的是__________________。
(2)操作I用到的玻璃仪器是__________,操作Ⅱ的名称是_______。
(3)用下列实验装置测定青蒿素的化学式,将28.2g青蒿素放在燃烧管C中充分燃烧:
① 仪器各接口的连接顺序从左到右依次为_______(每个装置限用一次)。A装置中发生的化学反应方程式为_________________。
② 装置C中CuO的作用是_________________。
③ 装置D中的试剂为_________________。
④ 已知青蒿素是烃的含氧衍生物,用合理连接后的装置进行实验.测量数据如下表:
装置质量 | 实验前/g | 实验后/g |
B | 22.6 | 42.4 |
E(不含干燥管) | 80.2 | 146.2 |
则青蒿素的最简式为__________。
(4)某学生对青蒿素的性质进行探究。将青蒿素加入含有NaOH 、酚酞的水溶液中,青蒿素的溶解度较小,加热并搅拌,青蒿素的溶解度增大,且溶液红色变浅,与青蒿素化学性质相似的物质是______(填字母代号)。
A.乙醇 B.乙酸 C.乙酸乙酯 D.葡萄糖
6、KBr可用于光谱分析和化学分析等。
(1)制备KBr的一种方法如下:80℃时,向溶有CO(NH2)2的KOH溶液中缓慢加入Br2,至pH为6~7时反应完全,生成CO2、N2等。该反应的化学方程式为_____。
(2)KBr可用于测定苯酚(C6H5OH)样品的纯度,方法如下:取0.5000g苯酚试样,用NaOH溶液溶解后定容成250.00mL溶液;移取25.00mL该溶液,加入25.00mL0.03000mol•L﹣1的KBrO3(含过量KBr)标准溶液,然后加入足量盐酸,充分反应后再加足量KI溶液,充分反应;用0.1000mol•L﹣1Na2S2O3溶液滴定至淡黄色,加入指示剂,继续滴定至终点,用去16.20mL。测定过程中物质的转化关系如下:
①加入的指示剂为_____。
②计算苯酚样品的纯度(写出计算过程)_____。
7、聚乳酸)是一种新型生物降解材料,可用于包装食品。某化学兴趣小组利用化学解聚方法,由废旧聚乳酸餐盒制得高纯乳酸钙。
已知:乳酸是淡黄色黏性液体,与乙醇、水混溶;乳酸钙是白色粉末,溶于冷水,易溶于热水,不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。
I.废旧聚乳酸材料的解聚
①分别取一定量的NaOH、无水乙醇和白色聚乳酸餐盒碎片,装入锥形瓶,加热解聚;
②待反应完毕,向锥形瓶中加入少量浓盐酸,然后加热浓缩,得到淡黄色黏稠状液体和少量白色不溶物;
③往②中所得混合物加人20mL无水乙醇并搅拌均匀,静置、过滤,弃去白色不溶物。
(1)步骤①所用装置如图所示,其中冷凝管的作用是______.写出聚乳酸在碱性条件下解聚的化学方程式_________.
(2)步骤②中,加入浓盐酸的目的是_______.为避免浓缩过程发生暴沸,可以加入_______.
(3)步骤③加入20mL无水乙醇的作用是________.
II.乳酸钙的制备
④将氢氧化钙粉末分批加人③中所得滤液,控制最终溶液的pH约为7,过滤;
⑤取滤液于烧杯,冰水浴下剧烈搅拌,同时加人40mL物质X,析出白色固体;
⑥过滤,收集沉淀物,烘干,称重为5.8g.
(4)“控制最终溶液的pH约为7”时,需用蒸馏水润湿pH试纸后再测量溶液的pH,其原因是________.
(5)步骤⑤中,所加“物质X”可能是_________.
A.石灰水B.盐酸C.丙酮D.乳酸
(6)若步骤④所加氢氧化钙粉末的质量为2.1g,则该实验的产率=_________.(结果保留3位有效数字;M氢氧化钙=74 g·mo-1,M乳酸钙=218g·mol-1).
8、锰元素在溶液中主要以Mn2+(很浅的肉色,近乎无色)、MnO42-(绿色)、MnO4-(紫色)形式存在。MnO2不溶于稀硫酸。
(1)将8 mL 0.1 mol·L-1的酸性高锰酸钾溶液和2 mL l.0mol/L的草酸(H2C2O4)溶液在试管中混合,然后将试管置于25℃水浴中,KMnO4溶液浓度随时间变化关系如下图所示。
① 写出发生反应的离子方程式:____________
② 计算前40秒用草酸表示的平均反应速率v(草酸)=________________.
③ 40s-65s的反应速率比前40s快,解释原因___________
(2)已知反应3MnO42-+2H2OMnO2+2MnO4-+4OH-。
① 向MnO4-溶液中加入足量稀硫酸,可观察到的现象是__________.
② 常温下,在0.512 mol/L K2MnO4溶液中,当pH=14时K2MnO4的转化率为4/9,则该反应的平衡常数的值为__________
③ 在其他条件不变的条件下,适当升温有利于降低K2MnO4的转化率,则该反应的△H___0(填“大于” “小于”或“等于”)。
(3)碳酸锰是一种重要的工业原料。工业生产中常用复分解法生产MnCO3:
MnSO4+2NH4HCO3=MnCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O。反应中通常需加入稍过量的NH4HCO3,且控制溶液的pH为6.8-7.4. 溶液的pH不能过低也不能过高,原因是_______。设MnSO4溶液为0.19mol/L,则溶液的pH 最高不能超过_________。
[己知MnCO3、Mn(OH)2的Ksp分别为l.8×10-11和1.9×10-13]
(4)制备单质锰的实验装置如图,阳极以稀硫酸为电解液,阴极以硫酸锰和硫酸混合液为电解液,电解装置中“”表示溶液中阴离子移动的方向。铂电极的电极反应式为______。
9、铁及其化合物在人类生活中有着极其重要的作用。完成下列填空:
(1)铁的原子结构示意图为。由此可知,铁是第_______周期元素,铁原子核外3d轨道上共填充了_______个电子。
(2)古代中国四大发明之一的司南是由天然的磁石制成的,其主要成分是_______(选填编号)。
a.Fe b.FeO c.Fe2O3 d.Fe3O4
(3)FeSO4可以用来净水、治疗缺铁性贫血等,实验室在配制FeSO4溶液时,为了防止FeSO4变质,经常向溶液中加入铁粉,其原因是_______(用离子方程式表示)。
(4)向新配制的FeSO4溶液中,加入一定量的稀硝酸,发生如下反应:
_______Fe2++_______H++_______NO=_______Fe3++_______NO↑+_______H2O
①配平上述反应_______。
②每生成0.5molNO气体,转移的电子数为_______。
③要检验该反应后的溶液中是否还含有Fe2+,实验方案是_______。
现在可以利用铁氧化物循环裂解水制备氢气,其过程如图所示:
(5)写出反应Ⅲ的平衡常数表达式_______。
(6)写出铁氧化物循环裂解水制氢的总反应的化学方程式:_______。
(7)Fe3O4和CO的反应过程与温度密切相关。向某容器中加入Fe3O4与CO,当其它条件一定时,达到平衡时CO的体积百分含量随温度的变化关系如图所示。
已知:①Fe3O4+CO⇌3FeO+CO2-Q1(Q1>0)
②Fe3O4+4CO⇌3Fe+4CO2+Q2(Q2>0)
推测当温度达到570℃,平衡时CO体积百分含量最高的原因:_______。
10、CCl3CHO是一种药物合成的中间体,可通过CH3CH2OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl进行制备。制备时可能发生的副反应为C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O、CCl3CHO+HClO→CCl3COOH+HCl。合成该有机物的实验装置示意图(加热装置未画出)和有关数据如下:
物质 | C2H5OH | CCl3CHO | CCl3COOH | C2H5Cl |
熔点/℃ | -114.1 | -57.5 | 58 | -138.7 |
沸点/℃ | 78.3 | 97.8 | 198 | 12.3 |
溶解性 | 与水互溶 | 可溶于水、乙醇 | 可溶于水、乙醇 | 微溶于水,可溶于乙醇 |
(1)恒压漏斗A的作用是________;A装置中发生反应的化学方程式为________。
(2)装置B的作用是________;装置F在吸收气体时,为什么可以防止液体发生倒吸现象。________。
(3)装置E中的温度计要控制在70 ℃,三口烧瓶采用的最佳加热方式是______。如果要在球形冷凝管中注入冷水增加冷凝效果,冷水应该从________(填“a”或“b”)口通入。实验使用球形冷凝管而不使用直形冷凝管的目的是_______。
(4)实验中装置C中的试剂是饱和食盐水,装置中D的试剂是浓H2SO4。如果不使用D装置,产品中会存在较多的杂质________(填化学式)。除去这些杂质最合适实验方法是_______。
(5)利用碘量法可测定产品的纯度,反应原理如下:
CCl3CHO+NaOH=CHCl3+HCOONa HCOONa+I2=HI+NaI+CO2↑ I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6
称取该实验制备的产品5.00 g,配成100.00 mL溶液,取其中10.00 mL,调节溶液为合适的pH后,加入30.00 mL 0.100 mol·L−1的碘标准液,用0.100 mol·L−1的Na2S2O3溶液滴定,重复上述3次操作,消耗Na2S2O3溶液平均体积为20.00 mL,则该次实验所得产品纯度为________。
11、标准状况下,向多份等量的NaOH固体中,分别加入一定体积的1.00mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液充分反应,反应产生的NH3随(NH4)2Fe(SO4)2溶液体积的变化如图所示(假设生成的NH3全部逸出):
请计算:
(1)a的值为__________L。
(2)每份NaOH固体的物质的量__________mol(写出计算过程)。
12、新能源氢气汽车,燃料中CO体积分数必须低于10 ×10-4%,否则会造成催化剂中毒。CO深度去除一般采用“CO优先氧化”或“CO选择性甲烷化”的方法。
回答下列问题:
(1)“CO优先氧化”是向氢气燃料中通入空气,CO优先于H2发生反应。该方法的缺点是降低了燃料的热值、_______(只答一条即可)。
(2)“CO选择性甲烷化”是通过CO加氢生成甲烷而实现CO的深度去除。反应过程:
i.CO (g) +3H2(g) CH4(g)+H2O(g) △H1= - 206 kJ·mol-1
ii.CO2(g) + 4H2(g) CH4(g) + 2H2O(g) △H2
iii.CO2(g) +H2(g) CO(g) + H2O(g) △H3= + 41 kJ ·mol-1
①△H2 =_______kJ·mol-1;
②采用“CO选择性甲烷化”的方法消除CO,该方法最明显的缺点是_______。
③欲使CO体积分数必须低于10 ×10-4% ,应采取的措施是_______(填标号)。
A.升高温度 B.降低压强 C.使用CO加氢催化剂 D.使用CO2加氢抑制剂
(3)有研究认为CO加氢甲烷化存在下列过程(如图所示),限速步骤是_______(填标号),从结构上给予解释:_______。
在某一条件下进行CO加氢甲烷化,发生i、ii和iii反应,相关数据如下:
体积/L | CO | CO2 | H2 | H2O | CH4 |
反应前 | 10 | 10 | 80 | 1.0 ×10-7 | 1.0 ×10-7 |
反应后 | 1.0 ×10-6 | 10 | x | 10 | 10 |
①x=_______(保留2位有效数字);
②此条件下反应iii的平衡常数K= 100,通过计算判断反应iii是否平衡_______。
13、废水中的砷主要以无机砷(三价砷和五价砷)存在,常用的除砷方法有化学沉淀法、絮凝沉淀法等。
(1)铁盐絮凝沉淀法。H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图所示
①当废水的pH=5时,往废水中加入硫酸铁可得到FeAsO4沉淀,反应的离子方程式为_______。
②Na2HAsO4溶液显碱性,若向溶液中加入足量的CaCl2溶液,溶液则显酸性,其原因是_______(用离子方程式表示)。
③已知:Fe(OH)3胶体可以吸附废水中的五价砷物种而沉降,溶液的pH对Fe(OH)3胶体表面所带负电荷有影响。聚合硫酸铁{[Fe2(OH)6-2n](SO4)n}m是一种高效净水剂,溶于水能部分解离出Fe3+,随着溶液pH增大,[Fe2(OH)6-2n]2n+中n值逐渐减小,直至形成[Fe(OH)6]3-。向含五价砷的废水中加入聚合硫酸铁,含砷微粒的浓度与溶液pH的关系如图所示。pH>9时,废水中含砷的去除率迅速下降的原因是_______。
(2)石灰沉淀法。向含有一定浓度的Na3AsO4中加入Ca(OH)2溶液,在相同的n(Ca)/n(As)为6的条件下,调节溶液的pH,测得溶液中砷的去除率与pH的关系如图所示。已知:常温下Ksp[Ca3(AsO4)2]=1×10-21,Ksp[Ca(OH)2]= 6.0×10-6,Ksp(CaCO3)= 8.7×10-9,c(AsO)约为1.0×10-5时沉淀完全。
①pH>12后,砷的去除率随pH的增大而下降,其原因是_______。
②保持相同的n(Ca)/n(As)为6,调节溶液的pH为12,控制不同的温度,将饱和的Ca(OH)2溶液与砷酸钠溶液混合反应,测得砷酸钠溶液中砷的去除率随温度升高而逐渐下降,可能的原因是_______。