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、铁元素不仅可以与SCN-、CN-等离子形成配合物,还可以与CO、NO等分子以及许多有机试剂形成配合物.回答下列问题:
(1)基态铁原子有_____________个未成对电子;
(2)CN-有毒,含CN-的工业废水必须处理,用TiO2作光催化剂可将废水中的CN-转化为OCN-,并最终氧化为N2、CO2
①C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是_____________;
②1molFe(CN)32-中含有σ键的数目为_____________;
③铁与CO形成的配合物Fe(CO)3的熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于CCl4,据此可以判断Fe(CO)3晶体属于_____________(填晶体类型)
(3)乙二胺四乙酸能和Fe2+形成稳定的水溶性配合物乙二胺四乙酸铁钠,原理如图1:
①乙二胺四乙酸中碳原子的杂化轨道类型是_____________;
②乙二胺(H2NCH2CH2NH2)和三甲胺[N(CH3)2]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高得多,原因是_____________;
(4)铁铝合金的一种晶体属于面心立方结构,其晶胞可看成由8个小体心立方结构堆砌而成,小立方体如图2所示,则该合金的化学式为_____________,已知小立方体边长为acm,此铁铝合金的密度为_____________g•cm-3。
3、汽车尾气中的主要污染物是NO和CO。为减轻大气污染,人们提出通过以下反应来处理汽车尾气:
(1)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H=-746.5KJ/mol (条件为使用催化剂)
已知:2C (s)+O2(g)2CO(g) △H=-221.0KJ/mol
C (s)+O2(g)CO2(g) △H=-393.5KJ/mol
则 N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H= kJ·mol-1。
(2)T℃下,在一容积不变的密闭容器中,通入一定量的NO和CO,用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
C(NO)10-4 mol/L | 10.0 | 4.50 | C1 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
C(CO)10-3 mol/L | 3.60 | 3.05 | C2 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
则C2合理的数值为 (填字母标号)。
A.4.20 B.4.00 C.2.95 D.2.80
(3)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如下图所示:
则曲线II对应的实验编号为 。
(4)将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
H2O | CO | CO | H2 | |||
i | 650 | 2 | 4 | 2.4 | 1.6 | 5 |
ii | 900 | 1 | 2 | 1.6 | 0.4 | 3 |
iii | 900 | a | b | c | d | t |
①实验组i中以v(CO2)表示的反应速率为 ,温度升高时平衡常数会 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②若a=2,b=1,则c= ,达平衡时实验组ii中H2O(g)和实验组iii中CO的转化率的关系为αii (H2O) αiii (CO)(填“<”、“>”或“=”)。
(5)CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准,该分析仪的工作原理类似于燃料电池,其中电解质是氧化钇(Y2O3)和氧化锆(ZrO2)晶体,能传导O2-。
①则负极的电极反应式为________________。
②以上述电池为电源,通过导线连接成图一。若X、Y为石墨,a为2L 0.1mol/L KCl溶液,写出电解总反应的离子方程式 。电解一段时间后,取25mL上述电解后的溶液,滴加0.4mol/L醋酸得到图二曲线(不考虑能量损失和气体溶于水,溶液体积变化忽略不计)。根据图二计算,上述电解过程中消耗一氧化碳的质量为__________g。
4、铂(Pt)及其化合物用途广泛。
(1)在元素周期表中,Pt与Fe相隔一个纵行、一个横行,但与铁元素同处_____族。基态铂原子有2个未成对电子,且在能量不同的原子轨道上运动,其价电子排布式为____________。
(2)二氯二吡啶合铂是由Pt2+、Cl-和吡啶结合形成的铂配合物,有顺式和反式两种同分异构体。科学研究表明,顺式分子具有抗癌活性。
①吡啶分子是大体积平面配体,其结构简式如图所示。每个吡啶分子中含有的σ键数目为________。
②二氯二吡啶合铂中存在的微粒间作用力有________(填序号)。
a.离子键 b.氢键 c.范德华力 d.金属键 e.非极性键
③反式二氯二吡啶合铂分子是非极性分子,画出其结构式:_____。
(3)某研究小组将平面型的铂配合物分子进行层状堆砌,使每个分子中的铂原子在某一方向上排列成行,构成能导电的“分子金属”,其结构如图所示。
① 硫和氮中,第一电离能较大的是______。
②“分子金属”可以导电,是因为______能沿着其中的金属原子链流动。
③“分子金属”中,铂原子是否以sp3的方式杂化?简述理由:______。
(4)金属铂晶体中,铂原子的配位数为12,其立方晶胞沿x、y或z轴的投影图如图所示。若金属铂的密度为d g·cm-3,则晶胞参数a=_________________nm(列计算式)。
5、下表是元素周期表的一部分,根据表中给出的10种元素,按要求作答
(1)镁元素位于元素周期表中第___周期_____族;
(2)空气组成中体积分数最大的气体是_____;
(3)O与S相比,原子半径较小的是____;
(4)金刚石的组成元素是________;
(5)单质的化学性质最不活泼的元素是______;
(6)Na与Mg元素相比金属性较强的是_________
(7)NH3与PH3相比,热稳定性较弱的是______
(8)H2SO4与H3PO4相比酸性较强的是______
(9)Mg(OH)2与Al(OH)3其中属于两性氢氧化物的是________
(10)单质呈黄绿色的气体组成元素是_____,其单质的水溶液呈__(填“酸性或“碱性”)。
6、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)______。
7、化学反应原理是工业合成氨的重要理论基础。
<span style="font-size: 14px; font-family: "宋体";"><span contenteditable="true">(1)</span></span>合成氨反应:N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) △H = -92.4 kJ·mol-1 ,若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,平衡_____移动(填“向左”、“向右”或“不”);使用催化剂该反应的△H_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反应物投入量 | 1 mol N2 、3 mol H2 | 2 mol NH3 | 4 mol NH3 |
平衡时NH3的浓度(mol·L-1) | cl | c2 | c3 |
反应的能量变化 | 放出a kJ | 吸收bkJ | 吸收c kj |
体系压强(pa) | p1 | p2 | p3 |
反应物转化率 | a1 | a2 | a3 |
下列说法正确的是_____(填字母编号)。
A.2c1>c3 B. a+b=92.4 C. 2p23 D.a1+a3<1
(3)合成氨在等容条件下进行。改变其他反应条件,在I、II、III阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示:
①N2的平均反应速率vI(N2)、vII(N2)、vIII(N2)从大到小排列次序为________。
②由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向是______,采取的措施是_______________。
③比较第II阶段反应温度(T2)和第III阶段反应温度(T3)的高低:T2__T3(填“ > ”、“=”或“<”),判断的理由是______________________。
(4)将0.1 mol N2和0. 3 mol H2通入一容积可变的容器中进行工业固氮反应。
①若300 ℃、压强P2时达到平衡,容器容积恰为10 L,则此状态下反应的平衡常数K =_______(计算结果保留3位有效数字)。
②合成氨反应达到平衡后,t1时刻速率发生如图B变化,此刻可能改变的反应条件是_____________________(回答一种)。
8、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______________。
9、卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。若以它为原料按图所示工艺流程进行生产,可制得轻质氧化镁(轻质体积蓬松,体积是等质量的重质氧化镁的三倍)。
若要求产品尽量不含杂质,而且生产成本较低,根据表1和表2提供的资料,填写空白:
表l 生成氢氧化物沉淀的pH
物质 | 开始沉淀 | 沉淀完全 |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
Fe(OH)2 | 7.6 | 9.6 |
Mn(OH)2 | 8.3 | 9.8 |
Mg(OH)2 | 9.6 | 11.l |
已知:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,常将它氧化为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀除去。表2原料价格表
物质 | 价格/元 吨-1 |
漂液(含25.2%NaClO) | 450 |
双氧水(含30%H2O2) | 2400 |
烧碱(含98%NaOH) | 2100 |
纯碱(含99.5%Na2CO3) | 600 |
(1)为了加快卤块的溶解,我们可以选择那些方法_______(请写出两种方法);
(2)在步骤②中加入的试剂X,最佳的选择是________,在酸性条件下,其对应的离子方程式是________________
(3)在步骤③中加入的试剂应是________;之所以要控制pH=9.8,其目的是__________
(4)在步骤④中加入的试剂Z应是___________;
(5)在步骤⑤中发生的反应是__________
10、过氧乙酸是具有重要用途的有机合成氧化剂和化工原料,实验室拟合成过氧乙酸并测定其含量。
(1)浓缩
在图示装置(加热装置已省略)中,由分液漏斗向冷凝管1中滴加30%溶液,最终得到质量分数约68%的
溶液。
冷凝管1、冷凝管2中进水接口依次为___________、___________(填字母)。
②加热温度不宜超过60℃的原因是___________。
(2)合成过氧乙酸
向带有搅拌装置及温度计的500mL三口烧瓶中先加入16g冰醋酸,在搅拌下滴加90g68%溶液,最后加入4.1mL浓硫酸,搅拌5h,静置20h。
(已知:CH3COOH+H2O2+H2O)
①用浓缩的68%溶液代替常见的30%
溶液的目的是___________。
②充分搅拌的目的是___________。
(3)过氧乙酸含量的测定
步骤a:称取5.0g过氧乙酸试样(液体),配制成100mL溶液A。
步骤b:在碘量瓶中加入5.0mL溶液、3滴
溶液、5.0mL溶液A,摇匀,用0.01mol/L的
溶液滴定至溶液呈微红色。
步骤c:向滴定后的溶液中再加1.0gKI(),摇匀,置于暗处5min,用蒸馏水冲洗瓶盖及四周,加钼酸铵催化剂20mL,摇匀,用淀粉溶液作指示剂,用0.05mol/L的
标准溶液滴定至蓝色刚好褪去(
)。重复步骤b,步骤c三次,测得平均消耗
标准溶液的体积为20.00mL。
①步骤a中配制溶液A时,需要用到的玻璃仪器除烧杯、100mL容量瓶,玻璃棒和量筒外,还需要___________
②设计步骤b的目的是___________
③过氧乙酸的质量分数为___________%。
11、双氧水是重要的化学试剂。
(1)一定条件下,O2得电子转化为超氧自由基(·O),并实现如下图所示的转化:
①是________(填“氧化”或“还原”)反应。
②写出图示转化总反应的化学方程式:________。
(2) K2Cr2O7酸性条件下与H2O2反应生成CrO5,反应为非氧化还原反应。据此分析,CrO5中-2价O与-1价O的数目比为________。
(3) H2O2可用于测定酒精饮料中乙醇的含量。现有20.00 mL某鸡尾酒,将其中CH3CH2OH蒸出并通入17.0 mL 0.200 0 mol·L-1 K2Cr2O7溶液(H2SO4酸化)中,发生反应:K2Cr2O7+C2H5OH+H2SO4―→Cr2(SO4)3+CH3COOH+K2SO4+H2O(未配平)
再用0.400 0 mol·L-1的双氧水滴定反应后所得的混合液,用去19.00 mL双氧水,滴定过程中发生如下反应:
反应1:4H2O2+K2Cr2O7+H2SO4===K2SO4+2CrO5+5H2O
反应2:H2O2+CH3COOH===CH3COOOH+H2O
则该鸡尾酒中CH3CH2OH的物质的量浓度为________mol·L-1(写出计算过程)。
12、CO、CO2的回收与利用是科学家研究的热点课题,可利用CO、CO2制备甲烷、甲醇、二甲醚等。
(1)CO2加氢制备甲烷:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-164.7kJ•mol-1。已知ΔH=ΔfH(生成物)- ΔfH
(反应物),298K时,几种气态物质的标准摩尔生成焓如表:
物质 | CO2(g) | H2O(g) | CH4(g) | H2(g) |
ΔfH | -393.5 | -241.8 | x | 0 |
则x=_______。
(2)H2和CO合成甲烷的反应为2CO(g)+2H2(g)CH4(g)+CO2(g)。T℃时,将等物质的量的CO和H2充入恒压(200kPa)的密闭容器中。已知v逆=K逆•p(CH4)•p(CO2),其中p为分压,该温度下K逆=5.0×10-4。反应达平衡时测得v正=
kPa•s-1,则该温度下反应的Kp=_______(用组分的分压计算的平衡常数)。
(3)二氧化碳催化加氢制甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0,反应在起始物
=3时,不同条件下达到平衡,体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH),在t=250℃下的x(CH3OH)~p、在p=5×105Pa下的x(CH3OH)~t如图。
①图中对应等温过程的曲线是_______。
②当x(CH3OH)=0.10时,CO2的平衡转化率约为_______。
③当x(CH3OH)=0.10时,反应条件可能为_______或_______。
(4)甲醇脱水制得二甲醚的反应为2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),当T=500K时,反应平衡常数Kc≈9,在密闭容器中加入一定量CH3OH,反应到达平衡状态时,体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数_______(填字母)。
a.< b.=
c.>
d.无法确定
13、以生物质为原料制备氢气可以有效减少环境污染,同时能降低对化石燃料的依赖。乙酸是生物油的主要成分之一,常被用作模型化合物。已知:乙酸水蒸气重整制氢过程中可能发生的反应如下:
i.CH3COOH(g)+2H2O(g)2CO2(g)+4H2(g) △H;
ii.CH3COOH(g)2CO(g)+2H2(g) △H1=+213.7kJ·mol-l;
iii.CH3COOH(g)CH4(g)+CO2(g) △H2=-33.5kJ·mol-1;
iv.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3=-41.1kJ·mol-1。
回答下列问题:
(1)反应i的△H=____kJ·mol-1;为了加快反应i速率,并且提高乙酸的平衡转化率,应采取的措施是____(填字母)。
a.增大乙酸浓度 b.增大水蒸气的浓度 c.增大压强 d.选择高效催化剂 e.升高温度
(2)一定温度和催化剂条件下,向5L密闭容器中充入2molCH3COOH(g)和4molH2O(g),只发生反应i,10min后反应达到化学平衡状态,此时容器内的压强变为初始时的1.5倍。
①从反应开始到平衡状态,用H2的浓度变化表示的平均反应速率v(H2)=____。
②该温度下,该反应的化学平衡常数Kc=____。
(3)乙酸水蒸气重整制氢过程中,当水碳比(S/C)=2情况下各气体产率随温度的变化如图1所示,可以看出随着温度的升高CO产率逐渐上升,而CH4产率逐渐下降,其原因是____;最佳的反应温度范围为____。
(4)乙酸水蒸气重整制氢过程中,不同温度下水碳比(S/C)对CH4产率的影响如图2所示,则T1、T2、T3由大到小的顺序为____。