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、(1)参考的结构示意图,画出
结构示意图___________。
(2)有机物和
互为同分异构体,但熔点
(-90℃)远低于
(240℃),可能的原因是___________。
3、污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。工业上以硫铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外,还含有SO2。为了保护环境,同时提高硫酸工业的综合经济效益,应尽可能将尾气中的SO2转化为有用的产品。
治理方案Ⅰ:
(1)将尾气通入氨水中,能发生多个反应,写出其中可能发生的两个氧化还原反应的化学方程式:_______________、_______________。
治理方案Ⅱ:
某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2,另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂,通过如下流程既去除尾气中的SO2,又制得电池材料MnO2 (反应条件已省略)。
请回答下列问题:
(2)用MnCO3能除去溶液中Al3+和Fe3+其原因是___________________________,用MnS除去溶液中的Cu2+的离子方程式为_______________。
(3)流程图④过程中发生的主要反应的化学方程式为___________________。
(4)MnO2可作超级电容器材料。工业上用下图所示装置制备MnO2。接通电源后,A电极的电极反应式为:_______________,当制备lmol MnO2,则膜两侧电解液的质量变化差(△m左-△m右)为_______________g。
4、目前人们对环境保护、新能源开发很重视。
(1)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体转化为无毒气体。
4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200 kJ·mol-1
对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图像正确的是 (填代号)。
(2)用活性炭还原法也可以处理氮氧化物,某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s) + 2NO(g) N2(g) + CO2(g) ΔH在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下:
时间/min 浓度/(mol/L) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.0 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
CO2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
①根据图表数据分析T1℃时,该反应在0-20min的平均反应速率v(CO2)= ;计算该反应的平衡常数K= 。
②30min后,只改变某一条件,根据上表的数据判断改变的条件可能是 (填字母代号)。
A.加入一定量的活性炭 B.通入一定量的NO
C.适当缩小容器的体积 D.加入合适的催化剂
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3,则达到新平衡时NO的转化率 (填“升高”或“降低”),ΔH 0(填“>”或“<”).
(3)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH= -l59.5kJ/mol
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH= +116.5kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0kJ/mol
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式 。
(4)一种氨燃料电池,使用的电解质溶液是2mol/L的KOH溶液。
电池反应为:4NH3+3O2=2N2+6H2O;
请写出通入a气体一极的电极反应式为 ;每消耗3.4g NH3转移电子的物质的量为 。
5、氮、氧、磷、铁是与生命活动密切相关的元素。回答下列问题:
(1)P的基态原子最外电子层具有的原子轨道数为 ,Fe3+比Fe2+稳定的原因是 。
(2)N、O、P三种元素第一电离能最大的是 ,电负性最大的是 。
(3)含氮化合物NH4SCN溶液是检验Fe3+的常用试剂,SCN-中C原子的杂化类型为 ,1mol SCN-中含π键的数目为 NA。
(4)某直链多磷酸钠的阴离子呈如图所示的无极单链状结构,其中磷氧四面体通过共有顶角氧原子相连,则该多磷酸钠的化学式为 。
(5)FeO、NiO的晶体结构均与氯化钠晶体结构相同、其中Fe2+和Ni2+的离子半径分别为7.8×10-2nm、6.9×10-2nm,则熔点FeO NiO(填“<”、“>”或“=”)原因是 。
(6)磷化硼是一种超硬耐磨的涂层材料,其晶胞结构如图所示。P原子与B原子的最近距离为acm,则磷化硼晶胞的边长为 cm。(用含a的代数式表示)
6、以黄铜矿(主要成分为铁、铜、硫三种元素组成的化合物)为基本原料,通过一系列的冶炼可得到铜、铁、SO2、SO3、H2SO4等物质,回答下列问题:
(1)基态铁原子价层电子排布式为____________,基态硫原子的核外电子共有_______种不同的能量。硫元素所在周期的非金属元素第一电离能由大到小的顺序为__________。
(2)SO2、SO3、H2SO4中,硫原子的杂化轨道类型为sp3的物质是________,SO2的分子构型是____________,属于非极性分子的氧化物是___________。
(3)在溶液中Cu2+易与水形成[Cu(H2O)6]2+而显蓝色,向相应的溶液中加入足量的氨水可得到[Cu(NH3)4(H2O)2]2+,则[Cu(NH3)4(H2O)2]2+中Cu2+的配位数是________________,氧铜配位键与氮铜配位键相比,较稳定的是___________________。
(4)氧化铜的熔点为1326℃、沸点为1800℃;氧化亚铜的熔点为1235℃、沸点为1100℃,试解释导致这种差异最可能的原因是___________。
(5)由铁、铜、硫形成的某种化合物的晶胞是一个长方体,结构如图所示,则该化合物的化学式为____________。若晶体密度为dg·cm﹣3,则晶胞的高h=_______pm(写出简化后的计算式即可)。
7、1913年,德国化学家哈伯实现了合成氨的工业化生产,被称作解救世界粮食危机的化学天才.现将lmolN2和3molH2投入1L的密闭容器,在一定条件下,利用如下反应模拟哈伯合成氨的工业化生产:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0.当改变某一外界条件(温度或压强)时,NH3的体积分数ψ(NH3)变化趋势如图所示.
回答下列问题:
(1)已知:①NH3(l)═NH3(g)△H1,②N2(g)+3H2(g)2NH3(l)△H2;则反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)的△H=_____________(用含△H1、△H2的代数式表示)。
(2)合成氨的平衡常数表达式为____________,平衡时,M点NH3的体积分数为10%,则N2的转化率为____________(保留两位有效数字).
(3)X轴上a点的数值比b点____________(填“大”或“小”)。上图中,Y轴表示____________(填“温度”或“压强”),判断的理由是____________。
(4)若将1mol N2和3mol H2分别投入起始容积为1L的密闭容器中,实验条件和平衡时的相关数据如表所示:
容器编号 | 实验条件 | 平衡时反应中的能量变化 |
Ⅰ | 恒温恒容 | 放热Q1kJ |
Ⅱ | 恒温恒压 | 放热Q2kJ |
Ⅲ | 恒容绝热 | 放热Q3kJ |
下列判断正确的是____________
A.放出热量:Ql<Q2<△Hl
B.N2的转化率:Ⅰ>Ⅲ
C.平衡常数:Ⅱ>Ⅰ
D.达平衡时氨气的体积分数:Ⅰ>Ⅱ
(5)常温下,向VmL amoI.L-l的稀硫酸溶液中滴加等体积bmol.L-l的氨水,恰好使混合溶液呈中性,此时溶液中c(NH4+)____________c(SO42-)(填“>”、“<”或“=”).
(6)利用氨气设计一种环保燃料电池,一极通入氨气,另一极通入空气,电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,它在熔融状态下能传导O2-.写出负极的电极反应式____________。
8、回答下列问题
(1)已知金刚石的莫氏硬度为10,石墨的莫氏硬度为,从晶体结构的角度解释金刚石硬度很大,石墨很软的原因__________。
(2)在相同温度时,酸性条件下都能被
氧化,通过控制溶液中
探究同浓度的
还原性强弱,预测同浓度的
被
氧化需要的
最小的是________,试从离子结构角度解释
的还原性逐渐增强的原因________。
9、某研究小组用黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备C1O2气体,再用水吸收该气体可得C1O2溶液。在此过程中需要控制适宜的温度,若温度不当,副反应增加,影响生成C1O2气体的纯度,且会影响C1O2的吸收率,具体情况如图所示。
(1)据图可知,反应时需要控制的适宜温度是________℃,要达到此要求需要采取的措施是________。
(2)已知:黄铁矿中的硫元素在酸性条件下可被ClO3-氧化成SO42-,请写出FeS2、氯酸钠和硫酸溶液混合反应生成二氧化氯(C1O2)的离子方程式:_____________________。
(3)该小组拟以“m (C1O2) /m (NaC1O3) ”作为衡量C1O2产率的指标。若取NaC1O3样品6.0g,通过反应和吸收获得400mL C1O2溶液,取此溶液20mL与37.00mL0.500 mol·L-1 (NH4)2Fe (SO4)2溶液充分反应后,过量的Fe2+再用0.0500 mol·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7标准溶液20.00mL。反应原理为:
4H++ C1O2+5Fe2+=Cl-+5Fe3++2H2O
14H++ Cr2O72-+6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O
试计算C1O2的“产率”_______________(写出计算过程)。
10、Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水。在中性或碱性环境中稳定。
I.制备Na2S2O3•5H2O
反应原理:Na2SO3(aq)+S(s)Na2S2O3(aq)
实验步骤:
①称取15gNa2S2O3加入圆底烧瓶中,再加入80mL蒸馏水。另取5g研细的硫粉,用3mL乙醇润湿,加入上述溶液中。
②安装实验装置,水浴加热,微沸60分钟。
③趁热过滤,将滤液水浴加热浓缩,冷却析出Na2S2O3•5H2O,经过滤,洗涤,干燥,得到产品。
回答问题:
(1)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是___。
(2)仪器a的名称是___,其作用是___。
(3)产品中除了有未反应的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是___,检验是否存在该杂质的方法是___。
(4)该实验一般控制在碱性环境下进行,否则产品发黄,用离子方程式表示其原因为___。
II.测定产品纯度
准确称取Wg产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.1000mol/L碘的标准溶液滴定,反应原理为:2S2O32-+I2=S4O62-+2I-。
(5)滴定至终点时,溶液颜色的变化为___。
(6)滴定起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积为___ mL。产品的纯度为___(设Na2S2O3•5H2O相对分子质量为M)。
11、Na与Al混合物共1mol与足量的水充分反应。
(已知:2A1+ 2NaOH +2H2O =2NaAlO2+3H2↑)
(1)当Na与Al的物质的量之比为______时,混合物与水反应产生的H2最多。
(2)当Na与Al的物质的量之比为______时,混合物与水反应产生的H2的体积为13.44L(标准状况下)。
12、近年来,我国的钢铁产量居世界首位。炼铁时产生大量瓦斯泥,若不合理利用,会对环境造成不利影响。一种以瓦斯泥(主要含ZnO、Bi2O3、Bi2S3、Bi、Fe2O3,还含少量PbO、FeO、CuO;锌、铋两元素的质量分数分别为8.92%、0.75%)为原料提取锌、铋的工艺流程如下图所示:
回答下列问题:
(1)“浸取”时,为避免“瓦斯泥”在反应器的底部沉淀、结块,可采取的措施为_______。
(2)“过程I”中发生反应的离子方程式为_______。
(3)“过程II”产生的气体___________(填化学式)可在流程的_______步骤中循环使用。
(4)“酸盐浸提”时,为使铋充分浸出,加入适量NaCl作助溶剂。单质铋在Fe3+的氧化作用下被溶解。
①含铋物质发生反应的化学方程式为:
i.Bi2O3+3H2SO4+6NaCl=2BiCl3+3Na2SO4+3H2O
ii.Bi2S3+3Fe2(SO4)3+6NaCl=2BiCl3+3Na2SO4+6FeSO4+3S
iii._______。
②“滤渣2”的主要成分除S外还有____________。
(5)已知:此工艺中,Bi3+水解得到BiOCl沉淀的适宜pH范围为1.6~2.0;溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子 | Fe2+ | Fe3+ | Zn2+ |
开始沉淀时pH | 7.0 | 1.9 | 6.2 |
完全沉淀时pH | 9.0 | 3.2 | 8.0 |
①结合上述信息分析,“水解”时加入适量Zn粉的目的是_______。
②“水解”后的“系列操作”为_______。
(6)处理3.6t“瓦斯泥”,得到26.05kg“BiOCl产品”,其中BiOCl质量分数为90%,则铋的回收率为_______。(结果精确到1%)。
13、2030年前实现碳达峰、2060年实现碳中和是我国对世界做出的庄严承诺。碳中和是指的排放总量和减少总量相当,将
催化加氢合成低碳烃是实现碳中和的有效手段之一,反应原理为
。回答下列问题:
(1)已知:。反应
中,正反应的活化能比逆反应活化能小
,则
_______。
(2)在温度T1℃下,在5L恒容密闭容器中通入和
进行反应,并用压力计持续检测容器内压强变化情况,得到如图所示结果。
①从反应开始直到平衡,用表示的平均反应速率为_______。
②达到平衡时,的转化率为_______。
③恒容条件下,下列措施中既可提高反应速率又可提高的转化率的是_______(填字母)。
A.使用合适的催化剂 B.将生成的乙烯或水移走 C.加入氢气 D.升高温度 E.加压
(3)已知反应的正反应速率
,逆反应速率
,其中,
、
均为速率常数,该反应在温度T2℃下,
,则该温度下用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=_______。若温度T3℃下,
,则T3_______(填“大于”“小于”或“等于”) T2,理由为_______。
(4)转化为乙烯还可以通过电化学的方法实现,其实验装置如图所示,铜电极上产生乙烯的电极反应式为_______,电解过程中还有多种物质产生,若铜电极上只生成
和
,则电路中转移电子的物质的量为_______。