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、NOx的排放主要来自于汽车尾气,包含NO2和NO。若用活性炭对NO进行吸附,可发生C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),在T1℃时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如表:
浓度(mol•L-1) | 时间(min) | |||||
0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | |
NO | 1.00 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
(1)关于该反应说法错误的是_____。
a.该反应体现了NO的氧化性 b.降低NO浓度能够减慢反应速率
c.加入足量的炭粉可以使NO100%转化 d.合适的催化剂可以加快反应速率
(2)表中0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)=_____;当升高反应温度,该反应的平衡常数K减小,说明正反应为_____反应(填“吸热”或“放热”).
(3)30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡;根据表中的数据判断改变的条件可能是______(填字母)。
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
某实验室模拟该反应,在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体,测得NO的转化率随温度的变化如图所示:
(4)由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,原因是_____;在1100K时,CO2的体积分数为_____。
(5)NO2排放到大气中会引起______(填两个)等环境问题。
3、碳的化合物的转换在生产、生活中具有重要的应用,如航天员呼吸产生的CO2用Sabatier反应处理,实现空间站中O2的循环利用。
Sabatier反应:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g);
水电解反应:2H2O(1) 2H2(g) +O2(g)。
(1)将原料气按n(CO2):n(H2)=1:4置于密闭容器中发生Sabatier反应,测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。
①该反应的平衡常数K随温度降低而________(填“增大”或“减小”)。
②在密闭恒温(高于100℃)恒容装置中进行该反应,下列能说明达到平衡状态的是_____。
A.混合气体密度不再改变 B.混合气体压强不再改变
C.混合气体平均摩尔质量不再改变 D. n(CO2):n(H2)=1:2
③200℃达到平衡时体系的总压强为p,该反应平衡常数Kp的计算表达式为_______。(不必化简,用平衡分,压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(2)Sabatier反应在空间站运行时,下列措施能提高CO2转化率的是____(填标号)。
A.适当减压 B.合理控制反应器中气体的流速
C.反应器前段加热,后段冷却 D.提高原料气中CO2所占比例
(3)一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO2(g)+4H2(g)C(s)+2H2O(g)代替Sabatier反应。
①已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分别为-394kJ/mol、-242kJ/mol,Bosch反应的△H=_____kJ/mol。(生成焓指一定条件下由对应单质生成lmol化合物时的反应热)
②一定条件下Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是______________。若使用催化剂,则在较低温度下就能启动。
③Bosch反应的优点是_______________。
4、我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。CO2捕获与CO2重整是CO2利用的研究热点。其中CH4与CO2重整反应体系主要涉及以下反应:
a.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H1
b.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
c.CH4(g)C(s)+2H2(g) △H3
d.2CO(g)CO2(g)+C(s) △H4
e.CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s) △H5
(1)根据盖斯定律,反应a的△H1=_______(写出一个代数式即可)。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_______。
A.增大CO2与CH4的浓度,反应a、b、c的正反应速率都增加
B.移去部分C(s),反应c、d、e的平衡均向右移动
C.加入反应a的催化剂,可提高CH4的平衡转化率
D.降低反应温度,反应a~e的正、逆反应速率都减小
(3)雨水中含有来自大气的CO2,溶于水中的CO2会进一步和水反应,发生电离:
①CO2(g)CO2(aq)
②CO2(aq)+H2O(l)H+(aq)+
(aq)
25°C时,反应②的平衡常数为K2。溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数),比例系数为ymol·L-1kPa-1,当大气压强为pkPa,大气中CO2(g)的物质的量分数为x时,溶液中H+浓度为_______mol·L-1(写出表达式,考虑水的电离,忽略的电离)。
(4)105°C时,将足量的某碳酸氢盐(MHCO3)固体置于真空恒容容器中,存在如下平衡:2MHCO3(s)M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)。上述反应达平衡时体系的总压为46kPa.保持温度不变,开始时在体系中先通入一定量的CO2(g),再加入足量MHCO3(s),欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于5kPa,CO2(g)的初始压强应大于_______kPa。
(5)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为_______(写离子符号);若所得溶液c():c(
)=2:1,溶液pH=_______。(室温下,H2CO3的K1=4×10-7;K2=5×10-11)
(6)CaO可在较高温度下捕集CO2,在更高温度下将捕集的CO2释放利用。与CaCO3热分解制备的CaO相比,CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能,其原因是_______。
5、(1)用一个离子方程式表示CO结合H+能力比AlO
弱___。
(2)分子式为HSCN的物质,已知S、C、N均满足8电子稳定结构,请写出一种可能的结构式___。
(3)纯金属内所有原子的大小和形状都是相同的,原子的排列十分规整,加入或大或小的其他元素的原子后,改变了金属原子有规则的层状排列,使原子层之间的相对滑动变得困难,所以合金的硬度一般都较大。请解释合金的熔点一般都小于其组分金属(或非金属)熔点的原因___。
6、新型半导体材料如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等在国防技术、航空航天及5G技术等领域扮演着重要的角色。回答下列问题:
(1)基态Si原子中,核外电子占据的最高能层的符号为____,占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为____;基态Ga原子的核外电子排布为[Ar]3d104s2p1,其转化为下列激发态时,吸收能量最少的是____(填选项字母)。
A.[Ar] B.[Ar]
C.[Ar] D.[Ar]
(2)C与Si是同主族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Si原子之间难以形成双键、叁键。从原子结构分析,其原因为____。
(3)硼(B)与Ga是同主族元素,硼氢化钠(NaBH4)是有机合成中重要的还原剂,其阴离子BH的立体构型为____;另一种含硼阴离子的结构如图所示,其中B原子的杂化方式为____。
(4)GaCl3的熔点为77.9℃,GaF3的熔点为1000℃,试分析GaCl3熔点低于GaF3的原因为____;气态GaCl3常以二聚体形式存在,二聚体中各原子均满足8e-结构,据此写出二聚体的结构式为____。
(5)B和Mg形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。该化合物的晶体结构单元如图所示,其中Mg原子间形成正六棱柱,6个B原子分别位于六个三棱柱体心。则该化合物的化学式可表示为____;相邻B原子与Mg原子间的最短距离为____nm(用含x、y的代数式表示)。
7、工业上常用如下的方法从海水中提碘:
完成下列填空:
(1)上述流程中有两步都涉及到氯气。写出氯元素在周期表中的位置:_________;
氯气分子中所含的化学键名称是:_________;在原子钟,其核外存在_________种运动状态不同的电子。
(2)和氯元素位于同主族的另外一个短周期元素单质的电子式是:_________,
两者气态氢化物的稳定性是:_________>_________(填写化学式)。
(3)步骤②中体现了溴具有的性质是_______________(文字简述)。
(4)写出步骤③中反应的化学方程式(说明:此反应在水溶液中进行):________________;在该反应中被氧化的元素是:_________。
(5)工业上利用海水还有一个重要的反应就是电解饱和食盐水,此反应中的阴极产物是:_________和_________(写化学式)。
(6)溴蒸汽还可以用饱和碳酸钠溶液来吸收,产物为溴化钠、溴酸钠,同时放出二氧化碳,请写出该反应的化学方程式并标明电子转移方向与数目:______________________。
8、(1)比较得电子能力的相对强弱:_______(填“>”“<”或“=”)
;用一个化学方程式说明
和
得电子能力的相对强弱:_______。
(2)液态中存在分子缔合现象,原因是_______。
9、工业上常用合成气(主要成分为CO、H2及少量CO2、H2O)制备甲醇,然后再利用甲醇合成其它化工产品,部分合成原理如下图所示:
回答下列问题:
(1)反应2为副反应,为了减少该副反应的发生,提高反应1的选择性,要优先考虑_______,已知298K时,由稳定态单质生成1mol化合物的焓变叫该物质在此温度下的标准生成焓()。下表为几种物质的标准生成焓,反应2的ΔH=_______kJ·mol-1
物质 | CO2(g) | CO(g) | H2O(g) |
| -394 | -111 | -242 |
(2)500K温度下,在2L的刚性容器中充入4molCO和8molH2制备二甲醚(忽略反应2的发生),4min达到平衡,平衡时CO的转化率为80%,且2c(CH3OH)=c(CH3OCH3)。
①从开始到平衡,反应1的v(H2)=_______mol·L-1·min-1。
②反应4中甲醇的转化率为_______,反应1的平衡常数Kc=_______。
(3)在T2K、1.0×104kPa下,等物质的量的CO与CH3OH混合气体只发生反应3。反应速率v正-v逆=k正·p(CO)·p(CH3OH)-k逆·p(CH3COOH),k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数,p为气体的分压(气体分压p=气体总压p总×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数Kp=4.5×10-5,当CO的转化率为20%时,=________。
(4)对于反应2(不考虑其他反应),若CO和CO2的浓度随时间发生变化的曲线如图所示。则t2时刻改变的条件可能是_______(任写一种),若t4时刻通过改变容积的方法将压强增大为原来的2倍,在图中t4~t5区间内画出CO、CO2浓度变化曲线,并标明物质_________(假设各物质状态均保持不变)。
10、某校化学实验兴趣小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现:在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴溴水,振荡后溶液呈黄色。
提出问题:、Br2哪个氧化性更强?
(1)猜想:①甲同学认为氧化性:>Br2,故上述实验现象不是发生氧化还原反应所致,则溶液呈黄色是含___________(填化学式,下同)所致。②乙同学认为氧化性:Br2>
,故上述现象是发生氧化还原反应所致,则溶液呈黄色是含___________所致。
(2)设计实验并验证:丙同学为验证乙同学的观点,选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验,并通过观察实验现象,证明了乙同学的观点是正确的。
供选用的试剂:a.酚酞试液 b.CCl4 c.无水酒精 d.KSCN溶液。
请你在下表中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象。
| 选用试剂(填序号) | 实验现象 |
方案1 | ____ | _____ |
方案2 | _____ | ______ |
(3)结论:氧化性Br2>。故在足量的稀氯化亚铁溶液中,加入1~2滴溴水,溶液呈黄色所发生的离子反应方程式为_______。
实验后的思考:根据上述实验推测,若在溴化亚铁溶液中通入氯气,首先被氧化的离子是______。
某实验室用含少量铁的废铜渣为原料生产胆矾的流程如下:
已知:在pH为2.7时开始沉淀,到3.7时沉淀完全;
在pH为4.7时开始沉淀。
(4)“浸出”时,原料中的铜均转化为硫酸铜。写出相应的离子方程式:___________。
(5)试剂b是___________(填物质名称),其反应的离子方程式:___________。
(6)调节pH的目的是___________。滤渣c是___________。
(7)将得到的胆矾与其他液体混合物分离的方法为___________。
11、单质硫在热的NaOH溶液中发生如下反应:3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O。若硫过量,会进一步生成Na2Sx和Na2S2O3:(x-1)S+Na2S
Na2Sx,S+Na2SO3
Na2S2O3。现有3.84 g硫与含0.06 mol NaOH的热溶液完全反应,生成a mol Na2Sx和b mol Na2S2O3,在混合溶液中加入NaClO碱性溶液300 mL,恰好将硫元素全部转化为SO
。
请计算:
(1)a mol Na2Sx和b mol Na2S2O3中a∶b=____。
(2)NaClO溶液的物质的量浓度为____mol·L-1 (写出计算过程)。
12、Cu、Ba、Hg等元素及其化合物在工农业生产和生活中有重要用途。
I. Cu的某种配合物的结构如图1,请回答下列问题:
(1)基态Cu原子价层电子轨道表示式为_______ ,其原子核外电子占据的最高能层符号为_______。
(2)该配合物中非金属元素(除H外)的第一电离能由大到小的顺序为_______。
(3)该配合物中C原子的杂化类型为_______。
(4)该配合物中Cu的配位数为_______。
(5)中∠l_______(填“>”、“<”或“=”)∠2。
II.O、Cu、Ba、Hg形成的某种超导材料的晶胞如图2所示。
(6)该晶胞中O、Cu、Ba、Hg原子的个数比为_______。
(7)设阿伏加德罗常数的值为NA,该晶体的密度为_______g·cm-3。
13、K2[Cu(C2O4)2]·2H2O(二草酸合铜酸钾,式量为354)为蓝色晶体,是一种具有还原性配体的有机金属化合物。它可溶于热水,微溶于冷水、酒精,干燥时较为稳定,加热时易分解。某小组制备并探究二草酸合铜酸钾热分解的产物、测定草酸根配体的含量。制备流程如图所示:
已知:①H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O
②Cu2++4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++4H2O
③杂质受热不分解
回答下列问题:
(1)①处“黑色固体”的化学式为___。
(2)②处采用“微热”溶解草酸,其原因是加快溶解速率、___。③处最适宜的洗涤试剂为___。
(3)按如图所示探究二草酸合铜酸钾晶体的热分解产物,装置B、C、F中均盛有足量的澄清石灰水,装置E中填有精细氧化铜粉末(石棉绒作载体)。
①通入氮气的目的是___。
②装置D中盛放的试剂是___。
③实验中观察到装置C中澄清石灰水未变浑浊,B、F中澄清石灰水均变浑浊,离心分离后测得沉淀质量相等,装置E中固体变为砖红色。由此推断二草酸合铜酸钾晶体热分解的化学方程式为___。
(4)室温下准确称取制取的晶体试样1.000g溶于氨水(1:1)中,并加水定容至250mL。取试样溶液25.00mL于锥形瓶中,再加入10mL3mol/L的H2SO4溶液,水浴加热至75~85℃,趁热用0.0100mol/L的KMnO4溶液滴定。平行滴定三次,KMnO4标准液平均消耗20.00mL。
①样品能溶解于氨水的原因是___。
②滴定终点的现象为___。
③该产品的纯度为___。