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、(14分)乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料,工业生产乙醇的一种反应原理为:2CO(g)+4H2 (g) CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H=—256.1kJ·mol—1。
已知:H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol—1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=—41.2kJ·mol—1
(1)以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇,其热化学方程式如下:
2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(l) △H= 。
(2)CH4和H2O(g)在催化剂表面发生反应CH4+H2OCO+3H2,该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表:
温度/℃ | 800 | 1000 | 1200 | 1400 |
平衡常数 | 0.45 | 1.92 | 276.5 | 1771.5 |
①该反应是_____反应(填“吸热”或“放热”);
②T℃时,向1L密闭容器中投入1molCH4和1mol H2O(g),平衡时c(CH4)=0.5mol·L—1,该温度下反应CH4+H2OCO+3H2的平衡常数K= 。
(3)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5 为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图。
①若不使用CO,温度超过775℃,发现NO的分解率降低,其可能的原因为 ;在n(NO)/n(CO)=1的条件下,应控制的最佳温度在 左右。
②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染。写出CH4与NO2发生反应的化学方程式: 。
(4)乙醇-空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2—离子。该电池负极的电极反应式为 。
3、“常见无机物”,主要是指的铝、铁、硫、氯四种元素的单质及化合物。完成下列填空:
(1)四种元素原子的半径大小Fe >______>______>______
(2)铝原子核外电子排布式_________________________,有_________种不同能量级的电子;铝热剂的成分是铝粉与氧化铁的混合物;写出铝热反应的化学方程式____________________
(3)工业上用氯气和__________制取漂粉精;吸收多余氯气的试剂是______________。
(4)硫磺粉末与铁粉混合加热,写出该反应的化学反应方程式并标出电子转移的方向和数目______________________________________________________。
(5)硫的非金属性________于氯(选填“强”、“弱”),用一个事实证明______________________,
再从原子结构的知识加以解释____________________________________________________.
4、与硫同族的元素Te,最高价氧化物的水化物碲酸(H6TeO6)的酸性比H2SO4____(选填“强”或“弱”),其氧化性比硫酸强。向碲酸中通入SO2气体,若反应中生成的TeO2与Te的物质的量之比为2:1,写出该反应的化学方程式______________。当6mol碲酸与一定量SO2恰好完全反应,所得溶液体积为20L,则所得溶液的pH为____________。
5、研究NOx、CO等大气污染气体的处理及利用的方法具有重要意义,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1) 利用甲烷催化还原NOx:
CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=﹣574kJ•mol﹣1
CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=﹣1160kJ•mol﹣1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。
(2)已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,发生如下反应:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),500℃时的平衡常数为9,若在该温度下进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020 mol·L-1,则CO的平衡转化率为: 。
(3) 用活化后的V2O5作催化剂,氨气将NO还原成N2的一种反应历程如图1所示。
①写出总反应化学方程式 。
②测得该反应的平衡常数与温度的关系为:lgK=5.08+217.5/T,该反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。
③该反应的含氮气体组分随温度变化如图2所示,当温度达到700K时,发生副反应的化学方程式 。
(4)下图是用食盐水做电解液电解烟气脱氮的一种原理图,NO被阳极产生的氧化性物质氧化为NO3—,尾气经氢氧化钠溶液吸收后排入空气。如下图,电流密度和溶液pH对烟气脱硝的影响。
①NO被阳极产生的氧化性物质氧化为NO3-反应的离子方程式 。
②溶液的pH对NO去除率影响的原因是 。
③若极板面积10cm2,实验烟气含NO 1.5%,流速为0.070L·s-1(气体体积已折算成标准状态,且烟气中无其他气体被氧化),法拉第常数为96500 C·mol-1,测得电流密度为1.0 A·cm-2。列式计算实验中NO除去率 。
6、研究CO、CO2的应用具有重要的意义。
(1)CO可用于炼铁,已知:
Fe2O3(s)+ 3C(s)=2Fe(s)+ 3CO(g) ΔH 1=+489.0 kJ·mol-1
C(s) +CO2(g)=2CO(g) ΔH 2 =+172.5 kJ·mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为 。
(2)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种温度下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ;
测得CH3OH的物质的量随时间的变化图:
①由图判断该反应ΔH 0,曲线I、II对应的平衡常数KI KII(填“>”或“=”或“<”)。
②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则c的取值范围为 。
③一定温度下,此反应在恒容密闭容器中进行,能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 。
a.容器中压强不变 b.H2的体积分数不变
c.c(H2)=3c(CH3OH) d.容器中密度不变
e.2个C=O断裂的同时有3个C-H形成
(3)将燃煤废气中的CO转化为二甲醚的反应原理为:
2CO(g) + 4H2(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)。二甲醚与空气可设计成燃料电池,若电解质为碱性。写出该燃料电池的负极反应式 。根据化学反应原理,分析增加压强对制备二甲醚反应的影响 。
7、利用新方案和新工艺处理废旧铅酸蓄电池,可以达到节能减排、防治污染和资源循环利用的目的。一种处理铅酸蓄电池的流程如下:
已知。Ksp(PbSO4)=1.6×10 -8) 和Ksp(PbCO3)=1.4×10-14
(1)写出铅酸蓄电池放电时的总反应: __________。
(2)废旧电池的预处理时需要将电池放电完全,目的是__________。
(3)写出铅膏脱硫时的离子方程式__________。
(4)传统的铅蓄电池的处理工艺是将电池破碎后,洗涤,干燥,直接送入回转炉熔炼。而该工艺使用纯碱脱硫的显著优点是__________。
(5)已知芒硝(Na2SO4·10H2O)的溶解度曲线如下图所示,则从Na2SO4溶液中结晶出Na2SO4晶体的方法是加热结晶、__________、用乙醇洗涤晶体。用乙醇不用水洗涤的原因是__________。
(6)应用电化学原理,将铅膏转化为铅可以非常清洁处理蓄电池,其原理是先用细菌将铅膏转换为PbS,再用氟硼酸铁浸出PbS,化学方程式为:
PbS+2Fe[BF4]3=Pb[BF4]2+2Fe[BF4]2+S
最后通过电解浸出液得到金属铅,电解后的溶液可以循环使用,写出电解的总反应方程式__________。
8、(1)气态氢化物热稳定性大于
的主要原因是__________。
(2)是离子化合物,各原子均满足8电子稳定结构,
的电子式是_______。
(3)常温下,在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷,原因是__________。
9、碳和氯元素及其化合物与人类的生产、生活密切相关。
I、氯的化合物合成、转化一直是科学研究的热点。
①一定条件下,氯气与氨气反应可以制备氯胺(NH2C1),己知部分化学键的键能:
则上述反应的热化学方程式为:____________。
②氯胺是一种长效缓释含氯消毒剂,有缓慢而持久的杀菌作用,可以杀死H7N9禽流感病毒,其消毒原理为与水缓慢反应生成强氧化性的物质,该反应的化学方程式为______________:
Ⅱ、碳的化合物的转换在生产、生活中具有重要的应用。特别是CO2的低碳转型对抵御气候变化具有重要意义。
(1)在三个容积均为1L的密闭容器中以不同的氢碳比充入H2和CO2,在一定条件下发生反应:2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g) △H,CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示(α、β、2.0分别代表三种氢碳比时的变化曲线)。
请回答下列问题:
①反应的△H_____0,氢碳比α____β,Q点v(正)_____v(逆)(填“大于”或“小于”)
②若起始时,CO2的浓度为0.5mol·L-1,氢气的浓度0.1mol/L;则P点对应温度的平衡常数的值为_______。
(2)已知:碳酸H2CO3,K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11、草酸H2C2O4,K1=6.0×10-2、K2=6.0×10-5
①下列微粒可以大量共存的是_______(填字母)。
a.CO32-、HC2O4- b.H2CO3、C2O42- c. C2O42-、HCO3- d.H2C2O4、HCO3-
②若将等物质的量浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合,溶液中各种离子(除OH-外)浓度由大到小的顺序是_________。
③通过技术判断中和反应2Fe(OH)3(s)+3H2C2O42Fe3++6H2O+3C2O42-在常温下能否发生反应________。(已知:Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39;66=4.67×104)
10、茶叶中的茶多酚是一种天然抗氧化剂(其抗氧化能力是VC的5~10倍),它易溶于温水(40℃~80℃)、乙醇、乙酸乙酯,难溶于氯仿(氯仿通常是无色液体,不溶于水,密度约为水的1.5倍)。某实验小组设计如图实验流程从茶叶中提取茶多酚:
请回答下列问题:
(1)①将茶叶粉碎的目的是____________。
②用水浸取茶多酚时,实验小组发现搅拌速度越快,茶多酚浸出率下降,可能原因是_______。
(2)下列有关实验基本操作正确的是________。
A.操作①过滤时,可用玻璃棒适当搅拌以加快分离速度
B.分液漏斗使用前须检验是否漏水并洗净备用
C.萃取过程中,经振摇并放气后,将分液漏斗置于铁圈上立即分液
D.操作③分液时,溶液④应该从分液漏斗下口放出
(3)采用减压蒸发的理由是____________。
(4)溶液①在分液漏斗的_______(填“上”或“下”)层。
(5)为了进一步对粗产品进行提纯,可以采用的提纯方法是_____________。
(6)在酸性介质中,茶多酚能将Fe3+还原为Fe2+,Fe2+与K3Fe(CN)6生成的深蓝色配位化合物KFe[Fe(CN)6]对特定波长光的吸收程度(用光密度值A表示)与茶多酚在一定浓度范围内成正比。A与茶多酚标准液浓度的关系如图所示:
称取2.00g粗产品,用蒸馏水溶解并定容至1000mL,移取该溶液1.00 mL,加过量Fe3+和K3Fe(CN)6酸性溶液,用蒸馏水定容至100mL后,测得溶液光密度值A=1.200,经过计算产品的纯度是_______(以质量分数表示,保留至小数点后一位)。
11、过氧化钠是一种淡黄色固体,有漂白性,能与水、酸性氧化物和酸反应。
(1)一定条件下,m克的H2、CO的混合气体在足量的氧气中充分燃烧,产物与过量的过氧化钠完全反应,过氧化钠固体增重_____克。
(2)常温下,将14.0克的Na2O和Na2O2的混合物放入水中,得到400 mL pH=14的溶液,则产生的气体标准状况下体积为_______L。
(3)在200mLAl2(SO4)3和MgSO4的混合液中,加入一定量的Na2O2充分反应,至沉淀质量不再减少时,测得沉淀质量为5.8克。此时生成标准状况下气体体积为5.6 L。则原混合液中c (SO42-)=_______mol/L。
12、从石油废催化剂(主要含有Al2O3、V2O5、Ni、Mo、Fe等)中回收钒、钼,是提取这些紧缺金属的重要方法。国内采用的一种工业流程如下:
回答下列问题:
(1)对原料进行了两次焙烧,第一次焙烧的目的是____,第二次焙烧时发生反应的化学方程式为____。
(2)水浸取滤渣中主要含有氧化镍、三氧化二铁。室温“沉铁”时,若溶液中c(Ni2+)=0.5mol/L、c(Fe2+)=0.2mol/L,加入适量碳酸钠调节溶液的pH可以使“沉铁”完全且较纯净,则调节pH的范围为_______(假设溶液体积不变,沉淀完全的离子浓度≤1×10-5,lg6=0.8,lg2=0.3,Ksp[Fe(OH)3]=2.16×10-39,Ksp[Ni(OH)2]=2×10-15)
(3)加入NH4Cl调节pH到8.5,将钒元素以偏钒酸铵的形式分离出来,加氨系数K(铵盐与钒含量换算比)和温度对其影响如上图所示,则K最佳值约为_______﹐温度最佳值约为_______,温度过高会使沉钒率下降,原因是_______。
(4)钼酸铵溶液可以结晶出二钼酸铵[(NH4)2Mo2O7,相对分子质量为340],取少量晶体,一定条件下受热分解的热重曲线如图所示:
则597℃时,二钼酸铵热分解的化学方程式为_______。
13、氟、氮、镓形成的单质及它们形成的化合物有重要的研究和应用价值。回答下列问题:
(1)下列状态的氟中,能量最高的是___________(填字母),其2p电子云轮廓图的形状为___________。
(2)在NH4H2PO4中的N、O两种元素的第一电离能由大到小的顺序是___________。N、P原子均能与F形成稳定的化合物NF3、PF3,试比较键长:N一F___________P一F(填“>”“<”或“=”)。
(3)钌-多吡啶配合物具有丰富的光化学和光物理信息,其结构简式如图所示。钌(Ⅱ)的配位数是___________,N原子的杂化类型为___________。
(4)Ga、Li和O三种原子形成的一种晶体基片在二极管中有重要用途。其四方晶胞结构如图所示:
①上述晶胞沿着x轴的投影图为___________(填字母)。
②用NA表示阿伏加德罗常数的值,晶胞参数为a=b=3.0×10-10m,c=3.86×10-10m,则其密度为___________g·cm-3(列出计算式即可)。
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