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、尿素和氨气对于提高农作物产量和品质有重要作用,合成尿素的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l),完成下列填空:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为___。
(2)在恒定温度下,将NH3和CO2按物质的量之比2:1充入固定体积为10L的密闭容器,经20min达到平衡,此时固体质量增加120g。用CO2表示20min内的化学反应速率为___。
(3)合成尿素时不同温度下CO2转化率变化曲线如图:
该反应正方向为____热反应(选填“吸”或“放”)。a、b、c三点对应温度下的平衡常数大小关系如何:_____(用Ka、Kb、Kc表示),理由为____。
3、SO2、NOx是主要的空气污染源,需经过处理才能排放。回答下列问题:
(1)二氧化硫在V2O5作用下的催化氧化是工业上产生硫酸的主要反应。催化反应的机理是:
第一步:SO2(g)+V2O5(s)=SO3(g)+V2O4(s) ΔH=+akJ•mol-1
第二步:V2O4(s) +O2(g)+2SO2(g)=2VOSO4(s) ΔH=-bkJ•mol-1
第三步:4VOSO4(s)+O2(g)=2V2O5(s)+4SO3(g) ΔH=-ckJ•mol-1
请写出二氧化硫催化氧化的热化学方程式___________。
(2)一定条件下,用Fe2O3作催化剂对燃煤烟气进行回收。反应为2CO(g)+SO2(g) 2CO2(g)+S(l) ΔH<0.80℃时,在容积恒为1L的密闭容器中投入总物质的量为2mol的气体,按n(CO):n(SO2)为1:1或3:1投料时SO2转化率的变化情况如图。则图中表示n(CO):n(SO2)=1:1的变化曲线为___________(填字母),若曲线bSO2的平衡转化率是42%,用SO2表示30min内的平均反应速率是___________。CO2和SO2的中心原子杂化方式分别为______,_____。
(3)一定温度下,在容积恒为1L的密闭容器中,充入0.3molNO与过量的金属Al,发生的反应存在如下平衡:Al(s)+2NO(gN2(g)+Al2O3(s) ΔH<0.已知在此条件下NO与N2的消耗速率与各自的浓度有如下关系(k1、k2为速率常数):v(NO)=k1•c2(NO),v(N2)=k2•c(N2)。
①在T1温度下,k1=0.004L•mol•min-1,k2=0.002min-1,该温度下反应的平衡常数的值为______。
②T2温度下,NO的物质的量随时间的变化如图,其平衡常数的值为___________;温度T1___________T2(填“小于”“等于”或“大于”),判断理由是___________。
4、芦笋中的天冬酰胺(结构如图)和微量元素硒、铬、锰等,具有提高身体免疫力的功效。
(1)天冬酰胺所含元素中,________(填元素名称,下同)元素基态原子核外未成对电子数最多,第一电离能最大的是________。
(2)天冬酰胺中碳原子的杂化轨道类型为________,分子中σ键和π键数目之比为________。
(3)O、S、Se为同主族元素,H2O、H2S和H2Se的参数对比见表。
化学式 | 键长/nm | 键角 |
H2O | 0.99 | 104.5° |
H2S | 1.34 | 92.3° |
H2Se | 1.47 | 91.0° |
H2S的键角大于H2Se的原因可能为________________________________________。
H2O、H2S、H2Se沸点由高到低的顺序为________________,酸性由强到弱的顺序为________________。
(4)写出铬的基态原子电子排布式:________________________________________。
(5)铬为体心立方晶体,晶胞结构如图,则该晶胞中含有______个铬原子。若铬的密度为ρg·cm-3,相对原子质量为M,NA表示阿伏加德罗常数的值,则铬原子的半径为______cm。
5、Ⅰ.在密闭容器中放入
,在一定温度进行如下反应:
容器内气体总压强(P)与起始压强的比值随反应时间(t)数据见下表:(提示,密闭容器中的压强比等于气体物质的量之比)
时间 | 0 | 1 | 2 | 4 | 8 |
| 16 | 20 | 25 |
1.00 | 1.50 | 1.80 | 2.20 | 2.30 |
| 2.38 | 2.40 | 2.40 |
回答下列问题
(1)下列能提高A的转化率的是_______
A.升高温度 B.体系中通入A气体
C.将D的浓度减小 D.通入稀有气体,使体系压强增大到原的5倍
(2)该反应的平衡常数的表达式K_______,前2小时C的反应速率是_________;
(3)平衡时A的转化率___________,C的体积分数__________(均保留两位有效数字)
(4)相同条件下,若该反应从逆向开始,建立与上述相同的化学平衡,则D的物质的量取值范围______
Ⅱ.已知乙酸是一种重要的化工原料,该反应所用的原理与工业合成乙酸的原理类似;常温下,将溶于水配成
溶液,向其中滴加等体积的
的盐酸使溶液呈中性(不考虑醋酸和盐酸的挥发),用含a和b的代数式表示醋酸的电离常数
___________
6、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)。
7、氯化钡是白色的晶体,易溶于水,微溶于盐酸和硝酸,难溶于乙醇和乙醚,易吸湿,需密封保存。工业上制备BaCl2·2H2O有如下两种途径:
途径1:以重晶石(主要成分BaSO4)为原料,流程如下:
(1)写出“溶解”时反应的化学方程式方程式:________________________。
(2)“高温焙烧”时必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的是_____________。
(3)结晶得到的晶体,需用乙醇洗涤的理由是_______________________。
途径2:以毒重石(主要成分BaCO3,含CaCO3、MgCO3、Fe2O3、SiO2等杂质)为原料,流程如下:
已知:Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11。
| Ca2+ | Mg2+ | Fe3+ |
开始沉淀时的pH | 11.9 | 9.1 | 1.9 |
完全沉淀时的pH | 13.9 | 11.1 | 3.7 |
(4)滤渣I的成分为________(填化学式)。
(5)滤渣II中含_________(填化学式)。过滤析出后,滤液中含有的Mg2+浓度为_______。
(6)加入H2C2O4时应避免过量,其原因是为了防止生成______(填化学式)。
8、硫单质及其化合物在化工生产、污水处理等领域应用广泛。
(1)煤制得的化工原料气中含有羰基硫(O=C=S),该物质可转化为H2S,主要反应如下:
ⅰ.水解反应:COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H1
ⅱ.氢解反应:COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H2
已知反应中相关的化学键键能数据如下表:
化学键 | H-H | C=O(COS) | C=S | H-S | |
E/kJ·mol-1 | 436 | 745 | 580 | 339 | 1076 |
①恒温恒压下,密闭容器中发生反应i。下列事实能说明反应i达到平衡状态的是_______。 (填标号)
a.容器的体积不再改变
b.化学平衡常数不再改变
c.混合气体的密度不再改变
d.形成1molH—O键,同时形成1molH—S键
②一定条件下,密闭容器中发生反应i,其中COS(g)的平衡转化率()与温度(T)的关系如图所示。则A、B、C三点对应的状态中,v(COS)=v(H2S)的是____________。(填标号)
③反应ii的正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图所示,其中表示逆反应的平衡常数(K逆)的是__________(填“A”或“B”)。T1℃时,向容积为10 L的恒容密闭容器中充入2 mol COS(g)和1 mol H2(g),发生反应ii,COS的平衡转化率为_____________。
(2)过二硫酸是一种强氧化性酸,其结构式为
①在Ag+催化作用下,S2O82-能与Mn2+在水溶液中发生反应生成SO42-和MnO4-,该反应的离子方程式为_____________________________。
②工业上可用惰性电极电解硫酸和硫酸铵混合溶液的方法制备过二硫酸铵。总反应的离子方程式为________________________________。
(3)NaHS可用于污水处理的沉淀剂。已知:25℃时,反应Hg2+(aq)+HS-(aq) HgS(s)+H+(aq)的平衡常数K=1.75×1038,H2S的电离平衡常数Ka1=1.0×10-7,Ka2=7.0×10-15。
①NaHS的电子式为____________________。
②Ksp(HgS)=_____________________。
9、(1)1mol 高聚物与足量NaOH溶液反应,最多可消耗NaOH_____mol
(2)酯可与水发生水解反应,也可以与醇发生跟水解反应类似的醇解反应。请写出丙烯酸乙酯CH2=CHCOOCH2CH3 与 CH318OH 发生醇解的化学方程式_____
10、某兴趣小组在定量分析了镁渣[含有MgCO3、Mg(OH)2、CaCO3、Al2O3、Fe2O3和SiO2]中Mg含量的基础上,按如下流程制备六水合氯化镁(MgCl2·6H2O)。
相关信息如下:
①700℃只发生MgCO3和Mg(OH)2的分解反应。
②NH4Cl溶液仅与体系中的MgO反应,且反应程度不大。
③“蒸氨”是将氨从固液混合物中蒸出来,且须控制合适的蒸出量。
请回答:
(1) 下列说法正确的是________。
A.步骤Ⅰ,煅烧样品的容器可以用坩埚,不能用烧杯和锥形瓶
B.步骤Ⅲ,蒸氨促进平衡正向移动,提高MgO的溶解量
C.步骤Ⅲ,可以将固液混合物C先过滤,再蒸氨
D.步骤Ⅳ,固液分离操作可采用常压过滤,也可采用减压过滤
(2) 步骤Ⅲ,需要搭建合适的装置,实现蒸氨、吸收和指示于一体(用硫酸溶液吸收氨气)。
①选择必须的仪器,并按连接顺序排列(填写代表仪器的字母,不考虑夹持和橡皮管连接):热源→________。
②为了指示蒸氨操作完成,在一定量硫酸溶液中加指示剂。请给出并说明蒸氨可以停止时的现象________。
(3) 溶液F经盐酸酸化、蒸发、结晶、过滤、洗涤和低温干燥得到产品。取少量产品溶于水后发现溶液呈碱性。
①含有的杂质是________。
②从操作上分析引入杂质的原因是________。
(4) 有同学采用盐酸代替步骤Ⅱ中的NH4Cl溶液处理固体B,然后除杂,制备MgCl2溶液。已知金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围:
金属离子 | pH | |
开始沉淀 | 完全沉淀 | |
Al3+ | 3.0 | 4.7 |
Fe3+ | 1.1 | 2.8 |
Ca2+ | 11.3 | - |
Mg2+ | 8.4 | 10.9 |
请给出合理的操作排序(从下列操作中选取,按先后次序列出字母,操作可重复使用):固体B→a→(___)→(___)→(___)→(___)→(___)→(___)→MgCl2溶液→产品。
a.用盐酸溶解 b.调pH=3.0 c.调pH=5.0 d.调pH=8.5
e.调pH=11.0 f.过滤 g.洗涤
11、实验室久置的NaHCO3固体中有Na2CO3·xH2O(x≤10)。取该固体8.68g充分加热,产生的气体依次通过浓硫酸和碱石灰被完全吸收,分别增重1.62g和1.76g。请计算:
(1)固体中NaHCO3物质的量_____mol。
(2)Na2CO3·xH2O中x=____(写出计算过程)
12、为了节能减排,提高资源的利用率,某探究实验采用CO和合成乙醇燃料。
(1)采用CO和与
合成乙醇。已知:
①
②
③
写出由和
反应合成
和
的热化学方程式:___________。
(2)采用CO和二甲醚催化合成乙醇。
反应①:
反应②:
压强为时,温度对二甲醚和乙酸甲酯平衡转化率的影响如图甲所示,则
_____(填“>”或“<”)0。
温度对平衡体系中乙酸甲酯的含量和乙醇含量的影响如图乙所示。在300K~600K范围内,乙酸甲酯的百分含量逐渐增大,而乙醇的百分含量逐渐减小的原因是___________。
若压强为温度为800K时,向2L恒容密闭容器中充入
和1molCO发生反应①,2min时达到平衡,则前2min内
的均速率为______,该条件下平衡常数
=___________。
(3)①经催化加氢可以生成低碳烃,主要有以下两个竞争反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
为分析催化剂对反应的选择性,在1L密闭容器中充入和
,测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示。该催化剂在较低温度时主要选择___________(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。
②化学反应又称
催化重整,该反应对温室气体的减排具有重要意义。科学家对上述反应提出如下反应历程(X代表一种或多种中间产物):
第一步:慢反应 ; 第二步:
快反应
则下列表述正确的是___________(填序号)。
A.第一步中与
的碰撞仅部分有效
B.总反应的反应速率取决于第一步
C.第二步反应活化能较低
D.升高温度,第一步反应速率减慢,第二步反应速率加快
13、为解决气候危机,近年来我国大力研发二氧化碳利用技术,耦合丙烷(
)的研究不仅能降低空气中二氧化碳含量,同时还能制备重要化工原料丙烯(
)。其耦合原理为
,同时伴随着副反应
的发生。
回答下列问题:
(1)传统工业是通过直接脱氢制备
。
①直接脱氢制备
的热化学方程式为_______。
②工业上,通常在中掺入水蒸气,控制反应温度不变,并保持体系总压为常压的条件下进行反应,该方法能提高
的平衡转化率的原因为_______。
(2)T K下,向体积为5L的刚性容器中充入0.02 mol 和0.04 mol
进行上述反应,此时容器内压强为
kPa.2 min时达到平衡,平衡时
的转化率为50%,
的转化率为20%。
①平衡时的物质的量浓度为_______。
②2 min内,_______
。
③T K下,耦合反应的平衡常数_______kPa(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(3)丙烯难溶于水,被水溶液氧化的效果较差,若将丙烯溶解在18-冠-6(
)中,氧化效果会明显提升。已知18—冠—6能与
反应形成
。
①与18-冠-6无法发生相应反应的原因为_______。
②加入18-冠-6后氧化效果会明显提升的原因为_______。
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