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、Ⅰ.(1)右图为1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成NO(g)和CO2(g)过程中的能量变化示意图。已知E1=134KJ/mol,E2=368KJ/mol( E1、 E2为反应的活化能)。若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,则E1、△H的变化分别是 、 (填“增大”、“减小”或“不变”)。写出该 反应的热化学方程式 。
(2)若反应SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=H2SO4(l)+2HI(g)在150℃下能自发进行,则△H___0。
A.大于 B.小于 C.等于 D.大于或小于都可
Ⅱ.以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为CO2加氢制取乙醇的反应:
2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H=QkJ/mol (Q>0)
在密闭容器中,按CO2与H2的物质的量之比为1:3进行投料,在5MPa下测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(y%)如下图所示。完成下列填空:
(1)表示CH3CH2OH体积分数曲线的是____(选填序号)。
(2)在一定温度下反应达到平衡的标志是 。
A.平衡常数K不再增大 B.CO2的转化率不再增大
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变 D.反应物不再转化为生成物
(3)其他条件恒定,达到平衡后,能提高H2转化率的措施是_______(选填编号)。
A.升高温度 B.充入更多的H2 C.移去乙醇 D.增大容器体积
(4)图中曲线a和c的交点R对应物质的体积分数yR=_______。
3、CO、SO2是主要的大气污染气体,利用化学反应原理是治理污染的重要方法.
Ⅰ.甲醇可以补充和部分替代石油燃料,缓解能源紧张,利用CO可以合成甲醇.
(1)已知:CO(g)+1/2O2(g)═CO2(g)ΔH1=-283.0kJ·mol-1
H2(g)+1/2O2(g)═H2O(l)ΔH2=-285.8kJ·mol-1
CH3OH(g)+3/2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=-764.6 kJ·mol-1
请写出CO与H2合成甲醇蒸汽的热化学方程式____________________
(2)一定条件下,在溶剂为VL的密闭容器中充入a molCO与2a molH2合成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如图所示.
①该反应在A点的平衡常数K=_________________(用a和V表示)
②下列能说明反应达到平衡状态的是_____
A.v(CO)=v(H2) B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变 D. c(CO)=c(H2)
③写出能增大v(CO)又能提高CO转化率的一项措施_____________________________
Ⅱ.某学习小组以SO2为原料,采用电化学方法制取硫酸。
(3)原电池原理:该小组设计的原理示意图如左下图,写出该电池负极的电极反应式______。
(4)电解原理:该小组用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液,然后电解该溶液制得了硫酸。原理如图,写出开始电解时阳极的电极反应式________________。
(5)已知25℃时由Na2SO3和NaHSO3形成的混合溶液恰好呈中性,则该混合溶液中各离子浓度的大小顺序为________________________________(已知25℃时,H2SO3的电离平衡常数Ka1=1×10-2,Ka2=1×10-7)
4、碱式碳酸镁不溶于水,用途广泛,主要用作橡胶制品的填充剂,能增强橡胶的耐磨性和强度。也可用作油漆和涂料的添加剂,也可用于牙膏、医药和化妆品等工业。以水氯镁石(主要成分为MgCl2·6H2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下:
(1)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成,已知常温下Ksp(Mg(OH)2)=1.8×10-11,表示Mg(OH)2沉淀溶解平衡的方程式为 ,Mg(OH)2达到沉淀达到沉淀溶解平衡时溶液的pH (已知:lg36≈1.5)。
(2)已知:常温下Ka1(H2CO3)=4.4×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,则NH4HCO3溶液显 性,c(NH) c(HCO)(选填“大于”、“小于”、“等于”),该溶液物料守恒表达式为 。
(3)上述流程中的滤液浓缩结晶,所得主要固体物质的化学式为____________。
(4)高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。取碱式碳酸镁晶体4.84 g,高温煅烧至恒重,得到固体2.00 g和标准状况下CO2 0.896 L,则碱式碳酸镁的化学式为 ,写出氯化镁、氨、碳酸氢铵热水解生成碱式碳酸镁的离子方程式 。
5、近日,《自然—通讯》发表了我国复旦大学魏大程团队开发的一种共形六方氮化硼修饰技术,可直接在二氧化硅表面生长高质量六方氮化硼薄膜。
(1)下列N原子的电子排布图表示的状态中,能量最高的是___,能量最低的是___(用字母表示)。
A. B.
C. D.
(2)第二周期主族元素中,按第一电离能大小排序,第一电离能在B和N之间的元素有___种。
(3)Na与N形成的NaN3可用于制造汽车的安全气囊,其中阴离子的空间构型为___,Na在空气中燃烧则发出黄色火焰,这种黄色焰色用光谱仪摄取的光谱为___光谱(填“发射”或“吸收”)。
(4)已知NH3分子的键角约为107°,而同主族磷的氢化物PH3分子的键角约为94°,试用价层电子对互斥理论解释NH3的键角比PH3的键角大的原因:___。
(5)BH3·NH3是一种有效、安全的固体储氢材料,可由BH3与NH3反应生成,B与N之间形成配位键,氮原子提供___,在BH3·NH3中B原子的杂化方式为___。它的性质与乙烷有所不同:在标准状况下为无色无味的白色固体,在水中溶解度也较大,其原因是___。
(6)立方氮化硼属于原子晶体,其晶胞结构如图1所示,可认为氮原子处于硼原子围成的某种空隙中,则氮原子处于硼原子围成的___(填空间结构)空隙中。图2是立方氮化硼晶胞沿z轴的投影图,请在图中圆球上涂“●”标明N的相对位置___。
已知立方氮化硼的密度为dg·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞中硼原子与氮原子的最近距离为___nm。(只要求列算式)
6、氧的常见氢化物有H2O与H2O2。
(1)纯净H2O2为浅蓝色粘稠液体,除相对分子质量的影响外,其沸点(423K)明显高于水的原因为_______。
(2) H2O2既有氧化性也有还原性,写出一个离子方程式其中H2O2在反应中仅体现还原性_______。
7、(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__________。
8、二氧化硫、氯气、氧化亚砜均为重要的工业原料。工业上用SO2、SCl2与Cl2反应合成氯化亚砜:SO2(g)+Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g)
(1)在373K时,向10L的密闭容器中通入SO2、SCl2与Cl2均为0.20mol,发生上述反应。测得其压强(p)随时间(t)的变化为表中数据Ⅰ(反应达到平衡时的溫度与起始温度相同,P0为初始压强)。
t/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
Ⅰ | P | 6.0 P0 | 6.7 P0 | 6.l P0 | 5.4 P0 | 5.0 P0 | 5.0 P0 |
II | P | 6.0 P0 | 7.0 P0 | 5.3 P0 | 5.O P0 | 5.0 P0 | 5.0 P0 |
谪回答下列问题:
①该反应的△H_________(填“>”“ <”或“=”)0。
②若只改变某一条件,其他条件相同时.测得其压强随时间的变化为表中数据Ⅱ,则改变的条件是_________ 。
(2)如图是某同学测定上述反应的平衡常数的对数值(lgK)与温度的变化关系点。
①A点的数值为______________。(己知:lg4=0.6)
②当升高到某一温度吋.反应重新达到平衡,A点可能变化为___________点。
(3)己知反应 S4(g)+4Cl2(g) = 4SCl2(g)的△H=-4kJ·mol-1,1molS4(g)、lmolSCl2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收1064kJ、510kJ的能量,则1molCl2(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为__________kJ。
(4)常温下饱和亚硫酸溶液的物质的量浓度为1.25mol/L,电离常数为Ka1=1.54×10-2 Ka2=1.02×10-7。
①SOCl2溶于水中可形成两种酸,其中HCl的物质的量浓度为10mol/L时,H2SO3的物质的量浓
度_______(大于、小于、等于)1.25mo1/L。
②向10mL饱和H2SO3溶液中滴加相同物质的量浓度的NaOH溶液VmL,当V=amL时,溶液中离子浓度有如下关系:c (Na+) =2c (SO32-) +c (HSO3-) ;当V=bmL时,溶液中离子浓度有如下关系:c (Na+) =c(SO32-) +c (HSO3-) +c(H2SO3);则 a________b(大于、小于、等于)。
9、为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量。有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要。
(1)在汽车排气管内安装催化转化器,可将汽车尾气中主要污染物转化为无毒的大气循环物质。
已知:① N2(g) + O2(g) 2NO(g) △H1=+180.5 kJ·mol-1
② C和CO的燃烧热(△H)分别为-393.5 kJ·mol-1和-283 kJ·mol-1
则2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g)的△H=kJ·mol-1
(2)将0.20 mol NO和0.10 mol CO充入一个容积为1L的密闭容器中,反应过程中物质浓度变化如图所示。
①CO在0-9min内的平均反应速率v(CO)=________mol·L-1·min-1(保留两位有效数字);第12 min时改变的反应条件可能为________。
A.升高温度B.加入NO C.加催化剂D.降低温度
②该反应在第24 min时达到平衡状态,CO2的体积分数为________(保留三位有效数字),化学平衡常数K值为________(保留两位有效数字)。
(3)烟气中的SO2可用某浓度NaOH溶液吸收,若将一定量的SO2气体通入到300mL NaOH的溶液中,再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,产生的气体与反应的HCl两者物质的量的关系如图所示(气体的溶解和HCl的挥发忽略,NaHSO3水溶液为酸性):
①O点溶液中所含溶质的化学式为;
②a点溶液中各离子溶度大小关系为______________;
10、气体浓度过高时易分解爆炸,可采用
和
混合溶液将其吸收转化为
固体以便于运输和贮存。回答下列问题:
(1)某小组按照文献中制备的方法设计了如图所示的实验装置。
①仪器a的名称是___________。
②装置C中反应的化学方程式为___________。
③通入氮气除了具有搅拌作用外,还具有___________。
④装置C中冰水浴冷却的目的是___________(填序号)。
a.抑制分解 b.减小
的溶解度 c.利于
晶体析出
(2)二氧化氯可用于果蔬保鲜,图中效果较好的稳定剂是___________(填“稳定剂Ⅰ”或“稳定剂Ⅱ”),原因是___________。
(3)消毒时会产生少量的
,可利用
将
转化为
除去。控制其他条件相同,
的去除率随温度变化如图所示。温度高于50℃时,
去除率随温度升高而降低的原因可能是___________。
(4)测定某溶液中
的浓度,进行如下实验:准确量取
溶液,酸化后加入过量的
溶液,充分反应,加入几滴淀粉溶液,用
溶液滴定至终点。重复上述操作2~3次,平均消耗
溶液
。
已知:,
①滴定终点的现象为___________。
②该溶液中
的物质的量浓度___________。
11、铜和铜合金广泛用于电气、机械制造、建筑工业、国防工业等领域。
(1)以含Cu2S80%的精辉铜矿为原料冶炼金属铜()。若生产含Cu量为97.5%的粗铜48t,则生产SO2_________L(标准状况下);需要精辉铜矿_______t(保留一位小数)。
(2)高温时,Cu2S和O2在密闭容器中实际发生的反应为以下两步:
2Cu2S+3O22Cu2O+ 2SO2、2Cu2O+ Cu2S
6Cu+ SO2↑
取amol Cu2S和bmol空气(设氧气占空气体积的20%)在高温下充分反应。根据下列几种情况回答问题(反应前后温度、容器体积不变):
①若反应后剩余固体只有Cu,则a和b的关系是___________。
②若反应后剩余固体是Cu2S和Cu,则反应前容器内压强(P1)与反应后容器内压强(P2)的关系是_______。
③若反应后容器内的压强小于反应前,通过分析,确定反应前后容器内固体的成分___________。
(3)可用纯度为80%的精辉铜矿制备胆矾。称取8.0g矿样,溶解在40mL14.0mol/L的浓硝酸中(杂质不反应),反应为: 2Cu2S+14H++10NO3-→4Cu2++2SO42-+5NO↑+5NO2↑+7H2O。过滤后向所得溶液再加入适量的铜和稀硫酸,充分反应前后,将该溶液蒸发结晶。计算理论上最多可得到CuSO4·5H2O晶体多少克_______?
12、卡尔·巴里·夏普莱斯(KarlBarrySharpless),2001年因“不对称合成”获得诺贝尔化学奖;2022年因“点击化学”再次获得诺贝尔化学奖,成为目前在世的唯一一位2次获得诺贝尔化学奖的化学家。下图是夏普莱斯发明的一种锰手性催化剂(B)的制备过程,回答相应问题。
(1)写出基态Mn3+的价电子的轨道表示式___________。A中N原子的杂化方式为___________。
(2)单个B分子内不存在的作用力有___________。
a.极性键b.非极性键c.配位键d.离子键e.氢键
(3)A可以由C和E反应制备,C与D互为同分异构体。E分子含有___________个手性碳原子;比较C与D的熔点高低并说明理由___________。
(4)比较第三电离能:Mn___________Fe;VSEPR模型一般不适用过渡元素,但高锰酸根适用,则高锰酸根的空间构型为___________。
(5)Mn的某种氧化物的晶胞图和投影图如下图。已知晶胞参数为:a=b>c,α=β=γ=90°且a<1.5c.以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子的分数坐标,如A、B点原子的分数坐标分别为(0.8,0.2,0.5)、(0.3,0.3,0)。已知该晶体中Mn-O键长只有2种。则C点原子的分数坐标为___________;Mn和O之间的最短距离为___________。
13、为应对全球气候变暖, 《巴黎气候协定》提出“碳中和”目标。CO2转化利用是碳治理的重要方法,有利于实现碳资源的有效循环。其中由CO2转化制甲醇具有重要的经济效益。
(1)高效催化剂对CO2加氢制甲醇的反应速率影响很大。单个CO2分子加氢制甲醇在铜基催化剂催化条件的反应历程如下图所示。
①CO2加氢制甲醇的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=_______ eV/mol (阿佛伽德罗常数用NA表示);
②写出该历程中决速步骤的化学方程式:_______。
③结合上图,下列说法合理的是_______(填标号)。
A.使用高活性催化剂可降低反应的焓变,加快反应速率
B. H2=2H* 为吸热过程
C.高温不利于提高甲醇的平衡产率
D.在恒温恒容的密闭容器中,充入一定量的CO2和H2,压强不变时,该反应已达平衡状态
(2)不同催化剂有不同催化活性,也有不同最佳反应温度。一定投料比和压强下,测定甲醇时空收率(单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)随温度的变化曲线,如图所示:。
①在适宜温度下,甲醇的时空收率随着温度升高而增大,请解释原因:_______;
②该反应最佳条件:_______。
(3)在CO2催化加氢制甲醇过程中也存在竞争反应:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH >0,在压强为P的恒温恒压密闭容器中,加入1molCO2和3molH2反应并达到平衡状态,CO2平衡转化率为30%,甲醇的选择性为50%,计算CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)在该温度下的平衡常数Kp=_______。(列出计算式)[甲醇的选择性x(CH3OH)%=
]
(4)CO2催化加氢制甲醇反应历程中某一步基元反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图所示,已知Arrhenius经验公式为Rlnk =+C(其中Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。
①该反应的活化能Ea=_______kJ/mol;
②当使用更高效的催化剂时,在图中画出Rlnk与关系的示意图_______。
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