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、一定条件下,二氧化碳可合成低碳烯烃,缓解温室效应、充分利用碳资源。
(1)已知:①C2H4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2(g) ΔH1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH2
③H2O(1)=H2O(g) ΔH3
④2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH4
则ΔH4=___(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
(2)反应④的反应温度、投料比[=x]对CO2平衡转化率的影响如图所示。
①a__3(填“>”、“<”或“=”);M、N两点反应的平衡常数KM__KN(填填“>”、“<”或“=”)
②M点乙烯体积分数为__;(保留2位有效数字)
③300℃,往6L反应容器中加入3molH2、1molCO2,反应10min达到平衡。求0到10min氢气的平均反应速率为__;
(3)中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物,反应过程如图。
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
助剂 | CO2转化率 (%) | 各产物在所有产物中的占比(%) | ||
C2H4 | C3H6 | 其他 | ||
Na | 42.5 | 35.9 | 39.6 | 24.5 |
K | 27.2 | 75.6 | 22.8 | 1.6 |
Cu | 9.8 | 80.7 | 12.5 | 6.8 |
①欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加__助剂效果最好;加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是__;
②下列说法正确的是__;
a.第ⅰ步所反应为:CO2+H2CO+H2O
b.第ⅰ步反应的活化能低于第ⅱ步
c.催化剂助剂主要在低聚反应、异构化反应环节起作用
d.Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的ΔH减小
e.添加不同助剂后,反应的平衡常数各不相同
(4)2018年,强碱性电催化还原CO2制乙烯研究取得突破进展,原理如图所示。
①b极接的是太阳能电池的__极;
②已知PTFE浸泡了饱和KCl溶液,请写出阴极的电极反应式__。
3、钴(Co)是重要的稀有金属,在工业和科技领域具有广泛的用途。从某含钴工业废料中回收钴的工艺流程如下:
已知:
含钴废料的成分 | |||||
成分 | Al | Li | Co2O3 | Fe2O3 | 其他不溶于强酸的杂质 |
质量分数/% | 10.5 | 0.35 | 65.6 | 9.6 | 13.95 |
Ⅱ.实验中部分离子开始沉淀和沉淀完全的pH | |||
金属离子 | Fe3+ | Co2+ | Al3+ |
开始沉淀的pH | 1.9 | 7.15 | 3.4 |
沉淀完全的pH | 3.2 | 9.15 | 4.7 |
Ⅲ.离子浓度小于等于1.0×10-5 mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。
请回答下列问题:
(1)NaF的电子式为____________。
(2)“沉淀1”的化学式为____________________。“调节溶液pH2”的范围为_________________。
(3)“还原”时发生反应的离子方程式为_______________________。
“沉钴”时发生反应的离子方程式为________________________。
(4)制备Co时,“补充铝”的原因为_________________________。
(5)已知:l0-0.9≈0.13,则 A1(OH)3 的溶度积常数 Ksp=_____________________。
(6)Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器,该电池的总反应可表示为::4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2,其正极反应式为_____________
4、将汽车尾气中含有的CO利用不仅能有效利用资源,还能防治空气污染。工业上常用CO与H2在由Al、Zn、Cu等元素形成的催化剂作用下合成甲醇。
(1)右图是某同学画出CO分子中氧原子的核外电子排布图,
请判断该排布图 (填“正确”或“错误”),理由是 (若判断正确,该空不用回答)。
(2)写出两种与CO互为等电子体的离子 。
(3)向CuSO4溶液中加入足量氨水可得到深蓝色[Cu(NH3)4]SO4溶液,[Cu(NH3)4]SO4中 所含配位键是通过配体分子的 给出孤电子对, 接受电子对形成,SO42-的空间构型是 ,该物质中N、O、S三种元素的第一电离能大小顺序为 > > (填元素符号)。
(4)甲醇与乙烷的相对分子质量相近,故二者分子间的作用力(范德华力)相近,但是二者沸点的差距却很大,造成该差异的原因是 ;在甲醇分子中碳原子轨道的杂化类型为 。
(5)甲醛与新制Cu(OH)2悬浊液加热可得砖红色沉淀Cu2O,已知Cu2O晶胞的结构如图所示:
①在该晶胞中,Cu+ 的配位数是 ,
②若该晶胞的边长为a pm,则Cu2O的密度为________g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA)
5、某化学研究性学习小组对某无色水样的成分进行检验,已知该水样中只可能含有K+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Ag+、Ca2+、CO32-、SO42-、Cl-中的若干种离子。该小组同学取100 mL水样进行实验,向水样中先滴加硝酸钡溶液,再滴加1 mol·L-1的硝酸,实验过程中沉淀质量的变化情况如图所示:
注明:Ob段表示滴加硝酸钡溶液;bd段表示滴加稀硝酸
(1)水样中一定含有的阴离子是________,其物质的量浓度之比为________。
(2)写出BC段所表示反应的离子方程式:__________________________________________。
(3)由B点到C点变化过程中消耗硝酸的体积为________。
(4)试根据实验结果推断K+是否存在?________(填“是”或“否”);若存在,K+的物质的量浓度c(K+)的范围是__________________。(若K+不存在,则不必回答该问)
(5)设计简单实验验证原水样中可能存在的离子:_____________________。(写出实验步骤、现象和结论)
6、根据《化学反应原理》中相关知识,按要求作答。
氯的单质、化合物与人类生产、生活和科研密切相关。
(1)在一定条件下,氢气在氯气中燃烧的热化学方程式: H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H = -184.6 kJ . mol-1,判断该反应属于_____(填“吸热”或“放热")反应。
(2)盐酸是一种强酸,补充完整电离方程式:HCl=___+Cl- 。室温下,将大小相等的镁条和铁片投入同浓度的稀盐酸中,产生氢气的速率较大的是________。
(3)84消毒液在防控新冠肺炎疫情中被大量使用,它是利用氯气与氢氧化钠溶液反应制成的.反应方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O。
①该反应____(填“是”或“不是”)氧化还原反应。
②室温下,84消毒液呈碱性,其pH___7 (填“>”或“<”)。
③84消毒液的有效成分NaClO,水解的离子方程式:ClO-+H2O=HClO+OH-,生成物中__具有很强的氧化性,可以使病毒和细菌失去生理活性;水解是吸热反应,升高温度平衡向_____(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(4)电解熔融氯化钠可制取金属钠和氯气,装置如图所示(电极不参与反应):
通电时,Na+向______(填“阳极”或“阴极")移动,写出生成金属钠的电极反应式:______。
7、[化学——选修3:物质结构与性质]氢化铝钠(NaAlH4)是一种新型轻质储氢材料,掺入少量Ti的NaAlH4在150℃时释氢,在170℃、15.2MPa条件下又重复吸氢。NaAlH4可由AlCl3和NaH在适当条件下合成。NaAlH4的晶胞结构如右下图所示。
(1)基态Ti原子的价电子轨道表示式为 。
(2)NaH的熔点为800℃,不溶于有机溶剂。NaH属于 晶体,其电子式为 。
(3)AlCl3在178℃时升华,其蒸气的相对分子质量约为267,蒸气分子的结构式为 (标明配位键)。
(4)AlH4-中,Al的轨道杂化方式为 ;例举与AlH4-空间构型相同的两种离子 (填化学式)。
(5)NaAlH4晶体中,与Na+紧邻且等距的AlH4-有 个;NaAlH4晶体的密度为 g·cm-3(用含a的代数式表示)。若NaAlH4晶胞底心处的Na+被Li+取代,得到的晶体为 (填化学式)。
(6)NaAlH4的释氢机理为:每3个AlH4-中,有2个分别释放出3个H原子和1个Al原子,同时与该Al原子最近邻的Na原子转移到被释放的Al原子留下的空位,形成新的结构。这种结构变化由表面层扩展到整个晶体,从而释放出氢气。该释氢过程可用化学方程式表示为 。
8、某探究小组设计如图所示装置(夹持、加热仪器略),模拟工业生产进行制备三氯乙醛(CCl3CHO)的实验。查阅资料,有关信息如下:
①制备反应原理:C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl
可能发生的副反应:C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O
CCl3CHO+HClO→CCl3COOH(三氯乙酸)+HCl
②相关物质的相对分子质量及部分物理性质:
| C2H5OH | CCl3CHO | CCl3COOH | C2H5Cl |
相对分子质量 | 46 | 147.5 | 163.5 | 64.5 |
熔点/℃ | -114.1 | -57.5 | 58 | -138.7 |
沸点/℃ | 78.3 | 97.8 | 198 | 12.3 |
溶解性 | 与水互溶 | 可溶于水、乙醇 | 可溶于水、乙醇、三氯乙醛 | 微溶于水,可溶于乙醇 |
(1)仪器A中发生反应的化学方程式为____________。
(2)装置B中的试剂是____________,若撤去装置B,可能导致装置D中副产物____________(填化学式)的量增加;装置D可采用____________加热的方法以控制反应温度在70℃左右。
(3)装置中球形冷凝管的作用为____________,写出E中所有可能发生的无机反应的离子方程式____________。
(4)反应结束后,有人提出先将D中的混合物冷却到室温,再用过滤的方法分离出CCl3COOH。你认为此方案是否可行____________。
(5)测定产品纯度:称取产品0.40g配成待测溶液,加入0.1000mol•L-1碘标准溶液20.00mL,再加入适量Na2CO3溶液,反应完全后,加盐酸调节溶液的pH,立即用0.02000mol•L-1Na2S2O3溶液滴定至终点。进行三次平行实验,测得消耗Na2S2O3溶液20.00mL。则产品的纯度为____________(计算结果保留三位有效数字)。
滴定的反应原理:CCl3CHO+OH-═CHCl3+HCOO-
HCOO-+I2═H++2I-+CO2↑
I2+2S2O32-═2I-+S4O62-
(6)为证明三氯乙酸的酸性比乙酸强,某学习小组的同学设计了以下三种方案,你认为能够达到实验目的是____________
a.分别测定0.1mol•L-1两种酸溶液的pH,三氯乙酸的pH较小
b.用仪器测量浓度均为0.1mol•L-1的三氯乙酸和乙酸溶液的导电性,测得乙酸溶液的导电性弱
c.测定等物质的量浓度的两种酸的钠盐溶液的pH,乙酸钠溶液的pH较大
9、(1)按系统命名法, 的名称是:______。
(2)石灰氮Ca(CN)2是离子化合物,其中CN-离子内部均满足各原子8电子稳定结构,写出Ca(CN) 2的电子式:______。
(3)氮的氢化物之一肼(N2H4)是一种油状液体,常做火箭燃料,与水任意比互溶,并且沸点高达113 ℃。肼的沸点高达113 ℃的原因是______。
10、三草酸合铁酸钾晶体{K3[Fe(C2O4)3]·3H2O}易溶于水,难溶于乙醇,可用于摄影和蓝色印刷。三草酸合铁酸钾晶体在110 ℃可完全失去结晶水,继续升高温度可发生分解反应。
(1)分解得到的气体产物用如下装置进行实验:检查装置气密性后先通一段时间的N2,其目的是_____________;为了实验安全,应先点燃___________________(①或⑤)处的酒精灯;
(2)若③和⑤中分别盛放_____________ 、_______________就可检验生成的CO;
(3)分解得到的固体产物含有K2CO3、FeO、Fe,加水溶解、过滤、洗涤、干燥,得到含铁样品。现设计下列两种实验方案对该样品进行铁元素含量测定:
(甲)a g样品溶液
得固体b g
(乙)a g样品配制250 mL溶液
,三次平均消耗0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液V mL.
你认为以上________(填“甲”或“乙”)方案可确定样品的组成,测得铁元素的含量是__________,不可确定样品组成的方案的理由是____________。
11、将45.0gFeC2O4•2H2O隔绝空气加热使之分解,最终可得到19. 6g某种铁的氧化物,请通过计算推测该铁的氧化物的组成:_______(写出化学式)。并写出计算过程:_______
12、“化学链燃烧技术”可以提高燃料的燃烧效率,其基本原理是借助载氧剂(如金属氧化物等)将燃料与空气直接接触的传统燃烧反应分解为几个气固反应,燃料与空气不用接触,由载氧剂将空气中的氧气传递给燃料。回答下列问题:
(1)CH4用NiO作载氧体的化学链燃烧示意图如下:
主要热化学反应如下:
I.2Ni(s)+O2(g)=2NiO(s) ∆H=-479.8kJ∙mol-1
II.CH4(g)+4NiO(s)=CO2(g)+2H2O(l)+4Ni(s) ∆H=+68.9kJ∙mol-1
①CH4的燃烧热是_______。
②与直接燃烧CH4相比“化学链燃烧”的优点为_______。
a.燃烧等质量的CH4,放出的热量多
b.有利用于二氧化碳的分离与回收
c.燃烧等质量的CH4,消耗的O2少
(2)用FeO作载氧剂部分反应的lgKp与温度的关系如图所示。[已知:平衡常数Kp是用平衡分压(平衡分压=总压x物质的量分数)代替平衡浓度]
①R点对应温度下向某恒容密闭容器中通入1.0molCO和0.2molCO2,并加入足量的FeO,只发生反应a:CO(g)+FeO(s)=CO2(g)+Fe(s),则CO的平衡转化率为_______。
②若某恒容密闭容器中只发生反应b和c,平衡时对应上图中Q处时,容器中气体分压p(X)间应满足的关系是_______。
(3)在T℃下,向某恒容密闭容器中加入1molCH4(g)和足量的FeO(s)进行反应:CH4(g)+4FeO(s)⇌4Fe(s)+2H2O(g)+CO2(g)。反应起始时压强为Po,达到平衡状态时容器的气体压强是起始压强的2倍。
①T℃下该反应的Kp=_______。
②其他条件不变,若将该容器改为恒压密闭容器,则此时CH4的平衡转化率_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)利用电解装置可实现CH4和CO2两种分子的耦合转化其原理如图所示。
①写出生成乙烯的电极反应式为:_______。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为1:2,则消耗的CH4和CO2体积比为_______。
13、二氧化碳的合理转化及氮氧化物综合治理是现代化学研究的热点。回答下列问题:
(1)传统钌配合物催化作用下CO2加氢合成甲酸发生反应I,同时还伴有反应II发生。
反应Ⅰ: CO2(g)+H2(g) HCOOH(g) △H1
反应Ⅱ: CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H2
①已知: 298K 时,部分物质的相对能量如表所示,△H1_______△H2(填“大于”“小于”或“等于”)。
物质 | CO2(g) | H2(g) | H2O(g) | CO(g) | HCOOH(g) |
相对能量/(kJ·mol-1) | -393 | 0 | -242 | -110 | -423.9 |
②保持323K恒温恒压,CO2(g)、 H2(g)投料比1: 1时,CO2初始分压分别为P1MPa、P2 MPa和P3 MPa(P1<P2<P3),测得CO2的转化率α(CO2)与时间t的关系如图1所示。
在323K, CO2初始分压为P3 MPa时,平衡后,P(HCOOH)=6P(CO), 则反应I的Kp=_______(用含P3的式子表示)。
(2)一种新型钌配合物催化剂催化CO2加氢合成甲酸的反应机理如图2所示。催化剂再生的反应为_______,研究表明,极性溶剂有助于促进CO2插入M- H 键,使用极性溶剂后极大地提高了整个反应的合成效率的原因可能是_______。
(3)工业烟气中的氮氧化物可用NH3催化还原,发生反应: 4NH3(g)+6NO(g)= 5N2(g)+ 6H2O(g) ΔH<0,研究表明不同氨氮比[m= ]条件下测得NO的残留率与温度关系如图3所示。
①m1、m2、m3的大小关系_______。
②随着温度不断升高,NO的残留率趋近相同的可能原因是_______。
(4)利用Au/Ag3PO4光催化去除氮氧化物(O2将氮氧化物氧化为;),研究表明,不同Au的负载量与氮氧化物的去除效果、催化去除速率常数(用k表示,其他条件不变时,速率常数越大,速率越大)大小的关系分别如图4、图5表示。已知:催化剂的活性与其表面的单位面积活性位点数有关。
①综合图4、图5可知催化效果最佳的是_______(填催化剂)。
②图5表面随着Au的负载量不断增加,反应速率常数先增大后减小,试分析反应速率常数减小的原因是_______。
邮箱: 联系方式: