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、CH4用水蒸气重整制氢是目前制氢的常用方法,包含的反应为:
Ⅰ.水蒸气重整:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) △H1=+206kJ•mol-1
Ⅱ.水煤气变换:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H2
回答下列问题:
(1)不同温度下反应达到平衡时各物质的物质的量分数如图所示。
①可用于提高CH4的平衡转化率的措施是___。(填写序号)
a.升温 b.加压 c.使用高效催化剂 d.增加入口时的气体流速
②根据图象判断△H2___0。(填“>”、“<”或“=”)
③T2℃时,容器中=___。
(2)甲烷水蒸气重整、水煤气变换反应的平衡常数的自然对数InKp与温度的关系如图所示。
①表示甲烷水蒸气重整反应的曲线是___。(填写“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②图中Q点时,反应CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)的lnKp=___。
(3)某温度下,向恒压密闭容器中充入1molCH4和1molH2O(g),容器的总压强为latm,反应达到平衡时,CO2的平衡分压p(CO2)=0.1atm,H2体积百分含量为60%,则CH4的转化率为___,该温度下反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)的平衡常数Kp=___。
3、(1)盐酸中加入六次甲基四胺对钢铁有一定缓蚀作用,右图为其结构简式,其分子式为(CH2)6N4,其中碳原子采用___________杂化,其缓蚀作用是因为分子中___________原子的孤对电子能与铁原子形成配位键,覆盖在钢铁表面。
(2)CO与N2属于等电子体,1个CO分子中含有的π键数目是___________个。
C、N、O三种元素的笫一电离能最大的是___________。
(3)右图是某化合物的晶胞示意图,硅原子与铝原子之间都以共价键连接。
①该化合物的化学式是___________。
②Si元素基态原子的电子排布式是___________。
③已知晶胞边长为5.93×10-8cm,Si与A1之间的共价键键长是___________cm(只要求列算式,不必计算出数值,下同),晶体的密度是___________g·cm-3
4、由煤制合成气(组成为H2、CO和CO2)制备甲醇或二甲醚是我国保障能源安全战略的重要措施。
(1)以澄清石灰水、无水硫酸铜、浓硫酸、灼热氧化铜为试剂检验合成气中含有H2、CO和CO2三种气体,所选用试剂及使用顺序为_______________________。
(2)制备甲醇(CH3OH)、二甲醚(CH3OCH3)主要过程包括以下四个反应:
①由H2 和CO可直接制备二甲醚:2CO(g)+ 4H2(g)==CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=_____________。
分析上述反应(均可逆),二甲醚合成反应对于CO转化率的影响是_____________(填“增大”“ 减小”或“无影响”),其理由是______________________。
②有研究者用Cu -Zn –Al和Al2O3作催化剂。在压强为5.0Mpa的条件下,由合成气[=2]直接副备二甲醚,结果如图所示。
290℃时二甲醚的选择性(选择性=×100% 10)为97.8%,则290 ℃时二甲醚的产率为_______________________。
(3)在一个固定容积的密闭容器中,发生水煤气变换反应。
①下列各项能判断该反应已达到化学平衡状态的是________________(填字母)。
a.容器中压强不变 b. ΔH不变 c.V正(H2 )=v逆(CO) d.CO的质量分数不变
②温度为850℃时,该反应的平衡常数K=1,反应过程中各物质的浓度变化如下表:
时间/min | CO | H2O | CO2 | H2 |
0 | 0.200 | 0.300 | 0 | 0 |
2 | 0.138 | 0.238 | 0.062 | 0.062 |
3 | c1 | c2 | c3 | c4 |
4 | c1 | c2 | c3 | c4 |
5 | 0.065 | 0.21 | 0.125 |
|
0~4 min时,H2O(g)的转化率=______。表中4~5 min之间数值发生变化,可能的原因是___________
(填字母)。
a增加水蒸气 b.降低温度 c.使用催化剂 d.增加氢气浓度
5、磷是人体含量较多的元素之一,磷的化合物在药物生产和农药制造等方面用途非常广泛。回答下列问题:
(1)基态磷原子的核外电子排布式为____________________。
(2)P4S3可用于制造火柴,其分子结构如图甲所示。
①第一电离能:磷_____________硫;电负性:磷_____________硫(填“>”或“<”)。
②P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为_____________。
③每个P4S3分子中含孤电子对的数目为______________。
(3)N、P、As、Sb均是第VA族的元素。
①上述元素的氢化物的佛点关系如图乙所示,沸点:PH3<NH3,其原因是____________;沸点:PH3<AsH3<SbH3,其原因是______________________________________。
②某种磁性氮化铁的晶胞结构如图丙所示,该化合物的化学式为______。
(4)磷化铝熔点为2000℃,它与晶体硅互为等电子体,磷化铝晶胞结构如图丁所示。
①磷化铝晶体中磷与铝微粒间的作用力为_____________________。
②图中A点和B点的原子坐标参数如图丁所示,则C点的原子坐标参数为________。
③磷化铝晶体的密度为ρg·cm-3,用NA表示阿伏加德罗常数的数值,则该晶胞中距离最近的两个铝原子之间的距离为___________cm。
6、[化学—选修2:化学生活与技术]
分析下列水处理方法,完成下列问题:
(1)处理含Cr2O72-工业废水的工艺:
①工艺一:含Cr2O72-的工业废水Cr3+、SO42-
。
为了进一步除去上述流程中生成的Cr3+,请你设计一个处理方案:________________。
②工艺二:向废水中加入过量的FeSO4溶液,经过一系列反应后,FeSO4溶液和Cr2O72-可形成铁氧体沉淀,从而除去铬元素。若使含1mol Cr2O72-的废水中的Cr2O72-完全转化为一种化学式为Cr0.5Fe2.5O4的铁氧体(其中的铬元素为+3价),理论上需要绿矾(FeSO4·7H2O)的质量不少于
g,上述得到的铁氧体中,Fe3+和Fe2+的个数之比 。
(2)如下是处理含氰(主要以CN—形式存在)废水工艺流程的一部分:
含氰废水。发生上述转化后CN—中碳元素转化为+4价,氮元素转化为0价,氯元素转化为-1价,若废水中CN—的浓度为300mg/L,含氰废水的流量为0.8m3/h,为保证安全,实际投放的ClO2为理论值得1.3倍,则为了完成上述过程每小时实际应该投入的ClO2的质量为__________kg(结果保留两位有效数字)。
(3)监测水中氯化物含量可采用硝酸汞滴定法,酸化的水样用硝酸汞滴定时可生成难电离的氯化汞,滴定到终点时过量的汞离子可与指示剂作用使溶液显示紫色。饮用水中的其他物质在通常浓度下对滴定不产生干扰,但水的色质、高价铁、六价铬、硫化物(如S2-)对实验有干扰。
①滴定前常用氢氧化铝悬浊液处理水样,其目的是__________________。
②若水中含有Cr2O72—,常在滴定前向水样中加入一定量的对苯二酚,其目的是______。
7、由三种常见元素组成的化合物A,按如图流程进行实验。气体B、C、D均无色、无臭,B、D是纯净物;浓硫酸增重3.60g,碱石灰增重17.60g;溶液F焰色反应呈黄色。
请回答:
(1)组成A的非金属元素是___,气体B的结构简式___。
(2)固体A与足量水反应的化学方程式是___。
(3)一定条件下,气体D可能和FeO发生氧化还原反应,试写出一个可能的化学方程___。
8、[化学—选修3:物质结构与性质]A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B2+具有相同的电子构型;C、D为同周期元索,C核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题:
(1)四种元素中电负性最大的是 (填元素符号),其中C原子的次外层电子排布式为 。
(2)单质A有两种同素异形体,其中沸点高的是 (填分子式),原因是 ;B的氢化物所属的晶体类型是 ,B单质所形成的晶体,一个晶胞平均含有 个原子。
(3)C和D反应可生成组成比为1:5的化合物E,E的分子式为 ,已知该分子的空间构型为三角双锥,则其中两个Cl原子被F原子所替代得到的产物结构有 种。
(4)化合物D2A的立体构型为 ,中心原子的价层电子对数为 ,单质D与Na2SO3溶液反应,其离子方程式为 。
(5)A和B能够形成化合物F,F晶体中的B2+离子的排列方式如图所示,
①每个B2+周围最近的等距离的B2+离子有 个。
②已知F的晶胞参数是a0=0.54nm,它的密度为 (只列式不作计算,阿伏加德罗常数为6.02×1023mol-1)。
9、硅是最理想的太阳能电池材料,高性能晶硅电池是建立在高质量晶硅材料基础上的。工业上可以用如图所示的流程制取高纯硅。
(1)硅在周期表中的位置是_______________,反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比为:__________________
(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3 (沸点31.8℃)中含有少量SiCl4 (沸点57.6℃)和SiH2Cl2 (沸点8.2℃)、SiH3Cl(沸点-30.4℃)提纯SiHCl3采用的方法为__________,整个过程中可以循环利用的物质X是:_____________(填化学式)
(3)提纯粗硅的过程中必须严格控制无水无氧,原因之一是硅的卤化物极易水解,写出SiCl4遇水剧烈反应的化学方程式___________________________________
(4)硅在有HNO3存在的条件下,可以与HF生成H2SiF6,同时有不溶于水的气体生成,该气体遇空气变为红棕色,硅单质发生的化学方程式为_____________________________________________________
(5)某工厂用100吨纯度为75%的石英砂为原料经第一步反应制得的粗硅中含硅28吨,则该过程中硅的产率是:__________(精确到小数点后两位)
10、某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行实验(图中a、b、c表示止水夹)。
请按要求填空:
(1)A装置中甲仪器名称为______。
(2)A、C、E相连后的装置可用于制取Cl2并进行相关的性质实验。
① A中乙为MnO2固体,甲中盛有浓盐酸,则烧瓶中发生反应的化学方程式为_____________。
② 若在丙中加入适量水,即可制得氯水。将所得氯水分成两份,进行Ⅰ、Ⅱ两个实验,实验操作、现象结论如下:
Ⅰ. 将氯水滴入品红溶液中,现象________________。
Ⅱ. 氯水中加入 NaHCO3粉末,有无色气泡产生,某同学得出结论:氯气与水反应的产物具有较强的酸性。请你评价该同学的结论是否合理?若不合理,请说明理由。 ___________________
③E装置的作用__________________。
(3)B、D、E装置相连后,在B中盛装浓硝酸和铜片(放在有孔塑料板上),关闭止水夹c,制得NO2,接着再进行有关实验。
① 欲用D装置验证NO2与水的反应,其操作步骤为:先关闭止水夹_____,再打开止水夹_____,使烧杯中的水进入试管丁的操作是_________________。
② NO2尾气可用NaOH溶液吸收生成两种钠盐,写出反应的化学方程式为____________。
11、已知:5C2O42-+2MnO4-+16H+ = 2Mn2++10CO2↑+8H2O。某研究小组通过如下实验步骤测定晶体A(KxFey(C2O4)z·aH2O,其中的Fe元素为+3价)的化学式:
步骤1:准确称取A样品9.820 g,分为两等份;
步骤2:取其中一份,干燥脱水至恒重,残留物质量为4.370g;
步骤3:取另一份置于锥形瓶中,加入足量的3.000 mol·L-1 H2SO4溶液和适量蒸馏水,使用0.5000 mol·L-1 KMnO4溶液滴定,滴定终点消耗KMnO4溶液的体积为24.00 mL;
步骤4:将步骤1所得固体溶于水,加入铁粉0.2800 g,恰好完全反应。
通过计算确定晶体A的化学式(写出计算过程) _______________。
12、氮及其化合物在科研及生产中均有重要的应用。根据已学知识回答下列问题:
I.汽车尾气中发生的反应有:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746kJ•mol-1
(1)已知部分化学键的键能(如表所示)
化学键 | C≡O | N≡N | C=O |
E(kJ/mol) | 1076 | 945 | 745 |
由以上数据可求得NO的键能为_______kJ•mol-1。
(2)有毒气体N2O、CO在Fe+催化下发生的反应是:N2O(g)+CO(g)=CO2(g)+N2(g),其反应分两步进行(如图所示),写出其中反应①的化学方程式:_______。总反应速率的快慢主要由其中一步反应决定,该反应是_______(填“①”或“②”)。
(3)①向体积为2L且带气压计的恒容密闭容器中通入2molNO和2molCO。若反应起始和平衡时温度相同(均为T0℃),测得反应过程中压强(P)随时间(t)的变化如图1曲线a所示,若其它条件相同,仅改变某一条件时,测得其压强(P)随时间(t)的变化如图1曲线b所示,则改变的条件是______,0~10min内用CO表示的平均反应速率为_______,该温度时反应的分压平衡常数为_______(用p表达,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
②图2是甲、乙两同学描绘上述反应平衡常数的对数值(lgK)与温度的变化关系,其中正确的曲线是________(填“甲”或“乙”)。
II.也可用NH3催化消除NO污染:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)。
(4)将1.0molNH3和1.2molNO加入某恒容密闭容器中,发生上述反应。若在相同时间内,测得NH3的转化率随温度的变化曲线如图。
①下列说法正确的是______。
A.若容器内混合气体的平均相对分子质量不变,则反应达到平衡状态
B.图中a、b、c点均为平衡状态
C.图中a点和c点消耗的氨气一样,所以这两点对应的速率相等
②在300℃~400℃之间NH3的转化率快速上升的原因可能有:温度升高加快了化学反应速率、_______。
13、锗和硅同一主族,也是重要的半导体材料,应用于航空航天测控、光纤通讯等领域。一种以铅锌矿含锗烟尘(主要含GeO2、ZnO 、SiO2)为原料制备GeO2的工艺如下:
已知:①GeO2为两性氧化物;
②H4SiO4和H2GeO3在高酸度时易聚合形成多聚硅酸和多聚锗酸;
③GeCl4易水解。
试回答下列问题:
(1)锗的原子序数为32 ,在元素周期表中的位置为___________。
(2)第①步为提高稀硫酸的浸出效果可以采取的措施有___________(任写一条)。
(3)第①步所得滤液中锗以Ge4+存在,写出其水解的离子方程式___________。
(4)测得锗的浸出率(%)与硫酸的物质的量浓度(mol/L)的关系如图所示:
浸出率高时的硫酸浓度为___________ mol/L,的原因是___________。
(5)工业上与蒸馏操作相关的设备有___________(填选项)。
A.蒸馏釜
B.离心萃取机
C.冷凝塔
D.加压过滤机
(6)第⑤步发生的化学反应方程式为___________。
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