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、合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径。回答下列问题:
(1)德国化学家 F。 Haber从1902年开始研究N2和H2直接合成NH3.在1.01×105 Pa、250℃时,将1 mol N2和1 mol H2加入a L刚性容器中充分反应,测得NH3体积分数为4%,其他条件不变,温度升高至450℃,测得NH3体积分数为2.5%,则可判断合成氨反应△H___________0(填“>”或“<”)。
(2)在2 L密闭绝热容器中,投入4 mol N2和6 mol H2,在一定条件下生成NH3,测得不同温度下,平衡时NH3的物质的量数据如下表:
温度/K | T1 | T2 | T3 | T4 |
n(NH3)/mol | 3.6 | 3.2 | 2.8 | 2.0 |
①下列能说明该反应已达到平衡状态的是___________。
A.3v正(H2)=2v逆(NH3) B.容器内气体压强不变
C.混合气体的密度不变 D.混合气的温度保持不变
②温度T1___________(填“>”“<”或“=”)T3。
③在T3温度下,达到平衡时N2的体积分数___________。
(3)N2O4为重要的火箭推进剂之一、N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4(g) 2NO2(g) △H。上述反应中,正反应速率v正=k正·p(N2O4),逆反应速率v逆=k逆·p2(NO2),其中k正、k逆为速率常数,则该反应的化学平衡常数Kp为___________(以k正、k逆表示)。若将定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解(温度298K、压强110 kPa),已知该条件下k逆=5×102 kPa-1·s-1,当N2O4分解10%时,v逆=___________kPa·s-1。
(4)T℃时,在恒温恒容的密闭条件下发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),反应过程中各物质浓度的变化曲线如图所示:
①表示H2浓度变化的曲线是___________(填“A”、“B”或“C”。与(1)中的实验条件(1.01×105 Pa、450℃)相比,改变的条件可能是___________。
②在0~25 min内N2的平均反应速率为___________。在该条件下反应的平衡常数为______mol-2·L2(保留两位有效数字)。
3、纯碱是一种非常重要的化学基本工业产品,工业上有很多不同的方法生产纯碱。
Ⅰ、路布兰法——其生产原理:用硫酸将食盐转化为硫酸钠,将硫酸钠与木炭、石灰石一起加热,得到产品和硫化钙。
(1)请写出上述过程的化学方程式:____________。
Ⅱ.索尔维制碱法:以食盐、氨气(来自炼焦副产品)和二氧化碳(来自石灰石)为原料,首先得到小苏打,再加热分解小苏打,获得纯碱。
(2)结合下图中所给物质的溶解度曲线。写出得到小苏打的离子方程式:____________。
(3)这种生产方法的优点是原料便宜、产品纯度高、氨和部分二氧化碳可以循环使用。请写出实现氨循环的化学方程式:____________。
Ⅲ.侯德榜制碱法——生产流程可简要表示如下:
(4)合成氨工厂需要向制碱厂提供两种原料气体,其中Y是____________(填化学式),这两种气体在使用过程中是否需要考虑通入的先后顺序____________(填”是”或“否”),原因是____________。
(5)侯德榜制碱法保留了索尔维法的优点,克服了它的缺点,特别是设计了____________(填流程中的编号)使原料中溶质的利用率从70%提高到了96%以上。从母液中可以获得的副产品的应用:____________(举一例)。
(6)该合成氨厂用NH3制备NH4NO3。已知:由NH3制NO的产率是94%,NO制HNO3的产率是89%,则制HNO3所用NH3的质量占总耗NH3质量(不考虑其它损耗)的____________%(保留两位有效数字)。
4、CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解ag CuCl2·2H2O制备CuCl,该小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器略),并开展相关探究。
阅读资料:
资料一 | CuCl2·2H2O | 在HCl气流中加热至140℃ | 产生CuCl2 | CuCl2在受热大于300℃时 | 生成CuCl和Cl2 |
资料二 | CuCl2·2H2O | 直接加热 | 产生Cu2(OH)2Cl2 | Cu2(OH)2Cl2在受热到200℃时 | 产生CuO |
请回答下列问题:
(1)请在下表中填写实验操作的步骤。
步骤 | 操作描述 |
① | __________ |
② | __________ |
③ | __________ |
④ | 熄灭酒精灯,冷却 |
⑤ | 停止通入HCl,然后通入N2 |
(2)在实验过程中观察到B中物质由白色变为蓝色,C中试纸的颜色变化是_______。
(3)装置D的作用是___________________。
(4)反应结束后,取出CuCl产品进行实验,发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质,根据资料信息分析其原因:
① 若杂质是CuCl2,则产生的原因是______________。
②若杂质是CuO,则产生的原因是________________。
(5)在不了解CuCl化学性质的前提下,如何证明实验得到的CuCl样品中含有CuCl2杂质__________________。
5、石油裂解气用途广泛,可用于合成各种橡胶和医药中间体。利用石油裂解气合成CR橡胶和医药中间体K的路线如图:
已知:I.氯代烃D的相对分子质量是113,氯的质量分数约为62.8%,核磁共振氢谱峰面积之比为2︰1;
Ⅱ.
(1)A的顺式异构体的结构简式为___________。D的系统名称是___________。
(2)反应②的条件是___________,依次写出①和③的反应类型:___________、___________。
(3)写出F→G过程中第一步反应的化学方程式:_________________________________。
(4)G还能与其他醇类发生反应,写出G与乙二醇发生聚合反应的化学方程式:________。
(5)写出比G多2个碳原子的同系物的所有同分异构体的结构简式:___________。
(6)已知双键上的氢原子很难发生取代反应。以A为起始原料,选用必要的无机试剂合成B__。合成路线流程图示如:
6、煤作为燃料,可以有下列两种途径(把煤看成由碳组成):
途径Ⅰ:C(s)+O2(g)= CO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1
途径Ⅱ:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+b kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-c kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-d kJ·mol-1
试回答下列问题:
(1)燃烧等质量的煤,途径Ⅰ放出的热量____途径Ⅱ放出的热量(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)b的数学关系式是______________(用a、c、d表示)。
(3)由于制取水煤气反应中,反应物具有的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物所具有的总能量,在反应时,反应物需要______(填“吸收”或“放出”)能量才能转化为生成物。
(4)简述煤通过途径Ⅱ作为燃料的意义___________________________________。
7、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)
8、(加试题)烟气(主要污染物SO2、NO、NO2)的大量排放造成严重的大气污染,国内较新研究成果是采用以尿素为还原剂的脱硫脱硝一体化技术。
(1)脱硫总反应:SO2(g)+CO(NH2)2(aq)+2H2O(l)+1/2O2(g)=(NH2)SO4(aq)+CO2(g),已知该反应能自发进行,则条件是____(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。
(2)电解稀硫酸制备O3(原理如图),则产生O3的电极反应式为______。
(3)室温下,往恒容的反应器中加入固定物质的量的SO2和NO,通入O3充分混合。反应相同时间后,各组分的物质的量随n(O3)∶n(NO)的变化见上图。
① n(NO2)随n(O3)∶n(NO)的变化先增加后减少,原因是____。
② 臭氧量对反应SO2(g)+O3(g)=SO3(g)+O2(g)的影响不大,试用过渡态理论解释可能原因__。
(4)通过控制变量法研究脱除效率的影响因素得到数据如下图所示,下列说法正确的是____。
A. 烟气在尿素溶液中的反应:v(脱硫)<v(脱硝)
B. 尿素溶液pH的变化对脱硝效率的影响大于对脱硫效率的影响
C. 强酸性条件下不利于尿素对氮氧化物的脱除
D. pH=7的尿素溶液脱硫效果最佳
(5)尿素的制备:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH<0。一定条件下,往10 L恒容密闭容器中充入2 mol NH3和1 mol CO2。
① 该反应10 min 后达到平衡,测得容器中气体密度为4.8 g·L-1,平衡常数K=__。
② 上图是该条件下,系统中尿素的物质的量随反应时间的变化趋势,当反应时间达到3min 时,迅速将体系升温,请在图中画出3~10 min 内容器中尿素的物质的量的变化趋势曲线__________。
9、研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等。
已知:①Fe2O3(s) + 3C(石墨) = 2Fe(s) + 3CO(g) △H 1 = +489.0 kJ·mol-1
②C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g) △H 2 = +172.5 kJ·mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为 。
(2)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) △H
①该反应的平衡常数表达式为K= 。
②取一定体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比为1∶3),加入恒容密闭容器中,发生上述反应,反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图1所示,则该反应的ΔH 0(填“>”、“<”或“=”)。
③在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示,曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ KⅡ(填“>”、“<”或“=”)。判断的理由 。
(3)以CO2为原料还可以合成多种物质。
①工业上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为 。开始以氨碳比=3进行反应,达平衡时CO2的转化率为60%,则NH3的平衡转化率为 。
②将足量CO2通入饱和氨水中可得氮肥NH4HCO3,已知常温下一水合氨Kb=1.8×10-5,碳酸一级电离常数Kb=4.3×10-7,则NH4HCO3溶液呈 (填“酸性”、“中性”、“碱性”)。
10、某化学小组拟采用如下装置(夹持和加热仪器等已略去)来电解饱和食盐水,
并用电解产生的H2还原CuO粉末来测定Cu的相对原子质量,同时验证氯气的氧化性。
(1)写出甲中反应的离子方程式 。
(2)为完成上述实验,正确的连接顺序为A连 ,B连 (填接口字母)。
(3)乙装置中X试剂可以是 ,丙装置中Y试剂的作用是 。
(4)测定Cu的相对原子质量。将w g CuO置于硬质玻璃管中,足量的H2与之充分反应后,按以下两个方案测得的数据计算Cu的相对原子质量。
方 案 质 量
| 方案一
| 方案二
|
U型管+固体
| 硬质玻璃管+固体
| |
反应前质量/g
| a
| c
|
完全反应后质量/g
| b
| d
|
你认为方案 较佳,另一个方案得到的Cu的相对原子质量会 (填“偏低”、“偏高”)。按较佳方案计算,得到Cu的相对原子质量是 。
11、为测定 K2[Cu(C2O4)2]·2H2O(M=354g/mol)含量,准确称取试样1.000g溶于 NH3·H2O中,并加水定容至250mL,取试样溶液25.00mL于锥形瓶中,再加入10mL 3.000mol/L的H2SO4溶液,用0.01000mol/L的KMnO4溶液滴定,重复试验,平均消耗 KMnO4标准液20.00mL。已知:C2O42-酸性条件下被MnO4-氧化为CO2,杂质不参加反应。该样品中K2[Cu(C2O4)2]·2H2O的质量分数为____________(保留小数点后两位) ,写出简要计算过程:__________________。
12、二甲醚(CH3OCH3) 是无色气体,可作为一种新型能源。甲醇脱水两步法是目前工业合成二甲醚的主流技术,涉及的反应如下:
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1=-90.7 kJ·mol-1 ①
2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5 kJ·mol-1 ②
请回答:
(1)有利于提高二甲醚产率的措施有______
A.高温高压 B.低温低压 C.高温低压 D.低温高压
(2)为了研究CO和H2的最佳投料比,恒温下将1molCO置于恒容密闭容器,改变H2的进料量进行实验,测得平衡时甲醇的体积分数变化如图所示(假设该条件下只发生反应①)。请判断a、b、c三点CO的转化率大小关系,并说明判断依据______
(3)合成二甲醚往往选用硅铝混合物作催化剂。向恒温体系中不断匀速通入甲醇,反应均未达到平衡,不同硅铝比(I、II)与生成二甲醚的速率关系如图所示:
①在0~30min内,不同催化剂下二甲醚的产量大小关系为:I______II(填“>”、“<”或“=”)。
②工业上选择适合的硅铝比为0.15,说明其原因______
(4)在某温度下,向密闭容器中加入CH3OH发生反应②,反应到t1时刻测得各组分的浓度分别为:c(CH3OH)=0.47 mol·L-1、c(CH3OCH3)=1.2 mol·L-1 、c(H2O)=1.2 mol·L-1,t2时刻反应达到平衡。已知反应②在该温度下的平衡常数为400,请在图中画出t1~t2内,c(CH3OCH3)的变化曲线______。
13、2022年中国的汽车保有量达到3亿辆,如何在提供交通便利同时,缓解环境问题,是化学工作者研究的重要课题。
I.汽车安装尾气净化装置,可使CO和NO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。
(1)已知:
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566kJ·mol-1
则2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2 △H=_______kJ·mol-1。
(2)为探究温度及不同催化剂对此反应的影响,分别在不同温度、不同催化剂(甲、乙)条件下,保持其他初始条件不变,重复实验,在相同时间内测得NO的转化率与温度的关系如图所示,结合图像,最合适的反应条件为_______。
(3)实验测得此反应:v正=k正·c2(NO)·c2(CO),v逆=k逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数_______(填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大的倍数。
②若在2L的容器中充入1molCO和1molNO,在一定温度下达到平衡时,达平衡时总压为起始时的0.9倍,则=_______。(保留小数点后两位)
II.使用氢能源汽车可以从根源上解决汽车尾气污染问题。“制氢”“储氢”“用氢”一直都是能源研究的热点。当前,氨电解法制氢气取得了重要技术突破,利用电解原理,将氨转化为高纯氢气,其装置如图所示。
(4)电解过程中OH-的移动方向为_______(填“从左往右”或“从右往左”);阳极的电极反应式为_______。
(5)上述方法制备H2所需能量可由太阳能提供。利用Na2CO3·10H2O可将太阳能储存,释放,结合方程式说明储存、释放太阳能的原理:_______。
邮箱: 联系方式: