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、废气中的H2S通过高温热分解可制取氢气:2H2S(g)2H2(g)+S2(g)。现在3L密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验。
(1)某温度时,测得反应体系中有气体1.3lmol,反应1 min后,测得气体为l.37mol,则tmin 内H2的生成速率为___________。
(2)某温度时,H2S的转化率达到最大值的依据是_____________(选填编号)。
a.气体的压强不发生变化 b.气体的密度不发生变化
c.不发生变化 d.单位时间里分解的H2S和生成的H2一样多
(3)实验结果如下图。图中曲线a表示H2S的平衡转化率与温度关系,曲线b表示不同温度下、反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。该反应为_____反应(填“放热”或“吸热”)。曲线b随温度的升高,向曲线a通近的原因是_________。在容器体积不变的情况下,如果要提高H2的体积分数,可采取的一种措施是________。
(4)使1LH2S与20L空气(空气中O2体积分数为0.2)完全反应后恢复到室温,混合气体的体积是______L 。若2gH2S完全燃烧后生成二氧化硫和水蒸气,同时放出29.4 kJ的热量,该反应的热化学方程式是__________________。
3、铁及其化合物在工农业生产、环境保护等领域中有着重要的作用。
(1)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·12H2O]广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理等。写出硫酸铁铵溶液中离子浓度的大小顺序 。
(2)FeSO4/KMnO4工艺与单纯混凝剂[FeCl3、Fe2(SO4)3]相比,大大降低了污水处理后水的浑浊度,显著提高了对污水中有机物的去除率。二者的引入并未增加沉降后水中总铁和总锰浓度,反而使二者的浓度降低,原因是在此条件下(pH约为7)KMnO4可将水中Fe2+、Mn2+氧化为固相的+3价铁和+4价锰的化合物,进而通过沉淀、过滤等工艺将铁、锰除去。已知:Ksp(Fe(OH)3=4.0×10-38,则沉淀过滤后溶液中c(Fe3+)约为 mol·L-1。写出生成+4价固体锰化合物的反应的离子方程式 。
(3)新型纳米材料ZnFe2Ox,可用于除去工业废气中的某些氧化物。制取新材料和除去废气的转化关系如图:
用ZnFe2Ox除去SO2的过程中,氧化剂是 。(填化学式)
(4)工业上常采用如图所示电解装置,利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫。先通电电解,然后通入H2S时发生反应的离子方程式为:2[Fe(CN)6]3-+2CO+H2S=2[Fe(CN)6]4-+2HCO+S↓。电解时,阳极的电极反应式为 ;电解过程中阴极区溶液的pH (填“变大”、“变小”或“不变”)。
4、(l)基态As原子的核外电子排布式为[Ar]______,有________个未成对电子。
(2) As与N是同主族元素,从原子结构角度分析:为什么As的最高价含氧酸H3AsO4是三元酸(含三个轻基),而N的最高价含氧酸HNO3是一元酸(只含一个烃基)______。
(3)比较下列氢化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因__________。
(4) Na3AsO3中Na、As、O电负性由大至小的顺序是______。AsO33-的空间构型为___, AsO33-中As的杂化轨道类型为_______杂化。
(5)砷化稼(GaAs)为黑灰色固体,熔点为1238℃。该晶体属于___晶体,微粒之间存在的作用力是_________。
| NH3 | PH3 | AsH3 | SbH3 |
熔点/K | 195.3 | 140.5 | 156.1 | 185 |
沸点/K | 239.6 | 185.6 | 210.5 | 254.6 |
(6)图为GaAs的晶胞,原子半径相对大小是符合事实的,则白球代表____原子。
己知GaAs的密度为5.307g·cm3, Ga和As的相对原子质量分别为69.72、74.92,求晶胞参数a=______pm (列出计算式即可)。
5、碳、氮及其化合物是同学们经常能接触到的重要物质,是科学研究的重要对象。
(1)实验室制取乙炔的化学方程式为___________________________。
(2)H2NCOONH4是工业合成尿素的中间产物,该反应的能量变化如图A所示。用CO2和氨气合成尿素的热化学方程式为___________________________。
(3)合理利用CO2、CH4,抑制温室效应成为科学研究的新热点。一种以二氧化钛表面覆盖Cu2A12O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸(△H<0)。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率分别如上图B所示。250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是________________。250℃和400℃时乙酸的生成速率几乎相等,实际生产中应选择的温度为_________℃。
(4)T℃时,将等物质的量的NO和CO充入体积为2L的 密闭容器中发生反应2NO+2CO2CO2+N2。保持温度和体积不变,反应过程中NO的物质的量随时间的变化如图C所示。
①平衡时若保持温度不变,再向容器中充入CO、N2各0.8mol,平衡将______(填“向左”、“向右”或“不”)移动。
②图中a、b分别表示在一定温度下,使用相同质量、不同表面积的催化剂时,达到平衡过程中n(NO)的变化曲线,其中表示催化剂表面积较大的曲线是______(填“a”或“b”)。
③15min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)发生如图所示的变化,则改变的条件可能是_____________(任答一条即可)。
(5)垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质(用NH3表示)和氯化物,可用电解原理将溶液中的氨氮物质完全氧化除去。该过程分为两步:第一步:电解产生氯气;第二步:利用氯气将氨氮物质氧化为N2。
①第二步反应的化学方程式为____________________。
②若垃圾渗滤液中氨氮物质的质量分数为0. 034% ,理论上用电解法净化It该污水,
电路中转移的电子数为__________。
6、甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
化学反应 | 平衡常数 | 温度℃ | |
500 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(g) | K1 | 2.5 | 0.15 |
②H2(g)+CO2(g) | K2 | 1.0 | 2.50 |
③3H2(g)+CO2(g) | K3 |
|
|
(1)反应②是________________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系,如左下图所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)_____________K(B)(填“>”、“<”或“=”)。据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=_______(用K1、K2表示)。
(3)在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如右上图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是_____________________。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是_____________________。
(4)一种甲醇燃料电池,使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液。
请写出加入(通入)b物质一极的电极反应式_________________;
每消耗6.4g甲醇转移的电子数为_______________。
(5)一定条件下甲醇与一氧化碳反应可以合成乙酸。通常状况下,将a mol/L的醋酸与b mol/LBa(OH)2溶液等体积混合后,溶液中:2c(Ba2+)= c(CH3COO-),用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数Ka为________________。
7、[物质结构与性质]
已知碳元素能形成多种金属碳化物,如碳化钙,俗称为电石。
(1)电石(CaC2)是用CaO与焦炭在电炉中加强热反应生成的,写出此反应的化学方程式 ,CaC2中含有化学键的类型为 ,C22-与N2互为等电子体,C22-的电子式可表示为 ,其中σ键和π键数目之比为 。
(2)已知MgO、CaO的熔点分别为2852℃、2614℃,分析熔点差异的原因是 。
(3)苯丙氨酸是一种重要的氨基酸,其结构如图所示,分子中第一电离能最大的原子价电子排布式是 ,其中碳原子的杂化方式有 。
(4)已知CaF2晶体(如图,Ca2+处于面心)的密度为ρg/cm3,NA为阿伏加德常数,相邻的两个Ca2+的核间距为a cm,则CaF2的摩尔质量(M)可以表示为 g/mol。
8、乙烷、乙烯、乙炔它们及其衍生物一氯乙烷、氯乙烯、乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯都有很重要的用途。
(1)乙炔在空气中燃烧的现象____________________________________________________
由乙烷制取一氯乙烷的反应条件___________________,由乙烯制取乙醇的反应类型_________
(2)一氯乙烷分子中的官能团为__________________。聚氯乙烯的结构简式为________________。
(3)写出由乙醛生成乙酸的化学反应方程式。__________________________________________
(4)写出乙酸的一种同分异构体的结构简式____________________________;检验该同分异构体是否含有醛基操作_________________________________________________________
______________________________________________________________
(5)乙二醇(HOCH2CH2OH)也是一种很重要的化工原料,请完成由一氯乙烷合成乙二醇的路线图(合成路线常用的表示方式为:)
____________________________________________________________
9、化合物G是一种医药中间体,常用于制备抗凝血药。可以通过下图所示的路线合成:
已知:RCOOHRCOCl;D与FeCl3溶液能发生显色。
请回答下列问题:
⑴B→C的转化所加的试剂可能是__________,C+E→F的反应类型是_______。
⑵有关G的下列说法正确的是_________。
A.属于芳香烃 B.能与FeCl3溶液发生显色反应
C.可以发生水解、加成、氧化、酯化等反应 D.1mol G最多可以跟4mol H2反应
⑶E的结构简式为_________。
⑷F与足量NaOH溶液充分反应的化学方程式为__________________________________。
⑸写出同时满足下列条件的E的同分异构体的结构简式_______________。
①发生水解反应②与FeCl3溶液能发生显色反应③苯环上有两种不同化学环境的氢原子
⑹已知:酚羟基一般不易直接与羧酸酯化。而苯甲酸苯酚酯()是一种重要的有机合成中间体。试写出以苯酚、甲苯为原料制取该化合物的合成路线流程图(无机原料任用)。注:合成路线的书写格式参照如下示例流程图:_________________
CH3CHOCH3COOH
CH3COOCH2CH3
10、为了验证SO2的性质,某同学利用输液管设计了如下微型实验:
请回答:
(1)仪器A的名称是_________________。
(2)装置C中NaOH的作用是_________________。
(3)下列说法正确的是_________________。
A.装置l、3、4中溶液均褪色,可证明SO2具有漂白性
B.装置2中石蕊试液只变红不褪色,证明SO2是一种酸性氧化物
C.反应结束后,可由a导管向装置中加水,将气体赶出后再拆装置
D.在a导管处用向下排空气法收集SO2
11、有50mL NaOH溶液,向其中逐渐通入一定量的CO2,随后取此溶液10mL将其稀释到100mL,并向此稀释后的溶液中逐滴加入0.1mol/L的HCl溶液,产生的CO2气体体积(标准状况下)与所加入的HCl的体积之间的关系如图所示:
试
(1)NaOH在吸收CO2气体后,在甲、乙两种情况下,所得溶液中存在的溶质是甲:________,其物质的量之比是:________;乙:__________,其物质的量之比是:__________。
(2)且在两种情况下产生的CO2气体(标准状况)各是甲:________mL;乙:_________mL。
(3)原NaOH溶液的物质的量浓度是_________;若以Na2O2固体溶于水配得100mL溶液需称量Na2O2_______g。
12、磷及其化合物在工农业生产中都有重要作用。
(1)磷原子核外电子排布式为_______。
(2)羟基磷灰石[Ca5(PO4)3OH]是牙齿中的重要矿物质,其中羟基(-OH)中氧原子的杂化方式为_______,的空间构型为_______,该化合物中所含元素电负性最大的是_______。
(3)磷化硼为立方晶系晶体,该晶胞中原子的分数坐标为:
B:(0,0,0);(,
,0);(
,0,
);(0,
,
)……
P:(,
,
);(
,
,
);(
,
,
);(
,
,
)……
①请在图中画出磷化硼晶胞的俯视图_______。
②与每个磷原子紧邻的硼原子有_______个,与每个硼原子紧邻的硼原子有_______个。
(4)磷钇矿可提取稀土元素钇(Y),某磷钇矿的结构如图所示。该磷钇矿的化学式为_______,与互为等电子体的阴离子有_______(写出一种离子符号)。已知晶胞参数a=0.69nm,c=0.60nm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该磷钇矿的密度为_______g·cm-3(列出计算式)。
13、NO的治理是当前生态环境保护中的重要课题之一。
I.电化学技术
(1)利用固体氧化物电解池可将NO直接转化为N2,实际应用中常将若干个电化学还原器结构单元组装在一起,形成电堆,以提高NO的去除效率。
①纽扣式电化学还原器结构单元(其装置如图1所示)可叠加组装成电堆使用。电解时,阴极发生的电极反应式为_______。
②长管式电化学还原器结构单元(其剖面结构如图2所示)采用阴极微孔管作支撑,在管内外壁各设置一个对称的阳极微孔管,阴阳极管壁之间填充有固体氧化物电解质,使用时常将该结构单元组装成蜂窝状电堆。当电堆体积一定时,相比于纽扣式反应器,长管式反应器的优点是_______。
II.NH3-SCR技术
(2)Cu基催化剂是NH3-SCR技术脱除NO中性能较为优异的新型催化剂,但烟气中的SO2会造成Cu基催化剂的催化性能下降。加入CeO2(基态Ce原子核外电子排布式为[Xe]4f15d16s2)可抑制SO2对Cu基催化剂的影响,其作用机理如图3所示(含Ce化合物的比例系数均未标定)。
①从整个反应机理来看,总反应中起还原作用的物质是_______(填化学式)。
②在上述反应机理图中,CemOn的化学式为_______。
(3)将3%NO、6%NH3、21%O2和70%N2的混合气体(N2为平衡气)以一定流速通过装有Cu基催化剂的反应器,NO去除率随反应温度的变化曲线如图4所示。
①在150-225°C范围内,NO去除率随温度的升高而迅速上升的原因是_______。
②燃煤烟气中伴有一定浓度的HCl气体,它会造成NO去除率下降,其原因可能是_______。
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