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、铜是应用较为广泛的有色金属。
(1)基态铜原子的价电子排布式为_____________。
(2)金属化合物Cu2Zn合金具有较高的熔点、较大的强度、硬度和耐磨度。则Cu2Zn合金的晶体类型是______。
(3)某含铜化合物的离子结构如图所示。
① 该离子中存在的作用力有__________。
a.离子键 b.共价键 c.配位键
d.氢键 e.范德华力
② 该离子中第二周期的非金属元素的第一电离能由大到小的顺序是______。
③ 该离子中N原子的杂化类型有_________。
(4)晶胞有两个基本要素:
① 原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,下图为铜与氧形成的某化合物晶胞,其中原子坐标参数A 为(0,0,0);B为(,0,
);C为(
,
,0),则D原子的坐标参数为_____________。
② 晶胞参数,描述晶胞的大小和形状,设晶胞的边长为apm,则O的配位数是_______。
3、氧化铝在工业上有着广泛的应用。(写出计算过程)
(1)制取净水剂氯化铝。其原理为:Al2O3+3C+3Cl22AlCl3+3CO。25.5g 氧化铝、3.6g 碳、4.48L(标准状态)氯气混合后在高温下反应,理论上可得氯化铝_____克。
(2)向100g氢氧化钠溶液中加入10g 氧化铝,充分反应后,剩余固体4.9克。测得所得溶液的密度为1.051g/cm3 。则所得溶液的物质的量浓度为______________。
(3)超细氮化铝粉末被广泛应用于大规模集成电路生产等领域。其制取原理为:Al2O3+N2+3C2AlN+3CO。由于反应不完全,氮化铝产品中往往含有炭和氧化铝杂质。
① 取一定量样品置于反应器中,通入2.016L(标准状况)O2,在高温下充分反应后测得气体的密度为1.34g·L-1(已折算成标准状况,AIN不跟O2反应)。该样品中含杂质炭__________g。
② 向①中反应后的容器中加入过量的NaOH浓溶液共热并蒸干,AlN跟NaOH溶液反应生成NaAlO2,得到氨气3.36L(标准状况)及16.38g的固体。再将该固体配成溶液,向其中慢慢加入1mol/L盐酸,当加到20mL时开始产生沉淀。求该样品中的AlN的质量分数为________。(用小数表示,保留2位小数)
(4)用氧化铝为原料可制得含铝化合物X。取6.9gX放入100mL水中完全溶解,溶液呈弱酸性。取出10mL加入过量盐酸,无气泡,再加入过量氯化钡有白色沉淀0.932g 。另取10mL样品,慢慢滴加氢氧化钠溶液直至过量,过程中出现的现象为出现白色沉淀→沉淀逐渐增多→沉淀不再变化→沉淀开始减少→沉淀全部消失。若改用氨水做上述实验最终可得0.156g沉淀。经测定X中含氢量为4.64% 。求化合物X的化学式_______。
4、气态亚硝酸(HNO2或HONO)是大气中的一种污染物。
(1)亚硝酸的电离平衡常数Ka=6.0×10﹣6,其电离方程式为________。
(2)亚硝酸分子中各原子最外层电子均达到稳定结构,其电子式为________。
(3)亚硝酸进入人体可以与二甲胺[(CH3)2NH]迅速反应生成亚硝酸胺[CH3)2N-N=O],亚硝酸胺是最重要的化学致癌物之一。
① 亚硝酸与二甲胺反应生成亚硝酸胺的一种反应机理如下:
HONO+
过程ⅰ和过程ⅱ的反应类型分别为:________、消去反应。
② 上述反应机理的反应过程与能量变化的关系如图:
亚硝酸与二甲胺反应生成亚硝酸胺的反应ΔH________0(填“>”或“<”)。反应难度更大的是过程________(填“ⅰ”或“ⅱ”)。
5、工业上常用如下的方法从海水中提碘:
完成下列填空:
(1)上述流程中有两步都涉及到氯气。写出氯元素在周期表中的位置:_________;
氯气分子中所含的化学键名称是:_________;在原子钟,其核外存在_________种运动状态不同的电子。
(2)和氯元素位于同主族的另外一个短周期元素单质的电子式是:_________,
两者气态氢化物的稳定性是:_________>_________(填写化学式)。
(3)步骤②中体现了溴具有的性质是_______________(文字简述)。
(4)写出步骤③中反应的化学方程式(说明:此反应在水溶液中进行):________________;在该反应中被氧化的元素是:_________。
(5)工业上利用海水还有一个重要的反应就是电解饱和食盐水,此反应中的阴极产物是:_________和_________(写化学式)。
(6)溴蒸汽还可以用饱和碳酸钠溶液来吸收,产物为溴化钠、溴酸钠,同时放出二氧化碳,请写出该反应的化学方程式并标明电子转移方向与数目:______________________。
6、二硫化碳和二氧化碳中,__________更稳定,原因是 ______。
7、(Ⅰ)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)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)。500℃时测得反应③在某时刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O (g)的浓度(mol/L)分别为0.8、0.1、0.3、0.15, 则此时 V正_____ V逆(填“ > ”、“=”或“<”)。
(2)在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,已知c(CO)-反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示,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_________________。
(3)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,反应平衡时,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为________________。
(Ⅱ)已知草酸是一种二元弱酸,草酸氢钠(NaHC2O4)溶液显酸性。
(1)常温下,向10 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加10mL 0.01mol·L-1 NaOH溶液时,比较溶液中各种离子浓度的大小关系_________________________ ;
(2)称取6.0g含H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的试样,加水溶解配成250 mL 溶液。量取两份此溶液各25 mL,分别置于两个锥形瓶中。第一份溶液中加入2滴酚酞试液,滴加0.25mol·L-1 NaOH 溶液至20mL时,溶液由无色变为浅红色。第二份溶液滴加0.10 mol·L-1 酸性KMnO4溶液至16mL时反应完全。则原试样中H2C2O4·2H2O的的质量分数为_______ 。
8、硫单质及其化合物在工农业生产中有着重要的应用。请回答下列问题:
(1)一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形成固定下来,但产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,相关的热化学方程式如下:
①CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)△H = +210.5kJ•mol-1
②1/4CaSO4(s)+CO(g)1/4CaS(s)+CO2(g) △H = - 47.3kJ•mol-1
反应CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g) △H= kJ•mol-1;
平衡常数K的表达式为 。
(2)图1为在密闭容器中H2S气体分解生成H2和S2(g)的平衡转化率与温度、压强的关系。
图1中压强p1、p2、p3的大小顺序为 ,理由是 ;该反应平衡常数的大小关系为K(T1) K(T2) (填“>”、“<”或“=”),理由是 。
(3)在一定条件下,二氧化硫和氧气发生如下反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0
①600℃时,在一密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图2,反应处于平衡状态的时间段是 。
②据图2判断,反应进行至20min时,曲线发生变化的原因是 (用文字表达);10min到15min的曲线变化的原因可能是 (填写编号)。
A.加了催化剂 B.缩小容器体积
C.降低温度 D.增加SO3的物质的量
(4)烟气中的SO2可用某浓度NaOH溶液吸收得到Na2SO3和NaHSO3混合溶液,且所得溶液呈中性,该溶液中c(Na+)= (用含硫微粒浓度的代数式表示)。
9、我国力争2030年前实现碳达峰,2060 年前实现碳中和。CO2 的综合利用是实现碳中和的措施之一。
Ⅰ. CO2和CH4在催化剂表面可以合成CH3COOH,该反应的历程和相对能量的变化情况如下图所示(*指微粒吸附在催化剂表面,H*指H吸附在催化剂载体上的氧原子上,TS表示过渡态):
(1)决定该过程的总反应速率的基元反应方程式为___________。
(2)下列说法正确的有___________。
a.增大催化剂表面积可提高CO2在催化剂表面的吸附速率
b. CH3COOH* 比CH3COOH(g)能量高
c.催化效果更好的是催化剂2
d.使用高活性催化剂可降低反应焓变,加快反应速率
Ⅱ. CO2和 H2在一定条件下也可以合成甲醇,该过程存在副反应ii。
反应i: CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1 = -49.3 kJ·mol-1
反应ii: CO2(g) + H2(g CO(g)+ H2O(g) ΔH2
(3)有关物质能量变化如图所示,稳定单质的焓(H)为0,则ΔH2=___________ kJ·mol-1
(4)恒温恒容条件下,仅发生反应ii,反应达到平衡的标志是___________。
a. CO的分压不再发生变化
b.气体平均相对分子质量不再发生变化
c. 气体密度不再发生变化
d. 比值不再发生变化
(5)在5.0MPa,将n(CO2) : n(H2)=5 : 16的混合气体在催化剂作用下进行反应。体系中气体平衡组成比例(CO和CH3OH在含碳产物中物质的量百分数)及CO2的转化率随温度的变化如图所示。
①表示平衡时CH3OH在含碳产物中物质的量百分数的曲线是___________ (填“a”或“b”)。
②CO2平衡转化率随温度的升高先减小后增大,增大的原因可能是___________。
③250℃时反应i: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)的 Kp=___________(MPa)-2(用最简分数表示)。
10、某实验小组对FeCl3分别与Na2SO3、NaHSO3的反应进行探究。
(甲同学的实验)
装置 | 编号 | 试剂X | 实验现象 |
I | Na2SO3溶液(pH≈9) | 闭合开关后灵敏电流计指针发生偏转 | |
II | NaHSO3溶液(pH≈5) | 闭合开关后灵敏电流计指针未发生偏转 |
(1)怎样配制FeCl3溶液? ________________________________________________________。
(2)甲同学探究实验I的电极产物。
① 取少量Na2SO3溶液电极附近的混合液,加入_________________________________,产生白色沉淀,证明产生了SO42-。
② 该同学又设计实验探究另一电极的产物,其实验方案为_______________________________。
(3)实验I中负极的电极反应式为______________________________________________________。
乙同学进一步探究FeCl3溶液与NaHSO3溶液能否发生反应,设计、完成实验并记录如下:
装置 | 编号 | 反应时间 | 实验现象 |
III | 0~1 min | 产生红色沉淀,有刺激性气味气体逸出 | |
1~30 min | 沉淀迅速溶解形成红色溶液,随后溶液逐渐变为橙色,之后几乎无色 | ||
30 min后 | 与空气接触部分的上层溶液又变为浅红色,随后逐渐变为浅橙色 |
(4)乙同学认为刺激性气味气体的产生原因有两种可能,用离子方程式表示②的可能原因。
① Fe3++3HSO3- Fe(OH)3 +3SO2;②_____________________________________________。
(5)查阅资料:溶液中Fe3+、SO32-、OH-三种微粒会形成红色配合物并存在如下转化:
从反应速率和化学平衡两个角度解释1~30 min的实验现象:______________________________。
(实验反思)
(6)分别对比I和II、II和III,FeCl3能否与Na2SO3或NaHSO3发生氧化还原反应和______________________有关(写出两条)。
11、某课外兴趣小组成员为研究金属铜与强酸的反应 ,将6.4g铜粉分为两等份,进行了如下实验,请完成有关计算。
(1)取其中一份铜粉投入200mL氢离子浓度为 1mol•L-1 硫酸和硝酸混合液中,微热使反应充分完成后,生成一氧化氮气体448mL(标准状况)。则反应前混合溶液中硫酸的物质的量浓度为_________(写出计算过程)。
(2)用NaOH溶液吸收氮氧化物是防止NO2污染的一种方法。原理为2NO2 + 2NaOH=NaNO3 + NaNO2 + H2O,NO + NO2 + 2NaOH=2NaNO2 + H2O。取另一份铜粉溶于过量的硝酸溶液,假设硝酸的还原产物只有一氧化氮和二氧化氮,生成的混合气体能被amol NaOH溶液完全吸收,试讨论a的取值范围:_____。
12、钯(Pd)是一种不活泼金属,含钯催化剂在工业、科研上用量较大。利用废催化剂钯碳制备氯化钯(PdCl2)和Pd的流程,如下图所示:
已知:①钯碳含有活性炭、5%~6%钯以及约1%的铁。
②王水:浓硝酸和浓盐酸按体积比为1:3的混合物。
③高温下,会有部分钯被氧化为PdO 。
(1)在实验室里,可在___________(填仪器名称)中模拟“焚烧”过程;若其他制备步骤不变,省去“焚烧”过程,带来的不利后果是___________。
(2)个别文献指出,“酸溶”前可用肼(N2H4)先将PdO“还原”。写出“还原”过程所发生的的化学方程式___________;肼(N2H4) 也可以被看作二元弱碱,结合质子生成N2H或N2H
。肼与少量稀硫酸混合后,得到产物的化学式为___________。
(3)洗涤滤渣并将洗涤液与滤液合并,对提高PdCl2的产率至关重要,其主要原因是___________。
(4)操作a是先加氨水溶解,后加盐酸过滤、洗涤,其主要目的是为了___________。
(5)将Pd(NH3)2Cl2在空气中550℃下焙烧(氧气不参与反应)可以直接得到海绵状的钯,海绵钯具有优良的储氢功能,其储氢原理为:2Pd(s)+xH2(g)= 2PdHx(s)。假设海绵状金属钯密度为ρg·cm-3、摩尔质量为M g·mol -1、其吸附的氢气是其体积的n 倍(标准状况下),则此条件下海绵钯的储氢容量R=___________mL· g-1,氢气的浓度r=___________(储氢容量R即1g钯吸附氢气的体积;氢气的浓度r为 l mol Pd吸附氢气的物质的量)。
13、焦炉煤气中的有效成分(和CO)的含量高达65%左右,是一种理想的化工产品合成气。
(1)已知:ⅰ、
ⅱ、
ⅲ、
化学键 | H—H | C—O | C | H—O | C—H |
436 | 343 | 1076 | 465 | 413 |
则___________
。
(2)甲醇合成反应为强放热反应,冷却剂温度会极大地影响工艺结果,图甲表示冷却剂温度对甲醇产量的影响,由图可知,最合适的冷却剂温度为___________。
(3)向一恒温恒容密闭容器内充入1molCO和1mol,起始压强为
,发生反应:
。
①下列能说明反应达平衡的是___________(填序号)。
A.装置内压强不再随时间变化
B.气体密度不再随时间变化
C.CO的体积分数不再随时间变化
D.平衡常数不再随时间变化
②反应达到平衡后,测得的平衡转化率为80%,求该温度下的平衡常数
=___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
③据研究,反应过程中起催化作用的为。实际生产中随反应进行,
的量会减少,导致催化效率降低。若在反应体系中充入少量
,有利于保持
的催化效率不降低,原因是___________。
(4)CO和反应制
的路径,大致可以分为四步,其中“
”代表物质连接催化剂的位点。
第一步:
第二步:
第三步:
第四步:
请写出第三步的反应式:___________。
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