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、甲烷是重要的气体燃料和化工原料。回答下列问题:
(1)已知、
、
的燃烧热分别为
,
,
。利用甲烷制备合成气的反应为
。
根据上述数据能否计算________(填“能”或“否”),理由是________________。
(2)在某密闭容器中通入和
,在不同条件下发生反应:
测得平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示。
①________
,
________(填“<”、“>”或“=”)。
②m、n、q三点的化学平衡常数大小关系为________。
③q点甲烷的转化率为________,该条件下的化学平衡常数________(用含有
的表达式表示,
为以分压表示的平衡常数)。
(3)用甲烷和构成的燃料电池电解
溶液,装置如下图所示。反应开始后,观察到x电极附近出现白色沉淀。则A处通入的气体是________,x电极的电极反应式是________。
3、氨主要用于生产化肥和硝酸。“十三五”期间,预计我国合成氨产量将保持稳中略增。
(1)目前工业上用氮气和氢气合成氨的生产条件为________________________。
(2)如图是不同温度和不同压强下,反应达到平衡后,混合物中NH3含量(体积%)的变化情况。已知初始时n(N2):n(H2)=1:3。判断p1、p2的大小关系,并简述理由。 _____________________
(3)实验室在2L密闭容器中加入1mol氮气和3mol氢气模拟工业合成氨。若反应2min,气体的总物质的量减少了0.8mol,则2min内氨气的生成速率为____________。
(4)常见氮肥有氨水、氯化铵、硫酸铵、尿素等。常温下,c(NH4+)相等的氨水、氯化铵、硫酸铵三种溶液,氨水、氯化铵、硫酸铵的浓度从大到小的关系为__________________。
(5)草木灰主要含有碳酸钾,解释草木灰不宜与铵态氮肥混合使用的原因__________。
4、【化学一一选修3:物质结构与性质】过渡金属元素的单质及化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途,根据所学知识回答下列问题:
(1)基态Ni2+的核外电子排布式_______________;配合物Ni(CO)4常温下为液态,易溶于CCl4,苯等有机溶剂,固态Ni(CO)4,属于_______________晶体;镍的羰基配合物Ni(CO)4是获得高纯度纳米镍的原料,该配合物中镍原子的价电子排布为3d10,则其杂化轨道类型为_______________,Ni(CO)4是_______________(填“极性”或“非极性” )分子。
(2)氯化亚铜是一种白色固体,实验测得其蒸气密度是同条件下氢气密度的99.5倍,则氯化亚铜的分子式为_______________;氯化亚铜的盐酸溶液可定量吸收CO形成配合物Cu2(CO)2Cl2·2H2O(结构如图所示),该反应可用于测定空气中CO的含量,每个Cu2(CO)2Cl2·2H2O分子中含_______________个配位键。
(3)铜能与类卤素(SCN)2 反应生成 Cu(SCN)2,(SCN)2 分子中含有σ键与π键的数目比为__________; 类卤素 (SCN)2 对应的酸有两种,理论上硫氰酸(H-S-C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H-N=C=S)的沸点,其原因是_______________。
(4)立方NiO(氧化镍)晶体的结构如图所示,其晶胞边长为apm,列式表示NiO晶体的密度为_______________g/cm3(不必计算出结果,阿伏加德罗常数的值为NA)。
人工制备的NiO晶体中常存在缺陷(如图):一个Ni2+空缺,另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代,其结果晶体仍呈电中性,但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。已知某氧化镍样品组成Ni0.96O,该晶体中Ni3+与Ni2+的离子个数之比为_______________。
5、有A、B、C、D、E五种前四周期的元素。A原子核外有1个未成对电子,A+比B原子少一个电子层,B原子得一个电子填入3p轨道后,3p轨道呈全充满状态。C原子的2p轨道有2个未成对电子,D的最高化合价和最低化合价的代数和为4,与C的核电荷数相差8。E位于周期表第12纵列且是六种元素中原子序数最大的。R是由D、E形成的化合物,其晶胞结构如图所示。请回答下列问题:
(1)C元素的电负性___D元素的电负性(填“>”、“<”或“=”)。
(2)C的第一电离能比它同周期前一族相邻元素的第一电离能________
(填“大”或“小”)。
(3)E的价电子排布式为_______ _,该元素位于周期表中__ _族。
(4)化合物A2D的电子式为______________________。
(5)D和B形成的一种化合物D2B2广泛用于橡胶工业,它的分子结构与双氧水相似,但在该化合物分子中,所有原子最外层均满足8电子稳定结构。则D2B2分子中D原子的杂化类型是__________,D2B2是_________分子(填“极性”或“非极性”)。
(6)R的化学式为________________(用元素符号表示)。已知R晶体的密度为ρ g·cm-3,则该晶胞的边长a=_____________ cm,(阿伏加德罗常数用NA表示)。
6、碳酰氯(COC12),俗称光气,常温下为气体,化学性质不稳定,遇水迅速水解得到强酸,工业用途广泛,是化工制品的重要中间体。
(1)实验室可利用氧气与氯仿(CHCl3)反应得到光气和一种氢化物,写出氧气与氯仿(CHC13)反应的化学反应方程式:_____________________________。
(2)工业上,常用CO与氯气反应得到光气,其热化学方程式为:CO(g)+Cl2(g)COCl2(g) △H=-108 kJ/mol,已知:1 molCl2(g)、1molCO(g)化学键断裂分别需要吸收能量243kJ、1072kJ,则1molCOCl2(g)中化学键断裂需要吸收能量________kJ。
(3)光气的分解反应为 COCl2(g)CO(g)+Cl2(g) △H=+l08kJ/mol。温度为T1时,该可逆反应在恒容密闭体系中,各物质的浓度与时间关系如下表所示:
浓度/mol• L-1 时间/min | COCl2(g) | CO(g) | Cl2(g) |
0 | 0.1300 | 0.0050 | 0.0050 |
5 | 0.0400 |
|
|
①在5 min 时恰好达到平衡状态,该反应在此温度下的平衡常数K=________(精确到小数点后两位)。
②0~5min 内,v(COCl2)=_________。
③若保持温度不变,再向容器中充入一定量COCl2 (g),重新达到平衡,此时COCl2 (g)的转化率a(COCl2)_________(填“增大”“减小”或“不变”),试用平衡常数解释原因______________________。
④保持其他条件不变,改变反应温度至T2,反应重新达到平衡,此时测得c(CO)=0.0850 mol/L,则T1________T2(填“>”、“<”、“=”),理由是________________________________。
7、为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量。有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要。
(1)在汽车排气管内安装催化转化器,可将汽车尾气中主要污染物转化为无毒的大气循环物质。
已知:① ∆H=180.5kJ·
②C和CO的燃烧热(∆H)分别为-393.5kJ·和-283kJ·
则2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ∆H=_________kJ·
(2)将0.20molNO和0.10molCO充入一个容积为1L的密闭容器中,反应过程中物质浓度变化如图所示。
①CO在0—9min内的平均反应速率=__________ mol·L-1·
(保留两位有效数字);第12min时改变的反应条件可能为_________。
A.升高温度 B.加入NO
C.加催化剂 D.降低温度
②该反应在第18min时又达到平衡状态,此时的体积分数为________(保留三位有效数字),化学平衡常数K=____________(保留两位有效数字)。
(3)通过人工光合作用能将水与燃煤产生的转化为HCOOH和
。已知常温下0.1mol·
的HCOONa溶液pH=10,则HCOOH的电离常数Ka=__________。
8、氢能是极具发展潜力的清洁能源,2021年我国制氢量位居世界第一、请回答:
(1)时,
燃烧生成
放热
,
蒸发吸热
表示
燃烧热的热化学方程式为_______。
(2)工业上,常用与
重整制备
。500℃时,主要发生下列反应:
I.
II.
①已知:。向重整反应体系中加入适量多孔
,其优点是_______。
②下列操作中,一定能提高平衡转化率的是_______(填标号)。
A.加催化剂 B.增加用量
C.移除 D.恒温恒压,通入惰性气体
③500℃、恒压条件下,1molCH4(g)和1molH2O(g)反应达平衡时,甲烷的转化率为0.5,二氧化碳的物质的量为0.25mol,则反应II的平衡常数Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压-总压×物质的量分数)。
(3)实现碳达峰、碳中和是贯彻新发展理念的内在要求,因此二氧化碳的合理利用成为研究热点。可用氢气和二氧化碳在催化剂作用下合成甲醇:。恒压下,
和
的起始物质的量之比为1∶3时,该反应甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示。该反应的
_______0,甲醇的产率P点高于T点的原因为_______。
(4)通过上述反应制得的甲醇燃料电池在新能源领域中应用广泛。
①若采用溶液为燃料电池的电解质溶液,则燃料电池的负极方程式为_______。
②已知在该燃料电池中,吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到,四步可能脱氢产物及其相对能量如图,则最可行途径为a→_______(用b~j等代号表示)。
9、镍在金属羰基化合物(金属元素和CO中性分子形成的一类配合物)、金属储氢材料(能可逆地多次吸收、储存和释放H2的合金)等领域用途广泛。
(1)基态Ni原子核外电子排布式为__________________________。
(2)Ni(CO)4中镍元素的化合价为__________,写出与CO互为等电子体的带一个单位正电荷的阳离子为:_______。Ni(CO)4的一氯代物有2种,其空间构型为_______________ o
(3)一种储氢合金由镍与镧(La)组成,其晶胞结构如图所示,则该晶体的化学式为_____________
(4)下列反应常用来检验Ni2+,请写出另一产物的化学式:_______________。
与Ni2+配位的N原子有__________个,该配合物中存在的化学键有_________(填序号)。
A.共价键 B.离子键 C.配位键 D.金属键 E.氢键
(5)Ni与Fe的构型相同(体心立方堆积),Ni的摩尔质量为M g/mol,阿伏加德罗常数为NA,密度为a g/cm3Ni原子的半径为_________pm(金属小球刚性相切)
10、Co(III)盐溶液不能稳定存在,以氨为配位剂,可将Co(III)转化为稳定的Co(III)配合物。实验室利用CoCl2、NH3·H2O、NH4Cl、H2O2制备三氯化六氨合钴[Co(NH3)6]Cl3,装置(夹持仪器已省略)如图所示:
实验步骤:
①将研细的6gCoCl2·6H2O晶体、4gNH4Cl固体、适量活性炭催化剂充分混合后加入c中,滴加13.5mL浓氨水使溶液颜色变为黑紫色;
②置于冰水浴中冷却至10℃以下,缓慢滴加13.5mL5%H2O2溶液并不断搅拌;
③转移至60℃热水浴中,恒温加热20min,同时缓慢搅拌;
④将反应后的混合物冷却到0℃左右,抽滤得到三氯化六氨合钴粗产品;
⑤粗产品需要经过热的盐酸溶解、趁热过滤、冷却到0℃左右并滴加浓盐酸洗涤、干燥等操作得到较纯的三氯化六氨合钴。
回答下列问题:
(1)使用仪器a代替分液漏斗滴加液体的优点是_______。
(2)步骤①中将固体药品研细,常在_______(填仪器名称)中进行。
(3)制取1mol[Co(NH3)6]Cl3,理论上需要H2O2的物质的量为_______,实际上消耗量比理论消耗量要多,其主要原因是_______。
(4)CoCl2遇浓氨水生成Co(OH)2沉淀,加入浓氨水前先加入NH4Cl可避免沉淀生成,原因是_______(结合必要的离子方程式说明)。
(5)沉淀滴定法测定产品中Cl-的质量分数:
i.准确称取ag步骤⑤中的产品,配制成100mL溶液,移取25mL溶液于锥形瓶中;
ii.滴加少量0.005mol·L-1的K2CrO4溶液作为指示剂,用cmol·L-1的AgNO3溶液滴定至终点;
iii.平行测定三次,消耗AgNO3溶液的体积的平均值为VmL。
已知Ag2CrO4为砖红色沉淀。
①ii中,滴定至终点的现象是_______。
②产品中C1-的质量分数是_______(列出计算式即可)。
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、乙基叔丁基醚(ETBE)是一种高辛烷汽油改良剂,也叫“生物汽油添加剂”,用乙醇和异丁烯(C4H8)在分子筛催化剂HZSM -5催化下合成ETBE回答下列问题:
I.异丁烷( C4H10)催化脱氢制备异丁烯涉及的主要反应如下:
C4H10(g)= C4H8(g) +H2(g) ΔH1= +117. 62kJ·mol-1(无氧脱氢,高温下裂解)
C4H10(g) +O2(g)= C4H8 (g) + H2O(g) ΔH2(氧化脱氢)
(1)已知:H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH3= -242 kJ ·mol-1,则ΔH2= _______kJ ·mol-1
(2)无氧脱氢时在Cr系催化作用下反应温度对异丁烷转化率、异丁烯选择性和收率(产率)影响的关系如图1所示。
①560°C时, C4H8的选择性为 _______ _% (保留一位小数)。 (C4H8的选择性=)
②根据图1数据,无氧脱氢最适合的温度为580°C左右,理由是_______。
Ⅱ. ETBE合成反应的化学方程式为:C2H5OH(g) +C4H8(g)=ETBE(g) ΔH<0。
(3)在体积为10L的刚性容器中分别充入乙醇和异丁烯各发10mol ,异丁烯的转化率随时间变化关系如图2所示。
①温度为T2时,0~80 min内异丁烯平均反应速率为_______mol· L-1· min-1
②B点平衡常数大小:K(T1)_______ K(T2)(填“>”、“=”或“<”)。
(4)已知合成ETBE反应的正反应速率方程为v正= k正·c(C2H5OH) ·c(C4H8),逆反应速率方程为v逆= k逆·c(ETBE),其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数。pk与温度的变化关系如图3所示
(已知:pk= -lgk),T1K时化学平衡常数K=_______L·mol-1,若某时刻容器中三种组分的浓度均为2.5 mol·L-1,此时v正_______v逆(填“>”、“=”或“<”)。
13、卤族元素的单质及化合物性质丰富,在科研和生产中有许多重要用途。请回答:
(1)卤族元素位于元素周期表的___________区,其中电负性最大的是___________(填元素符号),溴原子的M能层电子排布式为___________。
(2)基态氯原子核外有___________种运动状态不同的电子,其中单电子占据的轨道形状为___________。
(3)下列物质性质递变规律正确的是___________。
A.原子半径: F<C1<Br<I
B.第一电离能: F<Cl<Br<I
C.沸点:HCl<HBr<HI<HF
D.熔点: CaF2<CaCl2<CaBr2<CaI2
(4)碘在水中的溶解度小,在碘化钾溶液中溶解度却明显增大,这是由于发生I-+I2。
离子的空间构型为___________。
(5)SiCl4发生水解的机理如图:
CCl4不能按照上述机理发生水解反应,原因是___________。
(6)有“点缺陷”的NaCl 晶体可导电,其结构如图1所示。有人认为:高温下有“点缺陷”的NaCl晶体能导电,是因为Na+经过一个由3个Cl-组成的最小三角形窗孔(如图2所示),迁移到另一空位而造成的。已知晶胞参数a=564pm,粒子半径r(Na+ )=115pm,r(Cl-)=l67pm,计算内切圆半径r内的值并判断该观点是否正确____________ 。(已知:≈1.414,
≈1.732)
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