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、一定条件下,由CO2和H2制备甲醇的过程中含有下列反应:
反应1:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1
反应2:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
反应3:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3
其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3,它们随温度变化的曲线如图l所示。反应1、3的活化能如图2所示。
(1)则ΔH2________ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”),理由是________。
(2)反应1中ΔS1______0(填>、=或<=),指出有利于自发进行的温度条件____(填“较高温度”或:“较低温度”)
(3)将体积比为1:1的H2和CO2充入容积可变密闭容器内,若只进行反应1,下列措施中能使平衡时增大的是____________(填序号)
A.升高温度B.增大压强C.充入一定量的CO2 D.再加入一定量铁粉
(4)为了提高CO2和H2制备甲醇生产效率和产量;工业生产中通常采取的措施是____________
(5)在温度为300℃时,使-定量合适体积比为的H2和CO2在体积恒定的密闭容器内进行反应。该温度下反应2进行程度很小可看成不进行,请在图3中画出CO、CH3OH浓度随时间变化至平衡的定性曲线图。
3、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________________。
4、回答下列问题:
(1)已知以下三种物质熔融状态下均不能导电,熔点数据如下:
| 氮化硼(BN) | 单质硼(B) | 氯化铝(AlCl3) |
熔点/ ℃ | 2700 | 2573 | 194 |
请解释三种物质熔点依次减小的原因:___________。
(2)HF气体在25 ℃、80 ℃和90 ℃测得其摩尔质量分别为58.0 g·mol-1、20.6 g·mol-1和20.0 g·mol-1。则不同温度下摩尔质量不同的可能原因是___________。
5、(1)路易斯酸碱电子理论认为,凡是能给出电子对的物质叫做碱;凡是能接受电子对的物质叫做酸。BF3和NH3分别属于是___、___(酸或者碱)。
(2)金属铯(Cs)位于元素周期表中第6周期第IA族,氯化钠与氯化铯晶体中离子的排列方式如图所示:
造成两种化合物晶体结构不同的原因是___。
6、S、N元素是重要的非金属元素,其化合物应用广泛。
(1)红热木炭与浓H2SO4反应的化学方程式是C+2H2SO4CO2↑+2SO2↑+2H2O,该反应中浓硫酸的作用是作_______(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(2)SO2能够使品红溶液褪色,体现了二氧化硫具有_______性(填“漂白性”或“还原性”)。
(3)关于氮的变化关系图如下:
上述流程中能够实现氮的固定的是_______(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(4)氨的催化氧化是工业上制硝酸的重要步骤,其反应为:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)。
①一定条件下,在体积10 L的密闭容器中进行,半分钟后,NO的物质的量增加了4.5 mol,则此反应的平均速率v(NH3)=_______mol·(L·s)-1;
②在相同温度下,向该容器中通入一定量的NH3气体,反应速率将_______(填“加快”“减慢”或“不变”)。
7、甲醇(CH3OH)有很多用途。回答下列问题:
I.甲醇可用于制取甲醛(HCHO)。
(1)甲醇的沸点为64 ℃,甲醛的沸点为-21 ℃,甲醇的沸点较高的原因是__________。
(2)甲醇分子中采用sp3杂化的原子有____________(填元素符号);甲醛分子中σ键与π键之比为_____________。
II.直接甲醇燃料电池(DMFC)因其具有质量轻、体积小、结构简单、比能量密度高、低温操作等优点,DMFC阳极普遍采用以铂(Pt)为基础 的二元催化剂,如Pt-Cr合金等。
(3)基态Cr原子的未成对电子数为______________。
(4)与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是_______。(填元素符号)
(5)已知金属铂晶胞结构如右图所示。催化剂的XRD图谱分析认为:当铂中掺入Cr原子后,Cr替代了晶胞面心位置上的Pt,该催化剂的化学式为_______,晶体中与1个Pt原子相紧邻的Cr原子有_____个。
(6)若铂原子半径为r pm,铂摩尔质量为M g·mol-1,铂晶体的密度为ρ g·cm-3,则阿伏加德罗常数NA为_____mol-1(用有关字母列出计算式即可)。
8、人类在四千五百多年前就开始使用铁器,铁是目前产量最大、使用最广泛的金属。请回答下列问题:
(1)丹霞地貌的岩层呈现出美丽的红色,是因为含有
A.Fe
B.FeO
C.
D.
(2)市场上出售的某种麦片中含有微量、颗粒细小的还原铁粉,能够改善贫血,原因是这些钞粉与人体胃酸(主要成分是盐酸)作用转化成
A.
B.
C.
D.
(3)取少量溶液于试管中,滴入NaOH溶液,该过程中观察到的现象是
A.只产生白色沉淀
B.只产生红褐色沉淀
C.产生白色絮状沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
D.无明显变化
(4)溶液中含有少量
杂质,除杂所需的试剂是
A.铜片
B.铁粉
C.氯气
D.锌粒
(5)检验溶液中是否存在,可以向溶液中滴入KSCN溶液,若含有
,可观察到的现象是
A.溶液变为红色
B.溶液变为绿色
C.产生白色沉淀
D.产生红褐色沉淀
(6)合金的应用促进了人类社会的发展,制成下列物体的材料没有用到合金的是
A | B | C | D |
地铁列车的车体 | 潜水器耐压球壳 | 飞机发动机叶片 | 精美的青花瓷 |
A.A
B.B
C.C
D.D
9、PM2.5中的某些物质,易引发光化学烟雾污染,光化学烟雾中含有NOx、OCS、CH2=CH-CHO、HCOOH、以及光气等二次污染物。水污染程度可通过测定水体中铅、铬等重金属的含量判断。
(1)C、N、O三种元素的第一电离能从大到小的顺序为_______(用元素符号表示),CH2=CH-CHO分子醛基中碳原子杂化方式为____________。
(2)根据等电子体原理,羰基硫(OCS)分子的结构式为_________;光气(COCl2)各原子最外层都满足8电子稳定结构,则光气分子的空间构型为_________(用文字描述);
(3)1molHCOOH中含σ键和π键数目之比为______________。
(4)基态Cr原子核外电子排布式是_______,配合物[Cr(NH3)4(H2O)2] Cl3中心离子的配体为_______。
(5)测定大气中PM2.5的浓度方法之一是β-射线吸收法,β-射线放射源可用85Kr。已知Kr晶体的晶胞结构如图所示,设晶体中晶胞中含Kr原子为m个,与每个Kr原子紧相邻的Kr原子有n个,则m/n=______(填数字)。若两个相邻面心的Kr原子的核间距为acm,用NA表示阿伏伽德罗常数,M表示Kr的相对原子质量。该晶体的密度计算式为______ g/cm3。
10、二氯异氰尿素钠(NaC3N3O3Cl2,摩尔质量为220g·mol-1)是一种高效广谱杀菌消毒剂,常温下为白色固体,难溶于冷水。其制备原理为2NaClO+C3H3N3O3NaC3N3O3Cl2+NaOH+H2O。请选择下列部分装置制备二氯异氰尿素钠并探究其性质。
回答下列问题:
(1)写出仪器X的名称:_______;导管Y的作用是______。
(2)若装置D中Ca(ClO)2用KMnO4代替,则发生反应的离子方程式为______。
(3)选择合适装置,按气流从左至右,导管连接顺序为________(填小写字母)。
(4)反应结束后,A中浊液经____、_____,干燥,得到粗产品mg。
(5)粗产品中NaC3N3O3Cl2含量测定。将mg产品溶于无氧蒸馏水中配制成100mL溶液,取10.00mL所配制溶液于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,密闭在暗处静置5min。用cmol·L-1Na2S2O3标准溶液进行滴定,加入淀粉指示剂,滴定至终点,消耗VmLNa2S2O3溶液(假设杂质不与KI反应,涉及的反应为:C3N3O3Cl+3H++4I-=C3H3N3O3+2I2+2Cl-、I2+2
=2I-+
)。
①产品溶于无氧蒸馏水中配制成100mL溶液时,需要用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和量筒外,还需要___________。
②滴定操作可分解为如下几步,按实验操作先后排序为___________(填标号)。
A.用标准溶液润洗滴定管2~3次
B.固定盛有标准溶液的滴定管,排出尖嘴处气泡
C.用标准溶液滴定至终点,读数
D.取标准溶液注入滴定管至“0”刻度线以上2~3cm处
E.调节液面至0刻度线以下,读数
③样品中NaC3N3O3Cl2的质量百分含量为___________(用含m、c、v的代数式表示)。
11、称取8.00 g氧化铜和氧化铁固体混合物,加入100 mL2.00mol/L的硫酸充分溶解,往所得溶液中加11.2g铁粉,充分反应后,得固体的质量为6.08g。请计算:
(1)加入铁粉充分反应后,溶液中溶质的物质的量_______。
(2)固体混合物中氧化铜的质量_______。
12、碳与其同素异形体及碳的化合物在工农业生产及日常生活中有广泛的用途,石墨做电极产出电弧后可在阳极。上分离出富勒烯及石墨烯。
(1)基态碳原子价电子排布式为_______。原子核外有_______种不同运动状态的电子。
(2)分子机器是纳米研究领域的重点,有望用于更精准的疾病检测、药物输送、超高密度信息存储等众多领域。Tour团队设计的原始“纳米卡车”的四个轮子主要由富勒烯(C60)构成,靠环境热驱动,如图甲。分析a处化学键的特点说明小车运动的原因___________。
(3)“梦幻材料”石墨炔(如图乙)是一种二维多孔薄膜材料,在能源电池领域具有重要的潜在应用。石墨炔晶体中碳原子的杂化方式为___________。晶体中存在大π键的原因是___________。
(4)石墨烯可以认为是石墨的单层结构,能够应用在锂离子电池负极材料中。图丙中的黑点表示碳原子,线段表示共价键,晶体学中有如下要点:①用结构基元代表晶体结构中最小重复单元;②在二维周期结构中,结构基元要求为平行四边形;③将结构基元并置排列,即可得到二维周期结构。请在图丙中画出石墨烯在二维平面内的结构基元_________,一个晶胞中有___________个原子。
(5)化学家利用图丁反应首次成功合成纯碳环C18。下列说法正确的是___________(填字母标号)。
A.C24O6和C18均为非极性分子
B.图丁中涉及的物质都是分子晶体
C.C22O4分子中碳原子的杂化方式有3种
D.C20O2晶体中所含σ键类型为p-pσ键和s-pσ键
(6)干冰晶体的晶胞结构如图戊所示,每个CO2周围等距且紧邻的CO2有___________个。已知晶胞的边长为apm,则CO2分子在晶胞中的空间占有率为___________(每个CO2分子可以看作一个整体,列出计算式即可)。
13、研究氮氧化物、碳氧化物的产生及利用有重要的化学意义。回答下列问题:
(1)汽车燃料中不含氮元素,汽车尾气中所含产生的原因是______,反应
的平衡常数约为
,从热力学角度看,该反应程度应该很大,实际汽车尾气中该反应的程度很小,原因是_____,要增大汽车尾气净化装置中该反应的程度,关键是要______。
(2)将放入密闭的真空容器中,发生反应
,反应达到平衡时
为
,如反应温度不变,将反应体系的体积快速压缩为原来的一半,则
的变化范围为_____。
(3)用和
在一定条件下可转化生成甲醇蒸气和水蒸气:
已知部分化学键键能如下表所示:
化学键 | |||||
436 | 745 | 351 | 463 | 413 |
①________
。
②一定条件下,在相同体积的恒容密闭容器中充入和
,相同时间段内测得
的转化率随温度变化如图所示:
d点v正________v逆 (填“>”“<”或“=”)。b点的转化率比a点高的原因是________。已知容器内的起始压强为
,则图中d点对应温度下反应的平衡常数
________
(
为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)
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