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、1797年,法国化学家Vauquelin发现了一种新元素。由于包含这种元素的矿物呈现出多种颜色,因此称之为Chromium,元素符号为Cr。一些含Cr元素的物质或微粒的性质如表。
物质 | Cr(OH)3 | H2CrO4 | H2Cr2O7 |
| ||||
性质 | 灰蓝色固体,难溶于水两性氢氧化物 | 红色固体,水溶液为黄色中强酸 | 无纯净物,只存在于水溶液中,强酸 |
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微粒 | Cr3+ | Cr(OH) |
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颜色 | 蓝紫色 | 绿色 | 黄色 | 橙红色 | ||||
(1)取少量Cr(OH)3于试管中,逐滴加入稀硫酸,直至过量,可观察到的现象为___________。
(2)请结合平衡移动原理,解释(1)中现象___________。
(3)将Cr(OH)3加热可得到Cr2O3固体,将稍过量的Cr2O3固体与Na2CO3固体混合均匀,在空气中高温煅烧,可得到黄色的Na2CrO4固体,请写出该反应的化学方程式___________。
(4)Na2CrO4部分水合物溶解度如图1。
将(3)中所得固体溶解于水中,过滤,得到Na2CrO4溶液。从该溶液中获得Na2CrO4•6H2O的方法为___________。
(5)向0.1mol/LNa2CrO4溶液滴加浓硫酸(忽略溶液体积变化),不同pH下,溶液中含+6价Cr元素的微粒浓度变化如图2所示。
①a代表的微粒是___________。
②溶液由pH4.5向pH3.5转化过程中,溶液颜色几乎不变,请结合化学用语解释其原因_______。
3、"碳达峰”“碳中和”是我国社会发展重大战略之一
I.中国首次实现了利用二氧化碳人工合成淀粉,其中最关键的一步是以CO2为原料制CH3OH.在某CO2催化加氢制CH3OH的反应体系中,发生的主要反应有:
①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41.1kJmo1-1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.0kJmo1-1
③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3=-48.9kJmo1-1
(1)5Mpa时,往某密闭容器中按投料比n(H2):n(CO2)=3:1充入H2和CO2反应达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
①图中Y代表___________(填化学式)。
②体系中CO2的物质的量分数受温度影响不大,原因是___________。
II.CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一,相关的主要反应有:
①CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) K1
②CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) K2
请回答:
(2)反应CH4(g)+3CO2(g)4CO(g)+2H2O(g)的K=___________(用K1,K2表示)。
(3)恒压,750°C时,CH4和CO2按物质的量之比1:3投料,经如下流程可实现CO2高效转化。
①写出过程ii产生H2O(g)的化学方程式___________。
②过程ii的催化剂是___________,若CH4和CO2按物质的量之比1:1投料,则会导致过程ii___________。
③过程ii平衡后通入稀有气体He,测得一段时间内CO物质的量上升,根据过程iii,结合平衡移动原理,解释CO物质的量上升的原因___________。
4、硅是重要的半导体材料,构成现代电子工业的基础。硅及其化合物在工业中应用广泛,在国防和航天工业中亦有许多用途。
(1)硅原子中最外层电子排布式为___,该层电子的电子云有___种不同的伸展方向。
(2)温石棉矿是一种硅酸盐类矿物,化学式写作氧化物形式为6MgO•4SiO2•4H2O,其中原子半径最大的元素在周期表中的位置是___。SiO2存在与金刚石结构类似的晶体,其中硅氧原子之间以___相结合。
a.离子键 b.极性键 c.非极性键 d.范德华力
(3)甲硅烷(SiH4)是一种无色的液体,遇到空气能爆炸性自燃,生成二氧化硅固体和水。在室温下,10gSiH4自燃放出热量446kJ,请写出其燃烧的热化学方程式:___;
(4)SiH4的热稳定性不如CH4,其原因是___。
工业上硅铁可以用于冶镁。以煅白(CaO•MgO)为原料与硅铁(含硅75%的硅铁合金)混合,置于密闭设备中于1200℃发生反应:2(CaO•MgO)(s)+Si(s)Ca2SiO4(l)+2Mg(g)
(5)常温下镁的还原性强于硅。上述方法能够获得镁的原因是:___。
(6)若上述反应在容积为aL的密闭容器中发生,一定能说明反应已达平衡的是___(选填编号)。
a.反应物不再转化为生成物
b.炉内Ca2SiO4与CaO•MgO的质量比保持不变
c.反应放出的总热量不再改变
d.单位时间内,n(CaO•MgO)消耗:n(Ca2SiO4)生成=2:1
若bg煅白经tmin反应后转化率达70%,该时段内Mg的生成速率是___。
5、合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就,在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题,是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。实验室制取氨的装置如图所示,请回答下列问题:
(1)实验室制取氨的过程中不需要用到的实验用品是
A.试管
B.酒精灯
C.铁架台
D.胶头滴管
(2)实验时主要操作步骤为:①加热制取氨 ②收集氨 ③检查装置气密性。下列选项中正确的实验操作顺序是
A.③①②
B.①③②
C.①②③
D.②①③
(3)此装置中收集氨的方法为
A.向上排空气法
B.向下排空气法
C.排水法
D.排饱和氯化钠溶液法
(4)下列关于氨性质的叙述中错误的是
A.氨是无色、无味的气体
B.氨易液化,液氨可用作制冷剂
C.氨能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
D.氨可以与酸反应生成铵盐
(5)将大气中游离态的氨转化为氮的化合物的过程叫做氮的固定。下列过程中不属于氮的固定的是
A.
B.
C.
D.
(6)下列关于铵盐的叙述中错误的是
A.铵盐是农业上常用的化肥
B.绝大多数铵盐受热易分解
C.绝大多数铵盐难溶于水
D.绝大多数铵盐与碱反应放出氨
6、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=__________。
7、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)。
8、硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合酸性溶液中反应回收S,其物质转化如图所示。
(1)在图示的转化中:Fe2+转化为Fe3+的离子方程式是_______;当有1molH2S转化为硫单质时,若保持溶液中Fe3+的物质的量不变,需要消耗O2的物质的量为_______。
(2)在温度一定和不补加溶液的条件下,缓慢通入混合气体,并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS,可采取的措施是_______。
(3)H2S在高温下分解生成硫蒸汽和H2。若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图所示。则H2S在高温下分解反应的化学方程式为_______。
(4)H2S具有还原性。在酸性条件下,H2S和KMnO4反应生成S、MnSO4和其它产物,写出该反应的化学方程式_______。反应中被还原的元素是_______。
(5)从电离平衡角度,结合必要的化学用语说明Na2S溶液常温下pH>7的原因:_______。
(6)已知:Cu2++H2S=CuS↓+2H+;FeS+2H+=Fe2++H2S↑。比较H2S、CuS和FeS溶解或电离出S2-的能力:_______。
9、氯水中含有多种成分,因而具有多种性质,根据氯水分别与图中四种物质发生的反应填空(a、b、c、d重合部分代表物质间反应,且氯水足量)。
(1)能证明氯水具有漂白性的是______(填“a”“b”“c”或“d”)。
(2)c过程中的现象是________________,b过程中反应的离子方程式为________________。
(3)a过程中反应的化学方程式为____________________________
10、三氯化铬(CrCl3)是常用的媒染剂和催化剂,易潮解,易升华,高温下易被氧气氧化。某化学小组用Cr2O3和CCl4(沸点76.8℃)在高温下制备无水CrCl3实验装置如图所示。
已知:COCl2气体有毒,遇水发生水解产生两种酸性气体。
回答下列问题:
(1)实验装置合理的连接顺序为a→i→j→___________(填仪器接口字母标号,部分仪器可重复使用)。
(2)仪器M中发生反应的化学方程式为___________。在实验过程中需要持续通N2,其作用是___________。
(3)从安全的角度考虑,整套装置的不足是___________。
(4)Cr(Ⅲ)的存在形态的物质的量分数随溶液pH的分布如图所示。
请补充完整由CrCl3溶液制备纯净的Cr(OH)3的实验方案:取适量CrCl3溶液,___________ ;充分反应后过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,___________,则证明沉淀已洗涤干净;低温烘干沉淀,得到Cr(OH)3晶体。
(5)铬、钙、氧可形成一种具有特殊导电性的复合氧化物,其晶胞结构如图甲所示。
①该化合物的化学式为___________。
②请在图乙中画出该晶胞沿z轴方向的氧离子的投影图___________。
③氧离子与钙离子的最近距离为apm阿佛伽德罗常数为NA,则该复合氧化物晶体的密度为___________g·cm-3(列出计算式) 。
11、亚硝酰氯(NOC1)是有机合成中的重要试剂。实验室中可用如下反应合成亚硝酰氯。
I: Cl2(g) + 2NO(g)2NOCl(g) △H
(1)已知几种物质的相对能量如下表。
物质 | Cl2(g) | NO(g) | NOCl(g) |
相对能量/( kJ ·mol -1) | 0 | 90.25 | 51.71 |
则反应I的△H=_______kJ·mol-1。
(2)T °C下,向某真空恒容密闭容器中加入足量的CuCl2(s)并充入一定量的NO(g),发生反应II: 2CuCl2(s)2CuCl(s)+Cl2( g)和反应I,测得起始压强为b kPa,达到平衡时NOCl(g)的压强为ckPa。若此温度下,反应II的平衡常数KpII=a kPa,则平衡时NO的转化率为_______;该温度下,反应I的平衡常数KpI=_______ 。(用气体物质的平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数,用含a、b、c的代数式表示)
(3)反应Cl2(g) + 2NO(g) = 2NOCl(g)的速率方程式可表示为v(正)=k(正) •c(Cl2)•c2(NO), v(逆)=k(逆) •c2(NOCl),其中k(正)、k(逆)代表正、逆反应的速率常数,其与温度、催化剂等有关,与浓度无关。
①加入催化剂,k(正)增大的倍数_______ (填 “大于”“小于”或“等于”)k(逆)增大的倍数。
②已知:pk= -lgk。下左图中所示有2条直线分别代表pk(正)、pk(逆)与的关系,其中代表pk(正)与
关系的直线是_______(填字母)。理由是_______。
(4)一定条件下向恒容密闭容器中按一定比例[]充入NO(g)和Cl2(g)发生反应I,平衡时体系中NOCl(g)体积分数φ(NOCl)随
的变化如上右图所示,则NO转化率最大的是_______ (填 “A”“B”或“C”)点,当
=1.5时,表示平衡状态时的φ(NOCl) 可能是_______(填“D” “E”或“F”)点。
12、以固体废锌催化剂(主要成分为及少量
、
、
、
)为原料制备锌的工艺流程如下:
已知:①“浸取”时。、
转化为
、
进入溶液;②25℃时,
,
;③深度除杂标准:溶液中
。
(1)“滤渣1”的主要成分为、
和_______。
(2)“深度除锰”是在碱性条件下将残留的转化为
,离子方程式为_______。
(3)“深度除铜”时,锌的最终回收率、[除铜效果以反应后溶液中铜锌比表示]与“
加入量”[以
表示]的关系曲线如图所示。
①当加入量
时,锌的最终回收率下降的原因是_______(用离子方程式表示),该反应的平衡常数为_______。{已知
的
}
②“深度除铜”时加入量最好应选_______(填字母)。
A. B.
C.
D.
(4)存在多种晶体结构,其中纤锌矿型和闪锌矿型是最常见的晶体结构,如图为这两种晶体的局部结构。
①图a纤锌矿型晶体中
的配位数为_______。
②闪锌矿型中填入
所形成的“正四面体”空隙中,闪锌矿晶胞中含有_______个“正四面体”空隙。
③图b闪锌矿型晶胞密度为,则
与
的距离为_______nm。(设
为阿伏加德罗常数的值)
13、苯是一种重要的工业原料,可利用环己烷脱氢制取。环己烷脱氢制苯的反应过程如下:
①(g)
(g)+H2(g)
②(g)
(g)+2H2(g)
③(g)
(g)+3H2(g)
(1)则反应③的为_______(用含
的代数式表示),有利于提高上述反应③的平衡转化率的条件是_______(填字母)。
A.高温高压 B.低温低压 C.高温低压 D.低温高压
(2)不同压强和温度下反应③的平衡转化率如图甲所示。
①在相同压强下升高温度,未达到新平衡前,_______(填“大于”“小于”或“等于”)
。
②研究表明,既升高温度又增大压强,的平衡转化率也升高,理由可能是_______。
(3)向
的密闭反应器中充入
进行催化脱氢,测得
和
的产率
和
(以物质的量分数计)随时间的变化关系如图乙所示。在
时,反应体系内氢气的物质的量为_______
(忽略其他副反应)。
内
的平均化学反应速率为_______。反应③的化学平衡常数
_______(只代入数据即可,不需要计算结果)。
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