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、通过“CO2→合成气→高附加值产品”的工艺路线,可有效实现CO2的资源化利用。CO2加氢制合成气(CO、H2)时发生下列反应:
I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41kJ·mol-1
II.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H2
III.CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) △H3=+247kJ·mol-1
(1)据此计算△H2=____;反应III能自发进行的原因为____。
(2)在压强为p0的恒压密闭容器中,按一定物质的量之比充入H2(g)和CO2(g)发生反应,平衡体系中气体的物质的量分数随温度变化如图1所示:
①CH4(g)的物质的量分数随着温度升高而降低的原因为____。
②T1℃时,反应II的压强平衡常数Kp=____(用含p0的代数式表示)。
(3)结合具体催化剂,探讨反应路径的研究表明:将钙循环(CaO和CaCO3相互转换)引入上述反应体系具有诸多优势。
①钙循环使反应I分为以下两个步骤进行,请写出步骤2的化学方程式。
步骤1.CO2(g)的捕获:CO2+CaO=CaCO3;
步骤2.CaO的再生:____。
②将钙循环引入该反应体系时,对反应I的影响可能为____(填选项字母)。
A.提高反应速率 B.增大平衡常数 C.提高选择性 D.增大反应活化能
(4)电催化还原CO2的方法具有催化效率更高、反应条件更温和的优点,CO2在Au纳米颗粒表面电还原的进程如图2所示。据此判断该过程的决速步骤为____(填“a”、“b”或“c”),电催化还原CO2的电极反应式为____。
3、金属硫化物和硫酸盐在工农业生产中有广泛应用。
(1)二硫化钼(MoS2)是重要的固体润滑剂。
向体积为2L的恒容密闭容器中加入0.1molMoS2、0.2molNa2CO3,并充入0.4molH2,
发生反应:MoS2(s)+2Na2CO3(s)+4H2(g)Mo(s) +2CO(g) + 4H2O(g) + 2Na2S(s) △H =akJ • mol-1,测得在不同温度下达到平衡时各气体的物质的量分数如图所示。
①a________0(填“<”“>”“=”,下同)。
②容器内的总压:P点________Q点。
③P点对应温度下,H2的平衡转化率为________,平衡常数K=________。
(2)辉铜矿(主要成分是Cu2S)在冶炼过程中会产生大量的SO2。已知冶炼过程中部分反应为:
①2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g) △H=-768.2kJ/mol
②2Cu2O+Cu2S(s)=6Cu(s)+SO2(g) △H=+116kJ/mol,则Cu2S与O2反应生成Cu与SO2的热化学方程式为___________________________。
(3)回收处理SO2的方法之一是用氨水将其转化为NH4HSO3。已知常温下 Kb(NH3•H2O) =1.5×l0-5 Ka1(H2SO3) =1.6×l0-2 Ka2(H2SO3)=1×10-7,若吸收过程中氨水与SO2恰好完全反应,则所得溶液在常温下的pH________7(填“>”“ <”或“=”,下同),溶液中c(SO32-)________c(H2SO3)。
(4)在500℃下硫酸铵分解会得到4种产物,其含氮物质的物质的量随时间的变化如上图所示。则该条件下硫酸铵分解的化学方程式为_________________________。
4、电镀废水中含有的络合态镍(Ⅱ)和甘氨酸铬(Ⅲ)等重金属污染已成为世界性环境问题。常用的处理方法是臭氧法和纳米零价铁法。
I.臭氧法
(1)在废水中通入,在紫外光(UV)照射下产生羟基自由基(·OH),氧化分解络合态Ni(Ⅱ)使镍离子游离到废水中,部分机理如下:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
①写出产生·OH的化学方程式:__________。
②加入一定量的有利于提高氧化效果,原因是____________。
Ⅱ.纳米零价铁法
(2)制备纳米零价铁。
将和
溶液在乙醇和水的混合溶液中混合搅拌(
氛围),充分反应得到纳米零价铁、
、HCl、NaCl和
。写出反应的化学方程式_______________。
(3)纳米零价铁处理甘氨酸铬。
①甘氨酸铬(结构简式如图)分子中与铬配位的原子为_________。
②研究表明:纳米零价铁对有机物的降解通常是产生液相·OH对有机物官能团进行断键,使有机络合态Cr(Ⅲ)被释放到溶液中,同时氧化成无机Cr(Ⅵ)。纳米零价铁对甘氨酸铬的去除机理如图所示:
对初始铬浓度为的甘氨酸铬去除率进行研究,总铬去除率随时间的变化如图所示,其可能的原因是____________。
5、钡盐生产过程中排出大量钡泥[主要含有BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等],某工厂本着资源利用和降低生产成本的目的。在生产BaCO3同时,充分利用钡泥来制取Ba(NO3)2晶体及其它副产品,其部分工艺流程如下:
已知: ①Fe(OH)3和Fe(OH)2完全沉淀时溶液的pH分别为3.2和9.7
②Ba(NO3)2在热水中的溶解度大,在冷水中的溶解度小
③Ksp(BaSO4)=1.1×10-10 Ksp(BaCO3)=5.1×10-9
(1)该厂生产的BaCO3因含有少量BaSO4而不纯,提纯的方法是:将产品加入足量饱和的Na2CO3溶液中充分搅拌、过滤、洗涤。用离子方程式说明该提纯的原理 。
(2)上述流程中Ba(FeO2)2与HNO3溶液反应生成两种盐,反应的化学方程式为 。
(3)结合本厂生产实际,X试剂应选下列中的 。
A.BaCl2 B.BaCO3 C.Ba(NO3)2 D.Ba(OH)2
(4)废渣2为 。
(5)操作III为 。
(6)过滤III后的母液应循环到容器 中(选填a、b、c) 。
(7)称取w克的晶体样品溶于蒸馏水中加入足量的稀硫酸,反应后经一系列操作称重所得沉淀质量为m克,则该晶体的纯度可表示为______________。
6、明代宋应星所著《天工开物》中己经记载了我国古代用炉甘石(主要成分ZnCO3)和煤冶锌工艺,锌的主要用途是制造锌合金和作为其他金属的保护层。回答下列问题:
(1) Zn原子基态核外电子排布式为___________________。
(2)硫酸锌溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。
①SO42-中心原子的轨道杂化类型为_____,与它互为等电子体的阴离子化学式为____(写出一种)。
②在[Zn(NH3)4]2+中Zn2+与NH3之间形成的化学键为___,提供孤电子对的成键原子是____。 ③氨的热稳定性强于膦(PH3),原因是_______。
(3)黄铜是由铜和锌所组成的合金,元素铜与锌的第一电离能分别为:ICu=746kJ/mol,Izn=906 kJ/mol,ICu < Izn的原因是_____________。
(4)《本草纲自》中记载炉甘石(主要成分ZnCO3)可止血,消肿毒,生肌,明目……。
Zn、C、O电负性由大至小的顺序是________。ZnCO3中阴离子的立体构型是______。
(5)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛,立方ZnS晶胞结构如图所示,每个Zn原子周围最近的Zn原子数目为____________。
晶胞边长为a pm,阿伏加德罗常数为NA,则ZnS晶体的密度为_____g/cm3 (列出计算式即可)
7、人类使用铜和它的合金具有悠久的历史,铜及其化合物在电子工业、材料工业、工农生产及日常生活方面用途非常广泛。试回答下列问题。
(1)Cu+的核外电子排布式为___________________________________;
(2)铜镁合金是一种储氢材料,某种铜镁互化物晶胞结构如图,则该互化物的化学式为___________;
(3)叠氮化铜[Cu(N3)2]是一种紫黑色粉末,易爆炸,与N3-互为等电子体的分子有___________(举2例).
(4)丁炔铜是一种优良的催化剂,已知:CH≡CH+2HCHOOHC-CH2CH2OH;
OHC-CH2CH2OH中碳原子杂化方式有___________,乙炔属于___________(填“极性”或“非极性”)分子.
(5)若向盛有CuSO4溶液的试管里加入氨水,首先形成蓝色难溶物,继续加入氨水,难溶物溶解,变成蓝色透明溶液,这时得到一种称溶质的化学式为___________,其中含有的化学键类型有______________________;
(6)已知铜镁互化物晶胞参数为apm,则该晶胞的密度为_______________。
8、甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有:
反应 过程
| 化学方程式
| 焓变△H (kJ/mol)
| 正反应活化能Ea (kJ/mol)
|
甲烷 氧化[
| CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)
| -802.6
| 125.6
|
CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)
| -322.0
| 172.5
| |
蒸汽 重整
| CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
| 206.2
| 240.1
|
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)
| 165.0
| 243.9
|
回答下列问题:
(1)反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的△H= kJ/mol。
(2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率 甲烷氧化的反应速率(填大于、小于或等于)。
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作KP),则反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)KP的表达式为 ;随着温度的升高,该平衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)从能量角度分析,甲烷自热重整方法的先进之处在于 。
(5)在某一给定进料比的情况下,温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如下图:
①若要达到H2物质的量分数>65%、CO的物质的量分数<10%,以下条件中最合适的是 。
A.600℃,0.9Mpa B.700℃,0.9Mpa C.800℃,1.5Mpa D.1000℃,1.5MPa
②画出600℃,0.1Mpa条件下,系统中H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始计时)的变化趋势示意图:
(6)如果进料中氧气量过大,最终导致H2物质的量分数降低,原因是 。
9、氰化钠,白色结晶颗粒或粉末,易潮解,剧毒,水溶液显弱碱性,化学式为NaCN,熔点为563.1℃,是一种重要的化工原料,多用于化学合成,电镀冶金等方面。其制备工艺如下:
(1)制备过程的化学反应方程式为____________________________________。
(2)工厂中,氰化钠存储区应贴的标志为________(填选项字母)。
(3)已知NaCN中碳、氮原子均满足8电子稳定结构,其电子式为_____________。
(4)丙烯氨氧化法制丙烯腈的过程中有大量副产物HCN,HCN被NaOH溶液吸收,也是制备NaCN的一种重要方法。含等物质的量的NaCN和HCN的混合溶液,其pH>7,该溶液中下列关系式一定正确的是________(填选项字母)。
A.2c(Na+)=c(CN-) B.c(CN-)
C.c(H+)=c(OH-)-c(HCN) D.c(Na+)-c(CN-) =c(OH-)-c(H+)
已知25℃时,HCN的电离平衡常数Ka=4.9×10-10,则该温度下NaCN的水解平衡常数Kb=________(结果保留到小数点后一位)。
(5)泄露的含NaCN的溶液可用双氧水处理,生成一种常见的酸式盐和一种常见的碱性气体,化学方程式为__________________________________。
(6)某废水样品中主要含有CN-和Cl-,若用电解法除去废水中的CN-,装置如图所示,控制废水的pH范围在9~10,阳极产生的ClO-可将CN-氧化为N2和CO32-,阳极的电极反应式为________。 除去CN-的离子反应方程式为____________________________。
10、Ba(NO3)2常用于军事上生产绿色信号弹、曳光弹等。某生产BaCO3的化工厂生产排出大量的钡泥(主要含有BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等,该厂利用钡泥制取Ba(NO3)2晶体(不含结晶水),部分工艺流程如下:
已知:pH=3.2时,可使Fe3+沉淀完全;
请回答下列问题:
(1)该厂生产的BaCO3因含有少量BaSO4而不纯,提纯的方法是:将产品加入足量的饱和Na2CO3溶液中,充分搅拌、过滤、洗涤。试用离子方程式说明提纯原理:______________________________。
(2)酸溶时,Ba(FeO2)2与HNO3反应的化学方程式为_______________________________。
(3)该厂结合本厂实际,化合物X最好选用_________
A.BaCl2 B.Ba(OH)2 C.Ba(NO3)2 D.BaCO3
(4)滤渣1和滤渣2洗涤产生的废液不能直接排入环境,原因是_______________________。
(5)①反应I需调节溶液pH值范围在4~5,目的是________________________________。
②验证该步骤中沉淀已完全的实验操作是_____________________________________。
(6)测定所得Ba(NO3)2晶体的纯度:准确称取w克晶体溶于蒸馏水,加入足量的硫酸,充分反应后,过滤、洗涤、干燥,称量其质量为m克,则该晶体的纯度为_____________。(提示:M(Ba(NO3)2)= 261 g/mol,M(BaSO4)= 233 g/mol)
11、某兴趣小组对化合物X开展探究实验。
其中:X是易溶于水的正盐,由3种元素组成;A和B均为纯净物;生成的A全部逸出,且可使品红溶液褪色:溶液C中的溶质只含一种阴离子,并测得其pH为1;用酸性标准溶液滴定用6.68gX配成的溶液,发生反应:
,消耗
。(注:忽略加入固体X后溶液的体积变化)。请回答:
(1)组成X的3种元素是_______(填元素符号),X的化学式是_______。
(2)若吸收气体A的KOH不足,,该反应的化学方程式是_______。
(3)固体X与稀盐酸发生反应的离子方程式是_______。
(4)某研究小组讨论溶液D中的主要阴离子M与的反应原理,提出了两种可能:一是发生氧化还原反应;二是发生双水解反应,生成氢氧化铁胶体和气体A。在探究过程中某小组同学选择如下的实验用品:溶液D,
稀溶液,稀盐酸;试管、胶头滴管。从选择的药品分析,分析设计这个实验的目的是_______。
12、催化转化反应是一类广泛应用于工业生产和理论研究的重要反应。
(1)使用固体催化剂消除汽车尾气中的
、
等污染物,机理如下[
表示催化剂,*表示吸附态]:
Ⅰ:
Ⅱ:
Ⅲ:
Ⅳ:
Ⅴ:
Ⅵ:
经测定汽车尾气中反应物及生成物浓度随温度变化关系如图1:
①见图1,温度为330℃时发生的反应中,限度最大的为_______(选填“Ⅳ”、“Ⅴ”或“Ⅵ”)。
②气体在表面反应,吸附和解吸同时影响总反应速率。恒温度时,
的反应速率随压强的变化如题图2所示。试解释
段变化趋势的原因_______。
③研究发现,能催化
与
反应以消除两者的污染,第一步是
先变成
。请用两个化学方程式表示该催化反应历程:步骤I:_______;步骤II:_______。
(2)向容器中充入0.2和0.1
制备
:
,若容器恒定温度和压强,
的平衡转化率(%)如题图3所示(虚线表示没有测定该条件下的数据)。
①图3中若,则
、
、
由大到小的顺序为_______,理由是_______。
②℃下,该反应的平衡常数
为_______
[平衡常数可以用反应体系中气体物的分压表示,
]。
③恒温恒容下,向平衡后向体系中再通入0.1和0.2
,重新平衡时
的转化率_______(选填序号)。
A.增大 B.不变 C.减小 D.无法确定
13、(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,俗名为摩尔盐,是一种重要的化工原料,可用于医药、冶金、电镀等。回答下列问题:
(1)基态Fe2+最外层有___________个电子,Fe2+转化为Fe3+时失去的是___________轨道上的电子。
(2)摩尔盐中的N、S、O元素第一电离能大小顺序为___________。
(3)NH离子中N的___________轨道与H的s轨道重叠形成σ键;SO
的空间构型为___________,其O-S-O的键角比SO
中O-S-O的键角___________(填“大”或“小”)。
(4)三种化合物的熔点如下:
物质 | NH3 | H2S | Na2S |
熔点/℃ | -77.7 | -85.5 | 1180 |
三者熔点差异的原因是___________。
(5)Fe与S形成的一种化合物晶体的晶胞结构及其纵向投影如图所示,该物质的化学式为___________。已知:晶体密度为ρg/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,晶胞六棱柱底面边长为apm,则该晶胞的高c=___________pm(列出计算式)。
邮箱: 联系方式: