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、钴(Co)是重要的稀有金属,在工业和科技领域具有广泛的用途。从某含钴工业废料中回收钴的工艺流程如下:
已知:
含钴废料的成分 | |||||
成分 | Al | Li | Co2O3 | Fe2O3 | 其他不溶于强酸的杂质 |
质量分数/% | 10.5 | 0.35 | 65.6 | 9.6 | 13.95 |
Ⅱ.实验中部分离子开始沉淀和沉淀完全的pH | |||
金属离子 | Fe3+ | Co2+ | Al3+ |
开始沉淀的pH | 1.9 | 7.15 | 3.4 |
沉淀完全的pH | 3.2 | 9.15 | 4.7 |
Ⅲ.离子浓度小于等于1.0×10-5 mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。
请回答下列问题:
(1)NaF的电子式为____________。
(2)“沉淀1”的化学式为____________________。“调节溶液pH2”的范围为_________________。
(3)“还原”时发生反应的离子方程式为_______________________。
“沉钴”时发生反应的离子方程式为________________________。
(4)制备Co时,“补充铝”的原因为_________________________。
(5)已知:l0-0.9≈0.13,则 A1(OH)3 的溶度积常数 Ksp=_____________________。
(6)Li-SOCl2电池可用于心脏起搏器,该电池的总反应可表示为::4Li+2SOCl2=4LiCl+S+SO2,其正极反应式为_____________
3、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)。
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、现有下列10种物质:①Na2CO3 ②AlCl3 ③HCl ④NH4HCO3 ⑤C2H5OH ⑥Al ⑦食盐水 ⑧石墨 ⑨冰醋酸 ⑩二氧化碳
(1)上述物质中属于强电解质的是__;属于非电解质的是__;能导电的是__。(填序号)
(2)既能跟盐酸反应又能跟NaOH溶液反应的是__(填序号)。
6、W固体受热分解为三种产物,其产物之间又能发生反应的转化关系如下图所示,试推断并回答填空:
(1)写出下列物质的化学式:A E
(2)写出W受热分解反应的化学方程式:
(3)写出D+A→W+E+H2O反应的离子方程式: .
7、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____________________________。
8、废气中的H2S通过高温热分解可制取氢气:2H2S(g)2H2(g)+S2(g)。现在3L密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验。
(1)某温度时,测得反应体系中有气体1.3lmol,反应1 min后,测得气体为l.37mol,则tmin 内H2的生成速率为___________。
(2)某温度时,H2S的转化率达到最大值的依据是_____________(选填编号)。
a.气体的压强不发生变化 b.气体的密度不发生变化
c.不发生变化 d.单位时间里分解的H2S和生成的H2一样多
(3)实验结果如下图。图中曲线a表示H2S的平衡转化率与温度关系,曲线b表示不同温度下、反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。该反应为_____反应(填“放热”或“吸热”)。曲线b随温度的升高,向曲线a通近的原因是_________。在容器体积不变的情况下,如果要提高H2的体积分数,可采取的一种措施是________。
(4)使1LH2S与20L空气(空气中O2体积分数为0.2)完全反应后恢复到室温,混合气体的体积是______L 。若2gH2S完全燃烧后生成二氧化硫和水蒸气,同时放出29.4 kJ的热量,该反应的热化学方程式是__________________。
9、氨气在工业上有广泛用途。请回答以下问题:
(1)工业上利用N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ∆H<0合成氨,某小组为了探究外界条件对该反应的影响,以c0 mol/L H2参加合成氨反应,在a、b两种条件下分别达到平衡,如图A。
①相对a而言,b可能改变的条件是 ,判断的理由是__________________。
②a条件下,0~t0的平均反应速率v(N2)= mol·L-1·min-1。
(2)有人利用NH3和NO2构成电池的方法,既能实现有效消除氮氧化物的排放减少环境污染,又能充分利用化学能进行粗铝的精炼,如图B所示,e极为精铝。
a极通入 气体(填化学式),判断的理由是___________________________________
(3)某小组往一恒温恒压容器充入9mol N2和23mol H2模拟合成氨反应,图C为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系图。若体系在T2、60MPa下达到平衡。
图C
①能判断N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡的是______(填序号)。
a.容器内压强不再发生变化 b.混合气体的密度不再发生变化
c.v正(N2)=3v逆(H2) d.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
②若T1、T2、T3温度下的平衡常数分别为K1、K2、K3,则K1、K2、K3由大到小的排序为 .
③此时N2的平衡分压为 MPa。(分压=总压×物质的量分数)
计算出此时的平衡常数Kp= 。(用平衡分压代替平衡浓度计算,结果保留2位有效数字并带上单位)
10、白色固体二氯异氰尿酸钠(CNO)3Cl2Na是常用的消毒剂,难溶于冷水。某实验小组利用高浓度的NaCIO和(CNO)3H3固体制备二氯异氰尿酸钠[2NaClO+(CNO)3H3=(CNO)3Cl2Na+NaOH+H2O]的实验装置如图所示(部分夹持装置省略)。回答下列问题:
(1)盛放浓盐酸的仪器X的名称为______,装置A中发生反应的化学方程式为______。
(2)当装置B出现______现象时,由三颈烧瓶上口加入(CNO)3H3固体,在反应过程中仍不断通入C12的目的是______。
(3)反应结束后,装置B中的浊液经过滤、______、干燥得粗产品。
(4)实验发现装置B中NaOH溶液的利用率较低,改进方法是______。
(5)制备实验结束后,该实验小组利用滴定的方法测定二氯异氰尿酸钠的纯度,实验步骤为:准确称取mg样品,用100mL容量瓶配制成100mL溶液;取25.00mL上述溶液加入适量硫酸酸化并加入过量的KI溶液,充分反应后,加入适量淀粉作指示剂,用cmol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定至终点,重复滴定3次,消耗标准液的体积平均为VmL。涉及的反应原理为(CNO)3Cl2Na+H++2H2O=(CNO)3H3+2HClO+Na+,I2+2S2O=S4O
+2I-
①样品中二氯异氰尿酸钠的质量分数为______。(列出表达式即可)
②该滴定方法测得的(CNO)3Cl2Na样品的质量分数误差较大,请用离子方程式表示可能的原因______。
11、硫酸是一种重要的化工原料。接触法生产的硫酸产品有98%的硫酸、20%的发烟硫酸(H2SO4和SO3的混合物,其中SO3的质量分数为0.2)。
完成下列计算:
(1)若不计生产过程的损耗,__________m3 SO2(折合成标准状况)经充分转化、吸收,可产出1吨 98%的硫酸(密度为1.84g/mL)。若98%的硫酸可表示为SO3•H2O,20%的发烟硫酸可表示为SO3•aH2O,则a的值为 ___________(用分数表示)。
(2)铝和铝的化合物在社会生产和人类生活中也有着重要的作用。现有甲、乙两瓶无色溶液,已知它们可能是Na[Al(OH)4]溶液和H2SO4溶液。现经实验获得如下数据:
(已知:2Na[Al(OH)4]+H2SO4→2Al(OH)3↓+Na2SO4+2H2O)
组别 | 甲(mL) | 乙(mL) | 沉淀的物质的量(mol) |
① | 140 | 10 | 0.02 |
② | 10 | 140 | 0.02 |
③ | 20 | 560 | 0.04 |
请通过必要的计算推断过程回答:乙溶液中的溶质是什么________?其物质的量浓度为多少________?
12、环戊烯()无色液体,主要用作共聚单体、溶剂,也可用于有机合成。在催化剂作用下,可通过环戊二烯(
)选择性氧化制得,体系中同时存在如下反应:
反应I:(g)+H2(g)
(g)△H1=-100.3kJ•mol-1
(g)反应II:(g)+H2(g)
(g)△H2=-109.4kJ•mol-1
反应III:(g)+
(g)
2
(g)△H3
已知:选择性=×100%
回答下列问题:
(1)反应III_____(“是”或者“不是”)自发反应。
(2)为研究上述反应的平衡关系,在T℃下,向某密闭容器中加入amol环戊二烯和4molH2,测得平衡时,容器中环戊二烯和环戊烷()的物质的量相等,环戊烯的选择性为80%,此时H2的转化率为_____%,反应III以物质的量分数表示的平衡常数Kx3=_____。
(3)为研究不同温度下催化剂的反应活性,保持其他条件不变,测得在相同时间内,上述反应的转化率和选择性与温度的关系如图所示。环戊二烯氢化制环戊烯的最佳温度为_____;30℃以上时,环戊烯的选择性降低的可能原因是_____(填字母)。
A.催化剂活性降低B.平衡常数变大C.反应活化能减小
(4)实际生产中采用双环戊二烯()解聚成环戊二烯:
(g)
2
(g)△H>0。若将3mol双环戊二烯通入恒容密闭容器中,分别在T1和T2温度下进行反应。曲线A表示T2温度下n(双环戊二烯)的变化,曲线B表示T1温度下n(环戊二烯)的变化,T2温度下反应到a点恰好达到平衡。
①曲线B在T1温度下恰好达到平衡时的点的坐标为(m,n),则m_____(填“>”、“<”或“=”)2,由图像计算n的取值范围是_____。
②T2温度下,若某时刻容器内气体的压强为起始时的1.5倍,则此时v(正)_____(填“>”、“<”或“=”)v(逆)。
13、氮化镓材料是制造大功率和高频微波电子器件的理想半导体材料。一种从铝土矿中提取Ga并制备GaN的工艺流程如图所示。
巳知:①镓的熔点是29.8℃,沸点是2403℃;②氮化镓不溶于水熔点是1700℃;③镓与铝同主族,镓的化学性质与铝相似,金属的活泼性:Zn>Ca>Ni>Cu。
(1)写出氧化镓与氢氧化钠溶液反应的离子方程式:__;通入适量二氧化碳生成氢氧化铝、碳酸钠的化学方程式是__。
(2)镓与NH3在1000℃发生可逆反应生成固体半导体材料GaN,每生成1molH2时放出10.3kJ热量,写出该反应的热化学方程式:__。
(3)图中“酸浸”的目的是__,“操作I”的名称是__。
(4)某粗镓中含有杂质Ni、Zn、Cu,可采用电解精炼法提纯镓,其装置如图所示。
①N为电源的__极,电解精炼镓时产生的阳极泥的主要成分是__(填化学式)。
②电解过程中阳极产生的离子迁移到阴极并在阴极析出高纯镓,写出电解过程中阴极的电极反应式:__。
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