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、纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,采用肼(N2H4)燃料电池为电源,用离子交换膜控制电解液中c(OH-)制备纳米Cu2O,其装置如图甲、乙。
(1)上述装置中D电极应连接肼燃料电池的________极(填“A”或“B”),该电解池中离子交换膜为________离子交换膜(填“阴”或“阳”)。
(2)该电解池的阳极反应式为________________________________________,
肼燃料电池中A极发生的电极反应为____________________________。
(3)当反应生成14.4 g Cu2O时,至少需要肼________ mol。
3、乙烷、乙烯、乙炔它们及其衍生物一氯乙烷、氯乙烯、乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯都有很重要的用途。
(1)乙炔在空气中燃烧的现象____________________________________________________
由乙烷制取一氯乙烷的反应条件___________________,由乙烯制取乙醇的反应类型_________
(2)一氯乙烷分子中的官能团为__________________。聚氯乙烯的结构简式为________________。
(3)写出由乙醛生成乙酸的化学反应方程式。__________________________________________
(4)写出乙酸的一种同分异构体的结构简式____________________________;检验该同分异构体是否含有醛基操作_________________________________________________________
______________________________________________________________
(5)乙二醇(HOCH2CH2OH)也是一种很重要的化工原料,请完成由一氯乙烷合成乙二醇的路线图(合成路线常用的表示方式为:)
____________________________________________________________
4、(Ⅰ)甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇。已知某些化学键的键能数据如下表:
化学键 C—C C—H H—H C—O H—O
键能/kJ·mol-1 348 413 436 358 1 072 463
请回答下列问题:
(1)已知CO中的C与O之间为叁键连接,则工业制备甲醇的热化学方程式为 。
(2)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应,在容积固定为2 L的密闭容器内充入1 mol CO和2 mol H2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在250 ℃开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
则从反应开始到20 min时,以CO表示的平均反应速率= ,该温度下平衡常数K= ,若升高温度则K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是 。
A.2v(H2)正=v(CH3OH)逆
B.容器内气体的平均摩尔质量保持不变
C.容器中气体的压强保持不变
D.单位时间内生成n mol CO的同时生成2n mol H2
(Ⅱ)回答下列问题:
(1)体积均为100 mL pH=2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,则Ka(HX) Ka(CH3COOH)(填“>”、“<”或“=”)。
(2)25 ℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)= mol·L-1(填精确值)。
5、烯烃在化工生产过程中有重要意义。下面是以烯烃A为原料合成粘合剂M的路线图。
回答下列问题:
(1)下列关于路线图中的有机物或转化关系的说法正确的是_______(填字母)。
A.A能发生加成、氧化、缩聚等反应
B.B的结构简式为CH2ClCHClCH3
C.C的分子式为C4H5O3
D.M的单体是CH2=CHCOOCH3和CH2=CHCONH2
(2)A中所含官能团的名称是_______,反应①的反应类型为_________。
(3)设计步骤③⑤的目的是_________, C的名称为________。
(4)C和D生成粘合剂M的化学方程式为____________。
(5)满足下列条件的C的同分异构体共有__种(不含立体异构),写出其中核磁共振氢谱有3组峰的同分异构体的结构简式:_____________。
①能发生银镜反应 ② 酸、碱性条件下都能水解 ③ 不含环状结构
(6)结合信息,以CH3CH=CHCH2OH为原料(无机试剂任选),设计制备CH3CH=CHCOOH的合成路线。合成路线流程图示例如下:_____________
6、燃煤烟气中含有较多的,减少排放和有效吸收是治理大气污染的一项重要措施。
(1)向燃煤中加入生石灰,可以有效减少的排放,燃烧后的煤渣中主要含硫元素的成分_______。(化学式)
(2)利用工业废碱液(主要成分)吸收烟气中的
并可获得无水
。
①吸收塔中发生反应离子方程式_______,酸性:H2SO3______H2CO3(填“”或“
”)。
②向溶液中滴加
溶液,测得溶液中含硫微粒的物质的量分数随
变化如图。由此可知
溶液呈_______(“酸性”或“碱性”),结合化学用语解释原因_______。
(3)用溶液吸收
。
已知:酸性条件下会转化成
和
,
具有更强的氧化性。
①用吸收
时,吸收率和溶液
的关系如图,随
升高吸收率降低的原因是_______。
②溶液加
酸化后溶液中,
_______。
7、硫代硫酸钠(Na2S2O3)俗称保险粉,可用作照相定影剂、纸浆漂白脱氯剂等。
实验室可通过反应2Na2S+Na2CO3+4SO2→3Na2S2O3+CO2制取Na2S2O3,装置如图所示。
(1)装置B中搅拌器的作用是______;装置C中NaOH溶液的作用是_____。
(2)请对上述装置提出一条优化措施_______________________。
为测定所得保险粉样品中Na2S2O3•5H2O的质量分数,称取3.000g Na2S2O3•5H2O样品配成100mL溶液,用0.100mol/L标准碘溶液进行滴定,反应方程式为:2Na2S2O3+I2→2NaI+Na2S4O6
(3)滴定时用__________作指示剂,滴定时使用的主要玻璃仪器有________________。
(4)滴定时,若看到溶液局部变色就停止滴定,则样品中Na2S2O3•5H2O的质量分数测定值__________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(5)某学生小组测得实验数据如下:
实验次数 | 样品溶液体积(ml) | 滴定消耗0.100mol/L碘溶液体积(ml) |
1 | 20.00 | 9.80 |
2 | 20.00 | 10.70 |
3 | 20.00 | 9.90 |
该样品中Na2S2O3•5H2O的质量分数是_______。(精确到0.001)
8、高炉炼铁是重要的工业过程,冶炼过程中涉及如下反应:
①FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ΔH1 =-11kJ/mol
②FeO(s)+C(s) Fe(s)+CO(g) ΔH2=+161.5kJ/mol
③C(s)+CO2(g) 2CO(g)
(1)反应③的ΔH=___________kJ/mol。
(2)在恒温恒容密闭容器中投入足量石墨与CO2进行反应③,可判定其达到平衡的条件有___________(填序号)。
A.容器总压保持不变
B.石墨断开3mol碳碳σ键的同时,CO断开2mol碳氧三键
C.CO的体积分数保持不变
D.保持不变
(3)反应②的压力平衡常数表达式Kp2=___________。
(4)恒容密闭容器中加入足量C、FeO,进行上述反应。改变温度,测得平衡时容器总压的对数lg(p总/kPa)、各气体的物质的量分数x(CO)、x(CO2)的变化如图所示:
①x( CO)对应的曲线是___________(填序号),判断依据是___________。
②在1200℃下进行上述反应,平衡时CO2分压为___________kPa,反应①在此温度下的压力平衡常数Kp1 =___________。
(5)高炉炼铁过程中会生成“渗碳体”Fe3C (相对分子质量为M),晶胞为长方体 (如图),晶胞参数为a pm, b pm, c pm,阿佛伽德罗常数为NA,则其密度为___________g/cm3(用含M、a、b、c、NA的式子表示)。
9、乙炔是一种重要的有机化工原料,以乙炔为原料在不同的反应条件下可以转化成以下化合物。
回答下列问题:
(1)实验室制备乙炔的反应__________。
(2)正四面体烷的二氯取代产物有__________种。
(3)关于乙烯基乙炔分子的说法错误的是__________(填字母符号)。
A.能使酸性KMnO4溶液褪色
B.1mol乙烯基乙炔最多能与3molBr2发生加成反应
C.乙烯基乙炔分子内含有两种官能团
D.等质量的乙炔和乙烯基乙炔完全燃烧时的耗氧量不相同
E.乙烯基乙炔分子中的所有原子一定都共平面
(4)环辛四烯的分子式为__________,写出与环辛四烯互为同分异构体且属于芳香烃的分子的结构简式:__________。
10、某废催化剂含SiO2、ZnO、ZnS和CuS。实验室从该废催化剂中回收锌和铜的一种流程如下图所示。
浸出使用的装置如图所示。回答下列问题:
蒸发浓缩、冷却结晶蒸发浓缩、冷却结晶
(1)第一次浸出必须选用装置 _______(填“1”或“2”),原因是 ________。滤渣1的主要成分有_______。
(2)第二次浸出时生成单质硫,写出反应的离子方程式:_______________。该步骤即使加热温度不高也可能会有副反应发生,产物之一是空气的主要成分,分析可能原因是_____________________ 。
(3)从滤液2中得到CuSO4·5H2O的操作是 __________ 、过滤、洗涤。
(4)下列叙述中涉及到与该流程中的“操作①”相同操作的是_____________ 。
A.《肘后备急方》中治疟疾:“青蒿一握,以水升渍,绞取汁,尽服之”
B.《本草衍义》中精制砒霜:“将生砒就置火上,以器覆之,令砒烟上飞着覆器”
C.《开宝本草》中获取硝酸钾:“冬月地上有霜,扫取以水淋汁后,乃煎炼而成”
D. 《本草纲目》中烧酒的制造工艺:“凡酸坏之酒,皆可蒸烧”
(5)若该废催化剂中含12.8%的CuS,实验中称取15.0g废催化剂最终得到3.0gCuSO4·5H2O,则铜的回收率为 __________________ 。
11、研究 CO、CO2 的回收利用既可变废为宝,又可减少碳的排放。回答下列问题:
(1)T1 K 时,将 1mol 二甲醚引入一个抽空的 50L 恒容容器中,发生分解反应:CH3OCH3(g) CH4(g)+H2(g)+CO(g) ,在不同时间测定容器内的总压,所得数据见下表:
由表中数据计算:0~5.0 min 内的平均反应速率 v(CH3OCH3)=__________,该温度下平衡常数 K=_______________ 。
(2)在 T2 K、1.0×104 kPa 下,等物质的量的 CO 与 CH4 混合气体发生如下反应:CO(g)+CH4(g) CH3CHO(g),反应速率 v正 −v逆=k正p(CO)•p (CH4)-k逆p(CH3CHO),k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,P为气体的分压(气体分压P=气体总压 P总×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数 Kp=4.5×10-5(kPa)-1,则 CO 转化率为 20%时,
=____________。
12、一种从废旧电池的正极材料(含铝箔、及少量不溶于酸、碱的导电剂)中回收多种金属的工艺流程如图甲所示:
已知:①黄钠铁矾晶体稳定,颗粒大、易沉降。
②。
回答下列问题:
(1)碱溶:碱溶前,常使用丙酮浸泡正极材料,作用是___________;从经济效益的角度考虑,可向碱溶后所得滤液中通入过量,其目的是___________(用化学方程式表示)。
(2)浸取时也可用盐酸代替和
的混合溶液,但缺点是___________。
(3)沉铁:
①沉铁时采用的“黄钠铁矾法”与传统的调pH的“氢氧化物沉淀法”相比,金属离子的损失少,原因是___________。
②控制不同的条件可以得到不同的沉淀,所得沉淀与温度和pH的关系如图乙所示(阴影部分表示黄钠铁矾稳定存在的区域),据图,在25℃时,调节溶液的pH=4,此时溶液中___________,该温度下,若要制得黄钠铁矾晶体需控制溶液的pH范围为___________(填序号){已知25℃,
}。
a、0~1
b、1~2.5
c、2.5~3.0
③称取2.425g黄钠铁矾品体,加盐酸完全溶解后,配制成100.00mL溶液;量取25.00mL溶液,加入过量的KI溶液,充分反应,消耗
,另取25.00mL溶液,加入足量
溶液充分反应后,过滤、洗涤、干燥后得沉淀0.5825g。则沉铁时反应的离子方程式为___________。
(4)沉钴:沉钴时使用饱和草酸铵溶液,与饱和草酸钠溶液相比效果更好的原因是___________。
(5)沉锂:碳酸锂溶解度随温度变化曲线如图丙,“沉锂”后得到碳酸锂固体的实验操作为___________。
13、(我国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的人工合成,关键的一步是利用化学催化剂将高浓度CO2还原成CH3OH:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
(1)已知相关键能数据如表所示,则上述反应的ΔH=_______kJ•mol-1。
化学键 | H-H | H-O | C=O | C-O | C-H |
键能/kJ•mol-1 | 436 | 464 | 803 | 326 | 414 |
(2)某温度下,向一定体积的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2,体系达到平衡时CO2的转化率为20%。反应的平衡常数Kx=_______(对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),Kx=
,x为物质的量分数,计算结果用分数表示)。
(3)以CO2(g)和H2(g)为原料合成CH3OH(g),除发生上述反应外(后续称为反应Ⅰ),还发生反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+40.9kJ•mol-1。
①反应I、Ⅱ的lnK(K代表化学平衡常数)随(温度的倒数)的变化如图所示。线_______(填“a”或“b”)表示反应Ⅱ的lnK随
的变化。升高温度,反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)的化学平衡常数______(填“增大”或“减小”或“不变”)。
②研究发现,在单原子Cu/ZrO2催化时,反应I的历程以及中间体HCOO*与CH3O*物质的量之比随时间变化如图所示:
第一步:CO2+H2⃗HCOO*+H*
第二步:HCOO*+2H2⃗CH3O*+H2O
第三步:CH3O*+H*⃗CH3OH
下列说法正确的是_______(填标号)。
A.任何温度下,反应Ⅰ均可自发进行
B.升高温度时,3步反应速率均加快
C.用不同催化剂催化反应可以改变反应历程,提高平衡转化率
D.反应历程中,第二步反应的活化能最高,是反应的决速步骤
③反应I反应历程中某一步基元反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中直线a所示,已知Arrhenius经验公式为Rlnk=-+C(Ea为活化能,k为速率常数,R、C为常数)。
i.该基元反应的活化能Ea=______kJ•mol-1。
ii.直线______(填“b”或“c”)表示使用更高效的催化剂时,Rlnk与的关系。
④在密闭容器中,保持投料比不变,将CO2和H2按一定流速通过反应器,一段时间后,测得CO2转化率(α)和甲醇选择性[x(CH3OH)=×100%]随温度(T)变化关系如图所示。若233~250℃时催化剂的活性受温度影响不大,则236℃后图中曲线下降的原因是_______;若气体流速过大,CO2的转化率会降低,原因是_______。
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