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、青蒿素是一种有效的抗疟药。常温下,青蒿素为无色针状晶体,难溶于水,易溶于有机溶剂,熔点为156~157℃。提取青蒿素的方法之一是乙醚浸取法,提取流程如下:
请回答下列问题:
(l)对青蒿进行破碎的目的是__________________。
(2)操作I用到的玻璃仪器是__________,操作Ⅱ的名称是_______。
(3)用下列实验装置测定青蒿素的化学式,将28.2g青蒿素放在燃烧管C中充分燃烧:
① 仪器各接口的连接顺序从左到右依次为_______(每个装置限用一次)。A装置中发生的化学反应方程式为_________________。
② 装置C中CuO的作用是_________________。
③ 装置D中的试剂为_________________。
④ 已知青蒿素是烃的含氧衍生物,用合理连接后的装置进行实验.测量数据如下表:
装置质量 | 实验前/g | 实验后/g |
B | 22.6 | 42.4 |
E(不含干燥管) | 80.2 | 146.2 |
则青蒿素的最简式为__________。
(4)某学生对青蒿素的性质进行探究。将青蒿素加入含有NaOH 、酚酞的水溶液中,青蒿素的溶解度较小,加热并搅拌,青蒿素的溶解度增大,且溶液红色变浅,与青蒿素化学性质相似的物质是______(填字母代号)。
A.乙醇 B.乙酸 C.乙酸乙酯 D.葡萄糖
3、据预测,到2040年我国煤炭消费仍将占能源结构的三分之一左右。H2S在催化活性碳(AC)表面的迁移,对煤的清洁和综合应用起了很大的促进作用,其机理如图所示,其中ad表示物种的吸附状态。下列有关叙述错误的是
A. 图中阴影部分表示H2S分子的吸附与离解
B. AC表面作用的温度不同,H2S的去除率不同
C. H2S在AC表面作用生成的产物有H2O、H2、S、SO2、CS2等
D. 图中反应过程中只有H—S键的断裂,没有H—S键的形成
4、有V、W、X、Y、Z五种元素,它们的原子序数依次增大,且都小于20;其中X和Z是金属元素。已知V和Z属同一族,它们原子最外电子层上只有1个电子,W和Y也属同一族,W原子最外电子层上电子数是次外电子层上电子数的3倍,X原子最外电子层上电子数等于Y原子最外电子层上电子数的一半。请用相关的元素符号回答:
(1)X、Z各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生盐和水,该反应的离子方程式为_____________;
(2)X最高价氧化物对应的水化物在水中电离方程式为:____________________________________;
(3)W与Z 可形成化合物Z2W2,该化合物的电子式为 ______________________________________;
(4)Y与Z形成的化合物水溶液pH ______ 7(填“>”、“<”或“=”),用离子方程式表示其原因 ____________________________________________________________;
(5)标准状况下,Y的最高价氧化物为无色晶体,该条件下0.20 mol该物质与一定量液态水混合得到一种稀溶液,并放出Q kJ的热量。写出该反应的热化学方程式:________________________________;
(6)W与V 可形成化合物V2W2,该化合物的结构式为 ______________________________________。
5、已知:硼镁矿主要成分为Mg2B2O5·H2O,硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程为:
回答下列有关问题:
(1)硼砂中B的化合价为 ,将硼砂溶于热水后,常用稀H2SO4调pH=2~3制取H3BO3,该反应的离子方程式为 。
(2)MgCl2·7H2O需要在HCl氛围中加热,其目的是 。若用惰性电极电解MgCl2溶液,其阴极反应式为 。
(3)镁-H2O2酸性燃料电池的反应原理为 Mg+H2O2+2H+===Mg2++2H2O, 则正极反应式为 。常温下,若起始电解质溶液pH=1,则pH=2时,溶液中Mg2+浓度为______。当溶液pH=6时, (填“有”或“没有”)Mg(OH)2沉淀析出(已知Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12)。
(4)制得的粗硼在一定条件下生成BI3,BI3加热分解可以得到纯净的单质硼。现将0.020 g粗硼制成的BI3完全分解,生成的I2用0.30 mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。该粗硼样品的纯度为____(提示:I2+2S2O===2I-+S4O)(结果保留一位小数)。
6、以TiO2为催化剂,在光照条件下可将还原为HCOO-等有机物。
(1)制备TiO2:
TiCl4转化为TiO2·xH2O的化学方程式是_______。
(2)光催化还原的反应过程如下图所示。
A侧产生HCOO-的反应式为_______。
在光照和TiO2存在下,以体积相同的0.25mol·L-1Na2CO3溶液为反应物,相同时间后检测HCOO-浓度,结果如下表。
实验 | 溶液中添加的其它成分 | 通入的气体 | |
ⅰ | - | - | 73.5 |
ⅱ | - | CO2 | 92.6 |
ⅲ | - | O2 | 2.1 |
ⅳ | Na2SO3 | - | 158.1 |
(3)推测HCO也能在该条件下被还原为HCOO-,结合表中数据说明推测的依据:_______。
(4)实验iii中HCOO-浓度明显低于实验i,可能的原因是_______。
(5)研究实验iv中HCOO-浓度明显高于实验i的原因,设计并完成实验v。
实验v:光照条件下,未添加TiO2时重复实验iv,没有检测到SO。
①实验v中检测SO的操作和现象为_______。
②对比实验iv、v,分析实验iv中Na2SO3的作用:_______(答出2点)。
7、"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___________。
8、(14分)乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料,工业生产乙醇的一种反应原理为:2CO(g)+4H2 (g) CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H=—256.1kJ·mol—1。
已知:H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol—1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=—41.2kJ·mol—1
(1)以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇,其热化学方程式如下:
2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(l) △H= 。
(2)CH4和H2O(g)在催化剂表面发生反应CH4+H2OCO+3H2,该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表:
温度/℃ | 800 | 1000 | 1200 | 1400 |
平衡常数 | 0.45 | 1.92 | 276.5 | 1771.5 |
①该反应是_____反应(填“吸热”或“放热”);
②T℃时,向1L密闭容器中投入1molCH4和1mol H2O(g),平衡时c(CH4)=0.5mol·L—1,该温度下反应CH4+H2OCO+3H2的平衡常数K= 。
(3)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5 为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图。
①若不使用CO,温度超过775℃,发现NO的分解率降低,其可能的原因为 ;在n(NO)/n(CO)=1的条件下,应控制的最佳温度在 左右。
②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染。写出CH4与NO2发生反应的化学方程式: 。
(4)乙醇-空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2—离子。该电池负极的电极反应式为 。
9、某化学兴趣小组进行了下列关于氯化铵的课外实验:
(实验操作)
浸过氯化钠溶液的布条很快烧光,浸过氯化铵溶液的布条不燃烧,冒出白烟。
(1)氯化铵饱和溶液中离子浓度由大到小的顺序是________。白烟的成分是______________。
(2)请推测浸过氯化铵溶液的布条不燃烧、不易着火的主要原因(写出一条即可)__________。
10、硼氢化钠(NaBH4)是应用广泛、性能较好的还原剂,以硼酸、甲醇和氢化钠(NaH)为原料可制得硼氢化钠。某学习小组的同学欲利用下图所示路线在实验室合成硼氢化钠。
I.氢化钠的制备
已知NaH的化学反应活性很高,在潮湿的空气中能自燃,与酸接触即放出热量和氢引发燃烧甚至爆炸。该小组的同学利用下图中的装置在实验室制取NaH。
(1)NaH中氢元素的化合价为___________,NaH的电子式为___________。
(2)按气流方向连接各仪器接口,顺序为a→___________b→c(填接口字母);连接装置后进行实验,在给装置B加热前,必须进行的一步操作是___________。
(3)装置A中盛装稀盐酸的仪器名称为___________,装置D中应盛装的试剂是___________。
(4)经分析,该实验装置有一个明显的不足是____________,解决此不足的措施是__________。
Ⅱ.硼氢化钠的制备与纯度测定
在搅拌加热到220℃时,向盛装NaH的缩合反应罐中加入硼酸三甲酯[B(OCH3)3],升温到260℃,充分反应后,经过处理得到NaBH4和甲醇钠。
(5)某同学欲通过测定硼氢化钠与水反应生成氢气的体积来测定硼氢化钠产品的纯度。
已知:NaH+H2O=H2↑+NaOH。
①硼氢化钠与水反应可以产生大量氢气和偏硼酸钠,该反应方程式为___________。
②该同学用图装置测定硼氢化钠产品的纯度(杂质只有氢化钠)。装置中a的作用是_________;称取6.28g氢化钠样品,重复实验操作三次,测得生成气体的平均体积为13.44L(已折算为标准状况),则样品中硼氢化钠的纯度为___________%(结果保留两位有效数字)。
11、某混合物由FeSO4和Cu(NO3)2两种物质组成,为测定其中各组分的含量,进行以下实验操作,同时得到相关实验数据:
假设NO的还原产物只有NO,且完全反应。
(1)原混合物中FeSO4和Cu(NO3)2的物质的量之比为_______;
(2)上述步骤②中n=_______, 请简要写出计算过程_______。
12、氮的化合物在生产生活中广泛存在。
(1)氯胺(NH2Cl)的电子式为___。可通过反应NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g)+HCl(g)制备氯胺,已知部分化学键的键能如表所示(假定不同物质中同种化学键的键能一样),则上述反应的ΔH=___。
化学键 | N-H | Cl-Cl | N-Cl | H-Cl |
键能/(kJ·mol-1) | 391 | 243 | 191 | 431 |
(2)液氨中存在电离平衡2NH3(l)NH
+NH
,用Pt电极对液氨进行电解也可产生H2和N2。阴极的电极反应式是___。
(3)用焦炭还原NO的反应为:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g),向容积均为1L的甲、乙、丙三个恒容恒温(反应温度分别为400℃、400℃、T℃)容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO,测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如表所示:
t/min | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
n(NO)(甲容器)/mol | 2.00 | 1.50 | 1.10 | 0.80 | 0.80 |
n(NO)(乙容器)/mol | 1.00 | 0.80 | 0.65 | 0.53 | 0.45 |
n(NO)(丙容器)/mol | 2.00 | 1.45 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
①该反应为___(填“放热”或“吸热”)反应,理由是___;
②下列选项中可以说明容器乙已经达到平衡状态的是___(填序号)
A.容器内压强不变
B.容器内气体的密度不变
C.2υ正(NO)=υ逆(N2)
D.混合气体的平均摩尔质量不变
③乙容器在100min达到平衡状态,则0~100min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率υ(NO)=___,平衡常数K(400℃)=___。
13、Pd/A12O3是常见的汽车尾气催化剂。一种从废Pd/A12O3纳米催化剂(主要成分及含量:Pd0.3%,γ-A12O392.8%,其他杂质6.0%)中回收金属Pd的工艺:
已知:γ-Al2O3能与酸反应,α-A12O3不与酸反应。
回答下列问题:
(1)“预处理”时,γ-A12O3经焙烧转化为α-A12O3,该操作的主要目的是_________。
(2)“酸浸”时,Pd转化为PdCl42-,其离子方程式为_________。
(3)“滤液①”和“滤液②”中都含有的主要溶质有_________(填化学式)。
(4)“粗Pd”溶解时,可用稀HNO3替代NaClO3,但缺点是_________。两者相比,_________(填化学式)的氧化效率更高(氧化效率以单位质量得到的电子数表示)。
(5)“沉淀”时,[Pd(NH3)4]2+转化为[Pd(NH3)2]Cl2沉淀,其化学方程式为_________。
(6)酸性条件下,BrO3-能在负载Pd/A12O3纳米催化剂的电极表面快速转化为Br-。
①发生上述转化反应的电极应接电源的_________极(填“正”或“负”);
②研究表明,电流密度越大,电催化效率越高;但当电流密度过大时,该电极会发生副反应生成_________填化学式)。
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