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、我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。CO2捕获与CO2重整是CO2利用的研究热点。其中CH4与CO2重整反应体系主要涉及以下反应:
a.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H1
b.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
c.CH4(g)C(s)+2H2(g) △H3
d.2CO(g)CO2(g)+C(s) △H4
e.CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s) △H5
(1)根据盖斯定律,反应a的△H1=_______(写出一个代数式即可)。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_______。
A.增大CO2与CH4的浓度,反应a、b、c的正反应速率都增加
B.移去部分C(s),反应c、d、e的平衡均向右移动
C.加入反应a的催化剂,可提高CH4的平衡转化率
D.降低反应温度,反应a~e的正、逆反应速率都减小
(3)雨水中含有来自大气的CO2,溶于水中的CO2会进一步和水反应,发生电离:
①CO2(g)CO2(aq)
②CO2(aq)+H2O(l)H+(aq)+
(aq)
25°C时,反应②的平衡常数为K2。溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数),比例系数为ymol·L-1kPa-1,当大气压强为pkPa,大气中CO2(g)的物质的量分数为x时,溶液中H+浓度为_______mol·L-1(写出表达式,考虑水的电离,忽略的电离)。
(4)105°C时,将足量的某碳酸氢盐(MHCO3)固体置于真空恒容容器中,存在如下平衡:2MHCO3(s)M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)。上述反应达平衡时体系的总压为46kPa.保持温度不变,开始时在体系中先通入一定量的CO2(g),再加入足量MHCO3(s),欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于5kPa,CO2(g)的初始压强应大于_______kPa。
(5)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为_______(写离子符号);若所得溶液c():c(
)=2:1,溶液pH=_______。(室温下,H2CO3的K1=4×10-7;K2=5×10-11)
(6)CaO可在较高温度下捕集CO2,在更高温度下将捕集的CO2释放利用。与CaCO3热分解制备的CaO相比,CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能,其原因是_______。
3、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)
4、亚硝酰硫酸(NOSO4H)纯品为棱形结晶,溶于硫酸,遇水易分解,常用于制染料。SO2和浓硝酸在浓硫酸存在时可制备NOSO4H,反应原理为:SO2+HNO3=SO3+HNO2、SO3+HNO2=NOSO4H。
(1)亚硝酰硫酸(NOSO4H)的制备。
①打开分液漏斗I中的旋塞后发现液体不下滴,可能的原因是_______。
②按气流从左到右的顺序,上述仪器的连接顺序为_______ (填仪器接口字母,部分仪器可重复使用)。
③A中反应的方程式为_______。
④B中“冷水”的温度一般控制在20°C,温度不易过高或过低的原因为_______。
(2)亚硝酰硫酸(NOSO4H)纯度的测定。称取1.500g产品放入250 mL的碘量瓶中,并加入100.00 mL浓度为0.1000 mol·L-1的KMnO4标准溶液和10 mL25%的H2SO4,摇匀;用0.5000 mol·L-1 Na2C2O4标准溶液滴定,滴定前读数1.02 mL,到达滴定终点时读数为31.02 mL。
已知:
i.__KMnO4+__NOSO4H+__=__K2SO4+__MnSO4+__HNO3+__H2SO4
ii.2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4=2MnSO4+10CO2↑+8H2O
①完成反应i的化学方程式:_______KMnO4+_______NOSO4H+_______=_______K2SO4+_______MnSO4+_______HNO3+_______H2SO4
②滴定终点的现象为_______。
③产品的纯度为_______。(保留3位有效数字)
5、(加试题)烟气(主要污染物SO2、NO、NO2)的大量排放造成严重的大气污染,国内较新研究成果是采用以尿素为还原剂的脱硫脱硝一体化技术。
(1)脱硫总反应:SO2(g)+CO(NH2)2(aq)+2H2O(l)+1/2O2(g)=(NH2)SO4(aq)+CO2(g),已知该反应能自发进行,则条件是____(填“高温”、“低温”或“任何温度”)。
(2)电解稀硫酸制备O3(原理如图),则产生O3的电极反应式为______。
(3)室温下,往恒容的反应器中加入固定物质的量的SO2和NO,通入O3充分混合。反应相同时间后,各组分的物质的量随n(O3)∶n(NO)的变化见上图。
① n(NO2)随n(O3)∶n(NO)的变化先增加后减少,原因是____。
② 臭氧量对反应SO2(g)+O3(g)=SO3(g)+O2(g)的影响不大,试用过渡态理论解释可能原因__。
(4)通过控制变量法研究脱除效率的影响因素得到数据如下图所示,下列说法正确的是____。
A. 烟气在尿素溶液中的反应:v(脱硫)<v(脱硝)
B. 尿素溶液pH的变化对脱硝效率的影响大于对脱硫效率的影响
C. 强酸性条件下不利于尿素对氮氧化物的脱除
D. pH=7的尿素溶液脱硫效果最佳
(5)尿素的制备:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH<0。一定条件下,往10 L恒容密闭容器中充入2 mol NH3和1 mol CO2。
① 该反应10 min 后达到平衡,测得容器中气体密度为4.8 g·L-1,平衡常数K=__。
② 上图是该条件下,系统中尿素的物质的量随反应时间的变化趋势,当反应时间达到3min 时,迅速将体系升温,请在图中画出3~10 min 内容器中尿素的物质的量的变化趋势曲线__________。
6、K2SO4是制备K2CO3、KAl(SO4)2等钾盐的原料,可用于玻璃、染料、香料等工业,在医药上可用作缓泻剂,在农业上是主要的无氯钾肥。以下是用氨碱法从明矾石提取硫酸钾工艺流程图。明矾石主要成分为K2SO4•Al2(SO4)3•4Al(OH)3 ,通常含有少量SiO2、Fe2O3等。
回答题:
(1)用28%氨水(密度为0.898g/L)配制4%氨水(密度为0.981g/L)500mL,需28%氨水______mL,配制溶液时,应选用的仪器是______(选填序号)。
(a)20mL量筒 (b)100 mL量筒 (c)500 mL量筒 (d) 500 mL容量瓶
(2)填写下列操作名称:操作Ⅰ_________、操作Ⅱ_________、操作Ⅲ_________。
(3)硅渣主要成分是___________,(写化学式),脱硅后的固体为红泥,可用于_________。
(4)上述流程中可以循环使用的物质X是__________________。
(5)钾氮肥的主要成分是__________,请设计实验检验钾氮肥中(除K+以外)的阳离子:(写出所需试剂、实验步骤和结论)_________________;
(6)为了测定钾氮肥中钾的含量,在试样完全溶于水后,加入足量氯化钡溶液,得到白色沉淀a克,若要计算K2SO4的物质的量,还需要_____________数据,列出计算式:_____________________。
7、“84”消毒液等消毒剂在抗击新冠肺炎疫情中发挥着重要作用。“84”消毒液是1984年北京第一传染病医院(现地坛医院)研制成功的,是一种以NaClO为有效成分的高效含氯消毒剂,一般由和NaOH反应制得。请回答下列问题:
(1)“84”消毒液不能与洁厕灵混用,两者发生反应能生成,洁厕灵的主要成分是盐酸。下列说法中错误的是
A.图中表示“84”消毒液为外用消毒剂,不可口服
B.“84”消毒液与洁厕灵的反应属于氧化还原反应
C.实验室用稀盐酸与Cu反应制取
D.实验室用浓盐酸与反应制取
(2)能使湿润的红色布条
A.变蓝
B.褪色
C.变黑
D.无明显变化
(3)下列物质中不能用于自来水消毒的是
A.氯气
B.二氧化氯
C.臭氧
D.氮气
(4)漂白粉的有效成分是,也可以杀菌消毒。下列说法中错误的是
A.漂白粉可以漂白棉、麻、纸张
B.漂白粉可以用作游泳池消毒剂
C.将通入冷的石灰乳可制得漂白粉
D.漂白粉很稳定,可敞口放置
(5)实验室制取时,能用于干燥
的试剂是
A.碱石灰
B.浓硫酸
C.固体烧碱
D.生石灰
(6)能与很多金属发生反应生成盐,其中大多数盐能溶于水并电离出
。实验室检验
所需的试剂是
A.稀硝酸和溶液
B.稀硫酸和溶液
C.稀硫酸和溶液
D.稀硝酸和溶液
8、以钛铁矿(主要成分为,还含有MgO、CaO、
等杂质)为原料合成锂离子电池的电极材料钛酸锂(
)和磷酸亚铁锂(
)的工艺流程如图:
已知:“溶浸”后的溶液中含金属元素的离子主要包括、
、
、
;富铁元素主要以
形式存在;富钛渣中钛元素主要以
形式存在。
回答下列问题:
(1)“溶浸”时为加快浸取速率,可以采取的措施是___________(答1条即可);“溶浸”过程发生反应的离子方程式为___________。
(2)若在实验室模拟分离富钛渣和富铁液,则检验富钛渣洗涤干净的操作为___________。
(3)“沉铁”过程中需控制,其目的是___________(答1条即可)。
(4)“溶钛”过程中Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图所示,试分析40℃后Ti元素浸出率呈图像所示变化的原因:___________。
(5)的晶胞结构如图1所示,设该晶胞的边长为a nm,
为阿伏伽德罗常数的值。Ti的价电子排布式为___________,该晶体的密度
___________(填含a的计算式)g⋅cm-3;
的结构的另一种表示如图2(晶胞中未标出Ti、O原子),画出沿z轴向xy平面投影时氧原子在xy平面的位置:
。________
9、在某温度时,将1.0mol・L-1氨水滴入10 mL1.0mol・L-1盐酸中,溶液pH和温度随加入氨水体积变化曲线如图所示:
(1)a、b、c、d对应的溶液中水的电离程度由大到小的是_____。
(2)氨水体积滴至____时(填“V1”或“V2”),氨水与盐酸恰好完全反应,简述判断依据____;此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是____。
10、化学变化是有条件的。某小组同学探究与金属阳离子的氧化还原反应,实验过程如下。
已知:同浓度的稀溶液中氧化性:。
实验 | 现象 |
| ||
编号 | 溶液X |
| ||
Ⅰ |
| 1小时内溶液颜色始终保持无色 |
| |
Ⅱ |
| 溶液黄色立即加深,30s后溶液变为褐色,无浑浊 |
| |
Ⅲ |
| 5秒后溶液由浅蓝色变为黄色并产生浑浊,离心分离后上层溶液为黄色(经检测有 |
| |
Ⅳ | 迅速变浑浊,离心分离后上层溶液为无色(经检测无 |
|
(1)实验Ⅰ的目的是___________。
(2)实验Ⅱ中“黄色立即加深”初步判断有生成,选择___________(填试剂)进一步证实生成了
。该条件下氧化性:
___________
(填“>”、“<”)。
(3)实验Ⅲ中与
反应的离子方程式是___________,甲同学得出氧化性:
。
(4)乙同学认为甲同学的结论不合理,推测实验Ⅲ中的生成,与CuI沉淀有关,不能确定氧化性:
,并用如图装置进行验证。K闭合后,较长时间发现两侧溶液均无明显变化。为了进一步判断
和
的氧化性强弱,将左侧电极改为Cu电极,并向右侧溶液中加入
,发现指针偏转,且左侧溶液颜色加深,证明该条件下氧化性:
___________
(填“>”、“<”)。
(5)该小组同学进一步分析认为,实验Ⅳ没有发生的原因是:
和
生成AgI沉淀,反应物浓度迅速降低,不利于该反应进行;请分析实验Ⅲ发生氧化还原反应的原因是___________。
实验结论:在反应体系中,各物质的浓度对氧化还原反应的发生有一定的影响。
11、Na与Al混合物共1mol与足量的水充分反应。
(已知:2A1+ 2NaOH +2H2O =2NaAlO2+3H2↑)
(1)当Na与Al的物质的量之比为______时,混合物与水反应产生的H2最多。
(2)当Na与Al的物质的量之比为______时,混合物与水反应产生的H2的体积为13.44L(标准状况下)。
12、碳酸镧[,相对分子质量为458]能抑制人体内磷酸盐的吸收,降低体内血清磷酸盐和磷酸钙的水平,常用于慢性肾衰患者高磷血症的治疗。某课外小组成员进行实验探究
的制备方法。
已知:
①难溶于水,易溶于盐酸,溶液pH较高时易生成碱式碳酸镧[
,相对分子质量为216]。
②氯化镧()与易溶的碳酸盐或碳酸氢盐反应可制备
。
Ⅰ.利用氯化镧溶液与碳酸氢铵溶液制备碳酸镧(装置如图1,其中夹持装置已略去)。
实验步骤如下:
ⅰ.连接好实验装置,检查装置的气密性,关闭、
、
和
。
ⅱ.实验时应先打开活塞______(填“”或“
”)和
,持续通入一段时间气体。
ⅲ.______,继续通入一段时间另一种气体。
ⅳ.……,最终制得碳酸镧沉淀。
(1)试剂b的名称是______,试剂a的作用是______。装置中硬质玻璃管的作用是____________。
(2)将操作ⅱ空白处补充完整:____________,将操作ⅲ空白处补充完整:____________。
(3)实验时,将三颈烧瓶放入冷水中的主要原因是__________________。
(4)氯化镧溶液与碳酸氢铵溶液反应的化学方程式为__________________。
Ⅱ.利用碳酸氢钠溶液与氯化镧溶液制备碳酸镧。
(5)将一定浓度的溶液滴入氯化镧溶液中,利用手持技术测得氯化镧溶液的pH随加入
溶液的体积的变化如图2。试分析bc段发生pH突变的原因:__________________。
Ⅲ.碳酸镧粗产品[设杂质只有]组成的测定。
(6)准确称取6.844 g粗产品,溶于10.00 mL稀盐酸中,加入10.00 mL 缓冲溶液和0.200 g紫脲酸铵混合指示剂,用0.5 mol⋅L
EDTA(
)标准溶液滴定至溶液呈蓝紫色(
),消耗60.00 mL EDTA标准溶液。则产品中n(碳酸镧)∶n(碱式碳酸镧)=______。
13、含氮化合物对工业生产有多种影响。化学工作者设计了如下再利用的方案:
(1)以NH3和CO2为原料合成化肥-尿素[CO(NH2)2],两步反应的能量变化如图:
写出合成CO(NH2)2(s)的热化学方程式_______,已知第二步反应决定了生产尿素的快慢,可推测E1_______E3(填“>”“<”或“=”)。
(2)氨的催化氧化过程可发生以下两种反应,该过程易受催化剂选择性影响。
1:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0;
II:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ΔH<0;
在容积固定的密闭容器中充入1.5 mol NH3和1.55 mol O2,在催化剂作用下发生上述反应。生成物NO和N2的物质的量随温度的变化曲线如图。
①当温度处于400℃~840℃时,N2的物质的量减少,NO的物质的量增加,其原因是_______。
②840℃时,反应I中NH3的转化率为_______.(保留小数点后2位,下同);若520℃时起始压强为P0,恒温下反应II的平衡常数Kp=_______.(Kp为以分压表示的平衡常数)
(3)借助电化学方法在含Cl-的水样中将NH转化为N2,其原理是:利用电解产物转化生成的HClO氧化NH3;以达到脱氮的目的,HClO在电解池的_______(填“阴极”或“阳极”)附近产生。研究还发现:弱酸性溶液比强酸性溶液更有利于HCIO的生成,请从化学平衡移动的角度解释其原因_______。
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