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、铁和钴是两种重要的过渡元素。
(1)钴位于元素周期表的第______族,其基态原子中未成对电子个数为________。
(2)[Fe(H2NCONH2)]6(NO3)3的名称是三硝酸六尿素合铁(Ⅲ),是一种重要的配合物。该化合物中Fe3+的核外电子排布式为_________________________________,所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是_____________________________。
(3)尿素[CO(NH2)2]分子中,碳原子为_______杂化,分子中σ键与π键的数目之比为_________。
(4)FeO晶体与NaCl晶体结构相似,比较FeO与NaCl的晶格能大小,还需知道的数据是 ________________________________________。
(5)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物,结构分别为[Co(NH3)5Br]SO4和[Co(SO4)(NH3)5]Br。已知Co3+的配位数为6,为确定钴的配合物的结构,现对两种配合物进行如下实验:在第一种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生白色沉淀,在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀。则第二种配合物的配体为___________________。
(6)奥氏体是碳溶解在r-Fe中形成的一种间隙固溶体,无磁性,其晶胞为面心立方结构,如图所示,则该物质的化学式为____________。若晶体密度为d g·cm-3,则晶胞中最近的两个碳原子的距离为___________________pm(阿伏加德罗常数的值用NA表示,写出简化后的计算式即可)。
3、Ⅰ.在密闭容器中放入
,在一定温度进行如下反应:
容器内气体总压强(P)与起始压强的比值随反应时间(t)数据见下表:(提示,密闭容器中的压强比等于气体物质的量之比)
时间 | 0 | 1 | 2 | 4 | 8 |
| 16 | 20 | 25 |
1.00 | 1.50 | 1.80 | 2.20 | 2.30 |
| 2.38 | 2.40 | 2.40 |
回答下列问题
(1)下列能提高A的转化率的是_______
A.升高温度 B.体系中通入A气体
C.将D的浓度减小 D.通入稀有气体,使体系压强增大到原的5倍
(2)该反应的平衡常数的表达式K_______,前2小时C的反应速率是_________;
(3)平衡时A的转化率___________,C的体积分数__________(均保留两位有效数字)
(4)相同条件下,若该反应从逆向开始,建立与上述相同的化学平衡,则D的物质的量取值范围______
Ⅱ.已知乙酸是一种重要的化工原料,该反应所用的原理与工业合成乙酸的原理类似;常温下,将溶于水配成
溶液,向其中滴加等体积的
的盐酸使溶液呈中性(不考虑醋酸和盐酸的挥发),用含a和b的代数式表示醋酸的电离常数
___________
4、二硫化碳和二氧化碳中,__________更稳定,原因是 ______。
5、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____。
6、据公安部2019年12月统计,2019年全国机动车保有量已达3.5亿。汽车尾气排放的碳氢化合物、氮氧化物及碳氧化物是许多城市大气污染的主要污染物。
I.汽油燃油车上安装三元催化转化器,可有效降低汽车尾气污染。
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=−393.5kJ·mol−1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=−221.0kJ·mol−1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H3=+180.5kJ·mol−1
CO和NO两种尾气在催化剂作用下生成N2的热化学方程式___。
(2)对于2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),在一定温度下,于1L的恒容密闭容器中充入0.1molNO和0.3molCO,反应开始进行。
下列能说明该反应已经达到平衡状态的是___(填字母代号)。
A.比值不变
B.容器中混合气体的密度不变
C.v(N2)正=2v(NO)逆
D.容器中混合气体的平均摩尔质量不变
(3)使用间接电化学法可处理燃煤烟气中的NO,装置如图2所示。
已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式___。用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理___。
(4)T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应:2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H<0。实验测得:v正=v(CO)消耗=2v(O2)消耗=k正c2(CO)·c(O2),v逆=(CO2)消耗=k逆c2(CO2),k正、k逆为速率常数只受温度影响。不同时刻测得容器中n(CO)、n(O2)如表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(CO)/mol | 2 | 1.2 | 0.8 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
n(O2)/mol | 1.2 | 0.8 | 0.6 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
①T1温度时=___L/mol。
②若将容器的温度改变为T2时其k正=k逆,则T2__T1(填“>”、“<”或“=")。
II.“低碳经济”备受关注,CO2的有效开发利用成为科学家研究的重要课题。在0.1MPa、Ru/TiO2催化下,将一定量的H2和CO2置于恒容密闭容器中发生反应X:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H<0
(5)温度为T时,向10L密闭容器中充入5molH2和CO2的混合气体,此时容器内压强为5P,两种气体的平衡转化率ɑ与的关系如图所示:
①图中CO2的平衡转化率可用表示___(L1或L2)
②该温度下,反应X的平衡常数Kp=___。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
7、(1)已知一氧化碳与水蒸气的反应为: CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
在427 ℃ 时的平衡常数是9。如果反应开始时,一氧化碳和水蒸气的浓度都是0. 01 mol/L,则一氧化碳在此反应条件下的转化率为___________。
(2)规律是对经常出现的客观现象的归纳。规律越普遍,适用性或预言性也就越强,然而,任何规律都有其适用范围。
① 某同学在实验中发现,将H2S气体通入CuSO4溶液中,生成了黑色沉淀。请写出反应的化学方程式 ____________。
② 酸性强弱除与物质的本性有关外,还与溶剂有关,如CH3COOH与HF在液氨中可完全电离。在液氨中,反应CH3COONa + HCl = NaCl + CH3COOH _______(填“能”或“不能”)发生,理由是______________。
8、[化学—选修3:物质结构与性质]
能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈,越来越多的国家开始实行“阳光计划”,开发太阳能资源,寻求经济发展的新动力。
(1)太阳能热水器中常使用一种以镍或镍合金空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层,写出基态镍原子的外围电子排布式______,它位于周期表______区。
(2)富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能,在太阳能电池的应用上具有非常光明的前途。富勒烯(C60)的结构如图甲,分子中碳原子轨道的杂化类型为_______;1 mol C60分子中σ键的数目为_____个。
(3)多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐,其主要包括砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)薄膜电池等。
①第一电离能:As____Ga(填“>”、“<”或“=”)。
②SeO2分子的空间构型为________。
(4)三氟化氮(NF3)是一种无色、无味、无毒且不可燃的气体,在太阳能电池制造中得到广泛应用。它可在铜的催化作用下由F2和过量的NH3反应得到,该反应的化学方程式为3F2+4 NH3 Cu NF3+3 NH4F,该反应中NH3的沸点 (填“>”、“<”或“=”)HF的沸点,NH4F固体属于 晶体。往硫酸铜溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)4]2+配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是____________ _______ 。图乙为一个金属铜的晶胞,此晶胞立方体的边长为a pm,Cu的相对原子质量为64,金属铜的密度为ρ g/cm3,则阿伏加德罗常数可表示为________ mol-1(用含a、ρ的代数式表示)。
9、(1)已知3种原子晶体的熔点数据如下表:
| 金刚石 | 碳化硅 | 晶体硅 |
熔点/℃ | >3550 | 2600 | 1415 |
金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是_______。
(2)提纯含有少量氯化钠的甘氨酸样品:将样品溶于水,调节溶液的pH使甘氨酸结晶析出,可实现甘氨酸的提纯。其理由是_______。
10、我国化学家首次实现了膦催化的(3+2)环加成反应,并依据该反应,发展了一条合成中草药活性成分茅苍术醇的有效路线。
已知(3+2)环加成反应:CH3CC-E1+E2-CH=CH2
(E1、E2可以是-COR或-COOR)
回答下列问题:
(1)茅苍术醇的分子式为__,所含官能团名称为__,分子中手性碳原子(连有四个不同的原子或原子团)的数目为__。
(2)化合物B满足以下条件的同分异构体(不考虑手性异构)数目为__。
①分子中含有碳碳三键和乙酯基(-COOCH2CH3)
②分子中有连续四个碳原子在一条直线上
写出其中一种碳碳三键和乙酯基直接相连的同分异构体的结构简式__。
(3)C→D的反应类型为__。
(4)D→E的化学方程式为__。
(5)参考以上合成路线及条件,选择两种链状不饱和酯,通过两步反应合成化合物M,在方框中写出路线流程图___(其他试剂任选)。
11、硫粉和溶液反应可以生成多硫化钠(
),离子反应为:
、
…
(1)在溶液中加入
硫粉,只发生
,反应后溶液中
和
无剩余,则原
_______
。
(2)在一定体积和浓度的溶液中加入
硫粉,控制一定条件使硫粉完全反应,反应后溶液中的阴离子有
、
、
(忽略其他阴离子),且物质的量之比为
。则反应后溶液中的
_______
。(写出计算过程)
12、“可燃冰”(甲烷的水合物)是一种清洁燃料,其开发利用是解决能源危机的重要课题。在一定条件下CH4(g)与H2O(g)可发生反应I:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H1),已知表中数据:
化学键 | C—H | H—O | C≡O | H—H |
键能(kJ/mol) | 413 | 463 | 1075 | 436 |
(1)请写出反应I的热化学方程式:____。
利用上述反应制氢是目前制氢的常用方法,还包含反应II:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H2。分析I、II两个反应,回答下列问题:
(2)下列说法中能证明该反应体系已达到化学平衡状态的是____(填字母)。
A.恒温恒容,混合气体的密度不再发生变化
B.恒温恒容,=
C.恒容绝热,体系温度不再发生变化
D.恒温恒容,气体平均相对分子质量不再改变
(3)不同温度下反应达到平衡时各物质的物质的量分数如图所示。
①根据图像解释温度高于T1时,CO2的物质的量分数随温度升高而下降的原因可能为____。
②T2℃时,容器中=____。
(4)反应I与反应II的平衡常数的自然对数lnKp与温度的关系如图所示。
表示反应II的曲线是____。(填写“m”或“n”)
(5)某温度下,向恒压密闭容器中充入1molCH4和1molH2O(g),容器的总压强为100kPa,.反应达到平衡时,CO2的平衡分压p(CO2)=10kPa,H2体积百分含量为60%,则H2O(g)的转化率为____,该温度下反应IICO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数Kp=____。
13、金属钼在工业和国防建设中有重要的作用,其化合物钼酸钠晶体(Na2MoO4•10H2O)可制造金属缓蚀剂。由钼精矿(主要成分为MoS2,含有少量不反应的杂质)制备钼及钼酸钠晶体的工艺流程如图。回答下列问题:
(1)S位于元素周期表中_____区。
(2)焙烧过程中采用“多层逆流(空气从炉底进入,钼精矿经粉碎后从炉顶进入)焙烧”,图1为焙烧时各炉层固体物料的物质的量百分数(φ)。
①“多层逆流焙烧”的优点是______(任答一点),x=______。
②某些生产工艺在焙烧时加入CaCO3会更环保,其原因是______(用化学方程式表示)。
(3)写出碱浸时发生反应的离子方程式:______。
(4)操作3为______,本流程中,金属钼的冶炼方法为_____(填字母)。
a.热还原法 b.热分解法 c.电解法 d.物理方法
(5)已知钼酸钠的溶解度曲线如图2所示,要获得钼酸钠晶体Na2MoO4•10H2O的操作2为______、______、过滤、洗涤、烘干。
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