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、一定条件下,二氧化碳可合成低碳烯烃,缓解温室效应、充分利用碳资源。
(1)已知:①C2H4(g)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2(g) ΔH1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) ΔH2
③H2O(1)=H2O(g) ΔH3
④2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH4
则ΔH4=___(用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示)。
(2)反应④的反应温度、投料比[=x]对CO2平衡转化率的影响如图所示。
①a__3(填“>”、“<”或“=”);M、N两点反应的平衡常数KM__KN(填填“>”、“<”或“=”)
②M点乙烯体积分数为__;(保留2位有效数字)
③300℃,往6L反应容器中加入3molH2、1molCO2,反应10min达到平衡。求0到10min氢气的平均反应速率为__;
(3)中科院兰州化学物理研究所用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应,所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物,反应过程如图。
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性,在其他条件相同时,添加不同助剂,经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
助剂 | CO2转化率 (%) | 各产物在所有产物中的占比(%) | ||
C2H4 | C3H6 | 其他 | ||
Na | 42.5 | 35.9 | 39.6 | 24.5 |
K | 27.2 | 75.6 | 22.8 | 1.6 |
Cu | 9.8 | 80.7 | 12.5 | 6.8 |
①欲提高单位时间内乙烯的产量,在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加__助剂效果最好;加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是__;
②下列说法正确的是__;
a.第ⅰ步所反应为:CO2+H2CO+H2O
b.第ⅰ步反应的活化能低于第ⅱ步
c.催化剂助剂主要在低聚反应、异构化反应环节起作用
d.Fe3(CO)12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的ΔH减小
e.添加不同助剂后,反应的平衡常数各不相同
(4)2018年,强碱性电催化还原CO2制乙烯研究取得突破进展,原理如图所示。
①b极接的是太阳能电池的__极;
②已知PTFE浸泡了饱和KCl溶液,请写出阴极的电极反应式__。
3、用钴酸锂(LiCoO2) 代替锂是锂电池的巨大突破之一、工业上可用LiOH制备LiCoO2。完成下列填空:
(1)锂原子核外的3个电子_______(选填选项)
A.具有两种能量
B.分占三个轨道
C.具有两种运动状态
D.电子云形状相同
(2)请将Li、O、H的原子半径和简单离子的半径分别按由小到大的顺序排列:_______(用元素符号表示)、_______(用离子符号表示)。
(3)如何证明LiOH是离子化合物?_______。
(4)元素周期表中,钴、铁同族且都属于过渡元素,可在这一区域的元素中寻找_______(选填选项)
A.半导体材料
B.催化剂
C.高效农药
D.耐高温、耐腐蚀合金材料
(5)将LiCoO2、石墨和稀硫酸构成电解池,LiCoO2可转化成Li2SO4和CoSO4,LiCoO2作_______极,该电极上还可能发生副反应生成某气体,该气体是_______。
(6)LiCoO2可转化为CoC2O4·2H2O。加热CoC2O4·2H2O,固体残留物质量变化如图所示。
600℃之前隔绝空气加热,600℃之后在空气中加热,A、B、C三点的产物均为纯净物。已知M(CoC2O4·2H2O)=183,则B生成C的化学方程式是:_______。
4、四种短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,请结合表中信息用化学用语回答下列问题:
(1)Z元素在周期表中的位置为______________________。
(2)W、X、Y、Z元素所对应离子半径由大到小的顺序为____________________;
(3)Y元素和W元素形成的化合物YW一种新型无机材料,可与烧碱溶液反应产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,写出有关的化学方程式____________________;
(4)①下列可作为比较X和Y金属性强弱的依据是____________________ (填序号);
a.最高价氧化物的水化物碱性强弱
b.相应硫酸盐水溶液的PH
c.单质与水反应的难易程度
d.单质与酸反应时失去的电子数
②由X、Y、氧三种元素所组成的化合物,能与盐酸以1:4反应生成两种常见盐和水,写出该化合物的化学式____________________;
(5)W的一种氢化物HW3可用于有机合成,其酸性与醋酸相似。体积和浓度均相等的HW3与X的最高价氧化物对应的水化物混合,混合后溶液中离子浓度由大到小的顺序是____________________。
(6)常温下,23gX单质在空气中燃烧,再恢复到常温,放出aKJ能量,写出X单质有关燃烧热的热化学方程式___________________________________________________。
5、2015年,中国药学家屠哟坳获得诺贝尔生理学和医学奖,其突出贡献是创制新型抗疟药青蒿素和双氢青蒿素。青蒿素是从黄花篙中提取得到的一种无色针状晶体,双氢青蒿素是青蒿素的重要衍生物,抗疟疾疗效优于青蒿素。请回答下列问题:
(1)组成青蒿素的三种元素电负性由大到小排序是_________,画出基态O原子的价电子排布图_________。(2)一个青蒿素分子中含有_________个手性碳原子;
(3)双氢青蒿素的合成一般是用硼氢化钠(NaBH4)还原青蒿素。硼氢化物的合成方法有:
2LiH+B2H6=2LiBH4 4NaH+BF3=NaBH4+3NaF
①写出BH4-的等电子体_________ (分子、离子各写一种);
②1976年,美国科学家利普斯康姆(W.N.Lipscomb)因提出多中心键的理论解释B2H6的结构而获得了诺贝尔化学奖。B2H6分子结构如图,2个B原子和一个H原子共用2个电子形成3中心二电子键,中间的2个氢原子被称为“桥氢原子”,它们连接了2个B原子。则B2H6分子中有_________种共价键,B原子的杂化方式为_________。
③NaBH4的阴离子中一个B原子能形成4个共价键,而冰晶石(Na3AlF6)的阴离子中一个Al原子可以形成6个共价键,原因是_________。
④NaH的晶胞如图,则NaH晶体中阳离子的配位数是_________;设晶胞中阴、阳离子为刚性球体且恰好相切,求阴、阳离子的半径比=_________。
6、氯水中含有多种成分,因而具有多种性质,根据氯水分别与图中四种物质发生的反应填空(a、b、c、d重合部分代表物质间反应,且氯水足量)。
(1)能证明氯水具有漂白性的是______(填“a”“b”“c”或“d”)。
(2)c过程中的现象是________________,b过程中反应的离子方程式为________________。
(3)a过程中反应的化学方程式为____________________________
7、A、B、C、D、E五种短周期主族元素,原子序数依次增大,其中C、D、E同周期,A、C同主族,B、E同主族,B元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍,又知A单质是密度最小的气体。
请回答下列问题:
(1)元素C在周期表中的位置______________________________。
(2)A、C、E以原子个数比1∶1∶1形成化合物X,其电子式为_________________。
(3)B、E对应简单氢化物稳定性的大小顺序是(用分子式表示) ________________。
(4)若D是非金属元素,其单质在电子工业中有重要应用,请写出其氧化物溶于强碱溶液的离子方程式:___________________________________________。
8、(1)已知Al(OH)3是两性氢氧化物,但不溶于弱碱溶液氨水,也不溶于弱酸碳酸。试用离子方程式说明原理:_____、_____。
(2)分子(CN)2中键与键之间的夹角为180°,并有对称性,分子中每个原子均满足8电子稳定结构。写出(CN)2的电子式_____。
(3)请在下图的虚线框中补充完成SiO2晶体的结构模型示意图____,(部分原子已画出),并进行必要的标注。
9、[化学——选修2:化学与技术]
(1)我国某地区已探明蕴藏有丰富的赤铁矿(主要成分为Fe2O3,还含有SiO2等杂质)、煤矿、石灰石和黏土。拟在该地区建设大型炼铁厂。
①随着铁矿的开发和炼铁厂的建立,需要在该地区相应建立焦化厂、发电厂、水泥厂等,形成规模的工业体系。据此确定图中相应工厂的名称:A.________,B.________,C.________,D.________;
②以赤铁矿为原料,写出高炉炼铁中得到生铁和产生炉渣的化学方程式:
__________________________________________________________;
。
(2)玻璃钢可由酚醛树脂和玻璃纤维制成。
①酚醛树脂由酚醛和甲醛缩聚而成,反应有大量热放出,为防止温度过高,应向有苯酚的反应釜________地加入甲醛,且反应釜应装有________装置。
②玻璃钢中玻璃纤维的作用是______。玻璃钢具有 等优异性能(写出两点即可)。
③下列处理废旧热固性酚醛塑料的做法合理的是________。
a.深埋 b.粉碎后用作树脂填料
c.用作燃料 d.用有机溶剂将其溶解,回收树脂
(3)工业上主要采用氨氧化法生产硝酸,如图是氨氧化率与氨-空气混合气中氧氨比的关系。其中直线表示反应的理论值;曲线表示生产实际情况。当氨氧化率达到100%,理论上r[n(O2)/n(NH3)]=________,实际生产要将r值维持在1.7~2.2之间,原因是___________________________。
10、硫酸亚铁铵[NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]是一种蓝绿色的无机复盐,易溶于水,不溶于乙醇,在水中的溶解度比FeSO4和(NH4)2SO4都要小。某同学设计如图实验装置制备硫酸亚铁铵晶体。
实验步骤如下:
①用 30%的NaOH溶液和铁屑(含有Fe2O3、FeS等杂质)混合、煮沸、冷却、分离,将分离出的NaOH溶液装入C中。
②在B中用①处理过的铁屑和稀H2SO4反应制取FeSO4。
③将②制得的FeSO4溶液与(NH4)2SO4溶液混合。
④将A中混合液蒸发浓缩、自然冷却、过滤、洗涤、干燥得到硫酸亚铁铵晶体。
(1)仪器a在使用前必须进行的操作是___________,C 中发生反应的离子方程式为___________。
(2)按图连接好装置,经检验气密性良好,加入相应的药品后,利用铁屑和稀硫酸反应产生的氢气赶走装置的空气及硫酸铵溶液中溶解的氧气,其目的是___________,此时活塞K1、K2、K3的状态___________。
(3)完成步骤③的操作是___________。
(4)步骤④将A中混合液蒸发浓缩、自然冷却”能析出硫酸亚铁铵晶体的原因是___________。过滤后的晶体用乙醇洗涤而不用蒸馏水洗涤原因是___________。
(5)从安全角度分析,该同学设计的实验装置存在的缺陷是___________。
11、标准状况下,向多份等量的NaOH固体中,分别加入一定体积的1.00mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液充分反应,反应产生的NH3随(NH4)2Fe(SO4)2溶液体积的变化如图所示(假设生成的NH3全部逸出):
请计算:
(1)a的值为__________L。
(2)每份NaOH固体的物质的量__________mol(写出计算过程)。
12、2021年10月16日,神舟十三号载人飞船把3名航天员送入中国空间站。空间站一种处理CO2的重要方法是对CO2进行收集和再生处理,重新生成可供人体呼吸的氧气。其技术路线可分为以下三步:
(1)固态胺吸收与浓缩CO2
在水蒸气存在下固态胺吸收CO2反应生成酸式碳酸盐(该反应是放热反应),再解吸出CO2的简单方法是____。
(2)CO2的加氢甲烷化
H2还原CO2制CH4的部分反应如下:
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41kJ·mol-1
Ⅱ.CO(g)+32(g)CH4(g)+H2O(g) △H2=-246kJ·mol-1
回答下列问题:
①反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的△H=___。
②有利于提高甲烷平衡产率的反应条件是___(写一种)。
③科学家研究在催化剂表面上CO2与H2的反应,前三步历程如图所示,吸附在催化剂表面上的物种用“·”标注,Ts表示过渡态。下列说法中一定正确的是___。
A.第一步历程中只发生了非极性共价键的断裂
B.该转化反应的速率取决于Ts1的能垒
C.·HOCO转化为·CO和·OH的反应△H<0
D.催化剂参与化学反应,能降低反应的活化能,提高反应物的转化率
(3)控制起始时=4,p=1atm,恒容条件下,若只发生反应Ⅰ、Ⅱ,平衡时各物质的物质的量分数随温度的变化如图所示:
①图中代表CH4的曲线是___(填序号),温度低于500℃时,CO的物质的量分数约为0,说明此条件下,反应___(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)化学平衡常数大,反应完全。
②M点时,平衡分压p(CO2)=___atm,反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)的平衡常数Kp=____atm-2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
13、2021年10月18日出版的《自然-化学》刊登了我国科学技术大学吴长征团队的研究新成果:AgCrS2在室温下具有超离子行为,该研究成果为未来新结构二维材料的合成和探索提供了新思路。
(1)基态铬原子电子排布式为_______,以顺时针方向自旋的电子最多有_______个,第一电离能P>S的原因是_______。
(2)等微粒中,则H2S的中心原子杂化类型为_______,键角SO2________SO3(填“>”、“=”、“<”),
的空间构型是_______。
(3)CrF3、CrBr3的熔点分别为1100℃、79℃,其可能的主要原因是_______。
(4)氧铬酸钙是一种复合材料,可用于配制无机防锈颜料等,其晶胞结构如图
①已知A、B的原子坐标参数分别为(1,0,0)、(0,1,0),则C的原子坐标参数为_______。
②氧铬酸钙的化学式为_______,该晶体密度为ρg/cm3,钙和氧的最近距离为a nm,则代表阿伏加德罗常数NA=_________mol-1
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