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、氢能是极具发展潜力的清洁能源,2021年我国制氢量位居世界第一、请回答:
(1)时,
燃烧生成
放热
,
蒸发吸热
表示
燃烧热的热化学方程式为_______。
(2)工业上,常用与
重整制备
。500℃时,主要发生下列反应:
I.
II.
①已知:。向重整反应体系中加入适量多孔
,其优点是_______。
②下列操作中,一定能提高平衡转化率的是_______(填标号)。
A.加催化剂 B.增加用量
C.移除 D.恒温恒压,通入惰性气体
③500℃、恒压条件下,1molCH4(g)和1molH2O(g)反应达平衡时,甲烷的转化率为0.5,二氧化碳的物质的量为0.25mol,则反应II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)。
(3)实现碳达峰、碳中和是贯彻新发展理念的内在要求,因此二氧化碳的合理利用成为研究热点。可用氢气和二氧化碳在催化剂作用下合成甲醇:。恒压下,
和
的起始物质的量之比为1∶3时,该反应甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示。该反应的
_______0,甲醇的产率P点高于T点的原因为_______。
(4)通过上述反应制得的甲醇燃料电池在新能源领域中应用广泛。
①若采用溶液为燃料电池的电解质溶液,则燃料电池的负极方程式为_______。
②已知在该燃料电池中,吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到,四步可能脱氢产物及其相对能量如图,则最可行途径为a→_______(用b~j等代号表示)。
3、镀镍废水中的Ni2+可用还原铁粉除去。25℃时,部分氢氧化物在废水中开始沉淀和沉淀完全的pH如下表所示:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Ni(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.6 | 7.7 |
沉淀完全的pH | 3.3 | 9.9 | 9.2 |
(1)还原铁粉的制备:向FeSO4溶液中加入NaBH4 (其中H为-1价)可得还原铁粉,同时生成H3BO3和H2。理论上制备1molFe,需NaBH4的物质的量为______mol。
(2)还原铁粉除镍:向废水中加入还原铁粉,可置换出镍。某小组通过实验研究废水中镍的去除效果。
①取五份废水样品各100mL,加酸或碱调节其初始pH不等,再加入等量且过量的铁粉,充分反应后测得废水中镍含量随溶液初始pH的变化如图所示。pH太小,残留的镍含量较高,原因是______;pH>6.6时,残留的镍含量随溶液初始pH增大而增多的原因是______。
②取100mL废水样品,向其中加入适量铁粉,测得溶液的pH、Fe(Ⅱ)的含量和总铁含量变化如图所示,Fe(Ⅱ)表示溶液及沉淀中+2价的铁元素,总铁表示溶液及沉淀中化合态的铁元素。40~60min内,溶液pH约为6.4,该时间段内引起Fe(Ⅱ)含量降低的反应的离子方程式为______。
③另取100mL pH约为5.8的废水样品,加入FeCl3溶液,废水中镍含量也有明显降低,原因是______。
4、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)
5、NOx的排放主要来自于汽车尾气,包含NO2和NO。若用活性炭对NO进行吸附,可发生C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),在T1℃时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如表:
浓度(mol•L-1) | 时间(min) | |||||
0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | |
NO | 1.00 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
(1)关于该反应说法错误的是_____。
a.该反应体现了NO的氧化性 b.降低NO浓度能够减慢反应速率
c.加入足量的炭粉可以使NO100%转化 d.合适的催化剂可以加快反应速率
(2)表中0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)=_____;当升高反应温度,该反应的平衡常数K减小,说明正反应为_____反应(填“吸热”或“放热”).
(3)30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡;根据表中的数据判断改变的条件可能是______(填字母)。
a.加入一定量的活性炭 b.通入一定量的NO
c.适当缩小容器的体积 d.加入合适的催化剂
某实验室模拟该反应,在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体,测得NO的转化率随温度的变化如图所示:
(4)由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,原因是_____;在1100K时,CO2的体积分数为_____。
(5)NO2排放到大气中会引起______(填两个)等环境问题。
6、(1)在下列物质①NH3、②BF3、③HCl、④SO3,属于非极性分子的是(填序号)________。
(2) 试比较含氧酸的酸性强弱(填“>”、“<”或“=”): HClO3________HClO4。
(3)根据价层电子对互斥理论判断:H2O的VSEPR构型为________。
(4)沸点比较:邻羟基苯甲醛对羟基苯甲醛(填“>”、“<”或“=”),原因是__________。
7、【化学—选修5:有机化学基础】我国成功研制出丁苯酞,标志着我国在脑血管疾病治疗药物研究领域达到了国际先进水平。合成丁苯酞(J)的一种路线如下
已知:①
②E的核磁共振氢谱只有一组峰;
③J是一种酯,分子中除苯环外还含有一个五元环。
回答下列问题:
(1)对E的系统命名
(2)由B生成C反应类型为
(3)C中官能团名称为 ,C分子中最多有 个原子共平面。(已知甲醛中所有原子共面)
(4)由H生成J的化学方程式为 (写明反应条件)。
(5)与CO2反应生成X,X的同分异构体中:
①能发生水解反应;②能发生银镜反应;③能与氯化铁溶液发生显色反应。
满足上述条件X的同分异构体共有 种(不考虑超出中学范围的顺反异构和手性异构),写出核磁共振氢谱图中有五个吸收峰的同分异构体的结构简式 。
(6)参考题中信息和所学知识,写出由甲醛和化合物A合成2一苯基乙醇()的路线流程图(其它试剂任选)。合成路线流程图表达方法例如下:
8、(14分)工业上用闪锌矿(主要成分为ZnS,还含有Fe2O3等杂质)为原料生产ZnSO4·7H2O的工艺流程如下:
(1)滤渣A经CS2提取后可获得一种淡黄色副产品,其化学式为 。
(2)浸取过程中Fe2(SO4)3的作用是 。
(3)除铁过程控制溶液的pH在5.4左右,该反应的离子方程式为 。该过程在空气入口处设计了一个类似淋浴喷头的装置,其目的是 。
(4)置换法除重金属离子所用物质C为 。
(5)硫酸锌的溶解度与温度之间的关系如下表:
温度/℃ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
溶解度/g | 41.8 | 54.1 | 70.4 | 74.8 | 67.2 | 60.5 |
从除重金属后的硫酸锌溶液中获得硫酸锌晶体的实验操作为 、 、过滤、干燥。
9、K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体光照分解后产生K2C2O4和FeC2O4,且分解产物中的CO2和H2O以气体形式离开晶体。某次测定分解后的样品中C2的质量分数为53.86%。请回答:
已知:M{K3[Fe(C2O4)3]·3H2O}=491 g·mol-1。
(1)写出K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体分解反应的化学方程式:___________。
(2)晶体的分解百分率为___________。(写出简要计算过程)
10、的化合物种类较多,其中三氯化六氨合钴(III)在工业上用途广泛。
已知:①具有较强还原性,溶液呈棕色。
性质稳定。
②[Co(NH3)6]Cl3在水中的溶解度曲线如下图所示。
实验室制备的实验步骤:
I.检查装置气密性并将、
和活性炭在三颈烧瓶中混合,滴加浓氨水,溶液变为棕色,充分反应后缓慢滴加双氧水,水浴加热20 min,实验装置下图所示。
II.将所得浊液趁热过滤,向滤液中逐滴加入少量浓盐酸。
III.冷却结晶后过滤,用少量冷水和无水乙醇分别洗涤晶体2~3次。
(1)图中仪器b的名称为___________。
(2)写出步骤I中棕色溶液与双氧水反应的离子方程式:___________。
(3)步骤II向滤液中加入浓盐酸的作用是___________。
(4)步骤III中用冷水洗涤的目的是___________。
(5)用如图装置测定产品中的含量(部分装置已省略):
①蒸氨:取xg样品加入过量试剂后,加热三颈烧瓶,蒸出的通入盛有
mL
mol/L
标准溶液的锥形瓶中。液封装置2的作用是___________。
②滴定:将液封装置2中的水倒入锥形瓶后,用 mol/L NaOH溶液滴定剩余的
,消耗
mL NaOH溶液。滴定时选用的指示剂为___________,
的质量分数为___________;若NaOH溶液使用前敞口放置于空气中一段时间,测得
的含量___________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
11、水中的酸碱平衡。一个溶液(X)含有两种一元弱酸(只有一个具有酸性的质子); HA的酸解离常数KHA= 1.74 ×10-7, HB的酸解离常数KHB= 1.34 ×10-7溶液XpH为3.75。
(1).滴定完100 mL溶液X需要100 mL 0.220 M NaOH溶液。计算溶液X中每一种酸的最初的(总量)浓度(mol·L-1) ___________。在适当的地方合理近似[Kw= 1.00 × 10-14,298K。 ]
(2).计算最初包含6.00 × 10-2 M NaA与4.00 × 10-2 M NaB的溶液Y的pH___________。
(3).向溶液X中加入许多蒸馏水得到非常(无限)稀的溶液,酸的总浓度接近于零。计算稀溶液中每一种酸的解离百分数___________。
(4).将一个缓冲溶液加到溶液Y中,保持pH为10.0. 得到溶液Z,假定体积无变化。计算物质M(OH)2在Z中的溶解度___________ (用mol·L-1)。已知阴离子A-与B-可与M2+形成络合物:
M(OH)2 ⇌ M2+ + 2OH- Ksp=3. 10 ×10-12
M2++A- ⇌ [MA]+ K1=2.1 × 103
[MA]++ A- -⇌ [MA2] K2=5.0 × 102
M2++B- ⇌ [MB]+ K=6.2 × 103
[MB]++B- ⇌ [MB2] K=3.3 × 102
12、氮的化合物在生产实践及科学研究中应用广泛。
(1)N2O又称笑气,有轻微的麻醉作用,已知:
①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ∆H1=+180. 50 kJ• mol-1
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ∆H2=-114. 14kJ•mol-1
③3NO(g)=N2O(g) +NO2(g) ∆H3=-115.52 kJ•mol-1
则反应2N2O(g)2N2(g)+O2(g) ∆H=___________kJ•mol-1
(2)已知2NO(g)+O2(g)2NO( g)的反应历程分两步:
第一步2NO(g) N2O2(g)(快速平衡)
第二步N2O(g)+O2(g) 2NO2(g)( 慢反应)
用O2表示的速率方程为v(O2)=k1•c2(NO) •c(O2);NO2表示的速率方程为v( NO2)= k2•c2(NO)•c(O2),k1与k2分别表示速率常数(与温度有关),则___________;反应历程中决定总反应速率的是___________(填“第一步"或“第二步”)。
(3)为研究汽车尾气转化为无毒无害的物质有关反应,在密闭容器中充入10mol CO和8mol NO,发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g) +2CO2(g) ∆H<0,如图为平衡时的体积分数与温度、压强的关系。
①该反应达到平衡后,为在提高反应速率同时提高NO的转化率,可采取的措施有___________。
②压强为10MPa温度为T1下,若反应进行到20min达到平衡状态,容器的体积为4L,用CO2的浓度变化表示的平均反应速率v( CO2)=___________,该温度 下平衡常数Kp=___________( 用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数;保留两位有效数字)。
③若在D点对反应容器降温的同时缩小体积至体系压强增大,达到的平衡状态可能是图中A~G点中的_______点。
(4)直接供氨式燃料电池(DAFC)的结构如图所示,b电极为_____极(填“正”或“负"),a极电极反应式是____。
13、金属蚀刻加工过程中,常用盐酸对其表面氧化物进行清洗,会产生酸洗废水。 pH在1.5左右的某酸洗废水中含铁元素质量分数约3%,其他金属元素如铜、镍、锌、 铬浓度较低,工业上综合利用酸洗废水可制备三氯化铁。制备过程如下:
相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Cu(OH)2 | Ni(OH)2 | Zn(OH)2 | Cr(OH)3 | Fe(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.5 | 4.2 | 7.1 | 5.4 | 4.3 | 7.6 |
沉淀完全的pH | 3.7 | 6.7 | 9.2 | 8.0 | 5.6 | 9.6 |
回答下列问题:
(1)“中和”时发生反应的化学方程式为__________________,调节pH至________范围,有利于后续制备得纯度较高的产品。
(2)酸溶处理中和后的滤渣,使铁元素浸出。滤渣和工业盐酸反应时,不同反应温度下 铁浸出率随时间变化如图(a)所示,可知酸溶的最佳温度为_______________。按照不同的固液比(滤渣和工业盐酸的投入体积比)进行反应时,铁浸出率随时间变化如图(b)所示,实际生产中固液比选择1.5:1的原因是___________。
(3)氧化时,可选氯酸钠或过氧化氢为氧化剂,若100L“酸溶”所得溶液中Fe 2+含量为1.2mol∙L−1,则需投入的氧化剂过氧化氢的质量为__________。
(4)氧化时,除可外加氧化剂外,也可采用惰性电极电解的方法,此时阴极的电极反应式为__________,电解总反应的离子方程式是 __________。
(5)将得到的FeCl3溶液在HCl气氛中______、______、过滤、洗涤、干燥得FeCl3∙6H2O晶体。
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