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、氨广泛用于生产化肥、制冷剂等方面。回答下列问题:
(1)实验室可用上图所示装置合成氨。
①亚硝酸钠与氯化铵反应的离子方程式为NO2-+NH4+N2↑+2H2O。
②锥形瓶中盛有一定量水并滴有几滴酚酞试剂。反应一段时间后,锥形瓶中溶液变红,则气体X的成分为N2、水蒸气、________和________(填化学式)。
(2)最近斯坦福大学研究人员发明了一种SUNCAT的锂循环系统,可持续合成氨,其原理如图所示。
①图中反应Ⅱ属于________(填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”)。
②反应Ⅲ中能量转化的方式是________(填“电能转变为化学能”或“化学能转变为电能”)。
(3)液氨可用作制冷剂,液氨汽化时________(填“释放”或“吸收”)能量;液氨泄漏遇明火会发生爆炸。已知部分化学键的键能数据如下表所示:
共价键 | N-H | O=O | N≡N | O-H |
键能/kJ·mol-1 | 391 | 498 | 946 | 463 |
则反应4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)的反应热ΔH=________。
3、碳酸氢钠俗称“小苏打”,在生活、生产中用途广泛。
(1)泡沫灭火器中主要成分是NaHCO3溶液和Al2(SO4)3溶液,两者混合后发生双水解反应生成Al(OH)3和CO2进行灭火,写出该反应的化学方程式_________________________________________________。
(2)Na2O2和NaHCO3都属于钠的化合物,它具有很强的氧化性。少量Na2O2与FeCl2溶液能发生如下反应:____Na2O2+____FeCl2+____H2O→____Fe(OH)3+____FeCl3+____NaCl,已知FeCl2前面系数为6,配平上述化学方程式______,并标出电子转移方向和数目______。该反应中被还原的元素是_________,氧化产物是_________。
(3)向NaHCO3溶液中加入少许Ba(OH)2固体,忽略溶液体积变化,溶液中的c(CO32-)的变化是_____(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)NaHCO3是氨碱法和联合制碱法制纯碱的中间产物,在滤出小苏打后,母液提取氯化铵有两种方法:①通入氨,冷却、加食盐,过滤 ②不通入氨,冷却、加食盐,过滤对两种方法的评价正确的是______(选填编号)。
a.①析出的氯化铵纯度更高 b.②析出的氯化铵纯度更高
c.①的滤液可直接循环使用 d.②的滤液可直接循环使用
(5)已知HCO3-在水中既能水解也能电离。NaHCO3溶液呈碱性,溶液中c(H2CO3)___c(CO32-)(选填“>”、“<”、“=”)。
4、碳及其化合物广泛存在于自然界中,回答下列问题:
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用形象化描述___________;
(2)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是___________;
(3)C2H2 分子中,共价键的类型有___________,C 原子的杂化轨道类型是___________,写出两个与C2H2 具有相同空间构型含碳无机物分子的分子式___________;
( 4 )CO 能与金属Fe、Ni 分别形成Fe(CO)5、Ni(CO)4,Fe(CO)5 中Fe 元素的原子核外电子排布为______,Ni(CO)4 是无色液体,沸点42.1℃,熔点-19.3℃,难溶于水,易溶于有机溶剂推测Ni(CO)4 是___________晶体。
(5)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:
①在石墨烯晶体中,每个C 原子连接___________个六元环,每个六元环占有___________个C 原子.
②在金刚石晶体中,C 原子所连接的最小环也为六元环,每个C 原子连接___________个六元环,六元环中最多有___________个C 原子在同一平面。
5、煤的气化技术发展较早,近几年来煤的气化技术更多的倾向于用水煤浆与粉煤为原料的加压气化技术。煤的气化的流程示意图如下:
(1)煤的气化过程中,存在如下反应:
① C(s)+O2(g) CO2(g) △H1=-394.1kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H2=-566.0kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H3=-483.6kJ/mol
写出利用水煤浆生产水煤气的热化学方程式___________________。
(2)一定条件下,由H2和CO可直接制备二甲醚(CH3OCH3)(产物中还有水蒸气),结果如图所示:
①合成二甲醚的化学方程式为___________________________
②其中CO的转化率随温度的升高而降低的原因_________________。
③有利于该反应充分进行的条件是______________ (填字母)
a.高温低压 b.低温高压 c.高温高压 d.低温低压
④在实际生产中选择了适宜温度和压强,原因是考虑了________因素
(3)图中,甲装置为CH3OCH3碱性燃烧电池,其电极均为Pt电极。装置乙中,C、D电极为Pb电极,其表面均覆盖着PbSO4,其电解液为稀H2SO4溶液。
① 写出甲装置中B极的电极反应____________________________
② 写出乙装置中D极的电极反应式___________________________
③ 当有46克二甲醚参加反应时,电路中通过的电子的物质的量为____mol
6、硫酸铵是化工、染织、医药、皮革等工业原料。某硫酸工厂利用副产品Y处理尾气SO2得到CaSO4,再与相邻的合成氨工厂联合制备(NH4)2SO4,工艺流程如下:
请回答以下问题:
(1)下列有关(NH4)2SO4溶液的说法正确的是_____
A.电离方程式:(NH4)2SO42NH4++SO42-
B.水解离子方程式:NH4++H2ONH3•H2O+H+
C.离子浓度关系:c(NH4+)+c(H+)=c(SO42-)+c(OH–)
D.微粒浓度大小:c(NH4+)>c(SO42-)>c(H+)>c(NH3•H2O)>c(OH–)
(2)硫酸工业中,V2O5作催化剂时发生反应2SO2+ O2 2SO3,SO2的转化率与温度、压强有关,请根据下表信息,结合工业生产实际,选择下表中最合适的温度和压强分别是__________。该反应420℃时的平衡常数_____520℃时的平衡常数(填“>”、“<”或“=”)。
1.01×105Pa | 5.05×105Pa | 1.01×106Pa | |
420℃ | 0.9961 | 0.9972 | 0.9984 |
520℃ | 0.9675 | 0.9767 | 0.9852 |
620℃ | 0.8520 | 0.8897 | 0.9276 |
(3)在2L密闭容器中模拟接触法制备三氧化硫时,若第12分钟恰好达到平衡,测得生成SO3的物质的量为1.2mol,计算前12分钟用氧气表示反应速率v(O2)为___________。
(4)副产品Y是__。沉淀池中发生的主要反应方程式是___________________。
(5)从绿色化学和资源综合利用的角度说明上述流程的主要优点是________________。
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、乙烯是制造塑料、合成橡胶和合成纤维等化学产品的基本原料。C2H6裂解制C2H4是化学工业的一个重要研究课题,目前裂解方法有电催化、光催化裂解、直接裂解、氧气或二氧化碳氧化乙烷裂解等。乙烷直接裂解、乙烷二氧化碳氧化裂解和乙烷氧气氧化裂解的反应如下:
(Ⅰ)C2H6(g)C2H4(g)+H2(g) △H1=+125kJ·mol-1
(Ⅱ)CO2(g)+C2H6(g)C2H4(g)+CO(g)+H2O(g) △H2=+177kJ·mol-1
(Ⅲ)2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g) △H3=-211.6kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)已知键能:E(C—H)=416kJ·mol-1,E(H—H)=436kJ·mol-1,由此计算生成1mol碳碳π键放出的能量为_______kJ。
(2)在一绝热的恒容密闭容器中,通入一定量的C2H6发生反应(Ⅰ),反应过程中容器内压强(P)与时间(t)变化如图1所示,随着反应进行,a~b段压强减小的原因是_______。
(3)反应(Ⅱ)的Arrhenius经验公式实验数据如图2中曲线a所示,已知Arrhenius经验公式Rlnk=-+C(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。反应的活化能Ea=_______kJ·mol-1。当改变外界条件时,实验数据如图中曲线b所示,则实验可能改变的外界条件是_______。
(4)乙烷氧气氧化裂解制乙烯,除发生反应(Ⅲ)之外,还发生副反应(Ⅳ):2C2H6(g)+7O2(g)4CO2(g)+6H2O(g)。在800℃时用乙烷氧气氧化裂解制乙烯,乙烷的转化率、乙烯的选择性和收率随投料比
的变化关系如图所示:
已知:C2H4的选择性=×100%
C2H4的收率=C2H6的转化率×C2H4的选择性
①控制=2而不采用选择性更高的
=3.5,除可防止积碳外,另一原因是_______;
<2时,
越小,乙烷的转化率越大,乙烯的选择性和收率越小的原因是_______。
②一定温度和压强为5.8pMPa条件下,将C2H6和O2按物质的量之比为2∶3通入密闭弹性容器中发生反应,平衡时,C2H4选择性为60%,C2H4的收率为48%。该温度下,反应2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g)的Kp=_______(用含字母p的代数式表示,带单位。已知Kp是用反应体系中气体的分压来表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
9、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)。
10、某化学小组用下列装置制备氨基甲酸铵(NH2COONH4),其反应原理为:2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(s) △H<0.已知:氨基甲酸铵难溶于四氯化碳;易水解生成碳酸氢铵,受热分解可生成尿素。
试回答下列问题:
(1)A装置中m仪器的名称是___________;C装置中橡皮管的作用是___________;试剂x可以是___________。
(2)用上述装置制取氨基甲酸铵,装置正确连接顺序是:___________→E←___________。
(3)反应时,为了提高氨基甲酸铵的产量,三颈烧瓶应放置在___________(填“热水浴”或“冷水浴”)中;装置E中浸有稀H2SO4的棉花作用是___________。
(4)反应在CCl4的液体中进行的原因是___________。
(5)实验制备过程中为了提高氨基甲酸铵纯度,请提出合理措施___________(写两条)。
11、取30.8g甲酸铜[(HCOO)2Cu]在隔绝空气的条件下加热分解,会生成含两种红色固体(Cu和)的混合物A和混合气体B;若相同质量的甲酸铜在空气中充分加热,则生成黑色固体D和
、
,固体A和D质量相差2.4g。请计算:
(1)红色固体A中Cu单质的物质的量为_______mol,同时写出简要的计算过程。
(2)将混合气体B置于中充分燃烧,消耗
的体积是_______L(换算为标准状况)。
12、一种利用Na2SO4制备重要工业用碱NaHCO3及盐NaHSO4的闭路循环绿色工艺流程如下:
某化学兴趣小组在实验室中根据上述流程进行模拟实验。流程中①中的反应实验装置图(待完善)如下。
请回答:
(1)流程中反应①后所获固体主要成分是_______(用化学式表示)。写出反应③生成NaHSO4的化学反应方程式_______。
(2)装置图中B的作用是_______。
(3)实验时持续通NH3,但A中产生少量固体后便不再继续反应,此时B、C中可能观察到的现象是_______。
(4)下列说法中不正确的是_______。
A.反应②能生成复盐Na2SO4·(NH4)2SO4·2H2O的主要原因是其溶解度较小
B.抽滤过程中应注意观察吸滤瓶内液面高度,当快达到吸滤瓶支管口时,应拔掉吸滤瓶上的橡皮管,从吸滤瓶支管口倒出溶液
C.依据该流程闭路循环绿色的特点,“煅烧(350°C)”的实验中最好用稀硫酸处理尾气
D.装置图A中的长玻璃导管下端应浸入溶液中,作用是作为安全管
E.利用该流程制备两种盐的总反应方程式为Na2SO4+CO2+H2O=NaHSO4+NaHCO3
(5)测定NaHSO4的纯度:称取一定质量所得产品配成250mL溶液,用移液管取出15.00mL,用NaOH标准溶液滴定。
①实验过程中,移液管洗涤干净并用蒸馏水清洗2~3次后,进行的后续一系列操作如下。
a.吸取少量待取液润洗2~3次
b.将润洗好的移液管插入待取溶液底部,吸取溶液使液面至标线以上
c.松动食指使液面缓慢下降至溶液的凹液面与标线相切,立即按紧管口
d.用吸水纸吸净尖端内、外的残留水
e.将润洗好的移液管插入待取溶液液面下约1-2cm处,吸取溶液使液面至标线以上
f.将移液管提出液面,倾斜容器,将管尖紧贴容器内壁成约45°角,稍待片刻
g.拿掉洗耳球,立即用食指堵住管口,使液体不再流出
h.当溶液流尽后,再停数秒,并将移液管向左右转动一下,取出移液管
i.将移液管垂直放入稍倾斜的锥形瓶中,并使管尖与容器内壁接触,松开食指使溶液全部流出
请选择正确操作的编号,按顺序排列:_______→_______→_______→g→f→_______→_______→_______(序号不重复)
②为使实验结果更加精确,滴定过程中最好选用下列指示剂中的哪一种_______。
A.甲基橙 B.石蕊 C.酚酞
13、纳米铁在废水处理、材料研发等领域有重要应用。以某钛白粉厂副产品(主要含,还含有
、
、
等杂质)为原料制备纳米铁的流程如下:
已知:,
,
,
。当溶液中离子浓度小于
mol⋅L-1时,可认为该离子沉淀完全。
(1)结合离子方程式解释“除钛”时加入铁粉的作用:___________。
(2)“除钴镍”完全后,溶液中的最大值为___________mol⋅L-1。
(3)投入1 mol NaBH₄还原
时,实际产生
体积大于44.8 L(已折算为标准状况)的原因是___________。
(4)用纳米铁去除废水中的。常温下,选择
初始浓度为
mol⋅L-1的废水,控制纳米铁的用量相同,测得
去除率随初始pH的变化如图-1所示。初始
时
去除率明显大于
时的原因是___________。
(5)利用该纳米铁制成的改性是一种优良的磁性材料,该
晶胞的
的结构如图-2所示,研究发现结构中的
只可能出现在图中某一“▲”所示位置上,请确定
所在晶胞的位置并说明理由:___________。
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