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、MnO2是一种重要的无机功能材料,粗MnO2的提纯是工业生产的重要环节.某研究性学习小组设计了将粗MnO2(含有较多的MnO和MnCO3)样品转化为纯MnO2实验,其流程如下
(1)第①步加稀H2SO4时,粗MnO2样品中的_____________(写化学式)转化为可溶性物质.
(2)第②步反应的离子方程式:_______________________
(3)流程中得到MnO2固体操作必需的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、_______________。
(4)已知第③步蒸发得到的固体中有NaClO3和NaOH,则一定还有含有_________(写化学式).其中用到Cl2的实验室制法的反应离子方程式:_______________________。
(5)若粗MnO2样品的质量为50.76g,第①步反应后,经过滤得到34.8g MnO2,并收集到0.896LCO2(标准状况下),则在第②步反应中至少需要____________ g NaClO3.[M (NaClO3)=106.5]
(6)第①步酸溶产生的CO2与NH3反应可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。己知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s); ΔH=-159.5kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CONH2)2(s)+H2O(g); ΔH=+116.5kJ·mol-1
③H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0kJ·mol-1
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式______________。
3、硅烷(SinH2n+2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示,呈现这种变化关系的原因是______。
4、光纤通讯是光导纤维传送信号的一种通讯手段,合成光导纤维及氮化硅(一种无机涂层)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)反应I的化学方程式为2C+ SiO2Si+2CO↑,其中还原剂为_______(填化学式),该反应涉及的副反应可能有(碳不足)C+ SiO2
Si+CO2↑和(碳足量)_______________。
(2)经反应Ⅱ所得的四氯化硅粗品中所含的物质如下:
组分名称 | SiCl4 | SiHCl3 | SiH2Cl2 | HCl | BCl3 | PCl3 |
质量分数 | 0.545 | 0.405 | 0.0462 | 0.0003 | 0.00193 | 0.00157 |
沸点/℃ | 57.6 | 31. 8 | 8. 2 | -85 | 12. 5 | 75. 5 |
图中 “操作X”的名称为_______;PCl3的电子式为_______。
(3)已知反应Ⅳ的化学方程式为3SiCl4+4NH3Si3N4+12HCl,则反应Ⅲ和Ⅳ中尾气的用途为________。若向一2L恒容密闭容器中投入1 mol SiC14和1 mol NH3,6 min后反应完全,则0~6 min内,HCl的平均反应速率为____________ mol·L-l·min-l。
5、据预测,到2040年我国煤炭消费仍将占能源结构的三分之一左右。H2S在催化活性碳(AC)表面的迁移,对煤的清洁和综合应用起了很大的促进作用,其机理如图所示,其中ad表示物种的吸附状态。下列有关叙述错误的是
A. 图中阴影部分表示H2S分子的吸附与离解
B. AC表面作用的温度不同,H2S的去除率不同
C. H2S在AC表面作用生成的产物有H2O、H2、S、SO2、CS2等
D. 图中反应过程中只有H—S键的断裂,没有H—S键的形成
6、乙烯的产量是一个国家石油化工水平的重要标志,研究制备乙烯的原理具有重要的意义,科学家研究出各种制备乙烯的方法。
I.由乙烷直接脱氢或氧化脱氢制备,原理如下:
直接脱氢:
氧化脱氢:
(1)已知键能,
,生成1mol碳碳π键放出的能量为_______________kJ,从热力学角度比较直接脱氢和氧化脱氢,氧化脱氢法的优点为______________。
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量的和
,维持初始压强
,
,发生上述两个反应。2.5min时,
,
,则用
的分压变化表示直接脱氢反应的平均速率为_______
;反应一段时间后,
和
的消耗速率比小于2:1的原因为__________________。
II.利用乙炔和氢气催化加成制备乙烯,发生如下反应:
①
②
保持压强为20kPa条件下,按起始投料,匀速通入装有催化剂的反应器中发生反应①和②,测得不同温度下
和
的转化率如下图实线所示(图中虚线表示相同条件下平衡转化率随温度的变化)。
(3)表示转化率的曲线是_____________(填“m”或“n”)。
(4)随着温度的升高,m和n两条曲线都是先升高后降低,其原因是_______________。
(5)时,两种物质的转化率分别为0.75、0.5,反应①的平衡常数
__________
。
7、甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有:
反应 过程
| 化学方程式
| 焓变△H (kJ/mol)
| 正反应活化能Ea (kJ/mol)
|
甲烷 氧化[
| CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)
| -802.6
| 125.6
|
CH4(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)
| -322.0
| 172.5
| |
蒸汽 重整
| CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)
| 206.2
| 240.1
|
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)
| 165.0
| 243.9
|
回答下列问题:
(1)反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的△H= kJ/mol。
(2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率 甲烷氧化的反应速率(填大于、小于或等于)。
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作KP),则反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)KP的表达式为 ;随着温度的升高,该平衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)从能量角度分析,甲烷自热重整方法的先进之处在于 。
(5)在某一给定进料比的情况下,温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如下图:
①若要达到H2物质的量分数>65%、CO的物质的量分数<10%,以下条件中最合适的是 。
A.600℃,0.9Mpa B.700℃,0.9Mpa C.800℃,1.5Mpa D.1000℃,1.5MPa
②画出600℃,0.1Mpa条件下,系统中H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始计时)的变化趋势示意图:
(6)如果进料中氧气量过大,最终导致H2物质的量分数降低,原因是 。
8、二氧化硫、氯气、氧化亚砜均为重要的工业原料。工业上用SO2、SCl2与Cl2反应合成氯化亚砜:SO2(g)+Cl2(g)+SCl2(g)2SOCl2(g)
(1)在373K时,向10L的密闭容器中通入SO2、SCl2与Cl2均为0.20mol,发生上述反应。测得其压强(p)随时间(t)的变化为表中数据Ⅰ(反应达到平衡时的溫度与起始温度相同,P0为初始压强)。
t/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
Ⅰ | P | 6.0 P0 | 6.7 P0 | 6.l P0 | 5.4 P0 | 5.0 P0 | 5.0 P0 |
II | P | 6.0 P0 | 7.0 P0 | 5.3 P0 | 5.O P0 | 5.0 P0 | 5.0 P0 |
谪回答下列问题:
①该反应的△H_________(填“>”“ <”或“=”)0。
②若只改变某一条件,其他条件相同时.测得其压强随时间的变化为表中数据Ⅱ,则改变的条件是_________ 。
(2)如图是某同学测定上述反应的平衡常数的对数值(lgK)与温度的变化关系点。
①A点的数值为______________。(己知:lg4=0.6)
②当升高到某一温度吋.反应重新达到平衡,A点可能变化为___________点。
(3)己知反应 S4(g)+4Cl2(g) = 4SCl2(g)的△H=-4kJ·mol-1,1molS4(g)、lmolSCl2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收1064kJ、510kJ的能量,则1molCl2(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为__________kJ。
(4)常温下饱和亚硫酸溶液的物质的量浓度为1.25mol/L,电离常数为Ka1=1.54×10-2 Ka2=1.02×10-7。
①SOCl2溶于水中可形成两种酸,其中HCl的物质的量浓度为10mol/L时,H2SO3的物质的量浓
度_______(大于、小于、等于)1.25mo1/L。
②向10mL饱和H2SO3溶液中滴加相同物质的量浓度的NaOH溶液VmL,当V=amL时,溶液中离子浓度有如下关系:c (Na+) =2c (SO32-) +c (HSO3-) ;当V=bmL时,溶液中离子浓度有如下关系:c (Na+) =c(SO32-) +c (HSO3-) +c(H2SO3);则 a________b(大于、小于、等于)。
9、石油裂解气用途广泛,可用于合成各种橡胶和医药中间体。利用石油裂解气合成CR橡胶和医药中间体K的路线如图:
已知:I.氯代烃D的相对分子质量是113,氯的质量分数约为62.8%,核磁共振氢谱峰面积之比为2︰1;
Ⅱ.
(1)A的顺式异构体的结构简式为___________。D的系统名称是___________。
(2)反应②的条件是___________,依次写出①和③的反应类型:___________、___________。
(3)写出F→G过程中第一步反应的化学方程式:_________________________________。
(4)G还能与其他醇类发生反应,写出G与乙二醇发生聚合反应的化学方程式:________。
(5)写出比G多2个碳原子的同系物的所有同分异构体的结构简式:___________。
(6)已知双键上的氢原子很难发生取代反应。以A为起始原料,选用必要的无机试剂合成B__。合成路线流程图示如:
10、草酸是化工上常用的还原剂,实验空中可以用浓硝酸在Hg(NO3)2催化F氧化C2H2气体来制备,可能用到的仪器如图所示。
已知电石(主要成分为CaC2,含少量CaS和Ca3P2等杂质)遇水可以迅速生成C2H2,CuSO4浴液能够吸收PH3气体,浓硝酸氧化C2H2时会被还原为NO2。问答下列问题:
(1)CaC2的电子式为______;CaC2与H2O反应制备C2H2的化学反应方程式为______。
(2)选择所需的仪器,接口正确的连接顺序为______→e。
(3)为便于控制电石与水反应制备C2H2,有同学认为宜选取仪器乙,不宜选取甲,该观点是否正确?请说明原因______。
(4)制备C2H2气体时,常用饱和食盐水代替水的原因是______。
(5)装置戊中生成草酸的反应方程式为______,反应一般控制在50℃左右,若高于50℃,则生成草酸的速率会减慢,原因是______。
(6)三颈烧瓶中液体经过蒸发浓缩。冷却结晶、过滤等操作可得到草酸晶体(H2C2O4·2H2O),设计一个实验证明草酸属于二元弱酸:______。
11、硫酸镍铵可用于电镀、印刷等领域。为测定其组成,进行如下实验:
序号 | 滴定前读数/mL | 滴定后读数/mL |
1 | 0.00 | 20.10 |
2 | 1.20 | 23.40 |
3 | 1.55 | 21.45 |
①称取4.670样品,配成250mL溶液A。
②取25.00mL溶液A,加足量浓NaOH溶液并加热,生成(标准状况)。
③另取25.00mL溶液A,用0.05000mol//L的EDTA()标准溶液滴定其中的
(离子方程式为
),重复实验,数据如表。请回答:
(1)4.670g硫酸镍铵中的物质的量为___________mol。
(2)硫酸镍铵的化学式为___________(写出计算过程)。
12、工业上用含三价钒(V2O3)为主的某石煤为原料(含有Al2O3、CaO等杂质),钙化法焙烧制备V2O5,其流程如下:
资料:+5价钒在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系:
pH | 4~6 | 6~8 | 8~10 | 10~12 |
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主要离子 | VO2+ | VO3— | V2O74— | VO43— |
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(1)焙烧:向石煤中加生石灰焙烧,将V2O3转化为Ca(VO3)2的化学方程式是_________。
(2)酸浸:①Ca(VO3)2难溶于水,可溶于盐酸。若焙砂酸浸时溶液的pH=4,Ca(VO3)2溶于盐酸的离子方程式是________。
②酸度对钒和铝的溶解量的影响如图所示:酸浸时溶液的酸度控制在大约3.2%,根据下图推测,酸浸时不选择更高酸度的原因是________。
(3)转沉:将浸出液中的钒转化为NH4VO3固体,其流程如下:
①浸出液中加入石灰乳的作用是_____________。
②已知常温下CaCO3的溶度积常数为Ksp1,Ca3(VO4)2溶度积常数为Ksp2。过滤后的(NH4)3VO4溶液中VO43—的浓度为cmol/L,该溶液中CO32—的浓度为_______mol/L
③向(NH4)3VO4溶液中加入NH4Cl溶液,控制溶液的pH=7.5。当pH>8时,NH4VO3的产量明显降低,原因是_______________。
(4)测定产品中V2O5的纯度:称取ag产品,先用硫酸溶解,得到(VO2)2SO4溶液。再加入b1mLc1mol/L(NH4)2Fe(SO4)2溶液(VO2++2H++Fe2+=VO2++Fe3++H2O)最后用c2mol/LKMnO4溶液滴定过量的(NH4)2Fe(SO4)2至终点,消耗KMnO4溶液的体积为b2mL。
已知MnO4-被还原为Mn2+,假设杂质不参与反应。则产品中V2O5的质量分数是_____。(V2O5的摩尔质量:182g/mol)
13、以菱锰矿(主要成分为MnCO3,还含有Fe3O4、FeO、MgCO3等杂质)为原料制备MnSO4的工艺流程如下图:
已知:常温下,Ksp(MnS)=1×10-11.金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表:
金属离子 | Fe3+ | Fe2+ | Mn2+ | Mg2+ |
开始沉淀 | 1.5 | 6.3 | 7.6 | 9.6 |
完全沉淀 | 2.8 | 8.3 | 10.2 | 11.6. |
(1)酸浸时选择H2SO4而不是HCl的原因可能是___________和___________,沉淀池1中,加入MnO2时发生反应的离子方程式为___________。
(2)该工艺流程中废渣和沉淀1、2均需用水洗涤,并将洗涤液返回酸浸工序,目的是___________。
(3)沉淀2的化学式是___________,不能用NaOH代替NaF,其原因是___________。
(4)含MnSO4溶液中还含有___________杂质(填离子符号),利用KMnO4溶液与Mn2+反应生成黑色沉淀的现象可以检验Mn2+,发生反应的离子方程式为___________。
(5)电解MnSO4溶液可进一步获得二氧化锰,电解后的废水中还含有Mn2+,常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀,过滤后再向滤液中加入适量Na2S,进行二级沉降。欲使溶液中c(Mn2+)≤1.0×10-5 mol·L-1,则应保持溶液中c(S2-)≥___________mol·L-1。
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