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、雾霾天气严重影响人们的生活和健康。其中首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5,其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此改善能源结构、机动车限号等措施能有效减少PM2.5、SO2、NOx等污染。
请回答下列问题:
(1)将一定量的某利M2.5样品用蒸馏水溶解制成待测试样(忽略OH-)。常温下测得该训试样的组成及其浓度如下表:根据表中数据判断该试样的pH=___________。
(2)汽车尾气中NOx和CO的生成: ①已知汽缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H>0恒温,恒容密闭容器中,下列说法中,能说明该反应达到化学平衡状态的是____。
A.混合气体的密度不再变化
B.混合气体的压强不再变化
C.N2、O2、NO的物质的量之比为1∶1∶2
D.氧气的转化率不再变化
(3)为减少SO2的排放,常采取的措施有:
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(g) △H=-241.8kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) △H=-110.5kJ·mol-1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式:_____________。
②洗涤含SO2的烟气。下列可作为洗涤含SO2的烟气的洗涤剂的是 ___________。
A.浓氨水 B.碳酸氢钠饱和溶液 C.FeCl2饱和溶液 D.酸性CaCl2饱和溶液
(4)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究性小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。若不使用CO,温度超过775K,发现NO的分解率降低,其可能的原因为______,在n(NO)/n(CO)=1的条件下,为更好的除去NOx物质,应控制的最佳温度在_____K左右。
(5)车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。活性炭可处理大气污染物NO。在5L密闭容器中加入NO和活性炭(假设无杂质),一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1℃ 和T2℃时,测得各物质平衡时物质的量(n/mol)如下表:
①写出NO与活性炭反应的化学方程式_____,②若T1<T2,则该反应的△H______O (填”>”、“<”或“=”)。
③上述反应T1℃时达到化学平衡后再通入0.1molNO气体,则达到新化学平衡时NO的转化率为__________。
3、[化学-选修3:物质结构与性质] 2015年8月12号接近午夜时分,天津滨海新区一处集装箱码头发生爆炸。发生爆炸的是集装箱内的易燃易爆物品,爆炸火光震天,并产生巨大蘑菇云。
回答下列问题:
(1)在组成NH4NO3、NaCN两种物质的元素中第一电离能最大的是___ ____(填元素符号),解释原因_____________________________________________。
(2)二甲基二硫和甲酸中,在水中溶解度较大的是_____ _(填名称),原因是_____________;烧碱所属的晶体类型为________;硫化碱(Na2S)的S2-的基态电子排布式是________________。
(3)硝酸铵中,NO3-的立体构型为 ,中心原子的杂化轨道类型为___________。
(4)1mol化合物NaCN中CN-所含的π键数为______,与-CN互为等电子体的分子有 。(CN)2又称为拟卤素,实验室可以用氰化钠、二氧化锰和浓硫酸在加热条件下制得,写成该制备的化学方程式___ _______。
(5)钠钾合金属于金属晶体,其某种合金的晶胞结构如图所示。合金的化学式为____________;晶胞中K 原子的配位数为 ;已知金属原子半径r(Na)=186pm、r(K)=227pm,计算晶体的空间利用率 __________(列出计算式,不需要计算出结果)。
4、利用化学原理对工厂排放的废水等进行有效检测与合理处理。某工厂处理含+6价铬的污 水工艺的流程如下:
(1)请写出N2H4的电子式____________________。
(2)下列溶液中,可以代替上述流程中N2H4的是______________(填选项序号)。
A. FeSO4溶液 B.浓硝酸 C.酸性KMnO4溶液 D. Na2SO3溶液
(3)已知加入N2H4的流程中,N2H4转化为无污染的物质,则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________________。
(4)Cr(OH)3的化学性质与A1(OH)3相似。在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高,原因可用离子方程式表示为_______________________________。
(5)实际工业生产中,有时还可采用阳离子交换树脂法来测定沉淀后溶液中Cr3+的含量,其原理是Mn++nNaR=nNa++MRn,其中NaR为阳离子交换树脂,Mn+为要测定的离子(此时氢离子不参与交换)。常温下,将pH=5的废水经过阳离子交换树脂后,测得溶液中Na+比交换前增加了0.046 g·L-1,则该条件下Cr(OH)3的Ksp的值为___________________________。
(6)在实际的含铬废水处理中,还可采用直接沉淀的方法,处理成本较低。
①己知含铬废水中存在着平衡,Cr2O72-和CrO42-在溶液中可相互转化,请用离子方程式表示它们之间的转化反应____________________________。
②在实际工业生产中,加入沉淀剂BaCl2溶液之前还要加入一定量的NaOH,这样有利于沉淀的生成,则生成沉淀的化学式为__________________________________。
5、(1)路易斯酸碱电子理论认为,凡是能给出电子对的物质叫做碱;凡是能接受电子对的物质叫做酸。BF3和NH3分别属于是___、___(酸或者碱)。
(2)金属铯(Cs)位于元素周期表中第6周期第IA族,氯化钠与氯化铯晶体中离子的排列方式如图所示:
造成两种化合物晶体结构不同的原因是___。
6、非金属硼的合金及其化合物有着广泛的用途。
(1)硼钢合金的硬度是普通钢材的 4 倍,其主要成分是铁。 画出基态铁原子的价电子排布图_____。
(2)氨硼烷(NH3BH3)是一种新型储氢材料,其分子中存在配位键, 则氨硼烷分子结构式为_____。写出一种与氨硼烷互为等电子体的分子_____(填化学式)。
(3)常温常压下硼酸(H3BO3)晶体结构为层状,其二维平面结构如右图所示。
①1 mol H3BO3晶体中含有______mol 氢键。
②请从氢键的角度解释硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大的原因:__________。
(4)硼氢化钠是一种常用的还原剂。其晶胞结构如右图所示:
①该晶体中Na+的配位数为_____。
②H3BO3 分子中的 O—B—O 的键角_____(填“大于”、“等于”或“小于”) BH4-中的 H—B—H 的键角,判断依据是_____。
③已知硼氢化钠晶体的密度为 ρ g/cm3, NA代表阿伏伽德罗常数的值,则 a=_____(用含 ρ、 NA的代数式表示);④若硼氢化钠晶胞上下底心处的 Na+被 Li+取代,得到的晶体的化学式为_____。
7、“三酸两碱”是最重要的无机化工产品,广泛用于国防、石油、纺织、冶金、食品等工业。“三酸”是指硝酸、硫酸和盐酸,“两碱”指烧碱和纯碱。回答下列问题:
(1)写出过量稀硝酸分别与“两碱”溶液反应的离子方程式:_______、_______。
(2)请将“三酸两碱”中所含位于第三周期的元素,按原子半径由大到小的顺序排列_______。
(3)氯的非金属性比硫____(填“强”或“弱”),请用两个事实说明你的结论____________。
(4)某烧碱溶液中含0.1molNaOH,向该溶液通入一定量CO2,充分反应后,将所得溶液低温蒸干,得到固体的组成可能有四种情况,分别是:①________;②Na2CO3;③________;④NaHCO3。若该固体溶于水,滴加过量盐酸,再将溶液蒸干,得到固体的质量是_______ g。
(5)将Na2CO3溶于水得到下列数据:
水 | Na2CO3 | 混合前温度 | 混合后温度 |
35mL | 3.2g | 20℃ | 24.3℃ |
Na2CO3溶于水_________(填“吸”或“放”)热,请从溶解过程热效应的角度加以解释___________。
8、(1)皂化实验中,加入的乙醇可以增大油脂与NaOH溶液的接触面积,其原因是___________。
(2)物质的摩氏硬度如下表所示:
| 金刚石 | 晶体硅 | |
摩氏硬度 | 10 | 7 |
的摩氏硬度比金刚石大的原因是___________。
9、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)。
10、某小组同学以不同方案探究Cu粉与FeCl3溶液的反应。
(1)甲同学向FeCl3溶液中加入Cu粉,观察到溶液的颜色变为浅蓝色,由此证明发生了反应,其离子方程式是__。
(2)乙同学通过反应物的消耗证明了上述反应的发生:将Cu粉加入到滴有少量KSCN的FeCl3溶液中,观察到溶液红色褪色,有白色沉淀A产生。
针对白色沉淀A,查阅资料:A可能为CuCl和CuSCN(其中硫元素的化合价为-2价)中的一种或两种。实验过程如下:
请回答:
①根据白色沉淀B是__(填化学式),判断沉淀A中一定存在CuSCN。
②仅根据白色沉淀A与过量浓HNO3反应产生的实验现象,不能判断白色沉淀A中一定存在CuSCN,从氧化还原角度说明理由:__。
③向滤液中加入a溶液后无明显现象,说明A不含CuCl,则a是__(填化学式)。
根据以上实验,证明A仅为CuSCN。
④进一步查阅资料并实验验证了CuSCN的成因,将该反应的方程式补充完整:
_Cu2++_SCN-=_CuSCN↓+_(SCN)2
⑤结合上述过程以及Fe(SCN)3Fe3++3SCN-的平衡,分析(2)中溶液红色褪去的原因:__。
(3)已知(SCN)2称为拟卤素,其氧化性与Br2相近。将KSCN溶液滴入(1)所得的溶液中,观察到溶液变红色,则溶液变红的可能原因是__或__。
11、某研究性学习小组拟用铜屑与氧化铜混合物与硫酸和硝酸组成的混酸反应来制取CuSO4•5H2O晶体,混酸中硝酸的还原产物为NO,反应过程中不产生SO2,反应后的溶液中不含Cu(NO3)2,反应中固体完全溶解,两种酸均恰好完全反应。设固体混合物的总质量为480g,其中铜屑的质量分数为0.400,480g固体混合物与一定量混酸微热后,充分反应,冷却恰好只得到CuSO4•5H2O,试求(1)混酸中HNO3 与H2SO4的物质的量之比为:___________;(2)原混酸中H2SO4 的质量分数__________。
12、“绿水青山就是金山银山”,研究NO2、NO、CO、NO2-、碳氢化合物大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。
(1)已知:汽车尾气中的CO、NOx、碳氮化合物是大气污染物。使用稀土等催化剂能将CO、NO转化成无毒物质。
已知: N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=+180.5kJ/mol K1(该反应的平衡常数)
2C(s) +O2(g) =2CO(g) △H2=-221kJ/mol K2 (同上)
C(s) +O2(g) =CO2(g) △H3=-393.5kJ/mol K3(同上)
写出NO(g) 与CO(g)催化转化成N2(g)和CO2(g)的热化学方程式_________,以及该热化学方程式的平衡常数K=________(用K1、K2、K3表示)
(2)污染性气体NO2与CO在一定条件下的反应为:2NO2+4CO4CO2+N2 △H=-1200kJ/mol。
①某温度下,在2L密闭容器中充入0.lmolNO2和02m1CO,此时容器的压强为1个大气压,5秒时反应达到平衡时,容器的压强变为原来的29/30,则反应开始到平衡时NO2的平均反应速率v(NO2)=_________mol/(L·s)。
②若容器中观察到____________________________,可判断该反应达到平衡状态;
③能使该反应的反应速率增大,且平衡向逆反应方向移动的是_______。
A.及时分离出CO2 B.适当升高温度
C.减小容器体积使体系压强增大 D.选择高效催化剂
(3)电化学降解NO2-的原理如图:
阴极反应式为_____________________________________。
(4)在高效催化剂作用下可用NH3还原NO2进行污染物处理。
①相同条件下,选用A、B、C三种催化剂进行反应,生成氮气的物质的量与时间变化如图。活化能最小的是________[用E(A)、E(B)、E(C)表示三种催化剂下该反应的活化能]。
②在催化剂A作用下测得相同时间处理NO2的量与温度关系如图。试说明图中曲线先增大后减小的原因____________________________________________________(假设该温度范围内催化剂的催化效率相同)。
13、寻找室温超导材料一直是科学家们竞相追求的目标, CaFeAsF 、LaH10、H2S等均是近年来的研究热点。回答下列问题:
(1)基态As原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为___________,基态La原子价电子排布为5d16s2,成为阳离子时首先失去___________轨道电子。
(2)CaFeAsF中,电负性最高的元素是___________。
(3)Ca与Fe位于同周期且最外层电子构型相同,Ca的熔点和沸点均比Fe的低,这是因为___________。
(4)H2S的的空间构型为___________,写出一种与H2S互为等电子体的分子的化学式___________。
(5)含砷化合物(以)中碳原子杂化方式是___________,每个分子中含σ键和π键个数比为___________。
(6)Ca、Fe、As构成的超导材料的晶胞结构如图所示,边长为apm,高为cpm,则紧邻的Ca原子之间的距离为___________ pm,该晶体的密度为___________ g•cm-3。
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