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、(14分)乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料,工业生产乙醇的一种反应原理为:2CO(g)+4H2 (g) CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H=—256.1kJ·mol—1。
已知:H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol—1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=—41.2kJ·mol—1
(1)以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇,其热化学方程式如下:
2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(l) △H= 。
(2)CH4和H2O(g)在催化剂表面发生反应CH4+H2OCO+3H2,该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表:
温度/℃ | 800 | 1000 | 1200 | 1400 |
平衡常数 | 0.45 | 1.92 | 276.5 | 1771.5 |
①该反应是_____反应(填“吸热”或“放热”);
②T℃时,向1L密闭容器中投入1molCH4和1mol H2O(g),平衡时c(CH4)=0.5mol·L—1,该温度下反应CH4+H2OCO+3H2的平衡常数K= 。
(3)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。
①若不使用CO,温度超过775℃,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,应控制的最佳温度在 左右。
②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染。写出CH4与NO2发生反应的化学方程式: 。
(4)乙醇-空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2—离子。该电池负极的电极反应式为 。
3、尿素和氨气对于提高农作物产量和品质有重要作用,合成尿素的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l),完成下列填空:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为___。
(2)在恒定温度下,将NH3和CO2按物质的量之比2:1充入固定体积为10L的密闭容器,经20min达到平衡,此时固体质量增加120g。用CO2表示20min内的化学反应速率为___。
(3)合成尿素时不同温度下CO2转化率变化曲线如图:
该反应正方向为____热反应(选填“吸”或“放”)。a、b、c三点对应温度下的平衡常数大小关系如何:_____(用Ka、Kb、Kc表示),理由为____。
4、氢能是理想的清洁能源,资源丰富。以太阳能为热源分解 Fe3O4 ,经由热化学铁氧化合物循环分解水制H2 的过程如下:
(1)过程Ⅰ:
①将O2分离出去,目的是提高Fe3O4的 。
②平衡常数K 随温度变化的关系是 。
③在压强 p1下, Fe3O4的平衡转化率随温度变化的(Fe3O4) ~ T 曲线如图 1 所示。若将压强由p1增大到p2 ,在图1 中画出 p2 的
(Fe3O4) ~ T 曲线示意图。
(2)过程Ⅱ的化学方程式是 。
(3)其他条件不变时,过程Ⅱ在不同温度下, H2O的转化率随时间的变化(H2 O) ~ t曲线如图2 所示。比较温度T1 、T2 、T3的大小关系是 ,判断依据是 。
(4)科研人员研制出透氧膜(OTM) ,它允许电子、O2-同时透过,可实现水连续分解制H2。工作时,CO、H 2O分别在透氧膜的两侧反应。工作原理示意图如下:
H2O在 侧反应(填“ a ”或“ b ”),在该侧H2O释放出H2的反应式是 。
5、NO2是一种红棕色气体,沸点为21℃。机动车尾气、锅炉废气是NO2的重要的排放源。完成下列填空:
(1)NO2的分子模型如图所示,该模型的类型为_______。
(2)下列说法正确是_____
A.N原子和O原子2p亚层的电子能量相同
B.N原子和O原子核外电子都有4种伸展方向
C.NO2和O2均为非极性分子
D.NO2和O2分子中各原子最外层电子数均为8
(3)元素非金属性:氮<氧,从原子结构的角度分析其原因:_______。列举一个事实说明N、O元素非金属性强弱:_______。
(4)点燃的镁条可以在NO2中继续燃烧,实验现象为_______。
(5)硝酸铜在1000℃时分解,其转化关系为:Cu(NO3)2→Cu+NO2↑+O2↑,该反应中断裂的化学键类型为_______。所得气体的平均分子量为_______。
(6)学生甲为了探究NO2对非金属的助燃性,利用排空气法收集上述反应生成的气体,并插入带火星的木条。学生乙认为该方法并不能达到其实验目的,原因是_______。
学生丙查阅文献得知,NO2不能使带火星的木条复燃。
(7)请在学生甲设计的实验方案基础上加以改进,帮助学生丙验证其所查文献描述NO2的性质:_______。
6、(1)已知Li、Na、K、Rb、Cs的熔、沸点呈下降趋势,而F2、Cl2、Br2、I2的熔点和沸点依次升高,分析升高变化的原因是_______。
(2)CN2H4是离子化合物且各原子均满足稳定结构,写出CN2H4的电子式_______
(3)已知金刚石中C-C键能小于C60中C-C键能,有同学据此认为C60的熔点高于金刚石,此说法不正确的理由_______。
7、近期,李兰娟院士通过体外细胞实验发现抗病毒药物阿比多尔(H)能有效抑制冠状病毒,同时能显著抑制病毒对细胞的病变效应。合成阿比多尔的一条路线为:
已知: 。
回答下列问题:
(1)阿比多尔分子中的含氧官能团为__________、____________,D的结构简式为______________。
(2)反应②的化学方程式为_______________;反应③的作用是_______________;反应⑤的类型为________________。
(3)A的同分异构体中,能发生银镜反应且能与碳酸氢钠溶液反应放出气体的有______种(不考虑立体异构)。
(4)以下为中间体D的另一条合成路线:
其中X、Y、Z的结构简式分别为_________、__________、_________。
8、单宁酸-硫酸体系中,低品位软锰矿(
质量分数为29%)中的Mn(Ⅳ)可被还原为
而浸出。其浸出过程如图所示。
(1)当完全水解,生成的没食子酸和葡萄糖物质的量之比为___________。
(2)写出葡萄糖还原生成
的离子反应方程式:________________。
(3)浸出前后软锰矿与浸取渣的X-射线衍射图如图所示,衍射峰的强度能一定程度反映晶体的质量分数等信息。指出图中对应衍射峰强度变化的原因:____________。
(4)为测定一定条件下该低品位软锰矿中锰元素的浸出率,进行如下实验:
准确称取软锰矿试样,加入一定量硫酸和单宁酸,水浴加热并充分搅拌,一段时间后过滤.将滤液冷却后加水定容至2L,量取20.00mL溶液于锥形瓶中,向锥形瓶中加入足量磷酸作稳定剂,再加入2mL高氯酸,边加边摇动,使
完全氧化为Mn(Ⅲ),加热溶液至无气体产生。冷却后用浓度为
的
溶液滴定至终点,消耗
溶液的体积为
。
①实验室现配溶液的浓度与计算值存在误差,为提高测量结果的精确度,滴定前需要对现配
溶液进行的补充实验是_________。
②完全氧化后加热溶液的目的是____________。
③计算该条件下软锰矿中锰元素的浸出率____________。[
。写出计算过程]
(5)90℃下,控制单宁酸用量和反应时间相同,测得对锰元素浸出率的影响如图所示。
时,锰元素浸出率降低的可能原因是___________。
9、下图为光电催化能源化利用CO2制备太阳能燃料的示意图。下列说法不正确的是______
A.阳极反应式为2H2O−4e−4H++O2↑
B.CO2还原产物可能为CO、HCHO、CH3OH、CH4等
C.阳极、阴极材料互换对制备太阳能燃料影响不大
D.若太阳能燃料为甲醇,则阴极电极反应式为:CO2+6H++6e−CH3OH+H2O
10、乳酸亚铁晶体〔CH3CH(OH)COO〕2Fe·2H2O是一种很好的食品铁强化剂,可由乳酸钙与FeCl2反应制得,制备流程如下:
反应装置如下图所示:
已知:①潮湿的乳酸亚铁易被氧化
②物质的溶解性:
乳酸钙:溶于冷水,易溶于热水;乳酸亚铁:溶于冷水和热水,难溶于乙醇。
请回答:
(1)装置甲的气密性检查操作为_________
(2)部分实验操作过程如下,请按正确操作顺序填入字母,其正确的操作顺序是:检查气密性按图示要求加入试剂
将三颈烧瓶置于水浴中
(____)
(____)
(____)
(____)
(____)
(____)
开动搅拌器
……
a.关闭K1;
b.盖上分液漏斗上口玻璃塞;
c.关闭K3,打开K2;
d.关闭K2,打开K3;
e.打开分液漏斗上口玻璃塞;
f打开K1
(3)该装置制备乳酸亚铁的优点是_________副产物为_________
(4)下列说法正确的是_________
A.装置甲中的主要仪器是球形分液漏斗和蒸馏烧瓶
B.本实验采用较大铁片而不是铁粉的主要原因是控制反应速率,防止进入三颈烧瓶的氯化亚铁过多,反应过于剧烈
C.乳酸亚铁悬浊液应从b口倒出进行抽滤,并用滤液洗涤三颈烧瓶,将洗涤液倒入布氏漏斗再次抽滤
D.粗产品的洗涤液,经蒸馏后所得的残留液,与滤液混合可提高副产物的产量
(5)在实验过程中FeCl2溶液和乳酸钙溶液混合即出现浑浊,继续在60℃-70℃下反应30分钟,静置冷却、抽滤、洗涤、低温真空干燥,得到成品,经测定得到反应温度和成品中Fe3+含量关系如图,60℃之后Fe3+含量明显较低的可能的原因是_________
(6)有同学提出可直接用KMnO4滴定法测定样品中的Fe2+量进而计算纯度,但实验后发现结果总是大于100%,其主要原因可能是_________
11、研究 CO、CO2 的回收利用既可变废为宝,又可减少碳的排放。回答下列问题:
(1)T1 K 时,将 1mol 二甲醚引入一个抽空的 50L 恒容容器中,发生分解反应:CH3OCH3(g) CH4(g)+H2(g)+CO(g) ,在不同时间测定容器内的总压,所得数据见下表:
由表中数据计算:0~5.0 min 内的平均反应速率 v(CH3OCH3)=__________,该温度下平衡常数 K=_______________ 。
(2)在 T2 K、1.0×104 kPa 下,等物质的量的 CO 与 CH4 混合气体发生如下反应:CO(g)+CH4(g) CH3CHO(g),反应速率 v正 −v逆=k正p(CO)•p (CH4)-k逆p(CH3CHO),k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,P为气体的分压(气体分压P=气体总压 P总×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数 Kp=4.5×10-5(kPa)-1,则 CO 转化率为 20%时,
=____________。
12、Na、Cl、 Cu是中学化学中常见的成盐元素,它们之间能形成多种化合物。回答下列问题:
(1)Na和Cl两种元素能形成多种化合物,如常见的NaCl,其晶胞结构如图1所示,氯离子位于晶胞的顶点和面心。
①Cl的基态原子核外电子排布式为___________。
②图1所示晶胞中,与钠离子最近的钠离子共有_______个。
③在高压下,Na与Cl可产生新的化合物,晶胞结构如图2所示,钠离子位于晶胞的顶点和体心,该物质的化学式为_________。
④Na与Cl在某条件下还能形成一种团簇分子,分子结构如图3所示,氯原子位于顶点和面心。该团簇分子的分子式为______。
(2)Cu、NH3、Cl可以形成[Cu(NH3)4]Cl2。 NH3分子的空间构型为________,[Cu(NH3)4]2+中提供空轨道的是__________,1 mol 该配合物中含有σ键的数目为___________(NA为阿伏加德罗常数的值)。
(3)金属铜采取面心立方最密堆积方式,Cu晶胞的边长为a pm,其晶胞及相关结构如图甲、乙、丙所示:
①铜晶体的密度ρ=____________g·cm-3。
②根据图丙求出铜原子的半径r=_______pm。
13、超分子在生命科学和物理学等领域中具有重要意义。金属卟啉超分子具有的共轭π电子体系的平面大环结构有利于电子快速迁移,含镍卟啉超分子化合物Ni—TPYP的结构和电催化还原CO2的两种反应途径如图所示。回答下列问题:
(1)基态镍原子的核外电子排布式为_______。
(2)超分子化合物Ni—TPYP中心原子的配位数为_______,N的杂化类型是_______。
(3)Ni—TPYP催化剂的活性位点上参与成键的原子是_______。
(4)利用元素的电负性分析途径I第②步形成O—H键和C—N键的原因_______。
(5)一种镍的砷化物的晶体结构如图所示,与镍原子距离最近且相等的砷原子的个数为_______。
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