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、目前人们对环境保护、新能源开发很重视。
(1)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体转化为无毒气体。
4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200 kJ·mol-1
对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图像正确的是 (填代号)。
(2)用活性炭还原法也可以处理氮氧化物,某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s) + 2NO(g) N2(g) + CO2(g) ΔH在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下:
时间/min 浓度/(mol/L) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.0 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
CO2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
①根据图表数据分析T1℃时,该反应在0-20min的平均反应速率v(CO2)= ;计算该反应的平衡常数K= 。
②30min后,只改变某一条件,根据上表的数据判断改变的条件可能是 (填字母代号)。
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
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3,则达到新平衡时NO的转化率 (填“升高”或“降低”),ΔH 0(填“>”或“<”).
(3)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH= -l59.5kJ/mol
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH= +116.5kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0kJ/mol
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式 。
(4)一种氨燃料电池,使用的电解质溶液是2mol/L的KOH溶液。
电池反应为:4NH3+3O2=2N2+6H2O;
请写出通入a气体一极的电极反应式为 ;每消耗3.4g NH3转移电子的物质的量为 。
3、锑白(Sb2O3)在工业中有着广泛的作用。用辉锑矿(主要成分为Sb2S3,还含有少量SiO2)制备锑白的两种工艺如下:
I.火法制取锑白,是将辉锑矿装入氧化炉的坩埚中,高温使其熔化后通入空气,充分反应后,经冷却生成锑白。写出火法制取锑白的化学方程式:________________________________________。
Ⅱ. 湿法制取锑白的工艺流程如图:
已知:
①Sb3+与Fe2+的氧化性强弱相当
②常温下:
化合物 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Sb(OH)3 |
Ksp近似值 | 8×10-16 | 4×10-26 | 4×10-42 |
③Sb2O3为白色粉末,不溶于水,溶于酸和强碱。
④水解时保持溶液的c(H+)=0.1~0.3mol/L
(1)浸出是将辉锑矿溶于FeCl3溶液,请写出其中发生的氧化还原反应离子方程式_____________________________________________。滤渣的成分为______________________。
(2)采用铁粉作为还原剂进行还原,其目的是除去溶液中的离子___________(填离子符号),还原反应结束后,可用______________溶液来检验还原是否彻底。
(3)SbCl2是无色晶体,100升华,分子中所有原子都达到8e-稳定结构,请写出SbCl2的电子式____________________。
水解是利用SbCl2的水解反应制取Sb2O3(SbCl2的水解分为多步),其反应可以简单表示为:
SbCl3+3H2OSb(OH)2+3HCl,2Sb(OH)2=Sb2O3+3H2O
为了促进水解趋于完全,可采取的措施(填两点):_____________________
(4)简述检验沉淀是否洗净的实验方法:__________________________________________。
(5)若不加铁还原,则最终所得锑白的产率将_____________________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
4、氮是一种重要的元素,其对应化合物在生产生活中有重要的应用。
(1)氮化铝(AlN)可用于制备耐高温的结构陶瓷,遇强碱会腐蚀,写出AlN与氢氧化钠溶液反应的离子方程式_______________。
(2)氨是制备氮肥、硝酸等的重要原料②③
①己知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol
N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H=+180 kJ/mol
2H2(g)+O2(g) 2H2O(1) △H= -571.6 kJ/mol
试写出表示氨的标准燃烧热的热化学方程式________________。
②某电解法制氨的装置如右图所示,电解质只允许质子通过,试写出阴极的电极反应式__________。
(3)反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H<0是制备硝酸过程中的一个反应。
①将NO和O2按物质的量之比为2:1置于恒温恒容密闭容器中进行上述反应,得到NO2体积分数与时间的关系如下图所示。保持其它条件不变,t1时再向容器中充入适量物质的量之比为2:1的NO和O2的混合气体,t2时再次达到平衡,请画出tl-t3时间范围内NO2体积分数随时间的变化曲线:____________。
②在研究此反应速率与温度的关系时发现,NO转化成NO2的速率随温度升高反而减慢。进一步研究发现,上述反应实际是分两步进行的:
I 2NO(g) N2O2(g) △H<0
II N2O2(g)+O2(g) 2NO2(g) △H<0
已知反应I能快速进行,试结合影响化学反应速率的因素和平衡移动理论分析,随温度升高,NO转化成NO2的速率减慢的可能原因________。
(4)已知常温下,Ka(CH3COOH)=Kb(NH3·H2O)=l.8×l0-5。则常温下0.lmol/L的CH3COONH4溶液中,(CH3COO-):c(NH3·H2O)=________________。
5、煤作为燃料,可以有下列两种途径(把煤看成由碳组成):
途径Ⅰ:C(s)+O2(g)= CO2(g) ΔH=-a kJ·mol-1
途径Ⅱ:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+b kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-c kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-d kJ·mol-1
试回答下列问题:
(1)燃烧等质量的煤,途径Ⅰ放出的热量____途径Ⅱ放出的热量(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)b的数学关系式是______________(用a、c、d表示)。
(3)由于制取水煤气反应中,反应物具有的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物所具有的总能量,在反应时,反应物需要______(填“吸收”或“放出”)能量才能转化为生成物。
(4)简述煤通过途径Ⅱ作为燃料的意义___________________________________。
6、铁和钴是两种重要的过渡元素。
(1)钴位于元素周期表中第____族,其基态原子中未成对电子的个数为______。
(2)[Fe(H2NCONH2)6](NO3)2的名称是三硝酸六尿家合铁(Ⅲ),是一种重要的配合物。该化合物中Fe2+的核外电子排布式为_____,尿素分子中C、N原子的杂化方式分别是____、____,其分子中σ键与π键的数目之比为____,所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是____.
(3)FeO晶体与NaCl晶体结构相似,比较FeO与NaCl的晶格能大小,还需要知道的数据是________。
(4)Co(NH3)5BrSO4可形成两种结构的钴的配合物,已知Co3+的配位数是6,为确定钴的配合物的结构,现对两种配合物进行如下实验:在第一种配合物溶液中加硝酸银溶液产生白色沉淀,在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀.则第二种配合物的配体为____。
(5)奥氏体是碳溶解在γ-Fe中形成的一种间隙固溶体,无磁性,其晶胞如图所示,则该物质的化学式为______,若晶体密度为dg/cm3,则晶胞中最近的两个碳原子的距离为___pm (阿伏加德罗常数的值用NA表示,写出简化后的计算式即可)。
7、钛及其化合物被广泛应用于飞机、火箭、卫星、舰艇、医疗以及石油化工等领域。
(1)Ti的基态原子的电子排布式为________。
(2)已知TiC在碳化物中硬度最大,工业上一般在真空和高温(>1800℃)条件下用C还原TiO2制取TiC: TiO2+3CTiC+2CO↑。该反应中涉及的元素按电负性由大到小的顺序排列为_____________;根据所给信息,可知TiC是________晶体。
(3)钛的化合物TiCl4,熔点为-24℃,沸点为136.4℃,常温下是无色液体,可溶于甲苯和氯代烃。
①固态TiCl4属于________晶体,其空间构型为正四面体,则钛原子的杂化方式为__________。
②TiCl4遇水发生剧烈的非氧化还原反应,生成两种酸,反应的化学方程式为_________
③用锌还原TiCl4的盐酸溶液,经后续处理可制得绿色的配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O.该配合物中含有化学键的类型有_________、__________。
(4)钛的一种氧化物是优良的颜料,该氧化物的晶胞如右图所示:
该氧化物的化学式为________;在晶胞中Ti原子的配位数为_______,若晶胞边长为a nm,NA为阿伏伽德罗常数的数值,列式表示氧化钛晶体的密度:___________g/cm3。
8、氯化钡是白色的晶体,易溶于水,微溶于盐酸和硝酸,难溶于乙醇和乙醚,易吸湿,需密封保存。工业上制备BaCl2·2H2O有如下两种途径:
途径1:以重晶石(主要成分BaSO4)为原料,流程如下:
(1)写出“溶解”时反应的化学方程式方程式:________________________。
(2)“高温焙烧”时必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的是_____________。
(3)结晶得到的晶体,需用乙醇洗涤的理由是_______________________。
途径2:以毒重石(主要成分BaCO3,含CaCO3、MgCO3、Fe2O3、SiO2等杂质)为原料,流程如下:
已知:Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11。
| Ca2+ | Mg2+ | Fe3+ |
开始沉淀时的pH | 11.9 | 9.1 | 1.9 |
完全沉淀时的pH | 13.9 | 11.1 | 3.7 |
(4)滤渣I的成分为________(填化学式)。
(5)滤渣II中含_________(填化学式)。过滤析出后,滤液中含有的Mg2+浓度为_______。
(6)加入H2C2O4时应避免过量,其原因是为了防止生成______(填化学式)。
9、已知0.1mol·L-1的NaHSO4溶液中H+浓度为0.1mol·L-1,请回答下列问题:
(1)写出NaHSO4在水溶液中的电离方程式:___________________;
(2)NaHSO4属于“酸”、“碱”、“盐”中的____________,理由是____________________;
(3)①若将NaHSO4与Ba(OH)2在溶液中按照物质的量之比为2∶1混合,反应的化学方程式为______________________;
②若将NaHSO4与Ba(OH)2在溶液中按照物质的量之比为1∶1混合,化学方程式为___________________________。
10、NaNO2是一种白色或微黄色斜方晶体,易溶于水,微溶于乙醇。某校同学设计实验制备NaNO2并探究其性质。回答下列问题:
(1)甲组同学依据反应Na2CO3+NO+NO2=2NaNO2+CO2,并利用下列装置制备少量含NaNO2的溶液。(E中氧气稍过量)
A B
C
D
E
F
①正确的连接顺序:A—F—E— ___— ___—___ —尾气处理。(填字母)
②装置A的烧瓶中盛放的物质是____(填名称),C装置的作用是 ___。
(2)乙组同学依据反应Pb+NaNO3NaNO2+PbO(难溶于水),并按下列实验流程制备NaNO2:
①“熔融”时用Pb粉代替铅粒的目的是____。
②由“过滤2”的滤液得到NaNO2晶体还需经过的具体操作为____、____、过滤、用乙醇洗涤后干燥。
(3)丙组同学探究NaNO2的性质,取少量乙组制得的NaNO2溶于水制得NaNO2溶液。
①取少量NaNO2溶液于试管中,滴入盐酸酸化,再加入KI和淀粉溶液,振荡,溶液变蓝,说明NaNO2具有____(填“氧化性”或“还原性”)。
②向酸性KMnO4溶液中滴入NaNO2溶液,溶液紫色逐渐褪去,发生反应的离子方程式为____(MnO4-被还原为Mn2+)。
11、天然水常含有较多钙、镁离子而称之为硬水,硬水软化是指除去钙、镁离子。若某天然水中离子含量如下表:
离子 | Ca2+ | Mg2+ | HCO | 其他 |
含量(mol/L) | 1.2×10-3 | 6.0×10-4 | 8.0×10-4 | / |
现要用化学方法软化10m3这种天然水,则需要先加入Ca(OH)2_______g以除去Mg2+和HCO,后加入Na2CO3_______g以除去Ca2+(要求写出计算过程)。
12、水为生命之源,水也是化学实验最重要的溶剂。
(1)人体内含量最大的金属元素是Ca、K;非金属元素是O、C,这四种元素第一电离能由高到低的顺序是___________。水晶难溶于水,原因是___________。
(2)水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)俗称绿矾,其中内界中心离子价电子层轨道表示式为___________;配离子为正八面体构型,则配合物外界水分子数为___________。
(3)已发现的冰晶体超过十八种,其中冰-Ⅶ的晶体结构如图所示。若冰-Ⅶ晶体中氢键键长(氧原子核间距)为apm,阿伏伽德罗常数为NA,则冰-Ⅶ的晶体密度为___________g·cm−3。
13、I.(1)浙江大学用甲醇、CO、O2在常压、某温度和催化剂的条件下合成碳酸二甲酯(DMC)的研究开发。
已知:ⅰ. CO的燃烧热:△H=-283.0 kJ•mol-1;
ⅱ.1mol H2O(l)完全蒸发变成H2O(g)需吸收44 kJ的热量;
ⅲ.2CH3OH(g)+CO2 (g) CH3OCOOCH3 (g)+H2O(g) △H=-15.5 kJ•mol-1
则2CH3OH(g)+CO (g)+ 1/2O2(g) CH3OCOOCH3 (g)+H2O(l) △H= 。该反应平衡常数K的表达式为: 。
(2)甲醇也是制备甲酸的一种重要原料。某温度时,将10mol甲酸钠溶于水,溶液显碱性,向该溶液中滴加1L某浓度的甲酸,使溶液呈中性,则滴加甲酸的过程中水的电离平衡将_____________(填“正向”、“逆向”或“不”) 移动, 此中性溶液中离子浓度由大到小的顺序为: 。
Ⅱ.甲醇和CO2可直接合成DMC:2CH3OH(g)+CO2 (g) CH3OCOOCH3 (g)+ H2O(g),但甲醇转化率通常不会超过1%,制约该反应走向工业化生产。
(1)在恒容密闭容器中发生上述反应,能说明反应达到平衡状态的是 (选填编号)。
A.2v正(CH3OH)=v逆(CO2) B.CH3OH与H2O的物质的量之比保持不变
C.容器内气体的密度不变 D.容器内压强不变
(2)某研究小组在某温度下,在100mL恒容密闭容器中投入2.5 mol CH3OH(g)、适量CO2和6×10-5 mol催化剂,研究反应时间对甲醇转化数(TON)的影响,其变化曲线如图所示。计算公式为:TON = 转化的甲醇的物质的量/催化剂的物质的量。在该温度下,最佳反应时间是 ;4~10 h内碳酸二甲酯的平均反应速率是________。
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