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、工业由钛铁矿(主要成分FeTiO3,Fe2O3、Al2O3、FeO、SiO2等杂质)制备TiCl4的工艺流程如下:
已知:
①酸浸 FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O(l)
②水解 TiOSO4(aq)+2H2O(l)H2TiO3(s)+H2SO4(aq)
③煅烧 H2TiO3(s)TiO2(s)+H2O(s)
(1)FeTiO3中钛元素的化合价为 ,试剂A为 。
(2)碱浸过程发生反应的离子反应方程式为 。
(3)酸浸后需将溶液温度冷却至70℃左右,若温度过高会导致最终产品吸收率过低,原因是 。
(4)上述流程中氯化过程的化学反应方程式为 。
已知TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)+O2(g) △H=+151kJ·mol-1。该反应极难进行,当向反应体系中加入碳后,则反应在高温条件下能顺利发生。从化学平衡的角度解释原因是 。
(5)TiCl4极易水解,利用此性质可制备纳米级TiO2·xH2O,该反应的化学反应方程式是 。
3、C1化学又称一碳化学,研究以含有一个碳原子的物质为原料合成工业产品的有机化学及工艺,因其在材料科学和开发清沽燃料方面的重要作用已发展成为一门学科。燃煤废气中的CO、CO2均能转化为基础化工原料、清洁能源甲醇:
①3H2(g)+CO2(g) CH3OH (g) + H2O(l) △H1
②CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H2
Ⅰ.已知:18g水蒸气变成液态水放出44KJ的热量。
化学键 | C-H | C-O | C=O | H-H | O-H |
键能/KJ/mol | 412 | 351 | 745 | 436 | 462 |
则△H1_____________________
Ⅱ.一定条件下,在恒容的密闭容器中投入1molCO 和2mol H2,反应②在催化剂作用下充分反应,CH3OH在平衡混合气中的体积分数在不同压强下随温度的变化如图l所示:
(1)图中压强的相对大小是P1______P2(填“>”“<”或“=”),判断的理由是________
(2)A、B、C三点的化学平衡常数的相对大小K(A)______K(B)_____ K(C)(填“>”“<”或“=”) ,计算C点的压强平衡常数Kp=__________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×体积分数)
(3)300℃,P2条件下,处于E点时V正________V逆(填“>”“<”或“=”)
(4)某温度下,不能说明该反应己经达到平衡状态的是______________。
a.容器内的密度不再变化
b. 速率之比v(CO):v(H2): v(CH3OH)=l: 2:l
c.容器内气体体积分数不再变化
d. 容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
e.容器内各组分的质量分数不再变化
(5)反应开始至在C点达平衡,各物质的浓度随时间变化曲线如图2所示,保持温度不变,t1时改变条件为_________,此时平衡_______。(填“正向移动”“逆向移动”“不移动” )
Ⅲ.工业上可通过甲醛羰基化法制取甲酸甲酯,25℃时,其反应的热化学方程式为:CH3OH(g)+CO(g) HCOOCH3(g),部分研究如下图所示:
①根据反应体系的压强对甲醇转化率的影响并综合考虑生产成本因素的是_____(填下列序号字母)
a. 3.5×106Pa b. 4.0×106Pa c. 5.0×106Pa
②用上述方法制取甲酸甲酯的实际工业生产中,采用的温度是80℃,其理由是_______
4、某化学研究性学习小组对某无色水样的成分进行检验,已知该水样中只可能含有K+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Ag+、Ca2+、CO32-、SO42-、Cl-中的若干种离子。该小组同学取100 mL水样进行实验,向水样中先滴加硝酸钡溶液,再滴加1 mol·L-1的硝酸,实验过程中沉淀质量的变化情况如图所示:
注明:Ob段表示滴加硝酸钡溶液;bd段表示滴加稀硝酸
(1)水样中一定含有的阴离子是________,其物质的量浓度之比为________。
(2)写出BC段所表示反应的离子方程式:__________________________________________。
(3)由B点到C点变化过程中消耗硝酸的体积为________。
(4)试根据实验结果推断K+是否存在?________(填“是”或“否”);若存在,K+的物质的量浓度c(K+)的范围是__________________。(若K+不存在,则不必回答该问)
(5)设计简单实验验证原水样中可能存在的离子:_____________________。(写出实验步骤、现象和结论)
5、化学反应原理在科研和生产中有广泛应用.
(1)工业上制取Ti的步骤之一是:在高温时,将金红石(TiO2)、炭粉混合并通人Cl2先制得TiCl4和一种可燃性气体,已知:
①TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(1)+O2(g);△H=﹣410.0kJ•mol﹣1
②CO(g)═C(s)+O2(g);△H=+110.5kJ•mol﹣1
则上述反应的热化学方程式是 .
(2)利用“化学蒸气转移法”制备二硫化钽(TaS2)晶体,发生如下反应:
TaS2(s)+2I2(g)═TaI4(g)+S2(g)△H1>0 (Ⅰ);若反应(Ⅰ)的平衡常数K=1,向某恒容且体积为15ml的密闭容器中加入1mol I2 (g)和足量TaS2(s),I2 (g)的平衡转化率为 .
如图1所示,反应(Ⅰ)在石英真空管中进行,先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2 (g),一段时间后,在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体,则温度T1 T2(填“>”“<”或“=”).上述反应体系中循环使用的物质是 .
(3)利用H2S废气制取氢气的方法有多种.
①高温热分解法:
已知:H2S(g)═H2(g)+S2(g);△H2;在恒容密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验.以H2S起始浓度均为c mol•L﹣1测定H2S的转化率,结果如图2.图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率.△H2 0(填>,=或<);说明随温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因: .
②电化学法:
该法制氢过程的示意图如3.反应后的溶液进入电解池,电解总反应的离子方程式为 .
6、(1)苏打属于________晶体,与盐酸反应时需要破坏的化学键有_________。
(2)可与H2反应,请用系统命名法对其产物命名_________。
(3)在蔗糖与浓硫酸的黑面包实验中,蔗糖会变黑并膨胀,请用化学方程式解释膨胀的主要原因:_________。
7、以TiO2为催化剂,在光照条件下可将还原为HCOO-等有机物。
(1)制备TiO2:
TiCl4转化为TiO2·xH2O的化学方程式是_______。
(2)光催化还原的反应过程如下图所示。
A侧产生HCOO-的反应式为_______。
在光照和TiO2存在下,以体积相同的0.25mol·L-1Na2CO3溶液为反应物,相同时间后检测HCOO-浓度,结果如下表。
实验 | 溶液中添加的其它成分 | 通入的气体 | |
ⅰ | - | - | 73.5 |
ⅱ | - | CO2 | 92.6 |
ⅲ | - | O2 | 2.1 |
ⅳ | Na2SO3 | - | 158.1 |
(3)推测HCO也能在该条件下被还原为HCOO-,结合表中数据说明推测的依据:_______。
(4)实验iii中HCOO-浓度明显低于实验i,可能的原因是_______。
(5)研究实验iv中HCOO-浓度明显高于实验i的原因,设计并完成实验v。
实验v:光照条件下,未添加TiO2时重复实验iv,没有检测到SO。
①实验v中检测SO的操作和现象为_______。
②对比实验iv、v,分析实验iv中Na2SO3的作用:_______(答出2点)。
8、回答下列问题
(1)工业上用电解熔融MgCl2制备金属镁,而不用MgO,请结合微观视角解释原因___________。
(2)比较下列锗(Ge) 卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因___________。
| GeCl4 | GeBr4 | GeI4 |
熔点/°C | −49.5 | 26 | 146 |
沸点/°C | 83.1 | 186 | 约400 |
9、我国科学家成功用二氧化碳人工合成淀粉,其中第一步是利用二氧化碳催化加氢制甲醇。
(1)在标准状态下,由最稳定的单质生成单位物质的量的某纯物质的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓()。几种物质的标准摩尔生成焓如下:
物质 | CO2(g) | H2O(g) | CH3OH(g) |
| -393.5 | - 241. 8 | - 205. 0 |
①由表中数据推测,H2O(l)的_____________ (填“>”“<”或“=”)-241.8kJ·mol-1。
②CO2(g)与H2(g)反应生成CH3OH(g)与H2O(g)的热化学方程式为________________。
(2)在CO2(g)加氢合成CH3OH的体系中,同时发生以下反应:
反应i CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1<0
反应ii CO2(g) + H2(g)CO(g) +H2O(g) ΔH2>0
①一定条件下使CO2、H2混合气体通过反应器,测得220°C时反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比为n(CH3OH):n(CO2):n(CO)=1:7.20:0.11,则该温度下CO2转化率= __________× 100%(列出计算式即可)。
②其他条件相同时,反应温度对CO2的转化率的影响如图所示,实验中反应均未达到化学平衡状态的依据是_________________________;温度高于260°C时,CO2平衡转化率变化的原因是_________________。
③其他条件相同时,反应温度对CH3OH的选择性[CH3OH的选择性=×100%]的影响如图所示。温度相同时CH3OH选择性的实验值略高于其平衡值,从化学反应速率的角度解释其原因是______________。
④温度T时,在容积不变的密闭容器中充入0.5 mol CO2(g)和1. 0 mol H2(g),起始压强为pkPa,10min达平衡时生成0. 3 mol H2O(g) ,测得压强为pkPa。若反应速率用单位时间内分压变化表示,则10min内生成CH3OH的反应速率v(CH3OH)为________kPa·min -1;反应I的平衡常数Kp=____________(写出Kp的计算式)。
10、高铁酸钾在饮用水源和废水处理过程中,不仅能去除污染物和致癌化学污染物,而且不产生任何诱变致癌的产物,具有高度的安全性;其可溶于水,微溶于浓 KOH 溶液,且在强碱性溶液中比 较稳定。实验室用次氯酸盐氧化法制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如图所示:
流程图中的饱和次氯酸钾溶液的制备装置如图所示:
(1)A 为氯气发生装置。A 中反应的离子方程式是___________;装置 B 内的试剂及作用是____________;
(2)装置 C 反应温度控制在 0~5℃进行,在不改变 KOH 溶液浓度前提下,实验中可采取措施是________。
(3)流程图中在加入 KOH 固体的时候会产生大量的白色沉淀_____(填化学式)。
(4)在搅拌下,将 Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到 KClO 饱和溶液中即可制取 K2FeO4,写出该反应的离子方程式__________;反应过程中温度控制在 10~15℃,温度过低或过高对反应的影响是_____________。
(5)过滤除杂时不用普通漏斗和滤纸而采用砂芯漏斗(如图)的原因是_____________。
(6)在提纯高铁酸钾时采用重结晶、洗涤、干燥的方法,洗涤剂可以选用_____。
A.H2O B.浓 KOH 溶液 C.Fe(NO3)3溶液 D.异丙醇
(7)若提纯得到 a gK2FeO4(M=198g/mol),上述流程中有 5%的 Fe 损失,则需要提供 Fe(NO3)3(M=242g/mol)的质量为_____g(用含 a 的计算式表示)。
11、亚硝酰氯(NOC1)是有机合成中的重要试剂。实验室中可用如下反应合成亚硝酰氯。
I: Cl2(g) + 2NO(g)2NOCl(g) △H
(1)已知几种物质的相对能量如下表。
物质 | Cl2(g) | NO(g) | NOCl(g) |
相对能量/( kJ ·mol -1) | 0 | 90.25 | 51.71 |
则反应I的△H=_______kJ·mol-1。
(2)T °C下,向某真空恒容密闭容器中加入足量的CuCl2(s)并充入一定量的NO(g),发生反应II: 2CuCl2(s)2CuCl(s)+Cl2( g)和反应I,测得起始压强为b kPa,达到平衡时NOCl(g)的压强为ckPa。若此温度下,反应II的平衡常数KpII=a kPa,则平衡时NO的转化率为_______;该温度下,反应I的平衡常数KpI=_______ 。(用气体物质的平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数,用含a、b、c的代数式表示)
(3)反应Cl2(g) + 2NO(g) = 2NOCl(g)的速率方程式可表示为v(正)=k(正) •c(Cl2)•c2(NO), v(逆)=k(逆) •c2(NOCl),其中k(正)、k(逆)代表正、逆反应的速率常数,其与温度、催化剂等有关,与浓度无关。
①加入催化剂,k(正)增大的倍数_______ (填 “大于”“小于”或“等于”)k(逆)增大的倍数。
②已知:pk= -lgk。下左图中所示有2条直线分别代表pk(正)、pk(逆)与的关系,其中代表pk(正)与
关系的直线是_______(填字母)。理由是_______。
(4)一定条件下向恒容密闭容器中按一定比例[]充入NO(g)和Cl2(g)发生反应I,平衡时体系中NOCl(g)体积分数φ(NOCl)随
的变化如上右图所示,则NO转化率最大的是_______ (填 “A”“B”或“C”)点,当
=1.5时,表示平衡状态时的φ(NOCl) 可能是_______(填“D” “E”或“F”)点。
12、铜及其化合物在生产、生活中有广泛应用。科学家开发新型单原子铜催化剂电化学还原CO2制备CH4取得新进展。反应方程式为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。回答下列问题:
(1)铜的焰色呈_______色。基态铜原子的价层电子排布式为_______,Cu位于元素周期表_______区。
(2)上述反应涉及的物质中:
①既含σ键又含π键的非极性分子是_______,(填分子式,下同)
②中心原子采取sp3杂化的分子有_______,VSEPR模型和空间构型相同的分子有_______。
(3)Cu1催化剂的结构如图所示。铜的配位数为_______,配位原子是_______(填元素符号)。
(4)我国科学家开发出一种高效储存、分离、提纯H2的新材料,晶胞结构如图所示。该晶体的密度为_______g·cm-3(不需化简),已知:图(a)中边长为xpm,图(c)中高为ypm,设NA为阿佛伽德罗常数的值。
13、我国具有丰富的铜矿资源,请回答下列有关铜及其化合物的问题:
(1)请写出基态Cu原子的价电子排布式_________。焰火中的绿色是铜的焰色,基态铜原子在灼烧时价电子发生了_________ 而变为激发态。
(2)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能Il(Zn)______ Il(Cu)(填“大于”或“小于”),原因是___________。
(3)新型农药松脂酸铜具有低残留的特点,下图是松脂酸铜的结构简式:
请分析1个松脂酸铜中π键的个数___________加“*”碳原子的杂化方式为_____________。
(4)硫酸铜溶于氨水形成4深蓝色溶液。
① 中阴离子的立体构型是_______。
②在中
之间形成的化学键称为_____,提供孤电子对的成键原子是_______________________。
③氨的沸点_________________(填“高于”或“低于”)膦;
(5)黄铜合金可以表示为,为面心立方晶胞,晶体密度为8.5
,求晶胞的边长___________(只写计算式,不求结果)
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