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、二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
(1)科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如上图所示。
①若“重整系统”发生的反应中=6,则FexOy的化学式为________。
②“热分解系统”中每分解1molFexOy,转移电子的物质的量为________。
工业上用CO2和H2反应合成甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7kJ·mol-1
CH3OCH3(g)+H2O(g)===2CH3OH(g) ΔH2=+23.4kJ·mol-1
则2CO2(g)+6H2(g)===CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH3=________kJ·mol-1。
①一定条件下,上述合成甲醚的反应达到平衡状态后,若改变反应的某一个条件,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是________(填字母)。
a.逆反应速率先增大后减小 b.H2的转化率增大
c.反应物的体积百分含量减小 d.容器中的值变小
②在某压强下,合成甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如下图所示。T1温度下,将6molCO2和12molH2充入2L的密闭容器中,5min后反应达到平衡状态,则0~5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=__________;KA、KB、KC三者之间的大小关系为____________。
(3)常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在NH4HCO3溶液中,c(NH)________(填“>”、“<”或“=”)c(HCO
);反应NH
+HCO
+H2O=NH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=__________。(已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5,H2CO3的电离平衡常数K1=4×10-7,K2=4×10-11)
3、(1)比较给出H+的能力的相对强弱:H2CO3___C6H5OH(填“>”、“<”或“=”);用一个离子方程式说明CO32‾和C6H5O‾结合H+能力的相对强弱___。
(2)Ca(CN)2是离子化合物,各原子均满足8电子稳定结构。写出Ca(CN)2的电子式___。
(3)常压下,水晶的硬度比晶体硅的硬度大,其主要原因是___。
4、合成氨工业上常用下列方法制备H2:
方法①:C(s)+2H2O(g) CO2(g)+2H2(g)
方法②:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
(1)已知①C(石墨)+O2(g)═CO2(g)△H=-394kJ•mol-1
②2C(石墨)+O2(g)═2CO2(g)△H=-222kJ•mol-1
③2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-484kJ•mol-1
试计算25℃时由方法②制备1000gH2所放出的能量为______kJ。
(2)在一定的条件下,将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器,发生反应:C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)其相关数据如下表所示:
①T1______T2(填“>”、“=”或“<”);T1℃时,该反应的平衡常数K=______。
②乙容器中,当反应进行到1.5min时,H2O(g)的物质的量浓度范围是______。
③在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是______。
A.V逆CO2)=2V正H2)
B.混合气体的密度保持不变
C.c(H2O):c(CO2):c(H2)=2:1:2
D.混合气体的平均摩尔质量保持不变
④某同学为了研究反应条件对化学平衡的影响,测得逆反应速率与时间的关系如图所示:
在t1、t3、t5、t7时反应都达了到平衡状态,如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件,则t6时刻改变的条件是________________________,从t1到t8哪个时间段H2O(g)的平衡转化率最低______。
5、Ⅰ.(1)右图为1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成NO(g)和CO2(g)过程中的能量变化示意图。已知E1=134KJ/mol,E2=368KJ/mol( E1、 E2为反应的活化能)。若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,则E1、△H的变化分别是 、 (填“增大”、“减小”或“不变”)。写出该 反应的热化学方程式 。
(2)若反应SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=H2SO4(l)+2HI(g)在150℃下能自发进行,则△H___0。
A.大于 B.小于 C.等于 D.大于或小于都可
Ⅱ.以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为CO2加氢制取乙醇的反应:
2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H=QkJ/mol (Q>0)
在密闭容器中,按CO2与H2的物质的量之比为1:3进行投料,在5MPa下测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(y%)如下图所示。完成下列填空:
(1)表示CH3CH2OH体积分数曲线的是____(选填序号)。
(2)在一定温度下反应达到平衡的标志是 。
A.平衡常数K不再增大 B.CO2的转化率不再增大
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变 D.反应物不再转化为生成物
(3)其他条件恒定,达到平衡后,能提高H2转化率的措施是_______(选填编号)。
A.升高温度 B.充入更多的H2 C.移去乙醇 D.增大容器体积
(4)图中曲线a和c的交点R对应物质的体积分数yR=_______。
6、20世纪前,黑火药是世界上唯一的火箭推进剂,黑火药爆炸的化学方程式为:S + 2KNO3 +3C = K2S +N2↑ +3CO2↑。20世纪60年代,火箭使用的是液体推进剂,常用的氧化剂有四氧化二氮、液氧等,可燃物有肼(N2 H4)、液氢等。
(1)K原子核外电子云有___种不同的伸展方向,电子填充了__个轨道;写出硫原子的核外电子排布式__,比较反应所涉及的原子的原子半径大小:__;
(2)写出产物中含极性键的非极性分子的结构式__,产物K2S的电子式为___;
(3)已知S和氯水反应会生成两种强酸,其离子方程式为_______;
(4)以上的火箭推进剂一般含有氮元素,含氮化合物种类丰富。有一含氮化合物,具有很强的爆炸性,86g该化合物爆炸分解会生成标况下N267. 2L和另一种气体单质H2。写出其爆炸的化学方程式____。
7、随着社会经济的发展,人们生活水平的提高和对环境要求的加强,来源广泛的高氨氮废水(主要含有NH4+)处理越来越受到重视。对于高氨氮废水的处理有多种方法。
(1)吹脱法:
使用吹脱法时需要在①中加入碱,写出发生的离子反应方程式______________________。
(2)MAP沉淀法:
①使用化学沉淀剂处理高氨氮废水时,向高氨氮废水中投入含有Mg2+的物质和H3PO4,调节溶液pH,与NH4+反应生成MgNH4PO4(MAP)沉淀。为有效控制溶液PH,并考虑污水处理效果,则最好选用下列物质中_____。
A MgO B MgSO4 C MgCl2
②控制溶液PH的合理范围为____________________
③从溶解平衡角度解释PH过高或过低不易形成沉淀MAP的原因(已知PO43-在酸性较强条件下以HPO42-形式存在)_______________
(3)生物脱氮传统工艺:
①在有氧气的条件下,借助于好氧微生物(主要是好氧菌)的作用生成NO3-,写出反应的离子方程式_________________________。
②在无氧的酸性条件下,利用厌氧微生物(反硝化菌)的作用使NO3-与甲醇作用生成N2,达到净化水的目的。写出离子方程式____________________________。
8、二氧化氯(ClO2)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂,被称为“第4代消毒剂”。工业上可采用氯酸钠(NaClO3)或亚氯酸钠(NaClO2)为原料制备ClO2。
(1)亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂,但在强酸性溶液中会发生歧化反应,产生ClO2气体,离子方程式为___________________________;向亚氯酸钠溶液中加入盐酸,反应剧烈。若将盐酸改为相同pH的硫酸,开始时反应缓慢,稍后一段时间产生气体速率迅速加快。产生气体速率迅速加快的原因是 。
(2)化学法可采用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO2。用H2O2作还原剂制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是 。
(3)电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一。如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验。
①电源负极为___________________极(填A或B)
②写出阴极室发生反应的电极反应式和离子方程式
_______________________ ___ ; 。
③控制电解液H+不低于5mol/L,可有效防止因H+浓度降低而导致的ClO2—歧化反应。若两极共收集到气体22.4L(体积已折算为标准状况,忽略电解液体积的变化和ClO2气体溶解的部分),此时阳极室与阴极室c(H+)之差为_________________。
9、目前工业合成氨的原理是N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-93.0kJ/mol
(1)已知一定条件下:2N2(g)+6H2O(l)=4NH3(g)+3O2(g) △H=-+1530.0kJ/mol。则氢气燃烧热的热化学方程式为_________________。
(2)如下图,在恒温恒容装置中进行合成氨反应。
①表示N2浓度变化的曲线是_________。
②前25min内,用H2浓度变化表示的化学反应速率是_____________。
③在25min末刚好平衡,则平衡常数K=___________。
(3)在恒温恒压装置中进行工业合成氨反应,下列说法正确的是_______________。
A.气体体积不再变化,则已平衡
B.气体密度不再变化,尚未平衡
C.平衡后,往装置中通入一定量Ar,压强不变,平衡不移动
D.平衡后,压缩容器,生成更多NH3
(4)电厂烟气脱氮的主反应为:4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) △H<0
副反应为:2NH3(g)+8NO(g)=5N2O(g)+3H2O(g) △H>0
平衡混合气中N2与N2O含量与温度的关系如下图所示。
请回答:在400~600K时,平衡混合气中N2含量随温度的变化规律是______,导致这种规律的原因是_________(任答合理的一条原因)。
(5)直接供氨式燃料电池是以NaOH溶液为电解质溶液,电池反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O。则负极电极反应式为_______________。
10、二氯化硝基·五氨合钴(,摩尔质量:261g/mol)是一种难溶于乙醇的棕黄色针状晶体,经常用于研究配位化合物内界的键合方式。某实验小组对其进行合成与表征,实验原理及合成步骤如下:
【实验原理】
【实验仪器及用品】
小烧杯、锥形瓶、量筒、表面皿、玻璃棒、胶头滴管、镊子、布氏漏斗、抽滤瓶、pH试纸。
【实验步骤】
Ⅰ.量取的氨水,倒入小烧杯中,向其中加入
(摩尔质量:250.5g/mol),搅拌使其充分溶解,滤去不溶物;
Ⅱ.室温时,将滤液置于锥形瓶内,向其中逐滴加入4mol/L盐酸,调整滤液pH至3~4后,升温至65℃,搅拌状态下加入(过量),加毕,稳定保持此温度反应30min;
Ⅲ.将反应后所得溶液冷却至室温,小心加入15.0mL浓盐酸后,降温使其结晶完全;
Ⅳ.将得到的固液混合物倒入布氏漏斗中进行抽滤,固体依次用冰水、无水乙醇淋洗,干燥后得棕黄色晶体0.78g.
请回答下列问题:
(1)中Co元素的化合价为________。
(2)步骤Ⅱ中,对锥形瓶中滤液采取的最佳控温方式为________________。
(3)步骤Ⅱ中,测量滤液pH所用到的玻璃仪器是________。
(4)步骤Ⅲ中若盐酸加入过多,会导致所得晶体内界中配体的数量________(填“增多”或“减少”),产生这种现象的原因是________________。
(5)步骤Ⅳ中抽滤时,布氏漏斗下端尖侧须远离抽滤瓶的支口(见图),这样操作的原因是________________。抽滤后,在用冰水淋洗之后,又用无水乙醇淋洗的好处是________。
(6)此实验的产率为________(结果保留两位有效数字)。
(7)有文献表明:进行此实验时,若温度不能稳定控制在65℃左右,可能会产生二氯化亚硝酸根·五氨合钴():
①上述两种配位化合物的关系是________(填字母,下同)。
a.互为同位素 b.属于同系物 c.互为同素异形体 d.互为同分异构体
②上述两种配位化合物的结构中,的配位方式不同,若想对二者进行鉴别,可采用的仪器分析方法是________。
a.原子光谱法 b.红外光谱法 c.核磁共振氢谱法 d.X-射线衍射法
11、有一含(NaOH 和 Na2CO3 或 Na2CO3 和 NaHCO3)混合碱,现称取试样 0.2960 克,以 0.1000mol·L-1的 HCl 标准溶液滴定,酚酞指示终点时消耗 20.00mL,再以甲基橙指示终点时,消耗盐酸为 VmL
(1)若 20.00<V<40.00 时,混合碱的组成为_______
(2)若 V>40.00,请列式计算以甲基橙指示终点时需要盐酸的体积为多少_______?
12、硫酸铅(PbSO4)广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。工业生产中利用方铅矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2)制备PbSO4的工艺流程如图:
已知:i.PbCl2难溶于冷水,易溶于热水。
ii.PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq) ΔH>0
iii.Ksp(PbSO4)=1.08×10-8,Ksp(PbCl2)=1.6×10-5。
(1)“浸取”时需要加热,此时盐酸与MnO2、PbS发生反应生成PbCl2和S的化学方程式为__。
(2)“调pH”的目的是__。
(3)“沉降”操作时加入冰水的作用是__。
(4)时,PbCl2(s)在不同浓度的盐酸中的最大溶解量(g·L-1)如图所示。下列叙述正确的是__(填字母)。
A.盐酸浓度越小,Ksp(PbCl2)越小
B.x、y两点对应的溶液中c(Pb2+)不相等
C.当盐酸浓度为1mol·L-1时,溶液中c(Pb2+)一定最小
D.当盐酸浓度小于1mol·L-1时,随着HCl浓度的增大,PbCl2溶解量减小是因为Cl-浓度增大使PbCl2溶解平衡逆向移动
(5)PbCl2经“沉淀转化”后得到PbSO4,当c(Cl-)=0.1mol·L-1时,c(SO42-)=__。
(6)“滤液a”经过处理后可以返回到__工序循环使用。利用制备的硫酸铅与氢氧化钠反应制备目前用量最大的热稳定剂三盐基硫酸铅(3PbO·PbSO4·H2O),该反应的化学方程式为__。
13、某冶炼厂产生大量的CO、SO2等有毒废气,为了变废为宝,科研小组研究用废气等物制备羰基硫(COS)和Li/SO2电池产品。
(1)羰基硫是一种粮食熏蒸剂,能防治某些害虫和真菌的危害,利用CO等制备羰基硫原理如下。
方法一:用FeOOH作催化剂,CO(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2(g),反应分两步进行,其反应过程能量变化如图所示。
①CO(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2(g) △H=_______。
②决定COS生成速率的主要步骤是_______(填“第1步”或“第2步”)。
方法二:一氧化碳还原CaSO4.可发生下列反应:
I.CaSO4(s)+CO(g)⇌CaO(s)+CO2(g)+SO2(g),
II.SO2(g)+3CO(g)⇌2CO2(g)+COS(g),其lgKp与温度(T)的关系如图所示(Kp为以分压表示的平衡常数)。
①△H>0的反应是_______(填“I”或“II”)。
②在恒温恒容密闭容器中通入一定量SO2、CO气体进行反应II,能说明已达到平衡状态的是_______(填字母)。
a.2v(CO)正=3v(CO2)正b.气体的压强不再随时间变化
c.气体的密度不再随时间变化 d.的值不再随时间而变化
③若在1.0L的恒容密闭容器中加入1molCaSO4,并充入1molCO,只发生反应I,在B点时气体总压强为1MPa,则此时CaSO4转化率为_______(已知≈1.41)。
(2)利用SO2等物质制备Li/SO2电池。电池以LiBr-AN(乙腈)、液态SO2为电解质溶液,放电时有白色的连二亚硫酸锂(Li2S2O4)沉淀生成。
①放电时正极的电极反应式为_______。
②锂电池必须在无水环境中使用的原因是_______(用离子方程式表示)。
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