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、(1)比较氧元素和氟元素的非金属性强弱:O_______F(填“<”“>或”“=”);用一个化学方程式说明两者非金属的相对强弱______________________________________。
(2)2002年1月18日在《科学》期刊中报导罗马大学的Fulvio Cacace及其同事发现氮的一种同素异形体N4,已知N4所有原子均满足8电子稳定结构。写出N4的结构式_______________。
(3)CO2和SiO2均是IVA族元素氧化物,CO2常温为气态,SiO2为高熔点固体。请分析原因_______________________________________________。
3、以钛铁矿(主要成分为,还含有MgO、CaO、
等杂质)为原料合成锂离子电池的电极材料钛酸锂(
)和磷酸亚铁锂(
)的工艺流程如图:
已知:“溶浸”后的溶液中含金属元素的离子主要包括、
、
、
;富铁元素主要以
形式存在;富钛渣中钛元素主要以
形式存在。
回答下列问题:
(1)“溶浸”时为加快浸取速率,可以采取的措施是___________(答1条即可);“溶浸”过程发生反应的离子方程式为___________。
(2)若在实验室模拟分离富钛渣和富铁液,则检验富钛渣洗涤干净的操作为___________。
(3)“沉铁”过程中需控制,其目的是___________(答1条即可)。
(4)“溶钛”过程中Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图所示,试分析40℃后Ti元素浸出率呈图像所示变化的原因:___________。
(5)的晶胞结构如图1所示,设该晶胞的边长为a nm,
为阿伏伽德罗常数的值。Ti的价电子排布式为___________,该晶体的密度
___________(填含a的计算式)g⋅cm-3;
的结构的另一种表示如图2(晶胞中未标出Ti、O原子),画出沿z轴向xy平面投影时氧原子在xy平面的位置:
。________
4、铜、铁、铝都是日常生活中常见的金属,具有广泛用途。请回答:
(1)铜元素在元素周期表中位于 ,其原子基态价层电子排布式为 。
(2)Cu2O的熔点比Cu2S的高,原因为 。
(3)Fe(CO)5是一种常见的配合物,可代替四乙基铅作为汽油的抗爆震剂。
①写出CO的一种常见等电子体分子的结构式 ;
两者相比较沸点较高的为 (填分子式)。
②Fe(CO)5在一定条件下发生反应:
Fe(CO)5(s)=Fe(s)+5CO(g),已知:反应过程中,断裂的化学键只有配位键,由此判断该反应所形成的
化学键类型为 。
(4)已知AlCl3·NH3有配位键。在AlCl3·NH3中,提供空轨道的原子是 ;在NH4+中N原子的杂化轨道类型为 。
(5)金属铝的晶胞结构如图甲所示,原子之间相对位置关系的平面图如图乙所示。则晶体铝中原子的堆积方式为 。已知:铝原子半径为d cm,摩尔质量为M g·mol-1,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体铝的密度ρ= (表达式)。
5、丙烯酸是非常重要的化工原料之一,可用甘油催化转化如下:
甘油丙烯醛
丙烯酸
,
已知:反应Ⅰ:
(活化能)
反应Ⅱ:
(活化能)
甘油常压沸点为290℃,工业生产选择反应温度为300℃,常压下进行。
(1)①反应Ⅰ在_______条件下能自发进行(填“高温”或“低温”);
②若想增大反应Ⅱ的平衡常数K,改变条件后该反应_______(选填编号)
A.一定向正反应方向移动 B.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
C.一定向逆反应方向移动 D.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
(2)工业生产选择反应温度为300℃,忽略催化剂活性受温度影响,分析温度不能过低理由是_______。
(3)工业制备丙烯酸的中间产物丙烯醛有剧毒,选择催化剂_______能使工业生产更加安全。(选填编号)
催化剂A:能大幅降低和
催化剂B:能大幅降低,
几乎无影响
催化剂C:能大幅降低,
几乎无影响
催化剂D:能升高和
(4)①温度350℃,向1L恒容密闭反应器中加入1.00mol甘油和进行该实验。同时发生副反应:
。实验达到平衡时,甘油的转化率为80%。乙酸和丙烯酸的选择性随时间变化如图所示,计算反应
的平衡常数为_______(X的选择性:指转化的甘油中生成X的百分比)
②调节不同浓度氧气进行对照实验,发现浓度过高会降低丙烯酸的选择性,理由是_______。
(5)关于该实验的下列理解,正确的是_______。
A.增大体系压强,有利于提高甘油的平衡转化率
B.反应的相同时间,选择不同的催化剂,丙烯酸在产物中的体积分数不变
C.适量的氧气能抑制催化剂表面积碳,提高生产效率
D.升高反应温度,可能发生副反应生成COx,从而降低丙烯酸的产率
6、2015年8月12日,天津滨海新区爆炸事故确认有氰化钠(NaCN)、亚硝酸钠等,氰化钠毒性很强,遇水、酸会产生有毒易燃氰化氢气体。氰化氢的沸点只有26摄氏度,因此相当容易挥发进入空气,这就大大增加了中毒的风险。同时氰化钠遇到亚硝酸钠会发生爆炸。回答下列问题
(1)写出氰化钠遇水产生氰化氢的离子方程式
(2)爆炸现场约700吨的氰化钠大约需要900吨的双氧水来处理。氰化钠与双氧水相遇后,会释放出氨气同时析出白色晶体碳酸氢钠,使得氰化钠的毒性大大降低,写出氰化钠与双氧水反应的化学方程式 。
(3)氰化钠遇到亚硝酸钠能生成氧化钠和两种无污染的气体发生爆炸,写出化学反应方程式 。
(4)爆炸残留在废水中的CN- 可以用Cr2O72-处理,拟定下列流程进行废水处理,
① 上述处理废水流程中主要使用的方法是 ;
A.混凝法 B.中和法 C.沉淀法 D.氧化还原法
② 步骤②反应无气体放出,该反应的离子方程式为_______________________;
③ 步骤③中,每处理0.4 mol Cr2O72 - 时转移电子2.4 mol,该反应的离子方程式为 ___________;
④处理酸性Cr2O72-废水多采用铁氧磁体法。该法是向废水中加入FeSO4·7H2O将Cr2O72-还原成Cr3+,调节pH,Fe、Cr转化成相当于FeⅡ[FexⅢCr(2-x)Ⅲ]O4(铁氧磁体,罗马数字表示元素价态)的沉淀。处理1 mol Cr2O72-,需加入amol FeSO4·7H2O,下列结论正确的是 。
A.x=0.5,a=6 B.x=0.5,a=10 C.x=1.5,a=6 D.x=1.5,a=10
7、原电池原理的发现改变了人们的生活方式。
(1)如图所示装置中,片作_______(填“正极”或“负极”),Zn片上发生反应的电极反应式为_______;能证明化学能转化为电能的实验现象是_______。
(2)下列可通过原电池装置实现化学能转化为电能的反应是_______(填序号)。
①
②
8、以磷石膏(只要成分CaSO4,杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。
(1)匀速向浆料中通入CO2,浆料清液的pH和c(SO42-)随时间变化见由右图。清液pH>11时CaSO4转化的离子方程式_____________;能提高其转化速率的措施有____(填序号)
A.搅拌浆料 | B.加热浆料至100℃ |
C.增大氨水浓度 | D.减小CO2通入速率 |
(2)当清液pH接近6.5时,过滤并洗涤固体。滤液中物质的量浓度最大的两种阴离子为______和________(填化学式);检验洗涤是否完全的方法是_________。
(3)在敞口容器中,用NH4Cl溶液浸取高温煅烧的固体,随着浸取液温度上升,溶液中c(Ca2+)增大的原因___________。
9、有A、B、C、D、E五种前四周期的元素。A原子核外有1个未成对电子,A+比B原子少一个电子层,B原子得一个电子填入3p轨道后,3p轨道呈全充满状态。C原子的2p轨道有2个未成对电子,D的最高化合价和最低化合价的代数和为4,与C的核电荷数相差8。E位于周期表第12纵列且是六种元素中原子序数最大的。R是由D、E形成的化合物,其晶胞结构如图所示。请回答下列问题:
(1)C元素的电负性___D元素的电负性(填“>”、“<”或“=”)。
(2)C的第一电离能比它同周期前一族相邻元素的第一电离能________
(填“大”或“小”)。
(3)E的价电子排布式为_______ _,该元素位于周期表中__ _族。
(4)化合物A2D的电子式为______________________。
(5)D和B形成的一种化合物D2B2广泛用于橡胶工业,它的分子结构与双氧水相似,但在该化合物分子中,所有原子最外层均满足8电子稳定结构。则D2B2分子中D原子的杂化类型是__________,D2B2是_________分子(填“极性”或“非极性”)。
(6)R的化学式为________________(用元素符号表示)。已知R晶体的密度为ρ g·cm-3,则该晶胞的边长a=_____________ cm,(阿伏加德罗常数用NA表示)。
10、(15分)Ⅰ.目前我国锅炉烟气脱硝技术有新发现,科学家对O3氧化烟气脱硝同时制硝酸进行了实验研究,其生产硝酸的机理如下:
回答下列问题:
(1)NO3分子内存在两个过氧键,且氧均满足8电子稳定结构,请写出NO3中N的化合价______;NO3极不稳定,常温下即可爆炸分解,试从电子成键角度解释NO3不稳定的原因:__________________。
(2)N2O5与O3作用也能生成NO3与氧气,根据反应前后同种元素,价态相同,不参与氧化还原反应的原则,请分析反应N2O5+O32NO3+O2中,N2O5的作用是__________________(填“氧化剂”“还原剂”或“既是氧化剂,又是还原剂”)。
(3)请写出在有水存在时,O3与NO以物质的量之比为3∶2完全反应的总化学方程式___________。
Ⅱ.下图为某学习兴趣小组对Cu与稀硝酸反应的改进实验装置图:
(4)按如图组装好仪器,检查气密性后,装药品,实验时,先关闭a,打开b,将装置B下移,使之与稀硝酸接触产生气体,当________________(填实验现象),立刻将之上提,并关闭b,这样操作的目的为________________________________。
(5)将铜丝下移,使之与稀硝酸接触,A中现象是________________,稍后将铜丝上拉,使之与稀硝酸分离;打开a,挤压E,使少量空气进入A中,A中现象是______________。
(6)打开b,交替挤压E和F,至装置内氮氧化物气体被氢氧化钠溶液充分吸收,写出NO2气体与氢氧化钠溶液充分反应的离子方程式:______________________________。
11、汽车尾气中CO、以及燃煤废气中的
都是大气污染物,对它们的治理具有重要意义。
氧化还原法消除
的转化如下所示:
反应Ⅰ为
,生成标准状况下
L
时,转移电子的物质的量是______
mol。
反应Ⅱ中,当
:
:2时,氧化产物与还原产物的质量比为______。
使用“催化转化器”可以减少尾气中的CO和
,转化过程中发生反应的化学方程式为
未配平
,若
,则方程式中
和
的化学计量数之比为______。
吸收
和NO,获得
和
产品的流程图如图所示
为铈元素
。
装置Ⅱ中,酸性条件下NO被氧化的产物主要是
和
,请写出生成等物质的量的
和
时的离子方程式:______。
已知进入装置Ⅳ的溶液中
的浓度为a
,要使1
该溶液中的
完全转化为
,至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的氧气______
用含a代数式表示,结果保留整数
。
12、钒被称为“现代工业味精”,是发展现代工业、现代国防和现代科学技术不可缺少的重要材料。常见的钒氧化物为VO、V2O3、VO2、V2O5,低价氧化钒在空气中易被氧化成高价氧化钒。
请回答下列问题:
(1)已知:
①2V(s)+O2(g)=2VO(s) △H1=-825.6kJ·mol-1
②4VO(s)+O2(g)=2V2O3(s) △H2=-788.8kJ·mol-1
③V2O3(s)+O2(g)=V2O5(s) △H3=-334.6kJ·mol-1
④4V(s)+5O2(g)=2V2O5(s) △H4
据上述反应热效应之间的关系,可知△H4=___。
(2)V2O5是钒氧化物中最重要的,也是最常用的钒化工制品。工业上制备V2O5的一个方法是利用VOCl3水解,则VOCl3中V的化合价为___,水解反应的化学方程式为___。
(3)工业上由V2O5冶炼金属钒常用铝热法,该反应的化学方程式为___。
(4)工业制硫酸常用V2O5作催化剂,已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196kJ·mol-1,500℃时将2molSO2和1molO2装入一容积恒定的10L密闭容器中,达到平衡时容器中SO3的浓度为0.1mol·L-1。
①该反应的平衡常数K=___。某温度时,该反应的平衡常数K=50,则该温度___(填“>”“<”或“=”)500℃。
②下列措施能使的值减小的是___(填字母)。
A.升温
B.其他条件不变,再充入2molHe
C.其他条件不变,再充入2molSO2和1molO2
D.不用V2O5作催化剂,改用其他更高效的催化剂
(5)酸性条件下,V2O5和亚硫酸钠发生氧化还原反应生成可溶性的VOSO4,请写出该反应的离子方程式:___。
13、以CO2为原料合成CH3OH和CH3OCH3是实现碳中和的重要途径之一、一定条件下,有关反应如下:
反应I.CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.0 kJ ·mol-1
反应Ⅱ.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-25.0 kJ ·mol-1
反应Ⅲ.CO2(g)+ H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3=+41.2kJ ·mol-1
回答下列问题:
(1)反应2CO2 (g) + 6H2 (g)CH3OCH3 (g)+3H2O(g)的△H=___________。
(2)在Cu-ZnO-ZrO2催化剂上CO2氢化合成甲醇(反应I)的反应历程如图所示。
图中反应②的化学方程式为___________。在反应气中适当加入少量的水能够增大甲醇的产率,原因是___________。
(3)催化条件下,某密闭容器中投入CO2和H2发生反应I和反应Ⅱ,实验测得温度对平衡体系中甲醇、二甲醚的物质的量分数的影响如图所示。
温度600K以下,甲醇的物质的量分数变化的可能原因是 ___________。一定温度下,增大压强,二甲醚的物质的量分数___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)在5MPa下,CO2和H2按物质的量之比为1:3进行投料,发生反应I和反应Ⅲ,平衡时CO和CH3OH在含碳产物中的物质的量分数及CO2转化率随温度的变化如图所示。
①图中n代表的物质是___________。
②150~400°C范围内,随着温度升高,H2O的平衡产量的变化趋势是___________。
③270 °C时,CH3OH的分压为___________MPa(保留2位小数);反应Ⅲ的平衡常数K=___________(Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压 ×物质的量分数。保留3位小数)。
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