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、四种短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,请结合表中信息用化学用语回答下列问题:
(1)Z元素在周期表中的位置为______________________。
(2)W、X、Y、Z元素所对应离子半径由大到小的顺序为____________________;
(3)Y元素和W元素形成的化合物YW一种新型无机材料,可与烧碱溶液反应产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,写出有关的化学方程式____________________;
(4)①下列可作为比较X和Y金属性强弱的依据是____________________ (填序号);
a.最高价氧化物的水化物碱性强弱
b.相应硫酸盐水溶液的PH
c.单质与水反应的难易程度
d.单质与酸反应时失去的电子数
②由X、Y、氧三种元素所组成的化合物,能与盐酸以1:4反应生成两种常见盐和水,写出该化合物的化学式____________________;
(5)W的一种氢化物HW3可用于有机合成,其酸性与醋酸相似。体积和浓度均相等的HW3与X的最高价氧化物对应的水化物混合,混合后溶液中离子浓度由大到小的顺序是____________________。
(6)常温下,23gX单质在空气中燃烧,再恢复到常温,放出aKJ能量,写出X单质有关燃烧热的热化学方程式___________________________________________________。
3、化学是一门实用性很强的科学,请根据题意填空:
(1)铝制餐具不宜长时间存放酸性、碱性食物,但常温下铝制容器可以盛装_______(填“浓硫酸”或“浓盐酸”)。
(2)我国5G通信技术处于世界领先地位,高速通信离不开光导纤维。用于制造光导纤维的基本原料是_______(填“SiO2”或“Na2SiO3”)。
(3)在汽车排气管上安装催化转化装置,可使尾气中的NO和CO反应转化为无污染的物质。请完成一定条件该反应的化学方程式:2CO+2NO2CO2 +_______。
4、热化学碘硫循环可用于大规模制氢气,HI分解和SO2水溶液还原I2均是其中的主要反应。回答下列问题:
(1)碘硫热化学循环中,SO2的水溶液还原I2的反应包括:SO2+I2+2H2O3H++HSO4- +2I- 、I-+I2
I3-。若起始时n(I2)=n(SO2)=1mo1,I- 、I3- 、H+ 、HSO4-的物质的量随(
)的变化如图所示:
图中表示的微粒:a为_____________,d为____________________。
(2)起始时 HI的物质的量为1mo1,总压强为0.1MPa下,发生反应 HI(g) H2(g)+
I2(g) 平衡时各物质的物质的量随温度变化如图所示:
①该反应的△H __________________ (“>”或“<”)0。
②600℃时,平衡分压p(I2)= ______MPa,反应的平衡常数Kp=_____________ (Kp为以分压表示的平衡常数)。
(3)反应 H2(g)+I2(g) 2HI(g)的反应机理如下:
第一步:I22I(快速平衡)
第二步:I+H2H2I(快速平衡)
第三步:H2I+I 2HI (慢反应)
①第一步反应_____________ (填 “放出”或“吸收”)能量。
②只需一步完成的反应称为基元反应,基元反应如aA+dD = gG+hH 的速率方程,v= kca(A)•cd(D),k为常数;非基元反应由多个基元反应组成,非基元反应的速率方程可由反应机理推定。H2(g)与I2(g)反应生成 HI(g)的速率方程为v= ________(用含k1、k-1、k2…的代数式表示)。
5、硅是重要的半导体材料,构成现代电子工业的基础。硅及其化合物在工业中应用广泛,在国防和航天工业中亦有许多用途。
(1)硅原子中最外层电子排布式为___,该层电子的电子云有___种不同的伸展方向。
(2)温石棉矿是一种硅酸盐类矿物,化学式写作氧化物形式为6MgO•4SiO2•4H2O,其中原子半径最大的元素在周期表中的位置是___。SiO2存在与金刚石结构类似的晶体,其中硅氧原子之间以___相结合。
a.离子键 b.极性键 c.非极性键 d.范德华力
(3)甲硅烷(SiH4)是一种无色的液体,遇到空气能爆炸性自燃,生成二氧化硅固体和水。在室温下,10gSiH4自燃放出热量446kJ,请写出其燃烧的热化学方程式:___;
(4)SiH4的热稳定性不如CH4,其原因是___。
工业上硅铁可以用于冶镁。以煅白(CaO•MgO)为原料与硅铁(含硅75%的硅铁合金)混合,置于密闭设备中于1200℃发生反应:2(CaO•MgO)(s)+Si(s)Ca2SiO4(l)+2Mg(g)
(5)常温下镁的还原性强于硅。上述方法能够获得镁的原因是:___。
(6)若上述反应在容积为aL的密闭容器中发生,一定能说明反应已达平衡的是___(选填编号)。
a.反应物不再转化为生成物
b.炉内Ca2SiO4与CaO•MgO的质量比保持不变
c.反应放出的总热量不再改变
d.单位时间内,n(CaO•MgO)消耗:n(Ca2SiO4)生成=2:1
若bg煅白经tmin反应后转化率达70%,该时段内Mg的生成速率是___。
6、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_________、__________、_________。
7、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)
8、镀镍废水中的Ni2+可用还原铁粉除去。25℃时,部分氢氧化物在废水中开始沉淀和沉淀完全的pH如下表所示:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Ni(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.6 | 7.7 |
沉淀完全的pH | 3.3 | 9.9 | 9.2 |
(1)还原铁粉的制备:向FeSO4溶液中加入NaBH4 (其中H为-1价)可得还原铁粉,同时生成H3BO3和H2。理论上制备1molFe,需NaBH4的物质的量为______mol。
(2)还原铁粉除镍:向废水中加入还原铁粉,可置换出镍。某小组通过实验研究废水中镍的去除效果。
①取五份废水样品各100mL,加酸或碱调节其初始pH不等,再加入等量且过量的铁粉,充分反应后测得废水中镍含量随溶液初始pH的变化如图所示。pH太小,残留的镍含量较高,原因是______;pH>6.6时,残留的镍含量随溶液初始pH增大而增多的原因是______。
②取100mL废水样品,向其中加入适量铁粉,测得溶液的pH、Fe(Ⅱ)的含量和总铁含量变化如图所示,Fe(Ⅱ)表示溶液及沉淀中+2价的铁元素,总铁表示溶液及沉淀中化合态的铁元素。40~60min内,溶液pH约为6.4,该时间段内引起Fe(Ⅱ)含量降低的反应的离子方程式为______。
③另取100mL pH约为5.8的废水样品,加入FeCl3溶液,废水中镍含量也有明显降低,原因是______。
9、氮的化合物在生产生活中广泛存在。
(1)①氯胺(NH2Cl)的电子式为 。可通过反应NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g)+HCl(g)制备氯胺,已知部分化学键的键能如下表所示(假定不同物质中同种化学键的键能一样),则上述反应的ΔH= 。
②NH2Cl与水反应生成强氧化性的物质,可作长效缓释消毒剂,该反应的化学方程式为 。
(2)用焦炭还原NO的反应为:2NO(g)+C(s) N2(g)+CO2(g),向容积均为1 L的甲、乙、丙三个恒容恒温(反应温度分别为400℃、400℃、T℃)容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO,测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示:
①该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
②乙容器在200 min达到平衡状态,则0~200 min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)= 。
(3)用焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1 mol NO2和足量C发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:
①A、B两点的浓度平衡常数关系:Kc(A) Kc(B)(填“<”或“>”或“=”)。
②A、B、C三点中NO2的转化率最高的是 (填“A”或“B”或“C”)点。
③计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)= (Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
10、三氯化铬(CrCl3)是常用的媒染剂和催化剂,易潮解,易升华,高温下易被氧气氧化。实验室利用反应制取 CrCl3,其实验装置如下图所示。
已知:①COCl2(俗称光气)有毒,遇水发生水解:;
②碱性条件下,H2O2将Cr3+氧化为;酸性条件下,H2O2将
还原为Cr3+。
回答下列问题:
(1)A中的试剂为_______;无水 CaCl2的作用是_______;反应结束后继续通入一段时间氮气,主要目的是_______。
(2)装置 E用来收集产物,实验过程中若 D处出现堵塞,可观察到的现象是_______ ;可通过_______(填操作),使实验能继续进行。
(3)装置 G 中发生反应的离子方程式为_______。
(4)测定产品中 CrCl3质量分数的实验步骤如下:
I.取m g CrCl3产品,在强碱性条件下,加入过量的30% H2O2溶液,小火加热使 CrCl3完全转化为,继续加热一段时间;
Ⅱ.冷却后加适量的蒸馏水,再滴入适量的浓硫酸和浓磷酸(加浓磷酸的目的是为了防止指示剂提前变色),使转化为
;
Ⅲ.用新配制的标准溶液滴定至终点,消耗
标准溶液V mL(已知
被 Fe2+ 还原为Cr3+)。
①产品中 CrCl3 质量分数表达式为_______。
②下列操作将导致产品中 CrCl3质量分数测定值偏低的是_______(填标号)。
a.步骤Ⅰ中未继续加热一段时间
b.步骤Ⅱ中未加浓磷酸
c.步骤Ⅲ中所用溶液已变质
d.步骤Ⅲ中读数时,滴定前俯视,滴定后平视
11、用11.92gNaClO配成100mL溶液,向其中加入0.01mol Na2Sx恰好完全反应,生成Na2SO4和NaCl。
(1)NaClO溶液的物质的量浓度_________mol·L-1。
(2)化学式Na2Sx中的X=____________。
12、我国铂族金属储量占世界储量0.58%,而消费总量占世界消费总量的27%,因此从汽车废弃催化剂中回收铂族金属对可持续发展有重大意义。废弃催化剂中含有Pt,还含有少量的Fe2O3、MgO、Al2O3、 SiO2。一种从汽车废弃催化剂中回收铂的流程如下:
已知:①长期使用的催化剂,表面会覆盖积碳和有机物;
②Pt溶于王水生成NO和氯铂酸,该酸的阴离子具有正八面体结构,其中铂为正四价;
③该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表
金属离子 | Al3+ | Mg2+ | Fe3+ |
开始沉淀的pH | 3.5 | 9.5 | 2.2 |
沉淀完全(c=1.0× 10-5mol/L)的pH | 4.7 | 11.1 | 3.2 |
回答下列问题:
(1)粉碎废弃催化剂后,需进行预处理操作A,请写出操作A的名称___________;
(2)为了提高酸浸效率,温度不宜过高的原因:___________;
(3)酸浸工序中,铂发生的反应的化学方程式为___________, 有同学提议,将王水换成盐酸和过氧化氢的混合溶液,请分析优缺点:___________ ;
(4)通过调节滤液的pH以回收其他金属,依次析出的金属离子为___________ , 当Al3+开始沉淀时,溶液中的Fe3+浓度为___________mol/L;
(5)铂的浸出率与不同加热方式、浸出时间及不同固液比的关系如下图所示:
由图可知,Pt 浸出的最佳条件为___________;
(6)金属捕集法可使Pt取代铜原子进入铜晶格形成铜铂合金,图是一种电催化材料(铜铂合金)的晶胞,该合金的化学式为___________,该合金的密度为ρg/cm3,两个最近的铜原子之间的距离为___________pm(写出计算式,不用简化)。
13、燃煤废气中含有多种能回收利用的原料气,如CO2、SO2及氮氧化物等,需对其综合利用以改善环境质量。请回答下列问题:
(1)我国科学家成功实现由CO2人工合成淀粉,其中包含以下反应:由H2O分解产生H2,由CO2与H2合成CH3OH。已知:用处于标准状况下的各元素最稳定单质生成标准状况下1mol某纯物质的热效应称为该物质的标准摩尔生成焓(ΔfH)。由表中数据推测,H2O(1)的ΔfH
___________(填“>”“<”或“=”)—241.8kJ·mol-1;CO2(g)与H2(g)反应生成CH3OH(g)和H2O(g)的热化学方程式为___________。
物质 | CO2(g) | H2O(g) | CH3OH(g) |
ΔfH | —393.5 | —241.8 | —205.0 |
(2)废气中的SO2经富集后与空气混合,发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=—196kJ·mol-1。已知该反应的v正=k正·p2(SO2)·p(O2)、v逆=k逆·p2(SO3)(k正、k逆为速率常数,只与温度有关,气体分压单位为MPa),如图中曲线①表示的是___________(填“k正”或“k逆”),判断的理由是___________。
在868K、0.1MPa和催化剂作用下,混合气(体积含量:SO28.0%、O211.8%,其余气体不反应)在一恒压密闭容器内开始反应。10min后达到平衡,混合气中O2含量为10.0%,则SO2的转化率为___________,该条件下的压强平衡常数K=___________;工业生产中通常使用比868K低的温度,其主要考虑的因素有___________(填字母)。
a.反应速率 b.催化剂活性 c.原料转化率 d.生产设备
(3)烟气中氮氧化物主要以NO形式存在,利用人工制备的O3可将其转变为能被水吸收的N2O5。该过程由以下三步基元反应组成,则生成1molN2O5需消耗O3___________mol。
O3+NO=NO2+O2、O3+NO2=NO3+O2、NO3+NO2=N2O5
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