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、回答下列问题:
(1)与
熔融时均能导电,但后者室温下呈液态,后者熔点低的原因是_______。
(2)某小组用温度传感器探究正戊烷、正己烷挥发时的温度变化(如图所示),试解释原因_______。
3、(1)1—戊醇在水中溶解度较小,主要原因是_______。
(2)石墨的熔沸点高,质地较软的原因是_______。
4、碳氢化合物是重要的能源物质。
(1)丙烷脱氢可得丙烯。己知:有关化学反应的能量变化如下图所示。
则相同条件下,反应C3H8(g)CH3CH=CH2(g)+H2(g)的△H=___ kJ·mol-1 。
(2)以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐。电池正极反应式为________________。
(3)常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3) = 1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3HCO3-+H+的平衡常数K1=__________。(结果保留2位有效数字)(己知10-5.60=2.5×10-6)
(4)用氨气制取尿素的反应为:2NH3(g)+CO2(g)==CO(NH2)2(l)+H2O(g)△H<0
某温度下,向容积为100L的密闭容器中通入4molNH3和2molCO2,该反应进行到40s时达到平衡,此时CO2的转化率为50%。
①理论上生产尿素的条件是______。(填选项编号)
A.高温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.低温、高压
②下列描述能说明反应达到平衡状态的是_____________。
A.反应混合物中CO2和H2O的物质的量之比为1:2
B.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
C.单位时间内消耗2a molNH3,同时生成a molH2O
D.保持温度和容积不变,混合气体的压强不随时间的变化而变化
③该温度下此反应平衡常数K的值为____________。
④图中的曲线I表示该反应在前25s内的反应进程中的NH3浓度变化.。在0~25s内该反应的平均反应速率v(CO2)=___________。
保持其它条件不变,只改变一种条件,图像变成II,则改变的条件可能是_______________。
5、碳的化合物的转换在生产、生活中具有重要的应用,如航天员呼吸产生的CO2用Sabatier反应处理,实现空间站中O2的循环利用。
Sabatier反应:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g);
水电解反应:2H2O(1) 2H2(g) +O2(g)。
(1)将原料气按n(CO2):n(H2)=1:4置于密闭容器中发生Sabatier反应,测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。
①该反应的平衡常数K随温度降低而________(填“增大”或“减小”)。
②在密闭恒温(高于100℃)恒容装置中进行该反应,下列能说明达到平衡状态的是_____。
A.混合气体密度不再改变 B.混合气体压强不再改变
C.混合气体平均摩尔质量不再改变 D. n(CO2):n(H2)=1:2
③200℃达到平衡时体系的总压强为p,该反应平衡常数Kp的计算表达式为_______。(不必化简,用平衡分,压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
(2)Sabatier反应在空间站运行时,下列措施能提高CO2转化率的是____(填标号)。
A.适当减压 B.合理控制反应器中气体的流速
C.反应器前段加热,后段冷却 D.提高原料气中CO2所占比例
(3)一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO2(g)+4H2(g)C(s)+2H2O(g)代替Sabatier反应。
①已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分别为-394kJ/mol、-242kJ/mol,Bosch反应的△H=_____kJ/mol。(生成焓指一定条件下由对应单质生成lmol化合物时的反应热)
②一定条件下Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是______________。若使用催化剂,则在较低温度下就能启动。
③Bosch反应的优点是_______________。
6、在一个容积不变的密闭容器中,发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)
(1)当n(NO):n(O2)=4:1时,O2的转化率随时间的变化关系如下图所示。
①A点的逆反应速率v逆(O2)_____B点的正反应速率v正(O2)(填“大于”、“小于”或“等于” )。
②NO的平衡转化率为______;当达到B点后往容器中再以4:1 加入些NO和 O2,当达到新平衡时,则NO的百分含量 B点NO的百分含量(填“大于”、“小于”或“等于” )。
③到达B点后,下列关系正确的是( )
A.容器内气体颜色不再变化 B.v正(NO)=2 v正(O2)
C.气体平均摩尔质量在此条件下达到最大 D.容器内气体密度不再变化
(2)在下图1和图2中出现的所有物质都为气体,分析图1和图2,可推测:4NO(g)+3O2(g)=2N2O5(g) △H= 。
(3)降低温度,NO2(g)将转化为N2O4(g),以N2O4、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如右图所示,在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y,Y为 ,有关石墨I电极反应式可表示为: 。
7、Ⅰ、次氯酸钠是一种被广泛应用的消毒剂,请回答下列问题:
(1)写出NaClO的电子式___________________。
(2)已知HClO的电离能力介于H2CO3一级与二级电离之间,写出NaClO溶液中通入少量CO2过程中发生的离子反应方程式为________________________
(3)在NaClO溶液中通入少量SO2,其反应离子方程式:________________________
II、某二元化合物X其相对分子质量小于100,常温下为黄绿色或橘黄色气体,性质非常不稳定,若用“惰性气体”等稀释时,爆炸性 则大大降低,X的水溶液质量分数高于30%也有可能引起爆炸。X可由KClO3和草酸(H2C2O4)混合物中加入足量的稀硫酸水浴加热制得,12.25 g KClO3与9 g草酸恰好完全反应生成X、CO2和一种酸式盐。
(1)确定X的化学式_______________
(2)用H2C2O4溶液、稀硫酸和KC1O3制备X最大优点是 ______________
(3)工业废水中Mn2+常用X处理,将Mn2+转化为MnO2,写出X除去Mn2+的离子方程式 _____________
(4)纤维素还原法制X是一种新方法,其原理是:纤维素水解得到的最终产物与稀硫酸、NaClO3反应生成X。完成反应的化学方程式:_____________
(5)实验室用氢氧化钠溶液吸收X尾气,生成等物质的两种钠盐,其中有一种盐为NaClO3完成氢氧化钠溶液吸收X尾气反应的化学方程式:_____________
(6)X和Cl2均能将电镀废水中的CN-氧化为无毒的物质。处理含CN-相同量的电镀废水,所需Cl2的物质的量是X的_______倍
8、以碳酸镁(含少量)为原料制取硫酸镁晶体,并测定
含量:将原料完全溶于一定量的稀硫酸中,加足量的
后用
调节溶液的
,静置后过滤,除去滤渣,将滤液结晶得硫酸镁晶体。
(1)的稀硫酸至少能溶解原料的质量为______。
(2)加调节
促进
水解,写出总反应的离子方程式为______。
(3)已知:,
。室温下,若溶液中
,欲使溶液中的
,需调节溶液
范围为______。
(4)常采用下列方法测定结晶硫酸镁中的含量:
已知:①在为9~10时,
、
均能与
形成配合物
②在为5~6时,
除了与
反应,还能将
与
形成的配合物中的
“置换”出来:
步骤1:准确称取得到的硫酸镁晶体加入过量的
,配成
在9~10之间溶液
步骤2:准确移取溶液
于锥形瓶中,用
标准溶液滴定,滴定到终点,消耗标准溶液的体积为
步骤3:准确移取溶液
于另一只锥形瓶中,调节
在5~6;用
标准溶液滴定,滴定至终点,消耗
标准溶液的体积为
。
计算该结晶硫酸镁中的质量分数(请给出计算过程)。____________。
9、由硫酸的酸性强于碳酸可知:硫元素的非金属性强于碳元素,请再写出一事实也能说明硫元素的非金属性强于碳元素:__________。
10、苯乙酮是重要的化工原料,可由苯经下述反应制备:
实验步骤如下:
实验步骤如下:
步骤1:向如图所示的三颈烧瓶中迅速加入13g粉状无水AlCl3和16mL(14g,0.18mol)无水苯。在搅拌下将4mL(4.3g,0.04mol)乙酸酐自滴液漏斗慢慢滴加到三颈烧瓶中。加完后,待反应稍缓和后在沸水浴中搅拌回流,直到不再有HCl气体逸出为止。
步骤2:将反应混合物冷却到室温,在搅拌下倒入18mL浓盐酸和30g碎冰的烧杯中(在通风橱中进行),若仍有固体不溶物,可补加适量浓盐酸使之完全溶解。将混合物转入分液漏斗中,分出有机层,水层用苯萃取两次(每次8mL)。合并有机层,依次用15mL10%NaOH溶液、15mL水洗涤,再用无水MgSO4干燥。
步骤3:先在水浴上蒸馏回收物质A,然后在石棉网上加热蒸去残留的苯,稍冷后改用空气冷凝管蒸馏收集195~202℃馏分,产量约4.1g。
(1)步骤1中搅拌回流时,冷凝水从_____(填“a”或“b”)端进水,倒置漏斗的作用是_____。
(2)步骤2中水层用苯萃取两次(每次8mL),而不萃取一次(16mL)的目的是_____。用15mL10% NaOH溶液洗涤的目的是_____。
(3)步骤3中在水浴上蒸馏回收的物质A为_____。
(4)本次实验苯乙酮的产率为_____。
11、粗ZnS中的S2-的含量可以用“碘量法”测得。准确称取0.150g样品,置于碘量瓶中,移取25.00mL0.1000mo/L的I2—KI溶液于其中,并加入乙酸溶液,密闭,置于暗处充分反应5min,硫元素完全转化为单质硫析出。以淀粉为指示剂,过量的I2用0.1000mol/LNa2S2O3溶液滴定,反应式为I2+2S2O=2I-+S4O
。测定时,消耗Na2S2O3溶液体积24.00mL。请计算样品中S2-的含量为__(计算结果保留三位有效数字,写出计算过程)。
12、2022年11月30日,神舟十五号与神舟十四号乘组在“太空会师”。太空生命保障系统利用电解水供氧,生成的氢气与宇航员呼出的二氧化碳在催化剂作用下生成水和甲烷,水可循环使用。
(1)已知
写出与
反应生成
和
的热化学方程式_______。
(2)一定条件下,反应达到平衡状态。
①下列操作中,能提高比平衡转化率的是_______。
a.加入催化剂 b.降低反应温度
c.移除 d.恒温恒压下通入惰性气体
②某科研小组在一定温度下模拟该反应,向容积为5L的抽空的密闭容器中通入和
,反应平衡后测得
的转化率为50%,则该反应的平衡常数为_______。
(3)在相同条件下,与
还会发生以下副反应:
,该副反应的发生不利于氧循环,原因是_______。
(4)已知反应,
。为了提高甲醇的选择性,某科研团队研制了一种具有反应和分离双功能的分子筛膜催化反应器,原理如图所示。
保持压强为3MPa,温度为260℃,向密闭容器中按投料比投入一定量
和
,不同反应模式下
的平衡转化率和甲醇的选择性的相关实验数据如下表所示。
实验组 | 反应模式 | 温度/℃ |
|
| |
Ⅰ | 普通催化反应器 | 3 | 260 | 21.9 | 67.3 |
Ⅱ | 分子筛膜催化反应器 | 3 | 260 | 36.1 | 100 |
①双功能的分子筛膜催化反应器模式下,恒温恒容时发生反应,不能说明反应达到化学平衡状态的是_______。
a.的浓度不变 b.混合气体的平均相对分子质量不变
c.混合气密度不变 d.断裂3mol H—H键的同时断裂2mol O—H键
②由表中数据可知,双功能的分子筛膜催化反应器模式下,的转化率明显提高,可能的原因是:_______。
13、甲醚是重要的有机合成原料,甲醇制备甲醚的反应:kJ⋅mol
;工业上常用
或CO催化氢化法合成
。回答下列问题:
(1)和
在某催化剂表面合成
:
,反应历程如图甲所示,其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。该反应历程中活化能最小步骤的化学方程式为___________。已知
(
、
随温度的变化不大),
随温度的变化关系如图乙所示,图中表示该反应的直线是___________(填代号)。
(2)CO催化加氢法合成,进而制备
的过程中涉及如下反应:
反应I:
反应II:
反应III:
kJ⋅mol-1
①在298K,101kPa时,、
、
的摩尔燃烧焓分别为akJ⋅mol-1、bkJ⋅mol-1、ckJ⋅mol-1,则
___________kJ⋅mol-1。
②一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入2mol和4mol
制备
,初始压强为
Pa,5min达到平衡时
的转化率为70%,
,且
mol⋅L-1。则0~5min内,
___________
;反应I的平衡常数
___________(用
表示);平衡后,保持温度和容器体积不变,向容器中再充入1mol
和2mol
,重新达到平衡后,
的物质的量分数___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
③工业生产中,需要在260℃、压强恒为4.0MPa的反应釜中进行上述反应。初始时向反应釜中加入0.01mol和0.02mol
,为确保反应的连续性,需向反应釜中以
、进气流量0.03mol·min-1持续通入原料,同时控制出气流量为0.02mol·min
,单位时间内
的转化率为60%,则流出气体中
的百分含量为___________;控制出气流量小于进气流量的原因为___________。
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