1、Na、Al、Fe、Cu是中学化学中重要的金属元素。它们的单质及其化合物之间有很多转化关系。下表所列物质不能按如图(“→”表示一步完成)关系相互转化的是
选项 | A | B | C | D | |
a | Na | Al | Fe | Cu | |
b | NaOH | Al2O3 | FeCl3 | CuO | |
c | NaCl | Al(OH)3 | FeCl2 | CuCl2 |
A.A
B.B
C.C
D.D
2、CH4既是一种重要的能源,也是一种重要的化工原料。
(1)甲烷高温分解生成氢气和碳。在密闭容器中进行此反应时,要通入适量空气使部分甲烷燃烧,其目的是____________。已知25℃、101 kPa时,1 mol甲烷完全燃烧生成CO2和液态水时放出896 kJ热量,则甲烷的热值为___kJ·g-1。
(2)一定温度下,在偏铝酸亚铜(CuAlO2)的催化作用下,CH4与CO2转化成乙酸,可实现“CO2减排”,写出反应的化学方程式__________,其优点是_____(请写出一条)。
(3)甲烷可以消除氮氧化物污染。如: CH4(g)+2NO2(g) N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)。
①下列措施能够加快化学反应速率的是______。
a. 使用催化剂 b. 降低温度 c. 及时分离水
②若上述反应在恒容密闭容器中进行,则下列叙述能说明该反应达平衡的是_____。
a. 混合气体的质量不再变化
b. c(NO2) = 2c(N2)
c. 单位时间内生成1 mol CO2,同时生成2 mol NO2
(4)甲烷可直接应用于燃料电池,该电池采用可传导O2-的固体氧化物为电解质,其工作原理如图所示:
①b极电极反应式为_________。
②若燃料电池消耗的空气在标准状况下的体积是5.6L(假设空气中O2体积分数为20%),则理论上消耗甲烷____mol。
3、取一定量的酸性KMnO4溶液依次进行下列实验,有关现象记录如下:①滴加适量H2O2,紫红色褪去,并有气泡产生;②再加入适量的PbO2固体,固体溶解,溶液又变为紫红色; ③最后通入足量的SO2气体。请回答下列问题:
(1)KMnO4、H2O2、PbO2氧化性由强到弱的顺序为__;
(2)实验③中的现象为__;
(3)实验①、②中反应的离子方程式分别是__、___。
4、(1)元素周期表中第VIIA族元素的单质及其化合物的用途广泛。
①与氯元素同族的短周期元素的原子结构示意图为______。
②能作为氯、溴、碘元素非金属性(原子得电子能力)递变规律的判断依据是____。
a. Cl2、Br2、I2的熔点 b. Cl2、Br2、I2的氧化性
c. HCl、HBr、HI的热稳定性 d. HCl、HBr、HI的酸性
③设计一个实验方案,证明氧化性Cl2>Br2:___________。
(2)铅是碳的同族元素,比碳多4个电子层。
①铅在元素周期表的位置为_______。
②PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为___________。
5、氮的氧化物和硫的氧化物是导致酸雨的物质。
(1)SO2有毒,且能形成酸雨,是大气主要污染物之一。石灰-石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。石灰-石膏法的吸收原理:
①SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O②2CaSO3+O2+4H2O=2(CaSO4·2H2O)碱法的吸收原理:将含SO2的尾气通入足量的烧碱溶液中,请写出对应的化学反应方程式__________;
已知:
试剂 | Ca(OH)2 | NaOH |
价格(元/kg) | 0.36 | 2.9 |
和石灰-石膏法相比,碱法的优点是吸收快、效率高,缺点是__________;
(2)石灰-石膏法和碱法的基础上,设计了双碱法,能实现物料循环利用。
上述方法中,实现循环利用的物质是__________,请用化学方程式表示在Na2SO3溶液中加入CaO后的反应原理__________。
(3)一定条件下氨气亦可用来将氮氧化物转化为无污染的物质。写出氨气和二氧化氮在一定条件下反应的化学方程式:____________
(4)用氢氧化钠溶液可以吸收废气中的氮氧化物,反应的化学方程式如下:
NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O
2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O
现有VL某NaOH溶液能完全吸收n mol NO2和m mol NO组成的大气污染物。
①所用烧碱溶液的物质的量浓度至少为________mol·L-1。
②若所得溶液中c(NO3-)∶c(NO2-)=1∶9,则原混合气体中NO2和NO的物质的量之比n∶m=________。
6、(1)已知锌与稀硫酸反应为放热反应,某学生为了探究其反应过程中的速率变化,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如下:
时间(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
氢气体积(mL) | 30 | 120 | 280 | 350 | 370 |
①反应速率最大的(即0~1min、1~2min,2~3min、3~4min、4~5min)时间段为___,原因是___。
②反应速率最小的时间段为___,原因是___。
(2)另一学生也做同样的实验,由于反应太快,测量氢气的体积时不好控制,他就事先在硫酸溶液中分别加入以下物质用以减缓反应速率
A.蒸馏水 B.加更细小的锌粒 C.NaCl溶液 D.KNO3溶液
你认为他的做法可行的是___(填相应字母)。
7、现有10种物质:①铜线;②Cl2;③NH3;④HCl;⑤SO2;⑥稀盐酸;⑦乙醇(CH3CH2OH);⑧NaOH溶液;⑨BaSO4晶体;⑩熔融的NaCl。回答下列问题:
(1)上述物质属于下图所示化学概念交叉部分的有_____ (填序号)。
(2)向⑧中通入足量的⑤充分反应,产物为__________(填化学式)。
(3)所含原子个数相等的⑤与⑦的物质的量之比为_____;与 7.3g的④含有相同分子数的③在标准状况下的体积为__________L。
(4)将②与③充分混合,会出现浓厚的白烟,另一生成物是空气的主要成分,则反应的化学方程式为_______,还原产物中阳离子的电子式为________。
8、按要求填空
(1)O2电子式:__________,结构式:__________.
(2)NaCl电子式__________.
(3)Na2O2电子式:__________,
(4)用电子式表示下列物质的形成过程HCl__________,Mg2Cl__________
9、阅读短文,回答问题。
锂离子电池是一种生活中常见的二次电池,常用于手机、笔记本电脑、电动车中。它主要依靠Li+在正极材料(LixCOO2)和负极材料(石墨)之间往返嵌入和脱嵌来工作。低温时,由于电解液粘度增大,电池中锂离子的迁移能力下降。低温充电时石墨嵌锂速度降低,Li+来不及嵌入石墨中形成LixC,便得到电子被还原,容易在负极表面析出金属锂,降低电池容量,影响电池安全。上海复旦大学开发了一款新型锂离子电池,其放电的工作原理如图1所示。该电池不仅在-40℃下放电比容量没有衰降,甚至在-70℃下该电池的容量保持率也能够达到常温的70%左右,极大地拓展了电池的应用范围。复旦大学团队采用凝固点低、可在极端低温条件下导电的乙酸乙酯基电解液,并采用不需要将锂离子嵌入到电极中即可完成充、放电的有机物电极,避免了低温条件下嵌入过程变慢。请依据文章内容回答下列问题。
(1)判断下列说法是否正确_________(填“对”或“错”)。
①新型锂离子电池有望在地球极寒地区使用。
②在传统锂离子电池中,金属锂是负极材料。
③若新型锂离子电池在常温下的放电比容量为99mAh·g-1,则其在-40℃下的放电比容量为99mAh·g-1。
(2)新型锂离子电池放电时,正极是_________(填“A”或“B”)。
(3)下列关于该新型锂离子电池可耐低温原因的推测中,不正确的是_________(填字母)。
a.采用与传统不同的有机物电极
b.乙酸乙酯基电解液的凝固点低
c.锂离子不需要在正负极间移动
10、(1)已知断开1 mol N≡N键需要946 kJ的能量,断开1 mol H—H键需要436 kJ的能量,生成1 mol N—H键放出391 kJ的能量,试计算生成2 mol NH3时会________(填“放出”或“吸收”)________kJ能量。
(2)当在相同的条件下向容器中充入1 mol N2和3 mol H2时,它们反应对应的热量________(填“大于”、“等于”或“小于”)你所计算出的值,原因是__________________________。
11、阅读短文,回答问题。
实施垃圾分类,节约使用资源是社会文明水平的重要体现。厨余垃圾作为一种兼具资源和环境污染双重性的固体废弃物占比超过50%~60%,是我国垃圾最主要的构成部分。2020年5月1日新修订的《北京市垃圾分类管理条例》实施以来,家庭厨余垃圾分出量明显增加。目前,北京市具备厨余垃圾处理能力的生化设施共23座,可满足全市处理需求。厨余垃圾经过除杂、除沙、提油后可“变身”为沼气、工业粗油脂、生物有机肥以及废水等。其中沼气可在厂内协同利用;工业粗油脂销售到有资质的生物柴油厂家可从根本上杜绝“地沟油”回流到餐桌;生物有机肥含有氮磷钾等元素,可用于园林绿化及农业生产;废水则通过无害化处理后回用于厂区,实现废水零排放。经过处理的厨余垃圾,有20%会成为不可利用的残渣,这些残渣将作为其它垃圾用于焚烧发电。
请依据以上短文,判断下列说法是否正确(填“对”或“错”)。
(1)厨余垃圾处理应在避免污染环境的同时提升资源利用效率。______
(2)厨余垃圾“变身”为沼气属于化学变化。_____
(3)工业粗油脂主要成分属于有机物。_____
(4)经过处理的厨余垃圾残渣,在焚烧发电过程中存在化学能、热能、电能间的转化。_____
12、(1)在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。已知:
C(s)+O2(g)=CO2(g) ∆H1=-393.5kJ·mol-1
CO2(g)+C(s)=2CO(g) ∆H2=+172.5kJ·mol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g) ∆H3=-296.0kJ·mol-1
写出CO除SO2的热化学方程式_______。
(2)某同学想利用下图装置验证同主族元素非金属性的变化规律。
①若要证明非金属性Cl>I,则在A 中加浓盐酸,B中加KMnO4固体,C中加入淀粉碘化钾溶液,观察到C中溶液_____的现象,即可证明。从环境保护的观点考虑,此装置的缺点是_____。
②若要证明非金属性C>Si,则在A 中加盐酸,B中加CaCO3固体,C中加_____(写化学式)溶液。该同学认为若观察到C中溶液有白色沉淀生成,即可证明,该方案存在明显缺陷,可通过在两装置间添加装有_____溶液的洗气瓶进行改进。
13、在恒温的2L密闭容器中进行反应,气体X、Y,Z的物质的量随时间的变化曲线如图所示,反应在t时刻达到平衡。
(1)该反应的化学方程式是___。
(2)反应起始至t时刻,Y的平均反应速率是___。
(3)关于该反应的说法正确的是___。
a. 到达t时刻该反应已停止
b. 在t时刻正反应速率等于逆反应速率
c. 混合气体的密度不再改变说明该反应达到平衡
d. 达到化学平衡时,3v正(X)=2v逆(Y)
(4)tmin后,体系内的压强与反应前的压强之比为:___。
14、蛇纹石矿可以看作由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。由蛇纹石制取碱式碳酸镁的实验步骤如下:
(1)蛇纹石矿加盐酸溶解后,溶液里除了Mg2+外,还含有的金属离子是_____。
(2)从沉淀混合物A含有Fe(OH)3和Al(OH)3)中提取红色氧化物作颜料,先向沉淀物A中加入____溶液 (填入物质的化学式),然后_____、_____、____ (依次填写实验操作名称)。
(3) 物质循环使用,能节约资源。上述实验中,可以循环使用的物质是____(填写物质化学式)。
(4)18.2g产品碱式碳酸镁:aMgCO3·bMg(OH)2·cH2O完全分解后,产生6.6gCO2和8.0g MgO,由此可知,产品的化学式中: a=_____、b=_____、c=___。(列式计算)。
15、铝土矿是工业上制备金属铝的主要原料,其主要成分是Al2O3,同时还含有SiO2 和Fe2O3。工业上可使用碱浸法提取铝土矿中的 Al2O3,其工业流程如图所示。根据图示信息,回答下列问题。
(1)为了提高铝土矿的浸取效率,可采用的方法是:______。
(2)第一次沉淀时发生了一系列离子反应,除了生成固体 B 的反应外,还有另外两个反应,请分别写出它们的离子方程式:_______,______。
(3)液体试剂 a 的化学式为_________。
(4)该工艺的副产品存在于滤液 X 中,除 Na2SO4 外,其主要成分是________ (填化学式)。试列举一项该副产品在工业生产或日常生活中的用途:________。
(5)操作①的名称为____。若在实验室中进行该操作,样品应放置在_______中。
(6)最后一步电解时往往需要加入适量冰晶石,其作用是 __________。
(7)取 10.0 g 铝土矿按照上述工艺进行处理,并在工艺中使用 5.0 mol/L 的稀硫酸。第一次沉淀时所得沉淀的质量与加入硫酸的体积变化关系如图所示。则该铝土矿样品中 Al2O3 的质量分数为 ________。
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