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、甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,既可用于化工生产,也可直接用做燃料。
(1)工业上可用CO2和H2反应制得甲醇。在2×105Pa、300℃的条件下,CO2和H2反应生成甲醇和水,当消耗2molCO2时放出98kJ的热量,该反应的热化学方程式为___________。
(2)甲醇也可由CO与H2反应制得。在一定温度下,初始容积相同的两个容器中(如图),发生反应: CO(g)+2H2(g)=CH30H(g)。
① 能表明甲和乙容器中反应一定达到平衡状态的是________(填字母代号)。
A.混合气体的密度保持不变 B.混合气体的总压强保持不变
C.CO的质量分数保持不变 D. CO 与H2的转化率之比为3 : 2
E.v(CO)=v(CH30H)
②两容器中反应达到平衡时,Co的转化率α甲______α乙(填“>”、“< ”或“=”)
(3)组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时,体系中CO 的平衡转化率(α)动与温度和压强的关系如图所示。图中的压强由大到小依次为_______,其判断理由是______________。
(4)甲醇燃料电池(简称DMFC)可作为常规能源的替代品而备受关注。DMFC的工作原理如图所示:
① 加入a 物质的电极是电池的______(填“正”或“负”)极,其电极反应式为________.
② 常温下以该装置作电源,用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液,当电路中通过0.4mol电子的电量时,两电极均得到0.14mol的气体。若电解后溶液体积为4OL,则电解后溶液的pH 为________。
3、CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解ag CuCl2·2H2O制备CuCl,该小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器略),并开展相关探究。
阅读资料:
资料一 | CuCl2·2H2O | 在HCl气流中加热至140℃ | 产生CuCl2 | CuCl2在受热大于300℃时 | 生成CuCl和Cl2 |
资料二 | CuCl2·2H2O | 直接加热 | 产生Cu2(OH)2Cl2 | Cu2(OH)2Cl2在受热到200℃时 | 产生CuO |
请回答下列问题:
(1)请在下表中填写实验操作的步骤。
步骤 | 操作描述 |
① | __________ |
② | __________ |
③ | __________ |
④ | 熄灭酒精灯,冷却 |
⑤ | 停止通入HCl,然后通入N2 |
(2)在实验过程中观察到B中物质由白色变为蓝色,C中试纸的颜色变化是_______。
(3)装置D的作用是___________________。
(4)反应结束后,取出CuCl产品进行实验,发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质,根据资料信息分析其原因:
① 若杂质是CuCl2,则产生的原因是______________。
②若杂质是CuO,则产生的原因是________________。
(5)在不了解CuCl化学性质的前提下,如何证明实验得到的CuCl样品中含有CuCl2杂质__________________。
4、分别称取2.39g(NH4)2SO4和NH4Cl固体混合物两份。
(1)将其中一份配成溶液,逐滴加入一定浓度的Ba(OH)2溶液,产生的沉淀质量与加入Ba(OH)2溶液体积的关系如图。混合物中n[(NH4)2SO4]:n(NH4Cl)为___________。
(2)另一份固体混合物中NH4+与Ba(OH)2溶液(浓度同上)恰好完全反应时,溶液中c(Cl-)=_____(溶液体积变化忽略不计)。
5、某小组同学制备并验证的性质。装置如下图所示,培养皿中A、B、C三个塑料瓶盖内盛有不同物质。向
固体上滴加浓盐酸,迅速用玻璃片将培养皿盖严。
实验装置 | 瓶盖 | 物质 |
A | 湿润的淀粉 | |
B | 湿润的 | |
C | 蘸有 |
(1)该实验利用了的_______(填“氧化性”或“还原性”)。
(2)瓶盖A中证明的氧化性强于
的实验现象是_______。
(3)瓶盖B中的试纸先变红后褪色,试纸褪色的原因是_______。
(4)瓶盖C中的溶液可吸收
,反应的化学方程式为_______。
6、(1)铁与同周期的钙性质有很大的差异,铁的熔点更高,而钙的金属活动性更强,这都说明铁的金属键比钙更_____(选填“强”、“弱”)。与钢铁比,纯净的铁有很强的抗腐蚀性,原因是_______________________。氯化铁受热会发生升华现象,这说明氯化铁是______(选填“离子”、“共价”)化合物。
(2)一定条件下,在容积一定的容器中,铁和CO2发生反应:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),该反应的平衡常数表达式K=_____________。下列措施中能使平衡时c(CO)/c(CO2)增大的是______(选填编号)。
a.升高温度 b.增大压强
c.充入一定量CO d.再加入一些铁粉
(3)FeS2可在Fe2(SO4)3溶液中“溶解”,硫元素都以SO42-形式存在,请完成该反应的化学方程式。__________
____□FeS2+ □Fe2(SO4)3 +□____→ □FeSO4 +□____
(4)溶液的酸碱性对许多物质的氧化性有很大影响;生成物的溶解性会影响复分解反应的方向。将Na2S溶液滴加到FeCl3溶液中,有单质硫生成; 将FeCl3溶液滴加到Na2S溶液中,生成的是Fe2S3而不是S或Fe(OH)3。从以上反应可得出的结论是______________________。
7、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
8、我国力争2030年前实现碳达峰,2060 年前实现碳中和。CO2 的综合利用是实现碳中和的措施之一。
Ⅰ. CO2和CH4在催化剂表面可以合成CH3COOH,该反应的历程和相对能量的变化情况如下图所示(*指微粒吸附在催化剂表面,H*指H吸附在催化剂载体上的氧原子上,TS表示过渡态):
(1)决定该过程的总反应速率的基元反应方程式为___________。
(2)下列说法正确的有___________。
a.增大催化剂表面积可提高CO2在催化剂表面的吸附速率
b. CH3COOH* 比CH3COOH(g)能量高
c.催化效果更好的是催化剂2
d.使用高活性催化剂可降低反应焓变,加快反应速率
Ⅱ. CO2和 H2在一定条件下也可以合成甲醇,该过程存在副反应ii。
反应i: CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1 = -49.3 kJ·mol-1
反应ii: CO2(g) + H2(g CO(g)+ H2O(g) ΔH2
(3)有关物质能量变化如图所示,稳定单质的焓(H)为0,则ΔH2=___________ kJ·mol-1
(4)恒温恒容条件下,仅发生反应ii,反应达到平衡的标志是___________。
a. CO的分压不再发生变化
b.气体平均相对分子质量不再发生变化
c. 气体密度不再发生变化
d. 比值不再发生变化
(5)在5.0MPa,将n(CO2) : n(H2)=5 : 16的混合气体在催化剂作用下进行反应。体系中气体平衡组成比例(CO和CH3OH在含碳产物中物质的量百分数)及CO2的转化率随温度的变化如图所示。
①表示平衡时CH3OH在含碳产物中物质的量百分数的曲线是___________ (填“a”或“b”)。
②CO2平衡转化率随温度的升高先减小后增大,增大的原因可能是___________。
③250℃时反应i: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)的 Kp=___________(MPa)-2(用最简分数表示)。
9、铜、镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材料。请回答:
(1)基态铜原子的电子排布式为 ;已知高温下CuO→Cu2O+O2,从铜原子价层电子结构(3d和4s轨道上应填充的电子数)变化角度来看,能生成Cu2O的原因是 。
(2)硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物,则它们形成的组成最简单的氢化物中,分子构型分别为 ,若“Si—H”中共用电子对偏向氢元素,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,则硒与硅的电负性相对大小为Se Si(填“>”、“<”)。
(3)SeO2常温下白色晶体,熔点为340~350℃,315℃时升华,则SeO2固体的晶体类型为 ;若SeO2类似于SO2是V型分子,则Se原子外层轨道的杂化类型为 。
(4)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成配合物,如BF3能与NH3反应生成BF3·NH3。BF3·NH3中B原子的杂化轨道类型为 ,B与N之间形成 键。
(5)金刚砂(SiC)的硬度为9.5,其晶胞结构如图所示;则金刚砂晶体类型为 ,在SiC中,每个C原子周围最近的C原子数目为 个;若晶胞的边长为a pm,则金刚砂的密度表达式为 g/cm3。
10、甲、乙连个探究性学习小组,他们拟测定过氧化钠样品(含少量的Na2O)的纯度。
(1)甲组同学拟选用图l实验装置完成实验:
①写出实验中所发生主要反应的化学方程式____________
②该组同学必须选用的装置的连接顺序是:
A 接(____),(____)接(____), (____)接(____) (填接口字母,可不填满);
(2)乙组同学仔细分析甲组同学的实验装置后,认为:水滴入锥形瓶中,即使不生成氧气,也会将瓶内空气排出,使所测氧气体积偏大;实验结束时,连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在,使所测氧气体积偏小。于是他们设计了图2所示的实验装置。
①装置中导管a的作用:__________
②实验结束冷却至室温后,在读取量气管k中液面读数时,K中液面高于H中的液面,则测量结果将__________(偏高,不变或偏低),若有影响,应进行_________(操作)后再读效;
③若实验中样品的质量为mg,实验前后量气管k中液面读数分别为V0L、V1L(V0> V1换算成标况)。则样品的纯度为__________(含m、V0、V1的表达式)
(3)图2的装置可测定一定质量铜铁合金(不含其它元素)样品中铁的质量分数。分液漏斗中加入的试剂是__________.
11、将6.40g CuO和Fe2O3的混合物分成两等份,其中一份在高温下用足量CO还原后,剩余固体质量为2.40g;另一份固体用200mL某浓度的盐酸恰好溶解,则:
(1)混合物中CuO和Fe2O3的物质的量之比为_______________。
(2)所用盐酸的物质的量浓度为_______________。
12、中国拥有丰富的稀土矿产资源,探明的储量居世界之首。稀土元素是指元素周期表中原子序数为57到71的15种镧系元素,以及与镧系元素化学性质相似的钪(Sc)和钇(Y)共17种元素。请回答下列问题:
(1)钪(Sc)原子的价电子排布式是_______。钪元素的电离能如下表所示,钪元素的常见化合价是_______。
| I1 | I2 | I3 | I4 |
电离能/kJ·mol-1 | 633 | 1235 | 2389 | 7019 |
(2)稀土金属容易形成配合物,比如NdCl3·6H2O在水溶液中实际组成可以是[NdCl2(H2O)6]Cl,属于氯离子和水分子的混配配合物。该配合物的总配体个数是_______,[NdCl2(H2O)6]Cl中存在的化学键除了配位键外还有_______。用Nd2O3与盐酸反应制备NdCl3·6H2O的过程中,其溶剂可以是水或乙醇,为了减少配体中H2O的个数增加C1-的个数,应选用_______做溶剂。
(3)CeO2是有抗高温氧化性能的催化剂载体。可以通过下列反应制备:Ce2(C2O4)32CeO2+2CO2+4CO
①CO2中中心原子的杂化类型为_______杂化。已知CO的结构式为CO,则其分子中σ键的数目是_______,其键长比碳氧双键_______。
②CeO2的晶胞结构如图所示,属于面心立方点阵结构。Ce的配位数为_______。已知其晶胞参数a=0.54nm,若将晶胞左-后-下角上Ce的坐标计为(0,0,0),则晶胞示意图显示的Ce原子中,坐标为(1/2,0,1/2)的两种位置的Ce原子,到(0,0,0)点的最短距离分别为0.27nm和_______nm。
13、实验室以电镀废渣(Cr2O3、CuO、CaO 不含其它难溶于水的杂质)为原料制取铜粉和K2Cr2O7的主要流程如下:
(1) “酸浸”时,得到的残渣的成分是___________
(2) “制铜氨液”,即制取[Cu(NH3)4]SO4溶液时,采用 8 mol·L-1氨水,适量 30% H2O2,并通入 O2,控制温度为 55 ℃。温度不宜过高,这是因为___________。
(3) “沉 CuNH4SO3”时可用如下装置(夹持、加热仪器略):
①“沉 CuNH4SO3”时,反应液需控制在 45 ℃,合适的加热方式是___________。
②实验中向三颈瓶中通入 SO2将[Cu(NH3)4]SO4转化为 CuNH4SO3,每沉淀 1molCuNH4SO3需要消耗 SO2的物质的量为___________
(4)已知:①碱性条件下,H2O2可将+3 价的 Cr 氧化为 CrO;酸性条件下,H2O2可将+6 价的 Cr 还原为+3 价的 Cr;+6 价的 Cr 在溶液 pH<5 时,主要以 Cr2O
的形式存在;在pH>7 时,主要以 CrO
的形式存在。部分物质溶解度曲线如图所示
可用 Cr(OH)3为原料,制取 K2Cr2O7的实验是将原料置于烧杯中,加适量的水调成浆状后加入如下试剂及必要操作得到 K2Cr2O7 溶液。
①实验中必须使用的试剂:
A、KOH 溶液;B、10%H2O2溶液;C、稀盐酸
写出上述实验过程中加药先后顺序为___________(填字母)
②从K2Cr2O7溶液中得到 K2Cr2O7晶体的实验操作为___________
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