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、含硫烟气(主要成分为SO2)的处理备受关注,主要有以下两种方法。请回答:
I .碱液吸收法
步骤1:用足量氨水吸收SO2
步骤2:再加入熟石灰,发生反应2NH4++Ca2++2OH-+SO32-=CaSO3↓+2NH3·H2O
(1)步骤1中反应的离子方程式为_______________________。
(2)已知:25°C时,Ksp(CaSO3)=b,步骤2中反应的平衡常数K=a。该温度下,Kb( NH3·H2O)=__________________(用含a、b的代数式表示)。
II.水煤气还原法
己知:①2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g) △H1=-37.0 kJ·mol-1
②2H2(g)+ SO2(g)S(l)+2H2O(g) △H2=+45.4 kJ·mol-1
③CO的燃烧热△H3=-283 kJ·mol-1
(3)1molS(l)在O2(g)中完全燃烧生成SO2(g)的热化学方程式为____________。
(4)反应②的正反应的活化能为E1 kJ·mol-1,其逆反应的活化能E2=_____ kJ·mol-1。
(5)在一定压强下,发生反应②。平衡时,α(SO2)与原枓气投料比[]和温度(T) 的关系如图所示。
①α(H2):N_____M (填“>”、“<”或 “ = ”)。
②逆反应速率:M_____Q(填“>”、“<”或 “ = ”)。
(6)t℃时,向10L恒容密闭容器中充入2 molCO(g)、2 mol SO2(g)和2 mol H2(g)。发生反应①和反应②。5mim达到平衡时,SO2(g)和CO2(g) 的物质的量分别为0.4mol、1.6mol。该温度下,反应②的平衡常数K=__________。
3、1797年,法国化学家Vauquelin发现了一种新元素。由于包含这种元素的矿物呈现出多种颜色,因此称之为Chromium,元素符号为Cr。一些含Cr元素的物质或微粒的性质如表。
物质 | Cr(OH)3 | H2CrO4 | H2Cr2O7 |
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性质 | 灰蓝色固体,难溶于水两性氢氧化物 | 红色固体,水溶液为黄色中强酸 | 无纯净物,只存在于水溶液中,强酸 |
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微粒 | Cr3+ | Cr(OH) |
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颜色 | 蓝紫色 | 绿色 | 黄色 | 橙红色 | ||||
(1)取少量Cr(OH)3于试管中,逐滴加入稀硫酸,直至过量,可观察到的现象为___________。
(2)请结合平衡移动原理,解释(1)中现象___________。
(3)将Cr(OH)3加热可得到Cr2O3固体,将稍过量的Cr2O3固体与Na2CO3固体混合均匀,在空气中高温煅烧,可得到黄色的Na2CrO4固体,请写出该反应的化学方程式___________。
(4)Na2CrO4部分水合物溶解度如图1。
将(3)中所得固体溶解于水中,过滤,得到Na2CrO4溶液。从该溶液中获得Na2CrO4•6H2O的方法为___________。
(5)向0.1mol/LNa2CrO4溶液滴加浓硫酸(忽略溶液体积变化),不同pH下,溶液中含+6价Cr元素的微粒浓度变化如图2所示。
①a代表的微粒是___________。
②溶液由pH4.5向pH3.5转化过程中,溶液颜色几乎不变,请结合化学用语解释其原因_______。
4、碳、氮、氧、铝都为重要的短周期元素,其单质及化合物在工农业生产生活中有重要作用。请回答下列问题:
(1)在密闭容器内(反应过程保持体积不变),使1molN2和3molH2混合发生下列反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol。当反应达到平衡时,N2和H2的浓度之比是_______;当升高平衡体系的温度,则混合气体的平均式量______(将“增大”“减小”或“不变”);当达到平衡时,再向容器内充入1mol N2,H2的转化率_______(填“提高”“降低”或“不变”);当达到平衡时,将c(N2)、c(H2)、c(NH3)同时增大1倍,平衡_______移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
(2)由题干所述元素中的三种组成的某种强酸弱碱盐的化学式为________,其溶于水能_____水的电离(填“促进”或“抑制”),且使溶液的pH_______(填“升高”“降低”或“不变”),原因是_________(用离子方程式表示)。
(3)空气是硝酸工业生产的重要原料,氨催化氧化是硝酸工业的基础,氨气在铁触媒作用下只发生主反应①和副反应②:
4NH3(g)+5O24NO+6H2O(g) △H=-905kJ/mol ①
4NH3(g)+3O22N2+6H2O(g) △H=-1268kJ/mol ②
①氮气与氧气反应生成NO的热化学方程式为______________________。
②在氧化炉中催化氧化时,有关物质的产率与温度的关系如图。下列说法中正确的是_____。
A.工业上氨催化氧化生成NO时,最佳温度应控制在780~840℃之间
B.工业上采用物料比在1.7~2.0,主要是为了提高反应速率
C.加压可提高NH3生成NO的转化率
D.由图可知,温度高于900℃时,生成N2的副反应增多,故NO产率降低
(4)M是重要的有机化工原料,其分子与H2O2含有相同的电子数,将1molM在氧气中完全燃烧,只生成1molCO2和2molH2O,则M的化学式为_______。某种燃料电池采用铂作为电极催化剂,以KOH溶液为电解质,以M为燃料,以空气为氧化剂。若该电池工作时消耗1molM,则电路中通过_____mol电子。
5、硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素,可以形成多种化合物。
(1)基态硒原子的价层电子排布式为____________。
(2)锗、砷、硒的第一电离能大小排序为____________。H2SeO4的酸性比H2SeO3的强,其原因是__________。
(3)H2SeO3的中心原子杂化类型是_______;SeO32-的立体构型________。
(4)H2Se属于____________ (填“极性”或“非极性”)分子;单质Se的熔点为217℃,它属于_________晶体。
(5)硒化锌是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图所示,该晶胞中硒原子的配位数为_________;若该晶胞密度为ρg·cm-3,硒化锌的摩尔质量为Mg/mol。NA代表阿伏加德罗常数,则晶胞参数a为__________pm。
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、CO、SO2是主要的大气污染气体,利用化学反应原理是治理污染的重要方法.
Ⅰ.甲醇可以补充和部分替代石油燃料,缓解能源紧张,利用CO可以合成甲醇.
(1)已知:CO(g)+1/2O2(g)═CO2(g)ΔH1=-283.0kJ·mol-1
H2(g)+1/2O2(g)═H2O(l)ΔH2=-285.8kJ·mol-1
CH3OH(g)+3/2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=-764.6 kJ·mol-1
请写出CO与H2合成甲醇蒸汽的热化学方程式____________________
(2)一定条件下,在溶剂为VL的密闭容器中充入a molCO与2a molH2合成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如图所示.
①该反应在A点的平衡常数K=_________________(用a和V表示)
②下列能说明反应达到平衡状态的是_____
A.v(CO)=v(H2) B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变 D. c(CO)=c(H2)
③写出能增大v(CO)又能提高CO转化率的一项措施_____________________________
Ⅱ.某学习小组以SO2为原料,采用电化学方法制取硫酸。
(3)原电池原理:该小组设计的原理示意图如左下图,写出该电池负极的电极反应式______。
(4)电解原理:该小组用Na2SO3溶液充分吸收SO2得到NaHSO3溶液,然后电解该溶液制得了硫酸。原理如图,写出开始电解时阳极的电极反应式________________。
(5)已知25℃时由Na2SO3和NaHSO3形成的混合溶液恰好呈中性,则该混合溶液中各离子浓度的大小顺序为________________________________(已知25℃时,H2SO3的电离平衡常数Ka1=1×10-2,Ka2=1×10-7)
8、[化学—选修3:物质结构与性质] 化学作为一门基础自然科学,在材料科学、生命科学、能源科学等诸多领域发挥着重要作用。
(1)高温超导材料钇钡铜氧的化学式为YBaCu3O7,其中1/3的Cu以罕见的Cu3+形式存在。Cu在元素周期表中的位置为____ ,基态Cu3+的核外电子排布式为_ _______。
(2)磁性材料在生活和科学技术中应用广泛。研究表明,若构成化合物的阳离子有未成对电子时,则该化合物具有磁性。下列物质适合作录音磁带磁粉原料的为____(填选项字母)。
A.V2O5 | B.CrO2 | C.PbO | D.ZnO |
(3)屠呦呦因在抗疟药——青蒿素研究中的杰出贡献,成为首获科学类诺贝尔奖的中国人。青蒿素的结构简式如图l所示,其组成元素的电负性由大到小的顺序为 ;碳原子的杂化方式有____ 。
(4)“可燃冰”因储量大、污染小被视为未来石油的替代能源,由甲烷和水形成的“可燃冰”结构如图2所示。
①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力为 。
②H2O的VSEPR模型为 ,比较键角的大小:H2O CH4(填“>”“<”或“=”),原因为 。
(5)锂离子电池在便携式电子设备以及电动汽车、卫星等领域显示出广阔的应用前景,该电池负极材料为石墨,石墨为层状结构(如图3),其晶胞结构如图4所示,该晶胞中有 个碳原子。已知石墨的层间距为apm,C-C键长为b pm,阿伏伽德罗常数的值为NA,则石墨晶体的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
9、研究K、Ca、Fe、As、T等第四周期元素对生产、生活有重要意义。回答下列问题:
(1)我国中医把雄黄作为解毒剂,用来治疗癣疥、中风等。雄黄的结构如图1.雄黄分子中孤电子对数与成键电子对数之比为___,砷酸常用于制备颜料、砷酸盐、杀虫剂等,则AsO的空间构型是___。
(2)已知KCl、MgO、CaO、TiN的晶体于NaCl的晶体结构相似,且三种离子晶体的晶格能数据如表所示。
离子晶体 | NaCl | KCl | CaO |
晶格能/kJ•mol-1 | 786 | 715 | 3401 |
①Ti3+的电子排布式为___。
②KCl、CaO、TiN三种离子晶体熔点由高到低的顺序为___,原因是___。
(3)Fe的一种晶体结构如图2甲、乙所示,若按甲虚线方向切割乙,得到的截面图中正确的是___。(填字母标号)假设铁原子的半径是rcm,铁的相对原子质量为M,则该晶体的密度为___g/cm3。(列式即可,设阿伏加德罗常数的值为NA)
10、高氯酸铜易溶于水,在130℃时会发生分解反应,是一种燃烧催化剂。以食盐等为原料制备高氯酸铜[Cu(ClO4)2·6H2O]的一种工艺流程如下:
(1)发生“电解I”时,所用的交换膜是_______________(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。
(2)歧化反应是同一种物质中同种元素自身的氧化还原反应,已知上述工艺流程中“歧化反应”的产物之一为NaClO3。
①“歧化反应”的化学方程式为____________________________。
②“歧化反应”阶段所采用的不同温度对产率影响的结果如图所示。则该反应最适宜的温度是___。
(3)“电解II”的阳极产物为______________(填离子符号)。
(4)操作a的操作名称是_______,该流程中可循环利用的物质是_____________(填化学式)。
(5)用该工艺流程制备高氯酸铜时,若起始时NaCl的质量为at,最终制得的Cu(ClO4)2·6H2O为bt,则产率为__________(用含a、b的代数式表示)。
11、研究 CO、CO2 的回收利用既可变废为宝,又可减少碳的排放。回答下列问题:
(1)T1 K 时,将 1mol 二甲醚引入一个抽空的 50L 恒容容器中,发生分解反应:CH3OCH3(g) CH4(g)+H2(g)+CO(g) ,在不同时间测定容器内的总压,所得数据见下表:
由表中数据计算:0~5.0 min 内的平均反应速率 v(CH3OCH3)=__________,该温度下平衡常数 K=_______________ 。
(2)在 T2 K、1.0×104 kPa 下,等物质的量的 CO 与 CH4 混合气体发生如下反应:CO(g)+CH4(g) CH3CHO(g),反应速率 v正 −v逆=k正p(CO)•p (CH4)-k逆p(CH3CHO),k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,P为气体的分压(气体分压P=气体总压 P总×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数 Kp=4.5×10-5(kPa)-1,则 CO 转化率为 20%时,
=____________。
12、通过沉淀-氧化法处理含铬废水,减少废液排放对环境的污染,同时回收K2Cr2O7。实验室对含铬废液(含有Cr3+、Fe3+、K+、SO42-、NO3-和少量Cr2O72-)回收与再利用工艺如下:
已知:①Cr(OH)3 + OH- = CrO2- + 2H2O; ②2CrO2- + 3H2O2 + 2OH- = 2CrO42- + 4H2O;
③H2O2在酸性条件下具有还原性,能将+6价Cr还原为+3价Cr。
(1)如图是用KOH固体配制250mL 6 mol·L-1 KOH溶液的过程示意图。
①请你观察图示判断,其中不正确的操作有(填序号)________;
②其中配制250 mL溶液的体积容器是(填名称)_________________;
③如果用图示的操作配制溶液,所配制的溶液浓度将________(填“偏大”或“偏小”)。
(2)滤液Ⅰ酸化前,进行加热的目的是_________________。冰浴、过滤后,应用少量冷水洗涤K2Cr2O7,其目的是_______。
(3)称取产品重铬酸钾试样2.000g配成250mL溶液,取出25.00mL于锥形瓶中,加入10mL 2mol·L-1H2SO4和足量碘化钠(铬的还原产物为Cr3+),放于暗处5min,然后加入100mL水,加入3mL 淀粉指示剂,用0.1200 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。
①写出重铬酸钾氧化碘化钠的离子方程式_________。
②滴定终点的现象为_________。
③若实验中共用去Na2S2O3标准溶液30.00mL,所得产品中的重铬酸钾的纯度为_________(设整个过程中其它杂质不参与反应)。
④若滴定管在使用前未用Na2S2O3标准溶液润洗,测得的重铬酸钾的纯度将_____________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
13、硫化氢为易燃危化品,与空'气混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸,并且硫化氢有剧毒。油开气采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有硫化氢,需要回收处理并加以利用。
回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①2H2S(g) S2(g) +2H2(g) ΔH1= + 180kJ·mol-1 Kp1=a
②CS2(g)+2H2(g) CH4(g) +S2(g) ΔH2=-81kJ·mol-1 Kp2= b
则反应③CH4(g) +2H2S(g) CS2(g) +4H2(g) 的 ΔH3=___________kJ·mol-1,Kp3=________(不写单位)。
(2)在不同温度、反应压强为100kPn,进料H2S的摩尔分数(可看成体积分数)为0.1%~20% (其余为N2)的条件下,对于反应①,H2S 分解平衡转化率的结果如图1所示。则T1、T2和T3由大到小的顺序为___________,同温同压下H2S的摩尔分数越大,H2S 分解平衡转化率越小的原因是______________________。
(3)反应①和③的 ΔG随温度的影响如图2所示,已知ΔG =-RTlnK (R为常数,T为温度,K为平衡常数),则在1000°C时,反应的自发趋势①___________③(填“>”、“<”或“=”)。在1000°C、100kPa反应条件下,将一定量的H2S和CH4混合进行反应(不考虑反应②),达到平衡时n(CS2):n(H2)约为1:4, n(S2)微乎其微,其原因是___________。
(4)在1000°C、100kPa反应条件下,将H2S、CH4、N2摩尔分数比为3:3:2的混合气进行反应③,达到平衡时,CS2分压与H2S的分压相同。则反应③的Kp=___________(不写单位)。