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、将Cu2O与Fe2O3的混合物共ag加入20.0mL4.00mol·L-1的过量稀硫酸中,充分反应后剩余固体的质量为bg。请计算:
(1)若向反应后的溶液中加入40.0mLNaOH溶液能刚好使溶液中的所有金属离子完全沉淀,则该氢氧化钠溶液的物质的量浓度为__________________mol·L-1。
(2)若a=7b,则混合物中Cu2O与Fe2O3的物质的量之比为__________________。
3、铜及其化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途。请回答下列问题:
(1)画出基态Cu原子的价电子排布图_______________;
(2)已知高温下Cu2O比CuO稳定,从核外电子排布角度解释高温下Cu2O更稳定的原因____________________________________;
(3)配合物 [Cu(NH3)2]OOCCH3中碳原子的杂化类型是___________,配体中提供孤对电子的原子是________。C、N、O三元素的第一电离能由大到小的顺序是_______________(用元素符号表示)。
(4)铜晶体中铜原子的堆积方式如图1所示,则晶体铜原子的堆积方式为____________。
(5)M原子的价电子排布式为3s23p5,铜与M形成化合物的晶胞如图2所示(黑点代表铜原子)。
①该晶体的化学式为_____________。
②已知铜和M的电负性分别为1.9和3.0,则铜与M形成的化合物属于________化合物(填“离子”、“共价”)。
③已知该晶体的密度为ρg·cm-3,阿伏伽德罗常数为NA,已知该晶体中Cu原子和M原子之间的最短距离为体对角线的1/4,则该晶体中Cu原子和M原子之间的最短距离为___________pm(写出计算列式)。
4、(1)84消毒液的有效成分是_____。
(2)O2F2为共价化合物,各原子均满足8电子稳定结构,写出O2F2的电子式_____。
(3)NaOH的碱性比Mg(OH)2强,主要原因是_____。
5、W固体受热分解为三种产物,其产物之间又能发生反应的转化关系如下图所示,试推断并回答填空:
(1)写出下列物质的化学式:A E
(2)写出W受热分解反应的化学方程式:
(3)写出D+A→W+E+H2O反应的离子方程式: .
6、2019年国际非政府组织“全球碳计划”12月4日发布报告:研究显示,全球二氧化碳排放量增速趋于缓。CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。
(1)一种途径是将CO2转化为成为有机物实现碳循环。如:
C2H4 (g) + H2O (l) = C2H5OH (l) ΔH=-44.2 kJ·mol-1
2CO2(g) + 2H2O (l) =C2H4 (g) +3O2(g) ΔH=+1411.0 kJ·mol-1
2CO2(g) + 3H2O (l) = C2H5OH (l) + 3O2(g) ΔH=___________
(2)CO2甲烷化反应是由法国化学家Paul Sabatier 提出的,因此,该反应又叫Sabatier反应。CO2催化氢化制甲烷的研究过程:
①上述过程中,产生H2反应的化学方程式为:___________________________________。
②HCOOH是CO2转化为CH4的中间体:CO2 HCOOH
CH4。当镍粉用量增加10倍后,甲酸的产量迅速减少,当增加镍粉的用量时,CO2镍催化氢化制甲烷的两步反应中反应速率增加较大的一步是_______________(填I或II)
(3)CO2经催化加氢可以生成低碳烃,主要有两个竞争反应:
反应I:CO2(g) + 4H2 (g)CH4 (g) +2H2O(g)
反应II:2CO2(g) + 6H2 (g)C2H4 (g) +4H2O(g)
在1L密闭容器中冲入1molCO2和4molH2,测得平衡时有关物质的物质的量随温度变化如图所示。T1℃时,CO2的转化率为_________。T1℃时,反应I的平衡常数K=_______。
(4)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为2CO2(g) + 6H2 (g)C2H5OH (g) +4H2O(g) ΔH,m代表起始时的投料比,即m=
.
①图1中投料比相同,温度T3>T2>T1,则ΔH_____(填“>”或“<”)0.
②m=3时,该反应达到平衡状态后p(总)=20ɑ MPa ,恒压条件下各物质的物质的量分数与温度的关系如图2.则曲线b代表的物质为_______(填化学式)
7、硅烷(SinH2n+2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示,呈现这种变化关系的原因是______。
8、我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。CO2捕获与CO2重整是CO2利用的研究热点。其中CH4与CO2重整反应体系主要涉及以下反应:
a.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H1
b.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
c.CH4(g)C(s)+2H2(g) △H3
d.2CO(g)CO2(g)+C(s) △H4
e.CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s) △H5
(1)根据盖斯定律,反应a的△H1=_______(写出一个代数式即可)。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_______。
A.增大CO2与CH4的浓度,反应a、b、c的正反应速率都增加
B.移去部分C(s),反应c、d、e的平衡均向右移动
C.加入反应a的催化剂,可提高CH4的平衡转化率
D.降低反应温度,反应a~e的正、逆反应速率都减小
(3)雨水中含有来自大气的CO2,溶于水中的CO2会进一步和水反应,发生电离:
①CO2(g)CO2(aq)
②CO2(aq)+H2O(l)H+(aq)+
(aq)
25°C时,反应②的平衡常数为K2。溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数),比例系数为ymol·L-1kPa-1,当大气压强为pkPa,大气中CO2(g)的物质的量分数为x时,溶液中H+浓度为_______mol·L-1(写出表达式,考虑水的电离,忽略的电离)。
(4)105°C时,将足量的某碳酸氢盐(MHCO3)固体置于真空恒容容器中,存在如下平衡:2MHCO3(s)M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)。上述反应达平衡时体系的总压为46kPa.保持温度不变,开始时在体系中先通入一定量的CO2(g),再加入足量MHCO3(s),欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于5kPa,CO2(g)的初始压强应大于_______kPa。
(5)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为_______(写离子符号);若所得溶液c():c(
)=2:1,溶液pH=_______。(室温下,H2CO3的K1=4×10-7;K2=5×10-11)
(6)CaO可在较高温度下捕集CO2,在更高温度下将捕集的CO2释放利用。与CaCO3热分解制备的CaO相比,CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能,其原因是_______。
9、高纯六水氯化锶晶体(SrCl2•6H2O)具有很高的经济价值,工业上用w kg难溶于水的的碳酸锶(SrCO3)为原料(含少量钡和铁的化合物等),共制备高纯六水氯化锶晶体(a kg)的过程为:
已知:Ⅰ.SrCl2•6H2O晶体在61℃时开始失去结晶水,100℃时失去全部结晶水.
Ⅱ.有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH表:
(1)操作①加快反应速率的措施有________________ (写一种)。操作①中盐酸能否改用硫酸,其理由是:
(2)酸性条件下,加入30% H2O2溶液,将Fe2+氧化成Fe3+,其离子方程式为________.
(3)在步骤②﹣③的过程中,将溶液的pH值由1调节至4时,宜用的试剂为________.
A.氨水 B.氢氧化锶粉末 C. 氢氧化钠 D.碳酸钠晶体
(4)操作③中所得滤渣的主要成分是________ (填化学式).
(5)工业上完成操作③常用的设备有:
A分馏塔 B 离心机 C 热交换器 D 反应釜
(6)工业上用热风吹干六水氯化锶,适宜的温度是____________
A.40~50℃ B.50~60℃ C.60~70℃ D.80℃以上.
(7)已知工业流程中锶的利用率为90%根据以上数据计算工业碳酸锶的纯度:
10、为充分利用资源,变废为宝,实验室里利用废铁屑制取硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]。某兴趣小组以废铁屑制得硫酸亚铁铵后,按下列流程制备二水合草酸亚铁(FeC2O4·2H2O),进一步制备高纯度还原铁粉。
已知:FeC2O4·2H2O难溶于水,150℃开始失结晶水;H2C2O4易溶于水,溶解度随温度升高而增大。请回答下列问题:
(1)步骤②中,H2C2O4稍过量的主要原因是________。
(2)为了提高步骤③得到的FeC2O4·2H2O的纯度,宜用________(填“热水”“冷水”或“无水乙醇”)洗涤,检验洗涤是否干净的操作是________。
(3)实现步骤④必须用到的两种仪器是________(供选仪器:a. 烧杯;b. 坩埚;c. 蒸馏烧瓶;d. 高温炉;e. 表面皿;f. 锥形瓶)。
(4)为实现步骤⑤,不宜用碳粉还原Fe2O3,理由是________。
(5)硫酸亚铁铵是重要的工业原料,其溶解性如表所示:
| 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
(NH4)2SO4 | 73.0 | 75.4 | 78.0 | 81.0 | 84.5 | 91.9 |
FeSO4·7H2O | 40.0 | 48.0 | 60.0 | 73.3 | — | — |
(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O | 18.1 | 21.2 | 24.5 | 27.9 | 31.3 | 38.5 |
(注意:高于73.3℃,FeSO4·7H2O发生分解)
以铁屑(有油污)、硫酸、硫酸铵为原料,补充制取硫酸亚铁铵晶体的实验方案:将铁屑置于锥形瓶中,______,冷却,过滤,用蒸馏水洗涤铁屑至中性,将铁屑置于锥形瓶中,_____至铁屑完全溶解,_____,冷却结晶,用无水乙醇洗涤2~3次,低温干燥。[实验中必须使用的试剂:铁屑、1.0 mol·L-1的Na2CO3溶液、3.0 mol·L-1的H2SO4溶液,饱和(NH4)2SO4溶液]
11、甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇直接脱氢是工业上合成甲醛的新方法,制备过程涉及的主要反应如下:
反应Ⅰ:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g) △H1=+85.2kJ/mol
反应Ⅱ:CH3OH(g)+12O2(g)HCHO(g)+H2O(g) △H2
反应Ⅲ:2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H3=483.6kJ/mol
(1)计算反应Ⅱ的反应热△H2=___。
(2)750K下,在恒容密闭容器中,发生反应CH3OH(g)=sHCHO(g)+H2(g),若起始压强为P0,达到平衡转化率为a,则平衡时的总压强P平=___(用含P0和a的式子表示):当P0=101kPa,测得a=50.0%,计算反应平衡常数Kp=___kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,忽略其它反应)。
12、螯合树脂吸附法处理废水具有吸附容量大、速度快以及选择性好等特点,已成为近年来的研究热点。螯合树脂M与Cu2+形成新的螯合物Q,从而达到去除Cu2+的效果,吸附机理如图所示。
资料:
①吸附原理
螯合树脂M中的—OH解离出H+,变成—COO-,而且树脂中含有N原子,在与Cu2+接触时,树脂中的—COO-、N原子与Cu2+形成配位键,形成新的螯合物Q,从而达到去除Cu2+的目的。
②在体系酸性较强情况下,氮原子与氢离子具有较强的配位能力。
(1)基态Cu的价层电子排布的轨道表示式是____。
(2)M中四种元素电负性由大到小的顺序为(用元素符号表示)____。
(3)M中N原子的杂化轨道类型为____。
(4)Q中存在配位键,其中提供空轨道的是____。
(5)在螯合树脂M处理含铜废水过程中,发现体系pH对Cu2+的吸附量(Qe)有影响,实验结果如图所示。
①吸附去除Cu2+的过程中需保持体系处于适宜的pH,其中pH约为____时吸附效果最好。
②从平衡移动角度解释,体系碱性过强时,吸附能力下降的原因____。
③从结构角度解释:体系酸性较强时,吸附能力下降的原因____。
13、甲烷催化裂解是工业上制备乙炔的方法之一。回答下列问题:
(1)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-885 kJ/mol
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH2=-2600 kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH3=-572 kJ/mol
则2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g)ΔH=_______kJ/mol
(2)①若用分别表示CH4、CH2、H2和固体催化剂,在固体催化剂表面CH4的裂解过程如图所示,从吸附到解吸的过程中,能量状态最高的是_______(填标号)。
②在恒容密闭容器中充入amol甲烷,测得单位时间内在固体催、化剂表面CH4的转化率[α(CH4)]与温度(t℃)的关系如图所示,t0℃后CH4的转化率突减的原因可能是_______。
(3)甲烷分解体系中几种气体的平衡分压(p/Pa)与温度(t/℃)的关系如图所示。
①T℃时,化学反应2CH4 (g)=C2H2(g)+3H2(g)的压强平衡常数K=_______Pa2。
②在某温度下,向VL恒容密闭容器中充入0.12mol CH4只发生反应2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g),达到平衡时,测得p(H2)=p(CH4)。CH4的平衡转化率为_______(结果保留两位有效数字)。
(4)甲烷除裂解反应外还能发生水蒸气重整反应,涉及以下反应方程式:
I.CH4(g)+H2O(g)→CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206kJ·mol-1;
II.CO(g)+H2O(g)→CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41kJ·mol-1;
在一体积可变的密闭容器中,加入一定量的CH4和H2O(g)发生水蒸气重整反应。
①压强为P0kPa时,分别在加CaO和不加CaO时,平衡体系H2的物质的量随温度变化如图所示。温度低于700℃时,加入CaO可明显提高混合气中H2的量,原因是_______
②500℃时,反应相同时间后测得CH4的转化率随压强的变化如图所示。则图中E点和G点CH4的浓度大小关系为c(G)_______(填“>”“<”或“=”)c(E)。