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、选修一物质结构与性质过渡金属元素及其化合物的应用广泛,是科学家们进行前沿研究的方向之一。
(1)测定土壤中铁的含量时需先将三价铁还原为二价铁,再采用邻啡罗啉做显色剂,用比色法测定,若土壤中含有高氯酸盐时会对测定有干扰。相关的反应如下:4FeCl3+2NH2OH•HCl═4FeCl2+N2O↑+6HCl+H2O
①基态Fe原子中,电子占有的最高能层符号为____________,核外未成对电子数为____________ ,Fe3+在基态时,外围电子排布图为____________。
②羟胺中(NH2OH)采用sp3杂化的原子有____________,三种元素电负性由大到小的顺序为____________;与ClO4-互为等电子体的分子的化学式为____________。
(2)过渡金属原子可以与CO分子形成配合物,配合物价电子总数符合18电子规则.如Cr可以与CO形成Cr(CO)6分子:价电子总数(18)=Cr的价电子数(6)+CO提供电子数(2×6)。
Fe、Ni两种原子都能与CO形成配合物,其化学式分别为____________、____________。
(3)Pt2+的常见配合物Pt(NH3)2Cl2存在两种不同的结构:一种为淡黄色(Q),不具有抗癌作用,在水中的溶解度较小;另一种为黄绿色(P),具有抗癌作用,在水中的溶解度较大。
①Q是____________分子(选填“极性”或“非极性”)。
②P分子的结构简式为____________。
(4)NiXO晶体晶胞结构为NaCl型,由于晶体缺陷,x值为0.88,晶胞边长为a pm.晶胞中两个Ni原子之间的最短距离为____________ pm。若晶体中的Ni分别为Ni2+、Ni3+,此晶体中Ni2+与Ni3+的最简整数比为____________。
3、[化学—选修22:化学生活与技术]氯碱工业过程中产生了大量的盐泥。某氯碱工厂的盐泥组成如下:
成分 | NaCl | Mg(OH)2 | CaCO3 | BaSO4 | SiO2等不溶于酸的物质 |
质量分数(%) | 15~20 | 15~20 | 5~10 | 30~40 | 10~15 |
该工厂进一步利用盐泥生产了七水硫酸镁,设计了工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)反应器中加入酸溶解,反应液控制pH为5左右,反应温度在50℃左右,写出有关化学反应方程式 。
(2)在滤饼中检测到硫酸钙的成分,其原因是 。
(3)已知一些盐的溶解度如下图。在滤液I中通入高温水蒸气进行蒸发结晶,为了析出晶体I,应控制温度在__________℃。
(4)步骤II操作是_______________,
(5)步骤III在工业上常用的设备是______________(填字母)。
A.加压干燥器 B.蒸馏塔 C.离心机 D.真空干燥器
(6)准确称取制备产品ag,将其加入到盛有V1mL c1mol/L的NaOH溶液的锥形瓶中,溶解后,加入酚酞溶液2滴,溶液变红色,再用c2mol/L的盐酸进行滴定,消耗盐酸V2mL,则样品MgSO4·7H2O的质量分数是 。
4、I按要求填空,括号内为有机物的结构简式或分子式
(1)有机物甲()中含氧官能团的名称是________________
(2)有机物乙(分子式为C3H6O3)可由葡萄糖发酵得到,也可从酸牛奶中提取。纯净的乙为无色粘稠液体,易溶于水。乙的核磁共振氢谱如图,则乙的名称为______________
(3)有机物丙()的反式1,4-加成聚合反应产物的结构简式为______________
(4)已知为平面结构,则有机物丁(
)分子中最多有_____个原子在同一平面内
II化学式为C9H10O2的有机物有如下的转化关系:
已知:① F与FeCl3溶液能发生显色反应
②从G到H的反应中,H只有一种结构且能使溴水褪色。
③羟基与双键碳原子相连接时,不稳定,易发生转化:
请回答下列问题:
(5)写出物质D的名称_______________
(6)B→C的反应类型:_____________________________。G→H反应类型:__________________
(7)A生成D和E的化学方程式:_______________________。
(8)有机物B与银氨溶液反应的离子方程式________________________。
(9)写出由苯酚合成的合成路线流程图(无机试剂任选,要注明条件)_______
5、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。
6、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__________________。
7、化学与人类生活、生产密切相关。请根据题意填空:
(1)钠有多种化合物,其中俗称“纯碱”的是_______(填“Na2CO3”或“Na2SO4”)。
(2)矿物能源是现代人类社会赖以生存的重要物质基础。目前,全球仍主要处于化石能源时期。属于化石能源的是_______(填“石油”或“生物质能”)。
(3)炒菜时加入酒和醋能使菜味香可口,原因是酒和醋反应生成了_______(填“酯”或“盐”)。
8、氢能是极具发展潜力的清洁能源,2021年我国制氢量位居世界第一、请回答:
(1)时,
燃烧生成
放热
,
蒸发吸热
表示
燃烧热的热化学方程式为_______。
(2)工业上,常用与
重整制备
。500℃时,主要发生下列反应:
I.
II.
①已知:。向重整反应体系中加入适量多孔
,其优点是_______。
②下列操作中,一定能提高平衡转化率的是_______(填标号)。
A.加催化剂 B.增加用量
C.移除 D.恒温恒压,通入惰性气体
③500℃、恒压条件下,1molCH4(g)和1molH2O(g)反应达平衡时,甲烷的转化率为0.5,二氧化碳的物质的量为0.25mol,则反应II的平衡常数Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压-总压×物质的量分数)。
(3)实现碳达峰、碳中和是贯彻新发展理念的内在要求,因此二氧化碳的合理利用成为研究热点。可用氢气和二氧化碳在催化剂作用下合成甲醇:。恒压下,
和
的起始物质的量之比为1∶3时,该反应甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示。该反应的
_______0,甲醇的产率P点高于T点的原因为_______。
(4)通过上述反应制得的甲醇燃料电池在新能源领域中应用广泛。
①若采用溶液为燃料电池的电解质溶液,则燃料电池的负极方程式为_______。
②已知在该燃料电池中,吸附在催化剂表面的甲醇分子逐步脱氢得到,四步可能脱氢产物及其相对能量如图,则最可行途径为a→_______(用b~j等代号表示)。
9、镁化合物具有广泛用途。请回答有关镁的下列问题:
(1)单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的____,还生成少量的______(填化学式);
(2)CH3MgCl是一种重要的有机合成试剂,其中镁的化合价是___________,该化合物水解的化学方程式为____________;
(3)下图是金属镁和卤素反应的能量变化图(反应物和产物均为298K时的稳定状态)。
下列选项中正确的是_____________(填序号)。
① MgI2中Mg2+ 与I- 间的作用力小于MgF2中Mg2+ 与F- 间的作用力
② Mg与F2的反应是吸热反应
③ MgBr2与Cl2 反应的△H > 0
④ 化合物的热稳定性顺序为MgI2 < MgBr2 < MgCl2 < MgF2
⑤ MgF2(s) + Br2(l) = MgBr2(s) + F2(g) △H = +600 kJ · mol-1
10、ClCH2COOH(氯乙酸,熔点为50℃)是一种化工原料,实验室制备氯乙酸的装置如图:
按下列实验步骤回答问题:
(1)在500mL三颈烧瓶中放置300g冰醋酸和15g催化剂乙酸酐。加热至105℃时,开始徐徐通入干燥纯净的氯气。加热的方法是___,仪器X的名称是__,乙中盛放的药品是___。
(2)氯气通入冰醋酸中呈黄色随即黄色褪去,用化学方程式解释黄色褪去的原因:__,氯气通入速率以三颈烧瓶中无黄绿色气体逸出为度,控制通入氯气速率的方法是___,戊中漏斗的作用是___,NaOH溶液的主要作用是__。
(3)反应约需10小时,每隔2小时向三颈烧瓶中加入5g乙酸酐,当取出样品测得其___时,停止通入氯气。
(4)将熔融的生成物移至蒸馏瓶中进行蒸馏纯化,收集186~188℃馏分。选择装置a蒸馏,直形冷凝管易炸裂,原因是___。
(5)冷凝后生成无色氯乙酸晶体425g,产率约为___(保留2位有效数字)。
11、由C、H、O三种元素组成的链状有机化合物X,只含有羟基和羧基两种官能团,且羟基数目大于羧基数目。称取2.04 g纯净的X,与足量金属钠充分反应,生成672 mL氢气(标准状况)。请确定摩尔质量最小的X分子中羟基、羧基数目及该X的相对分子质量(要求写出简要推理过程)。
12、碳排放问题是第26届联合国气候变化大会讨论的焦点。我国向国际社会承诺2030年实现“碳达峰”,2060 年实现“碳中和”。为了实现这个目标,加强了对CO2转化的研究,因此CO2的捕集、利用与封存成为科学家研究的重要课题。根据信息回答下列问题。
I.研究表明CO2与CH4在催化剂存在下可发生反应制得合成气:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH
一定压强下,由最稳定单质生成1mol化合物的焓变为该物质的摩尔生成焓。
(1)已知CO2(g)、CH4(g)、CO(g)的摩尔生成焓分别为-395kJ·mol-1、-74.9kJ ·mol-1 、-110.4kJ· mol-1,则上述反应的 ΔH =________kJ·mol-1。
II.研究表明CO2与H2能发生下列反应:
反应1:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH1 =- 154 kJ·mol-1
反应2:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2= - 49 kJ·mol-1
(2)在573K时,体积为2L的恒容容器中投入2molCO2和6molH2发生反应2达到平衡。
①为了提高CH3OH产率可以采取的措施有_____________,________ (任写两项措施)。
②图1中能表示该反应的平衡常数的对数lnK与(T表示温度)之间的变化关系的曲线是______(填“m”或“n”)。
③测得在相同时间内,不同温度下的H2转化率如图2所示,v(a) 逆_____v(c) 逆(填“>”、“<”或“=”);T2温度下该反应的平衡常数K值为______(保留两位小数)。
(3)在恒容密闭容器中,反应1按进料浓度比c(CO2):c(H2)分别等于1:2、1:5、1:7时,CO2的平衡转化率随条件X的变化关系如图3所示:
①曲线a的进料浓度比c(CO2):c(H2)为____________。
②条件X是_____ (填“温度”或“压强”),依据是________。
(4)我国学者探究了BiIn合金催化剂电化学还原CO2生产HCOOH的催化性能及机理,并通过DFT计算催化剂表面该还原过程的物质的相对能量,如图4所示(带“* ”表示物质处于吸附态)。试从图4分析,采用BiIn合金催化剂既优于单金属Bi催化剂,又优于单金属In催化剂的原因是______________。
13、我国“十四五”规划提出要制定2030年前碳达峰行动方案,努力争取2060年前实现碳中和。为此,研发CO2转化利用技术成为重要科技目标。
(1)以CO2为原料加氢可以合成甲醇,将n(H2)/n(CO2)=3的混合气体充入体积为V L的密闭容器中,在催化剂存在的条件下进行以下两个反应:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1<0
CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H2>0
测得温度与转化率、产物选择性的关系如图所示。
CH3OH选择性=
①270°C以后CO2转化率随温度升高而增大的原因可能是___________。
②有利于提高CH3OH选择性的反应条件可以是___________(填标号)。
A.降低温度 B.使用更合适的催化剂
C.增大压强 D.原料气中掺入适量的CO
③控制温度240°C,测得混合气体流速为a L· h-1(已换算为标准状况),则CO2的反应速率___________mol·L-1·min-1(写出计算式)。
(2)以CO2和NH3为原料合成尿素。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
i: 2NH3(g)+CO2(g) NH2CO2NH4(s) △H=- 1 59.5kJ·mol-1
ii: NH2CO2NH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H= +72.5kJ·mol-1
iii: 2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H
④反应iii的△H= ___________ kJ·mol-1。3个反应的△G(自由能变化)随温度的变化关系如图所示,图中对应于反应iii的线是___________(填字母)。
⑤一定条件下的恒容容器中,充入原料气3molNH3和1molCO2,平衡时CO2的转化率为0.5,则平衡时NH3和CO2的物质的量比为 ___________ ,已知反应ii的Kp=p,测得平衡时容器内总压为ap,则反应iii的平衡常数Kp=___________。