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、尿素和氨气对于提高农作物产量和品质有重要作用,合成尿素的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l),完成下列填空:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为___。
(2)在恒定温度下,将NH3和CO2按物质的量之比2:1充入固定体积为10L的密闭容器,经20min达到平衡,此时固体质量增加120g。用CO2表示20min内的化学反应速率为___。
(3)合成尿素时不同温度下CO2转化率变化曲线如图:
该反应正方向为____热反应(选填“吸”或“放”)。a、b、c三点对应温度下的平衡常数大小关系如何:_____(用Ka、Kb、Kc表示),理由为____。
3、光纤通讯是光导纤维传送信号的一种通讯手段,合成光导纤维及氮化硅(一种无机涂层)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)反应I的化学方程式为2C+ SiO2Si+2CO↑,其中还原剂为_______(填化学式),该反应涉及的副反应可能有(碳不足)C+ SiO2
Si+CO2↑和(碳足量)_______________。
(2)经反应Ⅱ所得的四氯化硅粗品中所含的物质如下:
组分名称 | SiCl4 | SiHCl3 | SiH2Cl2 | HCl | BCl3 | PCl3 |
质量分数 | 0.545 | 0.405 | 0.0462 | 0.0003 | 0.00193 | 0.00157 |
沸点/℃ | 57.6 | 31. 8 | 8. 2 | -85 | 12. 5 | 75. 5 |
图中 “操作X”的名称为_______;PCl3的电子式为_______。
(3)已知反应Ⅳ的化学方程式为3SiCl4+4NH3Si3N4+12HCl,则反应Ⅲ和Ⅳ中尾气的用途为________。若向一2L恒容密闭容器中投入1 mol SiC14和1 mol NH3,6 min后反应完全,则0~6 min内,HCl的平均反应速率为____________ mol·L-l·min-l。
4、铬渣(铬主要以Cr2O3形式存在,同时含有Al2O3、SiO2等杂质)是铬电镀过程中产生的含铬污泥,实现其综合利用,可减少铬产生的环境污染。铬渣综合利用工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)焙烧得到的产物含有Na2CrO4和一种无污染的气体,则生成Na2CrO4的反应方程式为_____ 。
(2)除去浸出液中的杂质最好加入_____(填试剂名称)来调节pH。除去铝元素的离子方程式为______________。
(3)理论上加入醋酸铅、硝酸铅均可以得到铬酸铅沉淀,工艺流程中不选用醋酸铅的原因是___________。
(4)铬酸铅是一种用于水彩和油彩的筑色颜料.遇到空气中的硫化物颜色会变然,该过积的化学反应方程式为_____________。
(5)实验室常利用Cr3+在碱性溶液中的还原性,使其转化为CrO42-,从而实现与Al3+的分离,这个过程中需要加入的试剂是__________(填化学式),分离操作是_________。
5、二氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
(1)科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如上图所示。
①若“重整系统”发生的反应中=6,则FexOy的化学式为________。
②“热分解系统”中每分解1molFexOy,转移电子的物质的量为________。
工业上用CO2和H2反应合成甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7kJ·mol-1
CH3OCH3(g)+H2O(g)===2CH3OH(g) ΔH2=+23.4kJ·mol-1
则2CO2(g)+6H2(g)===CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH3=________kJ·mol-1。
①一定条件下,上述合成甲醚的反应达到平衡状态后,若改变反应的某一个条件,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是________(填字母)。
a.逆反应速率先增大后减小 b.H2的转化率增大
c.反应物的体积百分含量减小 d.容器中的值变小
②在某压强下,合成甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如下图所示。T1温度下,将6molCO2和12molH2充入2L的密闭容器中,5min后反应达到平衡状态,则0~5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)=__________;KA、KB、KC三者之间的大小关系为____________。
(3)常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在NH4HCO3溶液中,c(NH)________(填“>”、“<”或“=”)c(HCO
);反应NH
+HCO
+H2O=NH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=__________。(已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5,H2CO3的电离平衡常数K1=4×10-7,K2=4×10-11)
6、运用化学反应原理知识回答下列有关碳和碳的化合物的问題
⑴汽车尾气的主要污染物是NO以及燃料燃烧不完全所产生的CO,它们是现代化城市的重要大气污染物,为了减轻汽车尾气造成的大气污染,人们开始探索利用NO和CO在一定条件下转化为两种无毒气体E和F的方法(己知该反应在一定条件下可以自发进行)。在2L密闭容器中加入一定量NO和CO,当溫度分别在T1和T2时,测得各物质平衡时物质的量如下表:
①请结合上表数据,写出NO与CO反应的化学方程式___________________,该反应的△S_______0 (填“<”或“>”)。
②上述反应T1℃时的平衡常数为K1,T2℃时的平衡常数为K2。根据表中数据计算K1=_________,根据表中数据判断,温度T1和T2关系是(填序号)______________。
A. T1>T2 B. T1<T2 C.无法比较
(2)生成的CO2经常用氢氧化钠来吸收,现有0.4molCO2,若用200mL3mol/LNaOH溶液将其完全吸收,溶液中离子浓度由大到小的顺序为____________。
(3)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10-9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol/L,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为:___________mol/L。(忽略混合前后溶液体积的变化)
(4)己知14gCO完全燃烧时放出141.5 kJ 的热量,则写出CO燃烧热的热化学方程式:_____________。
(5)CO还可以用做燃料电池的燃料,某熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,该电池用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,写出其负极和正极电极反应方程式:负极:_________;正极:________
7、二硫化钼(MoS2,难溶于水)具有良好的光、电性能,可由钼精矿(主要含MoS2,还含NiS、CaMoO4等)为原料经过如下过程制得。
(1)“浸取”。向钼精矿中加入NaOH溶液,再加入NaClO溶液,充分反应后的溶液中含有Na2MoO4、Na2SO4、NiSO4、NaCl。
①写出浸取时MoS2发生反应的离子方程式:_______。
②浸取后的滤渣中含CaMoO4。若浸取时向溶液中加入Na2CO3溶液,可提高浸出液中Mo元素的含量,原因是_______。
③浸取时,Mo元素的浸出率与时间的变化如图1所示。已知生成物对反应无影响,则反应3~4min时,Mo元素的浸出率迅速上升的原因是_______。
(2)“制硫代钼酸铵[(NH4)2MoS4,摩尔质量260g•mol-1]”。向浸出液中加入NH4NO3和HNO3,析出(NH4)2Mo4O13,将(NH4)2Mo4O13溶于水,向其中加入(NH4)2S溶液,可得(NH4)2MoS4,写出生成(NH4)2MoS4反应的化学方程式:________。
(3)“制MoS2”。(NH4)2MoS4可通过如下两种方法制取MoS2:
方法一:将(NH4)2MoS4在一定条件下加热,可分解得到MoS2、NH3、H2S和硫单质。其中NH3、H2S和硫单质的物质的量之比为8:4:1。
方法二:将(NH4)2MoS4在空气中加热可得MoS2,加热时所得剩余固体的质量与原始固体质量的比值与温度的关系如图2所示。
①方法一中,所得硫单质的分子式为_______。
②方法二中,500℃可得到Mo的一种氧化物,该氧化物的化学式为_______。
8、NOx的排放主要来自于汽车尾气,包含NO2和NO。若用活性炭对NO进行吸附,可发生C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),在T1℃时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如表:
浓度(mol•L-1) | 时间(min) | |||||
0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | |
NO | 1.00 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
(1)关于该反应说法错误的是_____。
a.该反应体现了NO的氧化性 b.降低NO浓度能够减慢反应速率
c.加入足量的炭粉可以使NO100%转化 d.合适的催化剂可以加快反应速率
(2)表中0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)=_____;当升高反应温度,该反应的平衡常数K减小,说明正反应为_____反应(填“吸热”或“放热”).
(3)30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡;根据表中的数据判断改变的条件可能是______(填字母)。
a.加入一定量的活性炭 b.通入一定量的NO
c.适当缩小容器的体积 d.加入合适的催化剂
某实验室模拟该反应,在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体,测得NO的转化率随温度的变化如图所示:
(4)由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大,原因是_____;在1100K时,CO2的体积分数为_____。
(5)NO2排放到大气中会引起______(填两个)等环境问题。
9、SO2、NOx是主要的空气污染源,需经过处理才能排放。回答下列问题:
(1)二氧化硫在V2O5作用下的催化氧化是工业上产生硫酸的主要反应。催化反应的机理是:
第一步:SO2(g)+V2O5(s)=SO3(g)+V2O4(s) ΔH=+akJ•mol-1
第二步:V2O4(s) +O2(g)+2SO2(g)=2VOSO4(s) ΔH=-bkJ•mol-1
第三步:4VOSO4(s)+O2(g)=2V2O5(s)+4SO3(g) ΔH=-ckJ•mol-1
请写出二氧化硫催化氧化的热化学方程式___________。
(2)一定条件下,用Fe2O3作催化剂对燃煤烟气进行回收。反应为2CO(g)+SO2(g) 2CO2(g)+S(l) ΔH<0.80℃时,在容积恒为1L的密闭容器中投入总物质的量为2mol的气体,按n(CO):n(SO2)为1:1或3:1投料时SO2转化率的变化情况如图。则图中表示n(CO):n(SO2)=1:1的变化曲线为___________(填字母),若曲线bSO2的平衡转化率是42%,用SO2表示30min内的平均反应速率是___________。CO2和SO2的中心原子杂化方式分别为______,_____。
(3)一定温度下,在容积恒为1L的密闭容器中,充入0.3molNO与过量的金属Al,发生的反应存在如下平衡:Al(s)+2NO(gN2(g)+Al2O3(s) ΔH<0.已知在此条件下NO与N2的消耗速率与各自的浓度有如下关系(k1、k2为速率常数):v(NO)=k1•c2(NO),v(N2)=k2•c(N2)。
①在T1温度下,k1=0.004L•mol•min-1,k2=0.002min-1,该温度下反应的平衡常数的值为______。
②T2温度下,NO的物质的量随时间的变化如图,其平衡常数的值为___________;温度T1___________T2(填“小于”“等于”或“大于”),判断理由是___________。
10、实验室制备1,2—二溴乙烷的反应原理如下:CH3CH2OHCH2=CH2,CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br
可能存在的主要副反应有:乙醇在浓硫酸的存在下在140℃脱水生成乙醚;浓硫酸把乙醇氧化为CO2等。用少量的溴和足量的乙醇制备1,2—二溴乙烷的装置如图所示:
回答下列问题:
(1)在此制备实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,其最主要目的是__。
a.引发反应 b.加快反应速度 c.防止乙醇挥发 d.减少副产物乙醚生成
(2)在装置C中应加入__,(填序号)其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体。
a.水 b.浓硫酸 c.氢氧化钠溶液 d.饱和碳酸氢钠溶液
(3)判断该制备反应已经结束的最简单方法是__。
(4)将1,2—二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物应在__层(填“上”、“下”)
(5)若产物中有少量未反应的Br2,最好用___洗涤除去(填序号)
a.水 b.氢氧化钠溶液 c.碘化钠溶液 d.乙醇
(6)若产物中有少量副产物乙醚,可用___的方法除去。
(7)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是__,但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是___。
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、化合物X的化学式是K2FeO4,为探究其性质,设计并完成了如下实验:
(1)若化合物Y为强碱,则Y的电子式为______。操作2的具体步骤是______。
(2)若化合物Y加入溶液1中有无色无味气体生成,则对应生成红褐色沉淀的离子方程式是______。
(3)在常温和干燥的条件下,K2FeO4可以稳定存在,但它在水溶液中不稳定,一段时间后生成一种红褐色沉淀和一种气体单质。
①某科研小组针对K2FeO4的稳定性进行了大量的研究,你认为下列物质可以提高K2FeO4在水溶液中稳定性的是______。
a. KHSO4 b. K2CO3 c.CH3COOK d. K2SO3
并说明所选物质可以提高K2FeO4在水溶液中的稳定性的原因______。
②请设计一个实验方案探究温度对K2FeO4在水溶液中的稳定性的影响:______。
13、催化重整对温室气体的减排具有重要意义,其反应为
。回答下列问题:
(1)将原料按初始组成充入密闭容器中,保持体系压强为
发生反应,达到平衡时
的体积分数与温度的关系如图所示。
①、
下,n(平衡时气体):n(初始气体)=___________;该温度下,此反应的平衡常数
___________(以分压表示,列出计算式)。
②若A、B、C三点表示不同温度和压强下已达平衡时的体积分数,则___________点对应的平衡常数最小,理由是___________。
(2)900℃下,将和
的混合气体(投料比
)按一定流速通过盛有炭催化剂的反应器,测得
的转化率受炭催化剂颗粒大小的影响如图所示。(注:目数越大,表示炭催化剂颗粒越小)
由图可知,后
的转化率与炭催化剂的目数的关系为________,原因是__________。
(3)磷化硼的晶胞结构如图所示,晶胞中P原子的空间堆积方式为___________;已知晶体中硼原子和磷原子的半径分别为和
,距离最近的硼原子和磷原子的核间距为二者原子半径之和。则磷化硼晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为___________(写出计算式)。