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、碳酸和一水合氨是重要的弱酸和弱碱,常温下,其电离常数如下表所示。回答下列问题:
弱电解质 | H2CO3 | NH3·H2O | |
电离常数 |
(1)碳酸的一级电离方程式为______,二级电离常数表达式________。
(2)浓度均为0.01 mol.L-1的H2CO3溶液和NH3·H2O溶液等体积混合,混合溶液中的溶质是_______(写化学式),混合溶液中、
、
、
的浓度由大到小的顺序是_______。
(3)和
在水溶液中相互促进水解,反应为
,则常温下,该反应的平衡常数
_______。(保留2位有效数字)。
(4)室温下,向100 mL 0.2 mol.L-1NaHCO3溶液中加入100 mL 0.2 mol·L-1NH3·H2O溶液,则+____+_____。
3、汽车尾气脱硝脱碳主要原理为: 。一定条件下密闭容器中,用传感器测得该反应在不同时间NO和CO浓度如下表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
完成下列填空:
(1)写出该反应的平衡常数表达式:__________________。
(2)前2s内的氮气的平均反应速率是: =___________
;
达到平衡时,CO的转化率为_______________。
(3)工业上常采用“低温臭氧氧化脱硫脱硝”技术来同时吸收和氮的氧化物气体(
),以获得
的稀溶液。在此溶液中,水的电离程度是受到了_________(填“促进”、“抑制”或“没有影响”);若往
溶液中再加入少量稀盐酸,则
值将__________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)如果向溶液中通入足量
气体,没有沉淀生成,继续滴加一定量的氨水后,则会生成白色沉淀。用平衡移动原理解释上述现象。_________________________。
(5)向另一种可溶性钡盐溶液中通入少量气体,会立即看到白色沉淀,该沉淀的化学式为_________;原可溶性钡盐可能是_________________。
4、I.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时, 涉及如下反应: 2NO(g) +Cl2(g) 2ClNO(g) ΔH< 0
写出该反应的平衡常数表达式 。
为研究不同条件对反应的影响,:在恒温条件下, 向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2, 10 min时反应达到平衡。测得10 min内v(ClNO) =7.5×10-3 mol·L-1·min-1, 则平衡后n(Cl2) = mol, NO的转化率α1= 。其他条件保持不变, 反应在恒压条件下进行, 平衡时NO的转化率α2 α1(填“>” “<” 或“=”), 平衡常数K (填“增大” “减小” 或“不变”) 。若要使K减小, 可采取的措施是 。
II. 实验室可用NaOH溶液吸收NO2, 反应为2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO2恰好完全反应得1 L溶液A, 溶液B为0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液, 则两溶液中c(NO3-) 、c(NO2-) 和c(CH3COO-) 由大到小的顺序为 。
(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4 mol·L-1, CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5 mol·L-1)
可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是 。
a. 向溶液A中加适量水 b. 向溶液A中加适量NaOH
c. 向溶液B中加适量水 d. 向溶液B中加适量NaOH
III.(1)已知丙醛的燃烧热为,丙酮的燃烧热为
,试写出丙醛燃烧热的热化学方程式 。
(2)以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池,采用电解法制备Fe(OH) 2,装置如右下图所示,其中P端通入CO2。
①石墨I电极上的电极反应式为 。
②通电一段时间后,右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。则下列说法中正确的是 (填序号)。
A. X、Y两端都必须用铁作电极 B. 可以用NaOH溶液作为电解液
C. 阴极发生的反应是:2H2O+ 2e-= H2↑+ 2OH- D. 白色沉淀只能在阳极上产生
5、KBr可用于光谱分析和化学分析等。
(1)制备KBr的一种方法如下:80℃时,向溶有CO(NH2)2的KOH溶液中缓慢加入Br2,至pH为6~7时反应完全,生成CO2、N2等。该反应的化学方程式为_____。
(2)KBr可用于测定苯酚(C6H5OH)样品的纯度,方法如下:取0.5000g苯酚试样,用NaOH溶液溶解后定容成250.00mL溶液;移取25.00mL该溶液,加入25.00mL0.03000mol•L﹣1的KBrO3(含过量KBr)标准溶液,然后加入足量盐酸,充分反应后再加足量KI溶液,充分反应;用0.1000mol•L﹣1Na2S2O3溶液滴定至淡黄色,加入指示剂,继续滴定至终点,用去16.20mL。测定过程中物质的转化关系如下:
①加入的指示剂为_____。
②计算苯酚样品的纯度(写出计算过程)_____。
6、1913年,德国化学家哈伯实现了合成氨的工业化生产,被称作解救世界粮食危机的化学天才.现将lmolN2和3molH2投入1L的密闭容器,在一定条件下,利用如下反应模拟哈伯合成氨的工业化生产:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0.当改变某一外界条件(温度或压强)时,NH3的体积分数ψ(NH3)变化趋势如图所示.
回答下列问题:
(1)已知:①NH3(l)═NH3(g)△H1,②N2(g)+3H2(g)2NH3(l)△H2;则反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)的△H=_____________(用含△H1、△H2的代数式表示)。
(2)合成氨的平衡常数表达式为____________,平衡时,M点NH3的体积分数为10%,则N2的转化率为____________(保留两位有效数字).
(3)X轴上a点的数值比b点____________(填“大”或“小”)。上图中,Y轴表示____________(填“温度”或“压强”),判断的理由是____________。
(4)若将1mol N2和3mol H2分别投入起始容积为1L的密闭容器中,实验条件和平衡时的相关数据如表所示:
容器编号 | 实验条件 | 平衡时反应中的能量变化 |
Ⅰ | 恒温恒容 | 放热Q1kJ |
Ⅱ | 恒温恒压 | 放热Q2kJ |
Ⅲ | 恒容绝热 | 放热Q3kJ |
下列判断正确的是____________
A.放出热量:Ql<Q2<△Hl
B.N2的转化率:Ⅰ>Ⅲ
C.平衡常数:Ⅱ>Ⅰ
D.达平衡时氨气的体积分数:Ⅰ>Ⅱ
(5)常温下,向VmL amoI.L-l的稀硫酸溶液中滴加等体积bmol.L-l的氨水,恰好使混合溶液呈中性,此时溶液中c(NH4+)____________c(SO42-)(填“>”、“<”或“=”).
(6)利用氨气设计一种环保燃料电池,一极通入氨气,另一极通入空气,电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,它在熔融状态下能传导O2-.写出负极的电极反应式____________。
7、氮(N)、磷(P)、砷(As)等都是ⅤA族的元素,该族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。回答下列问题:
(1)化合物N2H4的电子式为___________________。
(2)As原子的核外电子排布式为_______________________。
(3)P和S是同一周期的两种元素,P的第一电离能比S大,原因是_______________。
(4)NH4+中H-N-H的健角比NH3中H-N-H的键角大,原因是_________________。
(5)Na3AsO4中含有的化学键类型包括________;AsO43-空间构型为________,As4O6的分子结构如图所示,则在该化合物中As的杂化方式是________________。
(6)白磷(P4)的晶体属于分子晶体,其晶胞结构如图(小圆圈表示白磷分子)。己知晶胞的边长为acm,阿伏加德罗常数为NAmol-1,则该晶胞中含有的P原子的个数为_________,该晶体的密度为_______g·cm-3(用含NA、a的式子表示)。
8、我国每年产生的废旧铅蓄电池约330万吨。从含铅废料(PbSO4、PbO2、PbO等)中回收铅,实现铅的再生,意义重大。一种回收铅的工作流程如下:
(1)铅蓄电池放电时,PbO2作____极。
(2)过程I,已知:PbSO4、PbCO3的溶解度(20℃)见图l;Na2SO4、Na2CO3的溶解度见图2。
①根据图l写出过程I的离子方程式:__________。
②生产过程中的温度应保持在40℃,若温度降低,PbSO4的转化速率下降。根据图2,解释可能原因:
i.温度降低,反应速率降低; ii.____(请你提出一种合理解释)。
③若生产过程中温度低于40℃,所得固体中,含有较多Na2SO4杂质,原因是____。
(3)过程Ⅱ,发生反应2PbO2+H2C2O4=2PbO+H2O2+2CO2↑。实验中检测到有大量O2放出,推测PbO2氧化了H2O2,通过实验证实了这一推测。实验方案是____。
(已知:PbO2为棕黑色固体;PbO为橙黄色固体)
(4)过程Ⅲ,将PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中,得到含Na2PbCl4的电解液,电解Na2PbCl4溶液,生成Pb,如图3。
①阴极的电极反应式是____________。
②电解一段时间后,PbCl2'浓度极大下降,为了恢复其浓度且实现物质的循环利用,阴极区采取的方法是_______。
9、PM2.5中的某些物质,易引发光化学烟雾污染,光化学烟雾中含有NOx、OCS、CH2=CH-CHO、HCOOH、以及光气等二次污染物。水污染程度可通过测定水体中铅、铬等重金属的含量判断。
(1)C、N、O三种元素的第一电离能从大到小的顺序为_______(用元素符号表示),CH2=CH-CHO分子醛基中碳原子杂化方式为____________。
(2)根据等电子体原理,羰基硫(OCS)分子的结构式为_________;光气(COCl2)各原子最外层都满足8电子稳定结构,则光气分子的空间构型为_________(用文字描述);
(3)1molHCOOH中含σ键和π键数目之比为______________。
(4)基态Cr原子核外电子排布式是_______,配合物[Cr(NH3)4(H2O)2] Cl3中心离子的配体为_______。
(5)测定大气中PM2.5的浓度方法之一是β-射线吸收法,β-射线放射源可用85Kr。已知Kr晶体的晶胞结构如图所示,设晶体中晶胞中含Kr原子为m个,与每个Kr原子紧相邻的Kr原子有n个,则m/n=______(填数字)。若两个相邻面心的Kr原子的核间距为acm,用NA表示阿伏伽德罗常数,M表示Kr的相对原子质量。该晶体的密度计算式为______ g/cm3。
10、无水三氯化铁常用于净水剂、印染的媒染剂,印刷制版时的腐蚀剂,在化学工业中还可制造其他铁盐,及处理肥皂提取粗甘油等。它具有易水解、易升华的性质。铁粉与氯气反应制备无水FeCl3的实验装置如图所示:
回答下列问题:
(1)装置A的作用是_______,通入氯气后,装置A中观察到有酸雾产生,原因是_______。
(2)装置C中P2O5的作用是_______,请写出装置D中发生反应的化学方程式:_______。
(3)在E、G处收集产物是利用了FeCl3_______的性质;实验过程中若F处出现堵塞,则在B处可观察到的现象是_______。
(4)装置H的作用是_______;装置I中发生反应的离子方程式是_______。
(5)某同学用11.2g干燥铁粉制得无水FeCl3样品29.9g,该次实验的产率是_______。
(6)实验室中还常用SOCl2与FeCl3·6H2O晶体共热制备无水FeCl3,其化学反应方程式为_______。
11、铜和铜合金广泛用于电气、机械制造、建筑工业、国防工业等领域。
(1)以含Cu2S80%的精辉铜矿为原料冶炼金属铜()。若生产含Cu量为97.5%的粗铜48t,则生产SO2_________L(标准状况下);需要精辉铜矿_______t(保留一位小数)。
(2)高温时,Cu2S和O2在密闭容器中实际发生的反应为以下两步:
2Cu2S+3O22Cu2O+ 2SO2、2Cu2O+ Cu2S
6Cu+ SO2↑
取amol Cu2S和bmol空气(设氧气占空气体积的20%)在高温下充分反应。根据下列几种情况回答问题(反应前后温度、容器体积不变):
①若反应后剩余固体只有Cu,则a和b的关系是___________。
②若反应后剩余固体是Cu2S和Cu,则反应前容器内压强(P1)与反应后容器内压强(P2)的关系是_______。
③若反应后容器内的压强小于反应前,通过分析,确定反应前后容器内固体的成分___________。
(3)可用纯度为80%的精辉铜矿制备胆矾。称取8.0g矿样,溶解在40mL14.0mol/L的浓硝酸中(杂质不反应),反应为: 2Cu2S+14H++10NO3-→4Cu2++2SO42-+5NO↑+5NO2↑+7H2O。过滤后向所得溶液再加入适量的铜和稀硫酸,充分反应前后,将该溶液蒸发结晶。计算理论上最多可得到CuSO4·5H2O晶体多少克_______?
12、运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义。请回答下列问题,
(1)生成氢气:将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g) ΔH=+131.3kJ·mol-1,ΔS=+133.7J·mol-1·K-1,该反应在低温下___________(“能”或“不能”)自发进行。
(2)已知在T℃时,反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常数K=0.5,相关化学键键能数据如表:
化学键 | N≡N | H-H | N-H |
键能/(kJ·mol-1) | 946 | 436 | 390.8 |
①T℃时,2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的ΔH=___________。
②T℃时,在1L密闭容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为4mol、2mol、4mol,则此时反应v正(N2)___________v逆(N2)(填“>”“<”“=”或“不能确定”)。
(3)已知合成氨反应的速率方程为:v=kcα(N2)cβ(H2)c-1(NH3),k为反应速率常数。在合成氨过程中,需要不断分离出氨,该操作的目的是___________。
(4)以氨为原料生产尿素的方程式为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(1)+H2O(g)。
①为进一步提高NH3的平衡转化率,下列措施能达到目的的是___________(填字母)。
A.增大CO2的浓度 B.增大压强
C.及时转移生成的尿素 D.使用更高效的催化剂
②尿素的合成分两步进行:
a.2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(1) ΔH=-117kJ/mol
b.NH2COONH4(1)CO(NH2)2(1)+H2O(g) ΔH=+15kJ/mol,
第一步反应速率快,可判断活化能较大的是___________(填“第一步”或“第二步”)。
③某实验小组为了模拟工业合成尿素,在恒温恒容的真空密闭容器中充入一定量的CO2和NH3发生反应:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(1)+H2O(g),反应过程中NH3的体积分数如图所示。实验测得体系平衡时的压强为10MPa,计算该反应的平衡常数___________(MPa)-2(已知:分压=总压×体积分数)。
13、2020年中国向世界宣布2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。转化和吸收CO2的研究成为更加迫切的任务。
(1)天津大学某研究所研究了CO2催化加H2合成低碳烯烃的反应。
①已知H2和C2H4两种气体的燃烧热△H分别为-285.8kJ·mol-1和-1411.0kJ∙mol-1。则反应2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(l) △H=_______kJ∙mol-1。已知在等温、等压条件下的封闭体系中,自由能(△G)与体系的焓变和熵变的定量关系为△G=△H-T△S,当△G<0时,反应可以自发进行。由此可知,上述反应能够自发进行的条件是_______(填“较高温度”或“较低温度”)。
②CO2催化加H2还可能生成其它含碳化合物。研究发现,Fe、Co固体双催化剂的成分对相同时间内CO2转化率和产物选择性有重要作用,部分研究数据如下表所示。下列说法中错误的是_______。
实验编号 | n(Fe):n(Co) | CO2转化率/% | CO选择性/% | CH4选择性/% | C2H4选择性/% | 反应后固体的成分 |
1 | 100:0 | 1.1 | 100 | 0 | 0 | Fe和少量Fe3O4 |
2 | 50:50 | 30.5 | 36.8 | 42.9 | 20.3 | Fe和Co |
3 | 0:100 | 69.2 | 2.7 | 97.1 | 0.2 | Co |
A.实验1的化学方程式为3Fe+4CO2=Fe3O4+4CO
B.该制备最好选用金属Co作催化剂
C.从化合价角度看反应中CH4应比C2H4优先产生
D.n(Fe):n(Co)对该制备过程影响很大
(2)某课题组研究了不同催化剂对反应3H2+CO2=CH3OH+H2O的影响。
①下图是某铜基催化剂催化该反应的反应历程。图中的0.58、1.23等是对应反应的能垒(活化能)。则反应3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的焓变_______0(填“>”或“<”)。反应过程中H2(g)=2H*共发生了_______次。生成H2COO*那一步的化学方程式为_______,该反应与H2COOH*=H2CO*+OH*相比,在同一条件更_______(填“难”或“易”)进行。
②向恒压(3.0MPa)密闭装置中通入反应物混合气(CO2和H2物质的量比1:2)。测得甲醇时空收率与反应起始温度的关系曲线如图所示。已知甲醇的时空收率表示单位时间、单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率。由此可知,合成CH3OH的最佳条件是_______。CO2加H2制甲醇的速率方程可表示为v=k·pm(CO2)·pn(H2),其中k为速率常数,各物质起始分压的指数为各物质的反应级数。实验结果表明,速率常数与反应级数均受反应温度的影响。使用Ni5Ga3催化剂时,169℃和223℃起始条件下,CO2反应级数m223°C/m169°C=2,H2反应级数n223°C/n169°C=1.则速率常数之比k223°C/k169°C=_______。