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、下图中,固体A是铁锈的主要成分。
请回答:
(1)白色沉淀E的化学式____________。
(2)写出A---B的化学方程式_____________________。
(3)写出C---D在溶液中发生氧化还原反应的离子方程式______________________。
3、石油产品中含有H2S及COS、CH3SH等多种有机硫,石油化工催生出多种脱硫技术。请回答下列问题:
(1)COS的电子式是_______________。
(2)已知热化学方程式:①2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) △H=-362 kJ·mol-1
②2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(l) △H2=-1172 kJ·mol-1
则H2S气体和氧气反应生成固态硫和液态水的热化学方程式为__________________。
(3)可以用K2CO3溶液吸收H2S,其原理为K2CO3+H2S=KHS+KHCO3,该反应的平衡常数为________。(已知H2CO3 的Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11;H2S的Ka1=5.6×10-8,Ka2=1.2×10-15)
(4)在强酸溶液中用H2O2 可将COS氧化为硫酸,这一原理可用于COS 的脱硫。该反应反应的化学方程式为_________________。
(5)COS的水解反应为COS(g)+H2O(g)CO2(g)+H2S(g) △H<0。某温度时,用活性α-Al2O3作催化剂,在恒容密闭容器中COS(g)的平衡转化率随不同投料比[n(H2O)/n(COS)]的转化关系如图1所示。其它条件相同时,改变反应温度,测得一定时间内COS的水解转化率如图2所示:
①该反应的最佳条件为:投料比[n(H2O)/n(COS)]____,温度_____________
②P点对应的平衡常数为_____________ 。(保留小数点后2 位)
③当温度升高到一定值后,发现一定时间内COS(g)的水解转化率降低;猜测可能的原因是__________________。
4、(Ⅰ)甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇。已知某些化学键的键能数据如下表:
化学键 C—C C—H H—H C—O H—O
键能/kJ·mol-1 348 413 436 358 1 072 463
请回答下列问题:
(1)已知CO中的C与O之间为叁键连接,则工业制备甲醇的热化学方程式为 。
(2)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应,在容积固定为2 L的密闭容器内充入1 mol CO和2 mol H2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在250 ℃开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
则从反应开始到20 min时,以CO表示的平均反应速率= ,该温度下平衡常数K= ,若升高温度则K值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是 。
A.2v(H2)正=v(CH3OH)逆
B.容器内气体的平均摩尔质量保持不变
C.容器中气体的压强保持不变
D.单位时间内生成n mol CO的同时生成2n mol H2
(Ⅱ)回答下列问题:
(1)体积均为100 mL pH=2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,则Ka(HX) Ka(CH3COOH)(填“>”、“<”或“=”)。
(2)25 ℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)= mol·L-1(填精确值)。
5、NO2是一种红棕色气体,沸点为21℃。机动车尾气、锅炉废气是NO2的重要的排放源。完成下列填空:
(1)NO2的分子模型如图所示,该模型的类型为_______。
(2)下列说法正确是_____
A.N原子和O原子2p亚层的电子能量相同
B.N原子和O原子核外电子都有4种伸展方向
C.NO2和O2均为非极性分子
D.NO2和O2分子中各原子最外层电子数均为8
(3)元素非金属性:氮<氧,从原子结构的角度分析其原因:_______。列举一个事实说明N、O元素非金属性强弱:_______。
(4)点燃的镁条可以在NO2中继续燃烧,实验现象为_______。
(5)硝酸铜在1000℃时分解,其转化关系为:Cu(NO3)2→Cu+NO2↑+O2↑,该反应中断裂的化学键类型为_______。所得气体的平均分子量为_______。
(6)学生甲为了探究NO2对非金属的助燃性,利用排空气法收集上述反应生成的气体,并插入带火星的木条。学生乙认为该方法并不能达到其实验目的,原因是_______。
学生丙查阅文献得知,NO2不能使带火星的木条复燃。
(7)请在学生甲设计的实验方案基础上加以改进,帮助学生丙验证其所查文献描述NO2的性质:_______。
6、【化学—物质结构与性质】原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素。其中A的基态原子有3个不同的能级,各能级中的电子数相等;C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同;D为它所在周期中原子半径最大的主族元素;E和C位于同一主族,F的原子序数为29。
(1)F原子基态的外围核外电子排布式为 。
(2)在A、B、C三种元素中,第一电离能由小到大的顺序是 (用元素符号回答)。
(3)元素B的简单气态氢化物的沸点 (高于,低于)元素A的简单气态氢化物的沸点,其主要原因是 。
(4)由A、B、C形成的离子CAB-与AC2互为等电子体,则CAB-的结构式为 。
(5)在元素A与E所形成的常见化合物中,A原子轨道的杂化类型为 。
(6)由B、C、D三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示,则该化合物的化学式为 。
(7)FC在加热条件下容易转化为F2C,从原子结构的角度解释原因 。
7、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。
8、丁二烯是生产合成橡胶的主要原料。一定条件下,2,3-二甲基-1,3-丁二烯()与溴单质发生液相加成反应(1,2加成和1,4加成),已知溶剂极性越大越容易发生1,4加成。现体系中同时存在如下反应:
①
②
③
已知体系中两种产物可通过互相转化,反应历程及能量变化如下图所示:
(1)由反应过程及能量变化图示判断,m___________n(填“>”、“=”或“<”),___________
(用含
、
、
、
的式子表示)
(2)由反应过程及能量变化图示判断,反应___________(填“①”、“②”)的产物更稳定,若要提高该产物在平衡体系中的物质的量分数,还可采取的措施是___________。
(3)在一定温度下,向某反应容器中加入1.0mol和一定量的
发生上述反应。测得
的平衡转化率为a,平衡时
为bmol,若以物质的量分数表示的平衡常数
,反应③的平衡常数
,则产物
的选择性百分比为___________(选择性是指目标产物在最终产物中的比率),开始加入的
的物质的量为___________mol,反应①的平衡常数
___________。
9、工业由钛铁矿(主要成分FeTiO3,Fe2O3、Al2O3、FeO、SiO2等杂质)制备TiCl4的工艺流程如下:
已知:
①酸浸 FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O(l)
②水解 TiOSO4(aq)+2H2O(l)H2TiO3(s)+H2SO4(aq)
③煅烧 H2TiO3(s)TiO2(s)+H2O(s)
(1)FeTiO3中钛元素的化合价为 ,试剂A为 。
(2)碱浸过程发生反应的离子反应方程式为 。
(3)酸浸后需将溶液温度冷却至70℃左右,若温度过高会导致最终产品吸收率过低,原因是 。
(4)上述流程中氯化过程的化学反应方程式为 。
已知TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)+O2(g) △H=+151kJ·mol-1。该反应极难进行,当向反应体系中加入碳后,则反应在高温条件下能顺利发生。从化学平衡的角度解释原因是 。
(5)TiCl4极易水解,利用此性质可制备纳米级TiO2·xH2O,该反应的化学反应方程式是 。
10、次磷酸钠可用于化学镀镍。将黄磷
和过量烧碱溶液混合、加热,生成次磷酸钠和
,
是一种无色、有毒的可燃性气体,与
溶液反应也可生成次磷酸钠。实验室可用下列装置来制取次磷酸钠。实验的有关操作步骤如下:
①装好药品,②连接装置,检查气密性,③打开,再通入一段时间
,④将反应所得的次磷酸钠分离出来,⑤关闭
,滴加烧碱溶液,再打开磁力加热搅拌器,⑥打开
通入
一段时间。请回答下列问题:
(1)正确实验操作步骤的顺序是________(填序号)。
(2)实验装置中各导管口的连接顺序是________(填装置中的小写字母)。
(3)在黄磷中混入活性炭粉末的作用是________。
(4)先滴加烧碱溶液,再打开磁力加热搅拌器可能的原因是________。
(5)装置中反应的化学方程式是________。
(6)和
的溶解度
如下:
| ||
37 | 39 | |
100 | 667 |
实验结束后,将A中混合液蒸发浓缩,有大量晶体析出,该晶体主要成分的化学式为________,然后________、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到含的粗产品。
(7)测定产品的纯度:取产品克配成
溶液,取
于锥形瓶中,酸化后加入
碘水于暗处充分反应得
,然后以淀粉溶液作指示剂,用
溶液滴定至终点,平均消耗
,若其它杂质不参加反应,则产品纯度表达式为________。(已知:
)
11、实验室利用铜屑、硝酸和硫酸的混酸为原料制备硫酸铜晶体。结合具体操作过程回答下列问题。
(1)配制混酸:将3 mol/L的硫酸(密度1.180g/cm3)与15mol/L的浓硝酸(密度1.400 g/cm3)按体积比5:1混合后冷却。
①计算混酸中硫酸的质量分数为__________;
②取1g混酸,用水稀释至20.00mL,用0.5mol/L烧碱进行滴定,消耗标准烧碱溶液的体积为__________mL。
(2)灼烧废铜屑:称量一定质量表面含油污的纯铜屑(铜含量为99.84%),置于坩埚中灼烧,将油污充分氧化后除去,直至铜屑表面均呈黑色。冷却后称量,固体质量比灼烧前增加了3.2 %,
①固体中氧元素的质量分数为__________(保留3位小数);
②固体中铜与氧化铜的物质的量之比为___________。
(3)溶解:称取2.064g固体,慢慢分批加入一定质量的混酸,恰好完全反应。列式计算产生NO气体体积在标准状况下的体积(设硝酸的还原产物只有NO)。______________
(4)结晶:将反应后的溶液水浴加热浓缩后冷却结晶,析出胆矾晶体。
①计算反应后溶液中CuSO4的物质的量是__________;
②若最终得到胆矾晶体质量为6.400g,胆矾的产率为_________。(精确到1%)
12、二氧化铈()具有较强的氧化性,是一种应用非常广泛的稀土氧化物。以氟碳铈矿(主要含
、BaO等)为原料制备
的一种工艺流程如图所示。
回答下列问题:
(1)“氧化焙烧”后,Ce元素转化为和
。写出氧化焙烧的化学方程式_______。
(2)“酸浸”时,铈的浸出率与温度、的关系如图所示,应选择的最适宜的条件为_______(填标号)。
A.65℃ 2.0 B.75℃ 2.0
C.85℃ 2.5 D.100℃ 2.5
“酸浸”不用盐酸的理由是_______(任写两点)。
(3)“系列操作”包含以下几个过程:
已知:不能溶于有机物TBP;
能溶于有机物TBP,且存在反应
。“滤液A”中加入有机物TBP后的分离方法是_______,“有机层B”中发生反应的离子方程式为_______。
(4)“调pH”中,要使沉淀完全(通常认为溶液中离子浓度小于
为沉淀完全),应控制pH大于_______(已知25℃时
)。
(5)“氧化”中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。
(6)是汽车尾气净化催化剂的关键成分,在尾气消除过程中
与
相互转化。
中的Ce为+3、+4价,测定x的值可判断它们的比例。现取
固体1.6560 g,加入足量硫酸和0.0220 mol
充分溶解,使
全部被还原成
,再用0.1000
的酸性
标准溶液滴定至终点,重复操作三次,平均消耗标准溶液40.00 mL(已知氧化性:
),则x的值为_______。
13、我国提出2060年前实现碳中和,降低大气中含量是当今世界重要科研课题之一,以
为原料制备甲烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。回答下列问题:
(1)在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:
副反应:
①已知
,则
燃烧的热化学方程式
___________。
②500℃时,向恒容密闭容器中充入
和
,主、副反应都达到平衡状态时,测得
%,副反应的平衡常数
,主反应的平衡常数
___________,平衡时
选择性=___________(
选择性=
×100%,保留两位有效数字)。
(2)某研究小组采用双合金团簇催化甲烷干法重整法(DRM)取得了良好的效果。通过大量的研究、
、
三种双金属合金团簇可用于催化DRM反应,在催化剂表面涉及多个基元反应,分别为过程1:甲烷逐步脱氢,过程2:
的活化(包括直接活化和氢诱导活化),过程3:
和
的氧化,过程4:扩散吸附反应。其反应机理如图所示。
则过程3的最终产物为___________,过程4发生扩散吸附反应的微粒为___________。
(3)甲醇也是新能源的重要组成部分,以、
为原料合成
涉及的反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
在不同压强下、按照进行投料,在器容中发生上述3个反应,平衡时,CO和
在含碳产物(即
和CO)中物质的量分数及
的转化率随温度的变化如图,压强
、
、
由大到小的顺序为___________,曲线___________(填“m”或“n”)代表
在含碳产物中物质的量分数。
(4)光催化制甲醇技术也是研究热点。铜基纳米光催化材料还原
的机理为:光照时,低能价带失去电子并产生空穴(
,具有强氧化性)。
光催化原理与电解原理类似,写出高能导带的电极反应式:___________。