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、环戊烯是生产精细化工产品的重要中间体,其制备涉及的反应如下:
回答下列问题:
(l)反应的△H= _________ kJ/mol 。
(2)解聚反应在刚性容器中进行。
①其他条件不变,有利于提高双环戊二烯平衡转化率的条件是 ____ (填标号).
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强
②实际生产中常通入水蒸气以降低双环戊二烯的沸点。某温度下,通入总压为l00kPa的双环戊二烯和水蒸气,达到平衡后总压为160kPa,双环戊二烯的转化率为8 0%,则 pH2O=___kpa,平衡常数Kp=______kPa (Kp为以分压表示的平衡常数)
(3) 一定条件下,将环戊二烯溶于有机溶剂中进行氢化反应,反应过程中保持氢气压力不变,测得环戊烯和环戊烷的产率(以环戊二烯为原料计)随时间变化如下图所示。
①将环戊二烯溶于有机溶剂中可减少二聚反应的发生,原因是____,
②最佳的反应时间为__h。活化能较大的是__(填“氢化反应”或“副反应”)。
(4)已知氢化反应平衡常数为1.6 × 1012,副反应的平衡常数为2.0×10l2。在恒温恒容下,环戊二烯与氢气按物质的量之比为1:1进行反应,则环戊二烯的含量随时间变化趋势是____(不考虑环戊二烯的二聚反应)。
3、氮的化合物在生产生活中广泛存在。
(1)①氯胺(NH2Cl)的电子式为 。可通过反应NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g)+HCl(g)制备氯胺,已知部分化学键的键能如下表所示(假定不同物质中同种化学键的键能一样),则上述反应的ΔH= 。
②NH2Cl与水反应生成强氧化性的物质,可作长效缓释消毒剂,该反应的化学方程式为 。
(2)用焦炭还原NO的反应为:2NO(g)+C(s) N2(g)+CO2(g),向容积均为1 L的甲、乙、丙三个恒容恒温(反应温度分别为400℃、400℃、T℃)容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO,测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示:
①该反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。
②乙容器在200 min达到平衡状态,则0~200 min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)= 。
(3)用焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1 mol NO2和足量C发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:
①A、B两点的浓度平衡常数关系:Kc(A) Kc(B)(填“<”或“>”或“=”)。
②A、B、C三点中NO2的转化率最高的是 (填“A”或“B”或“C”)点。
③计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)= (Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
4、(1)已知25 ℃时有关弱酸的电离平衡常数:
弱酸化学式 | HSCN | CH3COOH | HCN | H2CO3 |
电离平衡常数 | 1.3×10-1 | 1.8×10-5 | 4.9×10-10 | K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 |
① 同温度下,等pH值的a. NaHCO3、b. NaCN、c.Na2CO3溶液的物质的量浓度由大到小的顺序为__________(填序号)。
② 25 ℃时,将20mL 0.1mol/LCH3COOH溶液和20mL0.1mol/LHSCN溶液分别与20ml0.1mol/L NaHCO3溶液混合,实验测得产生的气体体积(V)随时间(t)的变化如图所示:
反应初始阶段两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是:________反应结束后所得两溶液中,c(SCN-)________c(CH3COO-)(填“> ”、“< ”或“= ”)
③ 若保持温度不变,在醋酸溶液中加入一定量氨气,下列量会变小的是______(填序号)。
a.c(CH3COO-) b.c(H+) c.Kw d.醋酸电离平衡常数
(2)煤燃烧产生的烟气也含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。己知:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867.0kJ mol-1
2NO2(g)N2O4(g) △H=-56.9kJ mol-1
H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0kJ mol-1
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式_________
(3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解50mL 2mol/L的氯化铜溶液的装置示意图:请回答下列问题:
①甲烷燃料电池的负极反应式是____________
② 当A中消耗0.15mol氧气时.B 中____极增重_______g。
5、氨气是一种重要的化工原料,氨态氮肥是常用的肥料。
工业合成氨的化学方程式:N2 + 3H2 2NH3+92.4KJ
(1)它是氮的固定的一种,属于_____________(选填“大气固氮”、“生物固氮” “人工固氮”);若升高温度,该平衡向____________方向移动(选填“正反应”或“逆反应”)。
(2)该反应达到平衡状态的标志是______________。(选填编号)
a.压强不变 b.v正(H2)= v正(NH3) c.c (N2)不变 d.c(NH3)= c(N2)
(3)欲使NH3产率增大,可采取的措施有_____________、____________。若容器容积为2L,开始加入的N2为0.1mol,20s后测得NH3的物质的量为0.08mol,则N2的平均反应速率为_________________________________________mol/(L∙S)。
(4)如下图所示,将集有氨气的试管倒置于水槽中,观察到试管内液面上升,溶液变为红色,解释发生该现象的原因____________________________________。
(5)(NH4)2SO4是常用的氮肥,长期施用时会使土壤酸化板结,
用离子方程式表示原因___________________________________
检验(NH4)2SO4含NH4+的方法是____________________。
____________________.
6、金矿提金采用氰化工艺,产生的含氰废水需处理后才能排放。
(1)氰化工艺中,金溶解于NaCN溶液生成。
①1000℃时,CH4、NH3和O2在催化剂作用下可转化为HCN,HCN与NaOH反应可制得NaCN。生成HCN的化学方程式为_______。
②1 mol含有σ键的数目为_______。
(2)用H2O2溶液处理含氰废水,使有毒的转化为
、
等。
①该反应的离子方程式为_______。
②Cu2+可作为上述反应的催化剂。其他条件相同时,总氰化物(、HCN等)去除率随溶液初始pH变化如图1所示。当溶液初始pH>10时,总氰化物去除率下降的原因可能是_______。
(3)用焦亚硫酸钠(Na2S2O5)/空气法处理含氰废水的部分机理如下,其中[O]代表活性氧原子:、
、
。其他条件相同时,总氰化物去除事随Na2S2O5,初始浓度
变化如图2所示。当
时,总氰化物去除率下降的原因可能是_______。
7、乙炔是一种重要的有机化工原料,以乙炔为原料在不同的反应条件下可以转化成以下化合物。
回答下列问题:
(1)实验室制备乙炔的反应__________。
(2)正四面体烷的二氯取代产物有__________种。
(3)关于乙烯基乙炔分子的说法错误的是__________(填字母符号)。
A.能使酸性KMnO4溶液褪色
B.1mol乙烯基乙炔最多能与3molBr2发生加成反应
C.乙烯基乙炔分子内含有两种官能团
D.等质量的乙炔和乙烯基乙炔完全燃烧时的耗氧量不相同
E.乙烯基乙炔分子中的所有原子一定都共平面
(4)环辛四烯的分子式为__________,写出与环辛四烯互为同分异构体且属于芳香烃的分子的结构简式:__________。
8、以黄铜矿(主要成分为铁、铜、硫三种元素组成的化合物)为基本原料,通过一系列的冶炼可得到铜、铁、SO2、SO3、H2SO4等物质,回答下列问题:
(1)基态铁原子价层电子排布式为____________,基态硫原子的核外电子共有_______种不同的能量。硫元素所在周期的非金属元素第一电离能由大到小的顺序为__________。
(2)SO2、SO3、H2SO4中,硫原子的杂化轨道类型为sp3的物质是________,SO2的分子构型是____________,属于非极性分子的氧化物是___________。
(3)在溶液中Cu2+易与水形成[Cu(H2O)6]2+而显蓝色,向相应的溶液中加入足量的氨水可得到[Cu(NH3)4(H2O)2]2+,则[Cu(NH3)4(H2O)2]2+中Cu2+的配位数是________________,氧铜配位键与氮铜配位键相比,较稳定的是___________________。
(4)氧化铜的熔点为1326℃、沸点为1800℃;氧化亚铜的熔点为1235℃、沸点为1100℃,试解释导致这种差异最可能的原因是___________。
(5)由铁、铜、硫形成的某种化合物的晶胞是一个长方体,结构如图所示,则该化合物的化学式为____________。若晶体密度为dg·cm﹣3,则晶胞的高h=_______pm(写出简化后的计算式即可)。
9、氮有不同价态的氧化物,如NO、N2O3、NO2, N2O5等,它们在一定条件下可以相互转化。
(1)己知:2NO(g)+O2(g) =2NO2(g)△H1=-113kJ/mol
NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g) △H2=-199 kJ/mol
4NO (g)+O2(g) =2N2O5(g) △H4=-57 kJ/mol
则反应6NO2 (g)+O3(g)=3N2O5(g) △H=__________。
(2)某温度下.在一体积可变的密闭容器中充入1mol N2O3,发生反应N2O3NO2(g)+NO(g),达到平衡后,于t1时刻改变某一条件后,速率与时间的变化图像如图所示,有关说法正确的是__________
A.t1时刻改变的条件是增大N2O3的浓度,同时减小NO2或NO的浓度
B.t1时刻改变条件后,平衡向正反应方向移动,N2O3的转化率增大
C.在t2时刻达到新的平衡后,NO2的百分含量不变
D.若t1时刻将容器的体积缩小至原容积的一半,则速率~时间图像与上图相同
(3)在1000K下,在某恒容容器中发生下列反应:2NO2(g) 2NO(g)+O2(g),将一定量的NO2放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率α(NO2)随温度变化如图所示。图中a点对应温度下.己知NO2的起始压强P0为120kPa,列式计算该温度下反应的平衡常数Kp= __________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数).
(4)对于反应N2O4(g)2NO2(g),在一定条件下N2O4与NO2的消耗速率与自身压强间存在关系:v(N2O4)=k1·p(N2O4),v(NO2)=k2·p2 (NO2)。其中,k1、k2是与反应及温度有关的常数。相应的速率-压强关系如图所示:一定温度下,k1、k2与平衡常数Kp间的关系是k1=____________;在上图标出点中,指出能表示反应达到平衡状态的点__________,理由是__________。
10、六氯化钨(WCl6)可用作有机合成催化剂,熔点为283℃,沸点为340℃,易溶于CS2,极易水解。实验室中,先将三氧化钨(WO3)还原为金属钨(W)再制备WCl6,装置如图所示(夹持装置略)。回答下列问题:
(1)检查装置气密性并加入WO3。先通N2,其目的是____;一段时间后,加热管式炉,改通H2,对B处逸出的H2进行后续处理。仪器A的名称为____。
(2)WO3完全还原后,进行的操作为:①冷却,停止通H2;②以干燥的接收装置替换E;③在B处加装盛有碱石灰的干燥管;④……;⑤加热,通Cl2;⑥……。碱石灰的作用是____;操作④是____,目的是____。
(3)利用碘量法测定WCl6产品纯度,实验如下:称量待测样品mg,先将WCl6转化为可溶的Na2WO4,通过离子交换柱发生反应:
+Ba(IO3)2=BaWO4+2
。交换结束后,向所得含
的溶液中加入适量酸化的KI溶液,发生反应:
+5I-+6H+=3I2+3H2O;反应完全后,用淀粉溶液作指示剂,cmol•L-1的Na2S2O3标准溶液滴定,发生反应:I2+2
=2I-+
。滴定达终点时消耗Na2S2O3溶液VmL,则滴定终点时的实验现象是____,该样品中WCl6(摩尔质量为Mg•mol-1)的质量分数为____。
11、已知氧钒(+4) 碱式碳酸铵晶体[分子式:(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O) ],是制备纳米VN粉体的前驱体,工业上通常以钒炉渣制备氧钒(+4) 碱式碳酸铵晶体。为测定粗产品的纯度,进行如下实验:分别称量三份a g产品于三只锥形瓶中,每份.分别用20 mL蒸馏水与30mL稀硫酸溶解后,加入0.0200 mol/LKMnO4溶液至稍过量,充分反应后继续滴加1%的NaNO2溶液至稍过量,再用尿素除去过量NaNO2,最后用0.100 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液分别滴定至终点,消耗标准溶液的体积如下表所示。(已知滴定反应为+Fe2++2H+=VO2++Fe3++H2O)
序号 | 滴定前读数/mL | 滴定终点读数/mL |
第一份 | 0.00 | 19.98 |
第二份 | 1.20 | 22. 40 |
第三份 | 1.56 | 21.58 |
(1)粗产品中钒的质量分数为_________(假设 V的相对原子质量为M)。
(2)写出简要计算过程:______________。
12、Zeise's盐
(1). Zeise's盐,K[PtCl3C2H4],是第一个被报导的有机金属化合物。哥本哈根大学的教授W。 C. Zeise,于1827年用PtCl4与沸腾的乙醇反应,后加入。氯化钾(方法1),制备了这个化合物。这个化合物也可以通过回流K2[PtCl6]与乙醇的混合物来制备(方法2)。市售的Zeise's 盐常用K2[PtCl4] 与乙烯制备(方法3)。
①写出制备Zcise's 盐的上述每一种方法的方程式___________。己知方法1与2中形成1 mol Zeise's盐消耗2 mol乙醇。
②阴离子[PtCl3C2H4]-的质谱显示一组强度不同的质量数为325-337的峰。计算由最大丰度天然同位素组成的阴离子的质量数___________,(用下面给出的数据)。
同位素 |
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天然度,% | 0.8 | 32.9 | 33.8 | 25.3 | 7.2 | 75.8 | 24.2 | 98.9 | 1.1 | 99.99 |
(2). Zeise's盐阴离子的早期结构推测有:
在结构Z1,Z2 与Z5中,所有碳原子在相同的平面上,如虚线所示。
[你应该假定这些结构不经过任何交换两个或更多位置的流变过程]
①NMR谱使Zeise's盐的结构确定为结构Z4.每一个结构Z1-Z5,指出下表中有多少不同环境的氢原子存在,有多少不同环境的碳原子存在。
结构 | 不同环境的氢原子数 | 不同环境的碳原子数 |
Z1 | ___________ | ___________ |
Z2 | ___________ | ___________ |
Z3 | ___________ | ___________ |
Z4 | ___________ | ___________ |
Z5 | ___________ | ___________ |
(3).对于平面四方形铂(II)络合物的配体取代反应,配体可以排序一一按加速它们反位的取代(反位效应)。配体的排序为:
CO, CN-,C2H4> PR3,H->CH , C6H
,I-, SCN-> Br->Cl-> Py> NH3>OH-, H2O。上面的系列中,相对于右边,左边的配体有更强的反位效应。
Zeise's盐与络合物[Pt2Cl4(C2H4)2]的某些反应被给出如下:
①画出A的结构,已知这个络合物分子有一个对称中心,没有Pt-Pt键,没有桥接烯烃___________。
②画出B,C,D,E,F与G的结构___________。
③给出形成D与F的推动力。选择一个或多个选项(如i和ii):
i)气体的形成
ii)液体的形成
iii)反位效应
iv)螯合效应
结构 | D | F |
推动力 | ___________ | ___________ |
13、铝是一种轻金属,被称为金属界的“万金油”,应用范围极为广阔。含铝的化合物如氧化铝、氢氧化铝等在工业上用途十分广泛。
完成下列填空:
(1)铝是活泼金属,在干燥空气中铝的表面立即形成厚约5 nm的致密氧化膜,写出除去氧化膜的一种方法____________________(用方程式表示)。
(2)氢氧化铝是用量最大、应用最广的无机阻燃添加剂,解释氢氧化铝能做阻燃剂的原因_____________________(用方程式说明);写出Al(OH)3的电离方程式________________。
(3)明矾(KAl(SO4)2·12H2O)的水溶液呈_______性(选填“酸”、“碱”或“中”),溶液中离子浓度大小顺序为_____________________。将明矾溶液与小苏打溶液混合会产生白色沉淀和气体,请用平衡移动原理解释该现象。_______________________________________
(4)碳热还原氯化法从铝土矿中炼铝具有步骤简单、原料利用率高等优点,其原理如下:
Ⅰ. Al2O3(s) + AlCl3(g) + 3C(s) 3AlCl(g) + 3CO(g) – 1486 kJ
Ⅱ. 3AlCl(g) 2Al(l) + AlCl3(g) + 140 kJ
① 写出反应Ⅰ的化学平衡常数表达式K=_____________,升高温度,K_______(填增大、减小、不变)。
② 写出反应Ⅱ达到平衡状态的一个标志_________________________________;
结合反应Ⅰ、Ⅱ进行分析,AlCl3在炼铝过程中的作用可以看作______________。
③ 将1mol氧化铝与3mol焦炭的混合物加入2L反应容器中,加入2mol AlCl3气体,在高温下发生反应Ⅰ。若5min后气体总质量增加了27.6g,则AlCl的化学反应速率为_________ mol/(L·min)。