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、雾霾天气肆虐给人类健康带来了严重影响。燃煤和汽车尾气 是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2C02(g)+N2 (g) △H <0 。
①该反应的速率时间图像如右图中左图所示。若其他条件不变,仅在反应前加入合适的催化剂,则其速率时间图像如右图中右图所示。以下说法正确的是 (填对应字母)。
A.a1>a2 B.b1 <b2 C.t1>t2
D.右图中阴影部分面积更大 E.左图中阴影部分面积更大
②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填代号)。
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知:CH4(g)+2N02(g) = N2(g)+C02(g)+2H20(g) △H=-867 kJ/mol
2N02(g)= N204(g) △H= - 56.9 kJ/mol H20(g) = H20(l) △H = - 44.0 kJ/mol
写出CH4催化还原N204 (g)生成N2和H20(1)的热化学方程式: 。
(3)CH4和H20(g)在催化剂表面发生反应CH4 + H20 = C0 + 3H2 ,该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表:
①该反应是 反应(填“吸热”或“放热 ”)。
②T℃时,向1L密闭容器中投入1mol CH4 和1mol H20(g),平衡时C(CH4)=0.5 mol·L-1 , 该温度下反应CH4 + H20 = CO+3H2的平衡常数K= 。
(4)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。如图是利用甲烷燃料电池电解100mL lmol/L食盐水,电解一段时间后,收集到标准状况下的氢气2.24 L(设电解后溶液体积不变)。
①甲烷燃料电池的负极反应式: 。
②电解后溶液的pH = , (忽略氯气与氢氧化钠溶液反应)。
③阳极产生气体的体积在标准状况下是 L。
3、(1)比较非金属性强弱:C______Cl(填“>”、“<”或“=”),用一个化学方程式说明:______。
(2)Mg2C3可以和水作用生成丙炔,试写出Mg2C3的电子式______。
(3)写出乙醇钠溶液中加入盐酸的化学方程式______。
4、据公安部2019年12月统计,2019年全国机动车保有量已达3.5亿。汽车尾气排放的碳氢化合物、氮氧化物及碳氧化物是许多城市大气污染的主要污染物。
I.汽油燃油车上安装三元催化转化器,可有效降低汽车尾气污染。
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=−393.5kJ·mol−1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=−221.0kJ·mol−1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H3=+180.5kJ·mol−1
CO和NO两种尾气在催化剂作用下生成N2的热化学方程式___。
(2)对于2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),在一定温度下,于1L的恒容密闭容器中充入0.1molNO和0.3molCO,反应开始进行。
下列能说明该反应已经达到平衡状态的是___(填字母代号)。
A.比值不变
B.容器中混合气体的密度不变
C.v(N2)正=2v(NO)逆
D.容器中混合气体的平均摩尔质量不变
(3)使用间接电化学法可处理燃煤烟气中的NO,装置如图2所示。
已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式___。用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理___。
(4)T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应:2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H<0。实验测得:v正=v(CO)消耗=2v(O2)消耗=k正c2(CO)·c(O2),v逆=(CO2)消耗=k逆c2(CO2),k正、k逆为速率常数只受温度影响。不同时刻测得容器中n(CO)、n(O2)如表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(CO)/mol | 2 | 1.2 | 0.8 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
n(O2)/mol | 1.2 | 0.8 | 0.6 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
①T1温度时=___L/mol。
②若将容器的温度改变为T2时其k正=k逆,则T2__T1(填“>”、“<”或“=")。
II.“低碳经济”备受关注,CO2的有效开发利用成为科学家研究的重要课题。在0.1MPa、Ru/TiO2催化下,将一定量的H2和CO2置于恒容密闭容器中发生反应X:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H<0
(5)温度为T时,向10L密闭容器中充入5molH2和CO2的混合气体,此时容器内压强为5P,两种气体的平衡转化率ɑ与的关系如图所示:
①图中CO2的平衡转化率可用表示___(L1或L2)
②该温度下,反应X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)。
5、工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:
3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g) Si3N4(s)+12HCl(g) ΔH<0
某温度和压强条件下,分别将1.25mol SiCl4(g)、1.0mol N2(g)、10.5mol H2(g)充入20L密闭容器内,进行上述反应,5min达到平衡状态,所得Si3N4(s)的质量是35.0g.已知:
化学键 | Si-Cl | N≡N | H-H | Si-N | H-Cl |
键能(KJ/mol) | a | b | c | d | e |
(1)计算该反应的ΔH=_______________
(2)H2的平均反应速率是
(3)平衡时容器内N2的浓度是
(4)SiCl4(g)的转化率是 %
(5)下图为合成Si3N4反应中SiCl4平衡转化率与温度、压强的关系(n(SiCl4)、n(N2)、n(H2)仍按1.25 mol SiCl4(g)、1.0 mol N2(g)、10.5mol H2(g)投入)
上图中压强最大的是_____(P1、P2、P3、P4),列式计算合成Si3N4反应在图中A点的分压平衡常数Kp= _______ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,图中P2=13MPa)
6、《梦溪笔谈》有记:馆阁新书净本有误书处,以雌黄涂之。在中国古代,雌黄经常用来修改错字。
(1)S在元素周期表中的位置是第_______周期、第ⅥA族。
(2)写出S的最高价氧化物对应的水化物的化学式:_______。
(3)S的非金属性强于P的,用原子结构解释原因:S和P在同一周期,原子核外电子层数相同,_______,原子半径S小于P,得电子能力S强于P。
(4)在元素周期表中,砷()位于第4周期,与P同主族。下列关于
的推断中,正确的是_______(填字母)。
a.原子的最外层电子数为5 b.原子半径: c.稳定性:
7、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____________。
8、硼是一种奇特的元素,它来自超新星爆发和宇宙射线的散列辐射。
(1)写出BF3电子式___________,B与F形成共价键时,共用电子对偏向_____原子,判断依据是_________________。
(2)硼酸(H3BO3)在水中电离出阴离子[B(OH)4]-,请写出硼酸的电离方程式___________。
9、【化学一一选修3:物质结构与性质】过渡金属元素的单质及化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途,根据所学知识回答下列问题:
(1)基态Ni2+的核外电子排布式_______________;配合物Ni(CO)4常温下为液态,易溶于CCl4,苯等有机溶剂,固态Ni(CO)4,属于_______________晶体;镍的羰基配合物Ni(CO)4是获得高纯度纳米镍的原料,该配合物中镍原子的价电子排布为3d10,则其杂化轨道类型为_______________,Ni(CO)4是_______________(填“极性”或“非极性” )分子。
(2)氯化亚铜是一种白色固体,实验测得其蒸气密度是同条件下氢气密度的99.5倍,则氯化亚铜的分子式为_______________;氯化亚铜的盐酸溶液可定量吸收CO形成配合物Cu2(CO)2Cl2·2H2O(结构如图所示),该反应可用于测定空气中CO的含量,每个Cu2(CO)2Cl2·2H2O分子中含_______________个配位键。
(3)铜能与类卤素(SCN)2 反应生成 Cu(SCN)2,(SCN)2 分子中含有σ键与π键的数目比为__________; 类卤素 (SCN)2 对应的酸有两种,理论上硫氰酸(H-S-C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H-N=C=S)的沸点,其原因是_______________。
(4)立方NiO(氧化镍)晶体的结构如图所示,其晶胞边长为apm,列式表示NiO晶体的密度为_______________g/cm3(不必计算出结果,阿伏加德罗常数的值为NA)。
人工制备的NiO晶体中常存在缺陷(如图):一个Ni2+空缺,另有两个Ni2+被两个Ni3+所取代,其结果晶体仍呈电中性,但化合物中Ni和O的比值却发生了变化。已知某氧化镍样品组成Ni0.96O,该晶体中Ni3+与Ni2+的离子个数之比为_______________。
10、超酸是一类比纯硫酸更强的酸,在石油重整中用作高效催化剂。某实验小组用SbCl3制备超酸HSbF6,反应原理如下:SbCl3+Cl2SbCl5、SbCl5+6HF=HSbF6+5HCl。制备SbCl5的实验装置如图(毛细管连通大气,夹持、加热及搅拌装置略):
已知:
物质 | 熔点 | 沸点 | 性质 |
SbCl3 | 73.4℃ | 101.3kPa220.3℃ | 极易水解 |
SbCl5 | 3.5℃ | 101.3kPa176℃(140°C分解) | 极易水解 |
2.9kPa79℃ |
回答下列问题:
(1)Sb为第51号元素,则在元素周期表中的位置为___________。
(2)仪器甲、乙可否互换?___________(填“是”或“否”),原因是___________。
(3)试剂X的名称为___________。
(4)三颈烧瓶中的反应完成后,需将反启后的溶液转移至双口烧瓶中进行减压蒸馏。
①在该装置中,将三颈烧瓶中的溶液转移至双口烧瓶中的操作是___________。
②用减压蒸储而不用常压蒸储的主要原因是___________。
(5)毛细管连通大气的主要作用是防止___________,还具有搅拌和加速液体逸出的作用。
(6)由SbCl5制备HSbF6时,应选用___________材质的仪器(填标号)。
A.玻璃
B.陶瓷
C.铁或铝
D.聚四氟乙烯
(7)蒸储-EDTA返滴法是测定氟的高精度办法,可通过测定氟元素的含量,确定本产品纯度。取g产品,通过蒸馏法将氟全部转化为F-,用25.00mL
mol/L La(NO3)3吸收,冷却至室温,加入指示剂,用
mol/L EDTA标准溶液(用H2Y2-表示)滴定至终点,消耗EDTA
mL。氟元素的质量分数为___________(列出计算式)。(已知La3++3F-=LaF3;La3++H2Y2-=LaY-+2H+)
11、双氧水是重要的化学试剂。
(1)一定条件下,O2得电子转化为超氧自由基(·O),并实现如下图所示的转化:
①是________(填“氧化”或“还原”)反应。
②写出图示转化总反应的化学方程式:________。
(2) K2Cr2O7酸性条件下与H2O2反应生成CrO5,反应为非氧化还原反应。据此分析,CrO5中-2价O与-1价O的数目比为________。
(3) H2O2可用于测定酒精饮料中乙醇的含量。现有20.00 mL某鸡尾酒,将其中CH3CH2OH蒸出并通入17.0 mL 0.200 0 mol·L-1 K2Cr2O7溶液(H2SO4酸化)中,发生反应:K2Cr2O7+C2H5OH+H2SO4―→Cr2(SO4)3+CH3COOH+K2SO4+H2O(未配平)
再用0.400 0 mol·L-1的双氧水滴定反应后所得的混合液,用去19.00 mL双氧水,滴定过程中发生如下反应:
反应1:4H2O2+K2Cr2O7+H2SO4===K2SO4+2CrO5+5H2O
反应2:H2O2+CH3COOH===CH3COOOH+H2O
则该鸡尾酒中CH3CH2OH的物质的量浓度为________mol·L-1(写出计算过程)。
12、含氮化合物对工业生产有多种影响。化学工作者设计了如下再利用的方案:
(1)以NH3和CO2为原料合成化肥-尿素[CO(NH2)2],两步反应的能量变化如图:
写出合成CO(NH2)2(s)的热化学方程式_______,已知第二步反应决定了生产尿素的快慢,可推测E1_______E3(填“>”“<”或“=”)。
(2)氨的催化氧化过程可发生以下两种反应,该过程易受催化剂选择性影响。
1:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0;
II:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) ΔH<0;
在容积固定的密闭容器中充入1.5 mol NH3和1.55 mol O2,在催化剂作用下发生上述反应。生成物NO和N2的物质的量随温度的变化曲线如图。
①当温度处于400℃~840℃时,N2的物质的量减少,NO的物质的量增加,其原因是_______。
②840℃时,反应I中NH3的转化率为_______.(保留小数点后2位,下同);若520℃时起始压强为P0,恒温下反应II的平衡常数Kp=_______.(Kp为以分压表示的平衡常数)
(3)借助电化学方法在含Cl-的水样中将NH转化为N2,其原理是:利用电解产物转化生成的HClO氧化NH3;以达到脱氮的目的,HClO在电解池的_______(填“阴极”或“阳极”)附近产生。研究还发现:弱酸性溶液比强酸性溶液更有利于HCIO的生成,请从化学平衡移动的角度解释其原因_______。
13、钼酸钠晶体常用于配制金属缓蚀剂。图为利用钼精矿(主要成分是
,含少量
等)为原料生产钼酸钠晶体的工艺流程图。回答下列问题:
(1)为了提高焙烧效率,除增大空气量外还可以采用的措施是___(写一条即可),写出焙烧时生成的化学方程式___。
(2)“浸取”时产生的气体A是_______。
(3)若“过滤”前加入的沉淀剂为,则废渣的成分为_______(填化学式)。
(4)“结晶”前需向滤液中加入固体以除去
。若滤液中
,
,要使钼元素无损失,
的最大去除率是_______[已知:
,
]。
(5)重结晶得到的母液可以在下次重结晶时重复使用,但达到一定次数后必须净化处理,原因是___。
(6)钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下,碳素钢在缓蚀剂中的腐蚀速率实验结果如图所示。要使碳素钢的缓蚀效果最好,缓蚀剂中钼酸钠(摩尔质量为M)的物质的量浓度为___。