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、(1)用一个离子方程式表示CO结合H+能力比AlO
弱___。
(2)分子式为HSCN的物质,已知S、C、N均满足8电子稳定结构,请写出一种可能的结构式___。
(3)纯金属内所有原子的大小和形状都是相同的,原子的排列十分规整,加入或大或小的其他元素的原子后,改变了金属原子有规则的层状排列,使原子层之间的相对滑动变得困难,所以合金的硬度一般都较大。请解释合金的熔点一般都小于其组分金属(或非金属)熔点的原因___。
3、二氧化碳和氨是重要的化工产品,是纯碱工业、制造硝酸、铵盐和氮肥等的原料。
(1)CO2的电子式是 。
(2)以NH3与CO2为原料合成尿素[化学式为CO(NH2)2]的主要反应如下:
① 2NH3(g)+CO2(g) = NH2CO2NH4(s) △H=-l59.5 kJ·mol-1
② NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+116.5 kJ·mol-1
③ H2O(1) = H2O(g) △H=+44.0kJ·mol-1
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式 ;
(3)NH3和O2在铂系催化剂作用下从145℃就开始反应:
4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H=-905kJ·mol-1
不同温度下NO产率如下图1所示,由此图可知温度对NO产率的影响规律为 ,请用化学反应速率和化学平衡理论解释其原因: 。
图1 图2
(4)以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如图2所示,在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y,有关石墨I电极反应可表示为_______________。
(5)已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数K=1.75×10-5,H2CO3的电离平衡常数K1=4.4×10-7,K2=4.7×10-11。 常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,NH4HCO3溶液显__________(填“酸性”、“中性”或“碱性”);计算反应NH4++HCO3—+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K= (结果保留2位有效数字)。
4、一定条件下,由CO2和H2制备甲醇的过程中含有下列反应:
反应1:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1
反应2:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
反应3:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3
其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3,它们随温度变化的曲线如图l所示。反应1、3的活化能如图2所示。
(1)则ΔH2________ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”),理由是________。
(2)反应1中ΔS1______0(填>、=或<=),指出有利于自发进行的温度条件____(填“较高温度”或:“较低温度”)
(3)将体积比为1:1的H2和CO2充入容积可变密闭容器内,若只进行反应1,下列措施中能使平衡时增大的是____________(填序号)
A.升高温度B.增大压强C.充入一定量的CO2 D.再加入一定量铁粉
(4)为了提高CO2和H2制备甲醇生产效率和产量;工业生产中通常采取的措施是____________
(5)在温度为300℃时,使-定量合适体积比为的H2和CO2在体积恒定的密闭容器内进行反应。该温度下反应2进行程度很小可看成不进行,请在图3中画出CO、CH3OH浓度随时间变化至平衡的定性曲线图。
5、氢能是一种极具发展潜力的清洁能源,硫碘循环制氢主要的热化学方程式为:
Ⅰ.SO2(g)+2H2O(l)+I2(g)=H2SO4 (l)+2HI(g) △H=35.9 kJ/mol
Ⅱ.2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l) △H=470kJ/mol
Ⅲ.2HI(g)=H2(g)+I2(g) △H=14.9kJ/mol
(1)反应2H2(g)+ O2(g)=2H2O(l)的△H= mol·L-1。
(2)反应Ⅰ在液相中发生称为bensun反应,向水中加入1mol SO2和3mol I2,在不同温度下恰好完全反应生成的n(SO42-)和n(Ix-)的变化见图甲。
①Ix-中x= 。②温度达到120℃时,该反应不发生的原因是 。
(3)反应Ⅲ是在图乙中进行,其中的高分子膜只允许产物通过,高分子膜能使反应程度 ___ (填“增大”、“减小”或“不变”),在该装置中为了进一步增大达平衡时HI的分解率;不考虑温度的影响,还可以采取的措施为 。
(4)图丙是一种制备H2的方法,装置中的MEA为允许质子通过的电解质膜。
①写出阳极电极的反应式: 。
②电解产生的氢气可以用镁铝合金(Mg17Al12)来储存,合金吸氢后得到仅含一种金属的氢化物(其中氢的质量分数为0.077)和一种金属单质,该反应的化学方程式为 。
6、工业上常用如下的方法从海水中提碘:
完成下列填空:
(1)上述流程中有两步都涉及到氯气。写出氯元素在周期表中的位置:_________;
氯气分子中所含的化学键名称是:_________;在原子钟,其核外存在_________种运动状态不同的电子。
(2)和氯元素位于同主族的另外一个短周期元素单质的电子式是:_________,
两者气态氢化物的稳定性是:_________>_________(填写化学式)。
(3)步骤②中体现了溴具有的性质是_______________(文字简述)。
(4)写出步骤③中反应的化学方程式(说明:此反应在水溶液中进行):________________;在该反应中被氧化的元素是:_________。
(5)工业上利用海水还有一个重要的反应就是电解饱和食盐水,此反应中的阴极产物是:_________和_________(写化学式)。
(6)溴蒸汽还可以用饱和碳酸钠溶液来吸收,产物为溴化钠、溴酸钠,同时放出二氧化碳,请写出该反应的化学方程式并标明电子转移方向与数目:______________________。
7、为了确定黄钾铁矾[KFe3(SO4)x(OH)y]的化学式,某兴趣小组设计了如下实验:
请回答:
(1)黄钾铁矾的化学式[KFe3(SO4)x(OH)y]中x=________,y=________。
(2)写出溶液B中所含溶质的化学式________。
(3)红褐色沉淀能溶于HI溶液,并发生氧化还原反应,写出该反应的离子方程式________。
8、燃煤烟气中主要成分是空气,和NO的含量小于1%。一种用
(尿素)和
在固体催化剂作用下脱硫、脱硝的流程如下:
(1)可以水解生成
,
、
与烟气中的NO不反应。脱硫后所得吸收液中含
、
、
。其他条件一定,反应相同时间,测得
的脱除率与温度的关系如图所示。30~70℃时,
的脱除率随温度升高先增大后减小的原因是_______。
(2)烟气中的NO与反应缓慢。雾化后的
在催化剂中Fe元素作用下可以产生具有极强氧化活性的·OH(羟基自由基),OH能将NO快速氧化为
、
等物质。
在一种固体催化剂表面转化的过程如图所示:
①脱硝时,与吸收液中
反应生成
,同时排放出的气体不会污染空气。写出脱硝时
与
反应的化学方程式:_______。
②转化(1)的过程可以描述为_______。
③化学式为的催化剂中,
和
的物质的量之比为_______。
④其他条件一定,比较等物质的量与
催化效果并说明理由_______。
(3)如不使用固体催化剂,用含的溶液也能催化
发生类似的转化生成·OH,且相同条件下速率更快。与使用含
的溶液相比,使用固体催化剂的优点是_______。
9、NO、NO2 和CO均为大气污染物,对其治理备受关注。请回答下列问题:
I.碱液吸收法
(1)NaOH溶液可将NO和NO2的混合气体转化为NaNO2,该反应的离子方程式为_________________________________________。
(2)25℃时,HNO2的电离常数Ka=4.6×10-4。常温下,向NaNO2溶液中滴加盐酸至溶液的pH=3时,溶液中=_________(保留两位有效数字)
Ⅱ.已知综合治理NO和CO的原理为
i. 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2 (g) △H=-746.5kJ•mol-1
ii. C(s)+ 2NO(g)N2(g)+ CO2 (g) △H= +172.5 kJ•mol-1
(3)高温下,1mol C(s)与CO2 完全反应生成CO的热化学方程式为________________________。
(4)一定条件下,某密闭容器中发生反应i和反应ii。达到平衡后,其他条件不变,升高温度,CO的体积分数_______(填“增大”“ 减小”或“无影响”)。
(5)一定条件下,恒容密闭容器中发生反应i。若起始充入的=y,NO的平衡转化率(a)与y和温度(T)的关系如图所示。
①y1_____y2(填“>”“<”或“=”)
②M点和N点对应的该反应速率:M_________N(填“>”“<”或“=”)
(6)t℃时,向容积为10L的恒压密闭容器中加入1mol C(s)和2molNO(g),发生反应ii。5min达到平衡时,测得0~5min内,用CO2表示的该反应速率v(CO2)=0.016 mol•L-1·min-1;N2的体积分数为a。则:
①t℃时,该反应的平衡常数K=_____________。
②若保持条件不变,起始向该容器中按下列配比加入物质,达到平衡时,N2的体积分数仍为a的是____________________(填选项字母)
A.0.5molC和2mol NO B.2mol N2和2mol CO2
C.1 mol C、1 mol N2和1mol CO2 D.1 mol C、1 mol NO和1mol N2
10、二氧化氯(ClO₂)是国际公认的绿色消毒剂。常温下ClO2是一种黄绿色具有刺激性气味的气体,沸点10℃,易溶于水,在空气中浓度大于10%时遇热会引起爆炸,其溶液于冷暗处相对稳定。某同学在实验室中采用下列装置(夹持仪器已省略)制备ClO2。实验步骤如下:
①按图所示,连接好实验装置并检查装置气密性。
②在装置A三颈烧瓶中先放入10g氯酸钾和9g草酸,然后再加入5mL稀硫酸,控制反应温度在60℃发生反应。装置B盛有冰水用于吸收产生的二氧化氯,为保证安全,所得溶液浓度不超过30%。
③反应发生后,三颈烧瓶中立即产生大量的黄绿色气体,当洗气瓶B中液体由无色变成黄绿色后停止反应。
回答以下问题:
(1)A装置反应过程中有两种气体生成,该反应的离子方程式为______。
(2)若将A中电动搅拌棒换为导气管,通过该导气管向三颈烧瓶中通入氮气也可起到与搅拌棒相同的作用,同时氮气还可以起到的作用是______。
(3)装置D中盛有NaOH溶液用来吸收剩余的ClO2,生成NaClO2和NaClO3,反应的离子方程式为______。
(4)“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力,其定义是:每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力,则ClO2的有效氯含量为______(计算结果保留两位小数)。
(5)已知NaClO2在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O,在温度高于38℃时析出的晶体是NaClO2,若从NaClO2溶液中获得NaClO2,操作步骤为______。
(6)为测定B中所得溶液ClO2的含量,进行了下列实验:
步骤1:准确量取B中ClO2溶液V1mL加入锥形瓶,并加水稀释到V2mL;
步骤2:用稀硫酸调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,静置;
步骤3:加入指示剂,用cmol/LNa2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液V3mL。(已知2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)
①步骤1中量取ClO2溶液应使用______(填“酸”或“碱”)式滴定管;步骤3中应选择______做指示剂。
②原ClO2溶液的浓度为______g/L(用步骤中的字母代数式表示)。
11、在不同温度下失水和分解,随着温度升高分别生成
,现称取
在敞口容器加热一定时间后,得到
固体,测得生成的
的体积为
(已折算为标准标况),求:
(1)固体的成分和物质的量比_______。
(2)标准状态下生成的体积_______。
12、马日夫盐[Mn(H2PO4)2·2H2O]在国防工业中常用作各种武器的润滑层和防护层。以软锰矿(主要成分为MnO2及少量的FeO、Al2O3和SiO2)为原料制备马日夫盐的主要工艺流程如图:
(1)“漫锰”时为了提高浸取率,可采取的措施有_________(任写出一条);在步骤一中,如果SO2气体中混有空气,测得反应液中Mn2+、SO42-的浓度随反应时间t变化如图,产生该现象的原因是_______________;
(2)关于“步骤二”的说法正确的是_________ ;
A.为提高萃取率和产品产量,实验时分多次萃取并合并萃取液
B.溶液中加入萃取剂Y,转移至分液漏斗中。塞上玻璃塞,如图用力振摇
C.经几次振据并放气后,手持分液漏斗静置待液体分层
D.分液时,将分液湿斗上的玻璃塞打开或使塞上的四槽对准漏4口上的小孔,打开旋塞,待油水界面与旋塞上口相切,关闭旋塞后再从上口倒出上层液体
(3)已知几种离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表所示:
离子 | 开始沉淀时的pH | 完全沉淀时的pH |
Fe2+ | 7.6 | 9.7 |
Fe3+ | 2.7 | 3.7 |
Al3+ | 3.8 | 4.7 |
Mn2+ | 8.3 | 9.8 |
滤渣X的化学式为_____,步骤三时,pH值应调到的范围是________________;
(4)步骤四时,将Na2CO3溶液逐渐加入锰盐溶液中;若顛倒滴加顺序可能会生成__________已知Ksp(MnCO3)=2.24×10-11,加入饱和Na2CO3溶液使Mn2+恰好沉淀完全后.溶液中c(CO32-)=________;
(5)步骤五产生马日夫盐晶体的化学反应方程式为___________________。
13、2019年诺贝尔化学奖发给了三位在开发锂离子电池方面作出的杰出贡献的化学家。完成下列填空:
(1)锂在元素周期表的位置是___。锂原子核外能量最高的电子所处的轨道是___。
(2)写出一条判断锂与相邻同主族金属元素金属性强弱的实验依据:___。
(3)氢化锂(LiH)是离子化合物,写出其电子式___,LiH中阴离子半径大于阳离子半径,其原因是___。
LiBr可作锂电池中电解质材料。用Li2CO3,氨水和液溴制备LiBr•H2O的流程如图:
(4)合成时,除生成LiBr外,还产生了两种参与大气循环的气体,补全产物并配平该反应的化学方程式:___。
LiCO3+
Br2+
NH3·H2O→
LiBr+___。
画出该反应所涉及物质中属于非电解质的电子式___。
(5)溴化锂的溶解度随温度变化曲线如图所示:
从溶液中得到LBr·H2O晶体的实验步骤依次为:___,___,过滤,用乙醇洗涤,干燥。