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、将CH4、CO2催化重整为可用的化学品,对缓解能源危机、改善环境意义重大。
(l)以Fe(OH)3为脱硫剂,通过复分解反应吸收H2S,产物是H2O和___________。
(2)过程A主要涉及以下反应:
i. CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H=+247kJ/mol
ii. CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41kJ/mol
①反应i的化学平衡常数K随温度的变化关系是____。
②分析反应iixt反应i中CO2转化率可能的影响并说明理由:____(写出一种即可)。
(3)某科研团队利用Ni、CaO、Fe3O4三种催化剂在850℃下“超干重整”CH4和CO2;
过程I.通入CO2和CH4,所得CO被吸收,H2O被分离出体系,如下面左图所示。
过程Ⅱ.H2O被分离后,向该装置中再通入He气,使催化剂再生并获得CO,如下面右图所示。
①CH4和CO2重整为CO、H2O的热化学方程式是____________。
②结合反应方程式简述Fe3O4的催化作用:___________。
③CaO对Fe3O4是否起到催化作用至关重要,实验研究结果如下表:
编号 | 催化剂 | 是否添加CaO | 还原产物 |
1 | Fe3O4 | 添加 | 有Fe |
2 | Fe3O4 | 不添加 | 无Fe |
运用有关化学原理解释实验结果:____。
3、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:_______。
4、硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合酸性溶液中反应回收S,其物质转化如图所示。
(1)在图示的转化中:Fe2+转化为Fe3+的离子方程式是_______;当有1molH2S转化为硫单质时,若保持溶液中Fe3+的物质的量不变,需要消耗O2的物质的量为_______。
(2)在温度一定和不补加溶液的条件下,缓慢通入混合气体,并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS,可采取的措施是_______。
(3)H2S在高温下分解生成硫蒸汽和H2。若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图所示。则H2S在高温下分解反应的化学方程式为_______。
(4)H2S具有还原性。在酸性条件下,H2S和KMnO4反应生成S、MnSO4和其它产物,写出该反应的化学方程式_______。反应中被还原的元素是_______。
(5)从电离平衡角度,结合必要的化学用语说明Na2S溶液常温下pH>7的原因:_______。
(6)已知:Cu2++H2S=CuS↓+2H+;FeS+2H+=Fe2++H2S↑。比较H2S、CuS和FeS溶解或电离出S2-的能力:_______。
5、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)。
6、有X、Y、Z、M、G五种元素,是分属三个短周期并且原子序数依次增大的主族元素。其中X、Z同主族,可形成离子化合物ZX;Y、M同主族,可形成MY2、MY3两种分子。在熔融状态下,将Z的单质和FeG2(元素G和铁构成的某化合物)组成一个可充电电池(装置示意图如下),反应原理为:2Z +FeG2Fe+2ZG
放电时,电池的正极反应式为:______________;充电时,接电源负极的电极材料是____(写物质名称),该电池的电解质为_______(填写化学式)。
7、硫、锌及其化合物用途非常广泛。回答下列问题:
(1)基态锌原子的价电子排布式为____________________;锌的第二电离能I2(Zn)小于铜的第二电离能I2(Cu),其原因是____________________________________。
(2)O和S处于同一主族。H2O及H2S中,中心原子的杂化方式相同,键长及键角如图所示。
①H2O分子中的键长比H2S中的键长短,其原因是___________________________。
②H2O分子中的键角∠HOH 比H2S分子中的键角∠HSH 大,其原因是_________________。
(3)单质硫与热的NaOH 浓溶液反应的产物之一为Na2S3。S32-的空间构型为_________,中心原子的杂化方式为_________________。
(4)噻吩( )广泛应用于合成医药、农药、染料工业。
①噻吩分子中含有_______个σ键,分子中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为
),则噻吩分子中的大π键应表示为______________。
②噻吩的沸点为84 ℃,吡咯( )的沸点在129~131℃之间,后者沸点较高,其原因是__________________________________。
(5)硫化锌是一种半导体材料,其晶胞结构如图所示。
①已知A点的原子坐标参数为(0,0,0);B点的原子坐标参数为(,0,
),则C点的原子坐标参数为__________。
②硫化锌晶体的密度为4.05 g·cm-3,晶胞边长为a nm,设NA 为阿伏加德罗常数的数值,则a=_________(列出计算表达式即可)。
8、将Cu2O与Fe2O3的混合物共ag加入20.0mL4.00mol·L-1的过量稀硫酸中,充分反应后剩余固体的质量为bg。请计算:
(1)若向反应后的溶液中加入40.0mLNaOH溶液能刚好使溶液中的所有金属离子完全沉淀,则该氢氧化钠溶液的物质的量浓度为__________________mol·L-1。
(2)若a=7b,则混合物中Cu2O与Fe2O3的物质的量之比为__________________。
9、雾霾天气严重影响人们的生活和健康。其中首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5,其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此改善能源结构、机动车限号等措施能有效减少PM2.5、SO2、NOx等污染。
请回答下列问题:
(1)将一定量的某利M2.5样品用蒸馏水溶解制成待测试样(忽略OH-)。常温下测得该训试样的组成及其浓度如下表:根据表中数据判断该试样的pH=___________。
(2)汽车尾气中NOx和CO的生成: ①已知汽缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H>0恒温,恒容密闭容器中,下列说法中,能说明该反应达到化学平衡状态的是____。
A.混合气体的密度不再变化
B.混合气体的压强不再变化
C.N2、O2、NO的物质的量之比为1∶1∶2
D.氧气的转化率不再变化
(3)为减少SO2的排放,常采取的措施有:
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知:H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(g) △H=-241.8kJ·mol-1
C(s)+1/2O2(g)=CO(g) △H=-110.5kJ·mol-1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式:_____________。
②洗涤含SO2的烟气。下列可作为洗涤含SO2的烟气的洗涤剂的是 ___________。
A.浓氨水 B.碳酸氢钠饱和溶液 C.FeCl2饱和溶液 D.酸性CaCl2饱和溶液
(4)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究性小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。若不使用CO,温度超过775K,发现NO的分解率降低,其可能的原因为______,在n(NO)/n(CO)=1的条件下,为更好的除去NOx物质,应控制的最佳温度在_____K左右。
(5)车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。活性炭可处理大气污染物NO。在5L密闭容器中加入NO和活性炭(假设无杂质),一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1℃ 和T2℃时,测得各物质平衡时物质的量(n/mol)如下表:
①写出NO与活性炭反应的化学方程式_____,②若T1<T2,则该反应的△H______O (填”>”、“<”或“=”)。
③上述反应T1℃时达到化学平衡后再通入0.1molNO气体,则达到新化学平衡时NO的转化率为__________。
10、硫酸氧矾(VOSO4)对高血糖、高血症等具有一定的治疗作用。制备VOSO4的实验流程及实验装置如图(夹持及加热装置已省略)。
V2O5+H2SO4(VO2)2SO4溶液(橙红色)
VOSO4溶液(蓝黑色)
VOSO4晶体(纯蓝色)
回答下列问题;
(1)仪器a的名称为_______,在该仪器中发生反应生成(VO2)2SO4的化学方程式为_______。
(2)常温条件下,V2O5是一种黄色固体粉末,微溶于水,溶于强酸(如硫酸,常温下其溶解反应方程式为,该反应属于_______(填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”),在较适宜的温度下,可减小浓硫酸的需要量,如图为反应温度与产物产率间的关系,则最适宜的加热方式为_______(填“直接加热”或“水浴加热”)。
(3)加入草酸前,反应液需充分冷却并加适量蒸馏水稀释的目的是_______;反应液由橙红色变为蓝黑色的反应的离子方程式为_______。
(4)硫酸氧钒中钒含量的测定:
Ⅰ.制备VOSO4溶液:称取0. 4617 g V2O5,并取一定量的浓硫酸、水,置于上图装置中反应。
Ⅱ.滴定预处理:
①将制得的蓝黑色硫酸氧钒溶液用250mL容量瓶定容;
②取定容后的蓝黑色溶液15. 00 mL于锥形瓶中,滴加酸性高锰酸钾(可将VO2+氧化为)溶液至反应完全;
③加入2mL尿素溶液后,滴加亚硝酸钠溶液至溶液不再产生气泡。已知:尿素不直接与亚硝酸盐反应,但可将亚硝酸还原为氮气;亚硝酸可将还原为VO2+。
Ⅲ.滴定过程:加入10mL硫酸-磷酸混酸,调节pH=0,滴入指示剂,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定至终点。()。得到处理后的数据如下:
次数 | 1 | 2 | 3 |
测得VOSO4中钒的质量m(V)/g | 0.2442 | 0.2456 | 0.2437 |
步骤③中加入尿素的目的是_______;测得硫酸氧钒中钒的质量百分含量ω(%)=_______(列出计算式);经计算,测得的钒的质量百分含量低于理论值,分析其可能原因:_______(写出一点即可)。
11、下图是将一定质量的草酸亚铁在氩气气氛中进行热重分析示意图(
表示残留固体质量占原样品总质量的百分数)。
(1)B处时残留物的化学式为_____。
(2)现取放在某真空的密闭容器中,再充入
,加热至
,其中反应:
的平衡常数
,则反应达平衡时
的转化率为__。
12、为提高资源利用率,减少环境污染,化工集团将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链,如图所示。
请填写下列空白:
(1)Ar在周期表中的位置_______,甲醇的电子式为_________;
(2)钛铁矿进入氯化炉前通常采取洗涤、粉碎、烘干、预热等物理方法处理,请从原理上解释粉碎的作用_________;
(3)已知氯化炉中反应氯气和焦炭的理论用料物质的量比为7∶6,则氯化炉中高温下反应的化学方程为__________;
(4)TiCl4遇水强烈水解,工业上可用此反应制备TiO2。请写出该水解反应的化学方程式_________(用TiO2•xH2O或H2TiO3表示,表示均可),工业上用TiCl4制备TiO2•xH2O时要加入大量的水,同时加热,目的是__________________;
(5)通入Ar气的作用是:__________;
(6)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成燃料电池。该燃料电池的总反应的离子方程式为_________。
13、工业级氯化钙(CaCl2)通常用作道路的融雪除冰和干燥剂,主要利用纯碱工业废液生产。完成下列填空:
(1)氯原子的核外电子排布式_______;氯化钙的电子式_______;比较构成CaCl2的微粒半径大小(用微粒符号表示)_______
(2)纯碱生产的工业方法有多种,其中废液含有大量氯化钙的是_______制碱法
(3)氯化钙不能干燥NH3,因为CaCl2(s)+8NH3(g)⇌CaCl2·8NH3(s)+Q(Q>0),该反应的平衡常数K=_______;向2L装有CaCl2的密闭容器中,通入2molNH3,反应10分钟,固体增重17g,则0~10分钟内,NH3的平均反应速率v=_______;若要将已吸收的CaCl2重新恢复吸收NH3的能力,写出一种可采取的措施_______