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、CH4用水蒸气重整制氢是目前制氢的常用方法,包含的反应为:
Ⅰ.水蒸气重整:CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) △H1=+206kJ•mol-1
Ⅱ.水煤气变换:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H2
回答下列问题:
(1)不同温度下反应达到平衡时各物质的物质的量分数如图所示。
①可用于提高CH4的平衡转化率的措施是___。(填写序号)
a.升温 b.加压 c.使用高效催化剂 d.增加入口时的气体流速
②根据图象判断△H2___0。(填“>”、“<”或“=”)
③T2℃时,容器中=___。
(2)甲烷水蒸气重整、水煤气变换反应的平衡常数的自然对数InKp与温度的关系如图所示。
①表示甲烷水蒸气重整反应的曲线是___。(填写“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②图中Q点时,反应CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)的lnKp=___。
(3)某温度下,向恒压密闭容器中充入1molCH4和1molH2O(g),容器的总压强为latm,反应达到平衡时,CO2的平衡分压p(CO2)=0.1atm,H2体积百分含量为60%,则CH4的转化率为___,该温度下反应CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)的平衡常数Kp=___。
3、(1)氯化铝为无色透明晶体,易溶于水、乙醇、氯仿,微溶于苯。熔融的氯化铝不导电。无水氯化铝在178℃升华,用质谱仪检测气态氯化铝,谱图中出现质荷比(相对分子质量)最大值为267,原因是___。
(2)酸碱电子理论认为:所有能够接受电子对的物质(分子、离子或原子团)都称为酸,所有能够提供电子对的物质(分子、离子或原子团)都称为碱,请按此理论写出一个中和反应的化学方程式___(反应物均含氮元素)。
4、以TiO2为催化剂,在光照条件下可将还原为HCOO-等有机物。
(1)制备TiO2:
TiCl4转化为TiO2·xH2O的化学方程式是_______。
(2)光催化还原的反应过程如下图所示。
A侧产生HCOO-的反应式为_______。
在光照和TiO2存在下,以体积相同的0.25mol·L-1Na2CO3溶液为反应物,相同时间后检测HCOO-浓度,结果如下表。
实验 | 溶液中添加的其它成分 | 通入的气体 | |
ⅰ | - | - | 73.5 |
ⅱ | - | CO2 | 92.6 |
ⅲ | - | O2 | 2.1 |
ⅳ | Na2SO3 | - | 158.1 |
(3)推测HCO也能在该条件下被还原为HCOO-,结合表中数据说明推测的依据:_______。
(4)实验iii中HCOO-浓度明显低于实验i,可能的原因是_______。
(5)研究实验iv中HCOO-浓度明显高于实验i的原因,设计并完成实验v。
实验v:光照条件下,未添加TiO2时重复实验iv,没有检测到SO。
①实验v中检测SO的操作和现象为_______。
②对比实验iv、v,分析实验iv中Na2SO3的作用:_______(答出2点)。
5、如图所示的装置,X、Y 都是惰性电极。将电源接通后,向(甲)中滴入酚酞溶液,在 Fe 极附近显红色。试回答下列问题:
(1)在电源中,B 电极为_______极(填电极名称,下同);丙装置中Y 电极为_______极。
(2)丙装置在通电一段时间后,X 电极上发生的电极反应式是_______。
(3)如果乙装置中精铜电极的质量增加了0.64g,请问甲装置中,铁电极上产生的气体在标准状况下为_______L。
(4)在碱性锌电池中,用高铁酸钾作为正极材料,电池反应为2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2,该电池正极发生的反应的电极反应式为_______。
6、三草酸合铁酸钾是制备铁触媒上的主要原料。在光照下分解:
。回答下列问题:
(1)基态原子的电子排布式为___________,基态
与
中未成对电子的数目之比为___________。
(2)三草酸合铁酸钾所含元素中,第一电离能最大的是___________(填元素符号,下同),电负性最大的是___________。
(3)1个与1个
分子中
键数目之比为___________,
分子的立体构型为___________。
(4)金刚石的晶胞结构如图所示,碳原子分别位于顶点、面心和体内。
若图中原子1的坐标为,则原子2的坐标为___________。
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、1797年,法国化学家Vauquelin发现了一种新元素。由于包含这种元素的矿物呈现出多种颜色,因此称之为Chromium,元素符号为Cr。一些含Cr元素的物质或微粒的性质如表。
物质 | Cr(OH)3 | H2CrO4 | H2Cr2O7 |
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性质 | 灰蓝色固体,难溶于水两性氢氧化物 | 红色固体,水溶液为黄色中强酸 | 无纯净物,只存在于水溶液中,强酸 |
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微粒 | Cr3+ | Cr(OH) |
|
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颜色 | 蓝紫色 | 绿色 | 黄色 | 橙红色 | ||||
(1)取少量Cr(OH)3于试管中,逐滴加入稀硫酸,直至过量,可观察到的现象为___________。
(2)请结合平衡移动原理,解释(1)中现象___________。
(3)将Cr(OH)3加热可得到Cr2O3固体,将稍过量的Cr2O3固体与Na2CO3固体混合均匀,在空气中高温煅烧,可得到黄色的Na2CrO4固体,请写出该反应的化学方程式___________。
(4)Na2CrO4部分水合物溶解度如图1。
将(3)中所得固体溶解于水中,过滤,得到Na2CrO4溶液。从该溶液中获得Na2CrO4•6H2O的方法为___________。
(5)向0.1mol/LNa2CrO4溶液滴加浓硫酸(忽略溶液体积变化),不同pH下,溶液中含+6价Cr元素的微粒浓度变化如图2所示。
①a代表的微粒是___________。
②溶液由pH4.5向pH3.5转化过程中,溶液颜色几乎不变,请结合化学用语解释其原因_______。
9、下图为室温时不同pH下磷酸盐溶液中含磷微粒形态的分布,其中a、b、c三点对应的pH分别为2.12、7.21、11.31,其中δ表示含磷微粒的物质的量分数,下列说法正确的是______
A.2 mol H3PO4与3 mol NaOH反应后的溶液呈中性
B.NaOH溶液滴定Na2HPO4溶液时,无法用酚酞指示终点
C.H3PO4的二级电离常数的数量级为10−7
D.溶液中除OH−离子外,其他阴离子浓度相等时,溶液可能显酸性、中性或碱性
10、锰的化合物在工业、医疗等领域有重要应用。某兴趣小组模拟制备KMnO4及探究锰(II)盐能否被氧化为高锰(VII)酸盐。
I.KMnO4的制备:
反应原理
步骤一:3MnO2+6KOH+KClO33K2MnO4+KCl+3H2O
步骤二:3K2MnO4+2CO2 =2KMnO4+MnO2+2K2CO3
实验操作
步骤一:将一定比例的MnO2、KOH和KClO3 固体混合加热,得到墨绿色的固体,冷却后加水溶解得到碱性K2MnO4溶液放入烧杯C中。
步骤二:连接装置,检查气密性后装药品。打开分液漏斗活塞,当C中溶液完全变为紫红色时,关闭活塞停止反应,分离、提纯获取KMnO4晶体。
装置图如下:
(1)检查装置A气密性:关闭分液漏斗活塞,在B中加入蒸馏水至液面超过长导管口,用热毛巾捂住圆底烧瓶,若__________,则说明装置气密性良好。
(2)B中试剂选择的理由________。
(3)反应结束后,未能及时分离KMnO4晶体,发现C中紫红色溶液变浅。该小组同学认为是碱性K2MnO4溶液中的Cl-将生成的MnO4- 还原,导致颜色变浅,指出含有Cl-的判断依据_____________。
II.该小组继续探究Mn2+能否氧化为MnO4-,进行了下列实验:
装置图 | 试剂X | 实验现象 |
① 0.5mL 0.1mol/LNaOH溶液 | 生成浅棕色沉淀,一段时间后变为棕黑色 | |
②0.5mL 0.1mol/LNaOH 和15%H2O2 混合液 | 立即生成棕黑色沉淀 | |
③ 0.5mL 0.1mol/LHNO3溶液 | 无明显现象 | |
④ 0.5mL 0.1 mol/LHNO3溶液和少量PbO2 | 滴加HNO3无明显现象,加入PbO2立即变为紫红色,稍后紫红色消失,生成棕黑色沉淀 |
已知:i.MnO2为棕黑色固体,难溶于水;
iiKMnO4在酸性环境下缓慢分解产生MnO2。
(4)实验①中生成棕黑色沉淀可能的原因_____。
(5)实验②中迅速生成棕黑色沉淀的离子方程式_____。
(6)对比实验③和④,实验③的作用_____。
(7)甲同学猜测实验④中紫红色消失的原因:酸性条件下KMnO4不稳定,分解产生了MnO2,乙认为不成立,理由是________;乙认为是溶液中的Mn2+将MnO4- 还原,并设计了实验方案证明此推测成立,其方案为_________。
探究结果:酸性条件下下,某些强氧化剂可以将Mn2+氧化为MnO4-。
11、硬铝(因其主要成分,在此仅看作Al-Cu合金)常用于建筑装潢。1.18g某种硬铝恰好与10mL某浓度的硝酸完全反应,生成的混合气体(其中NO2与NO的体积比为2:1)再与448mL氧气(标准状况)混合,恰好能被水完全吸收。则该硝酸的物质的量浓度_____________mol/L。请写出简要计算过程。
12、肼(N2H4)具有高含氢量,被视为一种极具应用潜力的液相化学储氢材料。回答下列问题:
(1)用肼(N2H4液态)作燃料,NO2作氧化剂,两者反应生成N2和水蒸气。
已知:N2(g)+2O2(g)= 2NO2(g) △H1=+66.4 kJ/mol
N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H2=−534 kJ/mol
请写出N2H4(l)与NO2反应的热化学方程式:_______。
(2)为了研究反应的热效应,我国的科研人员计算了在一定范围内下列反应的平衡常数Kp。
i.N2H4(l)N2(g)+2H2(g) ΔH0Kp0
ii. N2H4(l)NH3(g)+
N2(g) ΔH1Kp1
iii. NH3(g)
N2(g)+2H2(g) ΔH2Kp2
①t℃时,在恒容容器中,加入足量N2H4(l)发生反应i和ii.平衡时,测得容器内压强为22kPa,p(H2)=p(NH3),则p(N2)=_______kPa,反应i的平衡常数Kp0=_______kPa3。
②若①中反应平衡后,保持温度不变,将反应容器容积扩大2倍,反应再次平衡后,c(N2)相比原平衡时_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
③lgKp1−T和lgKp2−T的线性关系图如图所示,据此
△H0_______(填“大于”或“小于”)0;对于反应NH3(g)
N2(g)+2H2(g),图中v正(A)_______ v正(B)(填“大于”“小于”或“等于”);
值范围是_______(填标号)。
A.<−1 B.−1~0 C.0~1 D.>1
13、燃煤废气中的氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体常用下列方法处理,以实现节能减排、废物利用。
(1)处理烟气中的SO2常用液吸法。室温下,将烟气通人浓氨水中得到(NH4)2SO3溶液, 0.1 mol/L(NH4)2SO3溶液的pH___________。 (填“>”、“<”或“=”)7.将烟气通人(NH4)2SO3溶液可以继续吸收SO2,用离子方程式表示出能继续吸收二氧化硫的原因___________。 (已知:25℃时,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5;H2SO3:Ka1=1.5×10-2,Ka2=1.0×10-7)
(2)处理烟气中氮氧化物常用活性炭还原法,反应为:C(s)+2NO(g)→N2(g)+CO2(g)。在T℃、100 kPa时,研究表明反应速率v(NO)=3×10-3×p(NO)(kPa·min-1),该条件下现将1.5molC和2.5molNO充人恒容密闭容器中充分反应,达到平衡时测得p(N2)=32kPa,则此时v(NO)=___________kPa·min-1,以p表示各气体的分压,该反应平衡常数Kp=___________。
(3)CO2经催化加氢可以生成低碳燃料。科学家研究发现,在210℃~290℃,催化剂条件下CO2和H2可转化生成甲醇蒸气和水蒸气。
①230℃,向容器中充人0.5 mol CO2和1.5molH2,当H2转化率达80%时放热19.6kJ,写出该反应的热化学方程式___________。
②一定条件下,往2L恒容密闭容器中充人1.0 mol CO2和3.0molH2,在不同催化剂作用下,CO2的转化率随温度的变化如右图所示,催化效果最佳的催化剂是___________。(填催化剂“I”、“II”或“III”)。b点v(正)___________v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。此反应a点已达到平衡状态CO2的转化率比c点高的原因是___________。。