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、二硫化钼(MoS2,难溶于水)具有良好的光、电性能,可由钼精矿(主要含MoS2,还含NiS、CaMoO4等)为原料经过如下过程制得。
(1)“浸取”。向钼精矿中加入NaOH溶液,再加入NaClO溶液,充分反应后的溶液中含有Na2MoO4、Na2SO4、NiSO4、NaCl。
①写出浸取时MoS2发生反应的离子方程式:_______。
②浸取后的滤渣中含CaMoO4。若浸取时向溶液中加入Na2CO3溶液,可提高浸出液中Mo元素的含量,原因是_______。
③浸取时,Mo元素的浸出率与时间的变化如图1所示。已知生成物对反应无影响,则反应3~4min时,Mo元素的浸出率迅速上升的原因是_______。
(2)“制硫代钼酸铵[(NH4)2MoS4,摩尔质量260g•mol-1]”。向浸出液中加入NH4NO3和HNO3,析出(NH4)2Mo4O13,将(NH4)2Mo4O13溶于水,向其中加入(NH4)2S溶液,可得(NH4)2MoS4,写出生成(NH4)2MoS4反应的化学方程式:________。
(3)“制MoS2”。(NH4)2MoS4可通过如下两种方法制取MoS2:
方法一:将(NH4)2MoS4在一定条件下加热,可分解得到MoS2、NH3、H2S和硫单质。其中NH3、H2S和硫单质的物质的量之比为8:4:1。
方法二:将(NH4)2MoS4在空气中加热可得MoS2,加热时所得剩余固体的质量与原始固体质量的比值与温度的关系如图2所示。
①方法一中,所得硫单质的分子式为_______。
②方法二中,500℃可得到Mo的一种氧化物,该氧化物的化学式为_______。
3、W固体受热分解为三种产物,其产物之间又能发生反应的转化关系如下图所示,试推断并回答填空:
(1)写出下列物质的化学式:A E
(2)写出W受热分解反应的化学方程式:
(3)写出D+A→W+E+H2O反应的离子方程式: .
4、回答下列问题:
(1)与
熔融时均能导电,但后者室温下呈液态,后者熔点低的原因是_______。
(2)某小组用温度传感器探究正戊烷、正己烷挥发时的温度变化(如图所示),试解释原因_______。
5、A、B、C、D、E五种短周期主族元素,原子序数依次增大,其中C、D、E同周期,A、C同主族,B、E同主族,B元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍,又知A单质是密度最小的气体。
请回答下列问题:
(1)元素C在周期表中的位置______________________________。
(2)A、C、E以原子个数比1∶1∶1形成化合物X,其电子式为_________________。
(3)B、E对应简单氢化物稳定性的大小顺序是(用分子式表示) ________________。
(4)若D是非金属元素,其单质在电子工业中有重要应用,请写出其氧化物溶于强碱溶液的离子方程式:___________________________________________。
6、(1)多硫化钠()是一系列含多硫离子的化合物,有
等,各原子均满足
稳定结构,其中
的电子式是___________。
(2)水因质子自递()能导电,无水硫酸也能导电,其原因是___________(用化学用语表示)。
(3)青蒿素结构如图,只能在低温条件下萃取青滿索是因其分子中的某个基团对热不稳定,且该基团能与NaI反应生成。该基团的结构式为___________。
7、硫单质及其化合物在化工生产、污水处理等领域应用广泛。
(1)煤制得的化工原料气中含有羰基硫(O=C=S),该物质可转化为H2S,主要反应如下:
ⅰ.水解反应:COS(g)+H2O(g)H2S(g)+CO2(g) △H1
ⅱ.氢解反应:COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H2
已知反应中相关的化学键键能数据如下表:
化学键 | H-H | C=O(COS) | C=S | H-S | |
E/kJ·mol-1 | 436 | 745 | 580 | 339 | 1076 |
①恒温恒压下,密闭容器中发生反应i。下列事实能说明反应i达到平衡状态的是_______。 (填标号)
a.容器的体积不再改变
b.化学平衡常数不再改变
c.混合气体的密度不再改变
d.形成1molH—O键,同时形成1molH—S键
②一定条件下,密闭容器中发生反应i,其中COS(g)的平衡转化率()与温度(T)的关系如图所示。则A、B、C三点对应的状态中,v(COS)=v(H2S)的是____________。(填标号)
③反应ii的正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图所示,其中表示逆反应的平衡常数(K逆)的是__________(填“A”或“B”)。T1℃时,向容积为10 L的恒容密闭容器中充入2 mol COS(g)和1 mol H2(g),发生反应ii,COS的平衡转化率为_____________。
(2)过二硫酸是一种强氧化性酸,其结构式为
①在Ag+催化作用下,S2O82-能与Mn2+在水溶液中发生反应生成SO42-和MnO4-,该反应的离子方程式为_____________________________。
②工业上可用惰性电极电解硫酸和硫酸铵混合溶液的方法制备过二硫酸铵。总反应的离子方程式为________________________________。
(3)NaHS可用于污水处理的沉淀剂。已知:25℃时,反应Hg2+(aq)+HS-(aq) HgS(s)+H+(aq)的平衡常数K=1.75×1038,H2S的电离平衡常数Ka1=1.0×10-7,Ka2=7.0×10-15。
①NaHS的电子式为____________________。
②Ksp(HgS)=_____________________。
8、甲醇(CH3OH)有很多用途。回答下列问题:
I.甲醇可用于制取甲醛(HCHO)。
(1)甲醇的沸点为64 ℃,甲醛的沸点为-21 ℃,甲醇的沸点较高的原因是__________。
(2)甲醇分子中采用sp3杂化的原子有____________(填元素符号);甲醛分子中σ键与π键之比为_____________。
II.直接甲醇燃料电池(DMFC)因其具有质量轻、体积小、结构简单、比能量密度高、低温操作等优点,DMFC阳极普遍采用以铂(Pt)为基础 的二元催化剂,如Pt-Cr合金等。
(3)基态Cr原子的未成对电子数为______________。
(4)与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是_______。(填元素符号)
(5)已知金属铂晶胞结构如右图所示。催化剂的XRD图谱分析认为:当铂中掺入Cr原子后,Cr替代了晶胞面心位置上的Pt,该催化剂的化学式为_______,晶体中与1个Pt原子相紧邻的Cr原子有_____个。
(6)若铂原子半径为r pm,铂摩尔质量为M g·mol-1,铂晶体的密度为ρ g·cm-3,则阿伏加德罗常数NA为_____mol-1(用有关字母列出计算式即可)。
9、为有效控制雾霾,各地积极采取措施改善大气质量。有效控制空气中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物显得尤为重要。
(1)在汽车排气管内安装催化转化器,可将汽车尾气中主要污染物转化为无毒的大气循环物质。
已知:① N2(g) + O2(g) 2NO(g) △H1=+180.5 kJ·mol-1
② C和CO的燃烧热(△H)分别为-393.5 kJ·mol-1和-283 kJ·mol-1
则2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g)的△H=kJ·mol-1
(2)将0.20 mol NO和0.10 mol CO充入一个容积为1L的密闭容器中,反应过程中物质浓度变化如图所示。
①CO在0-9min内的平均反应速率v(CO)=________mol·L-1·min-1(保留两位有效数字);第12 min时改变的反应条件可能为________。
A.升高温度B.加入NO C.加催化剂D.降低温度
②该反应在第24 min时达到平衡状态,CO2的体积分数为________(保留三位有效数字),化学平衡常数K值为________(保留两位有效数字)。
(3)烟气中的SO2可用某浓度NaOH溶液吸收,若将一定量的SO2气体通入到300mL NaOH的溶液中,再在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,产生的气体与反应的HCl两者物质的量的关系如图所示(气体的溶解和HCl的挥发忽略,NaHSO3水溶液为酸性):
①O点溶液中所含溶质的化学式为;
②a点溶液中各离子溶度大小关系为______________;
10、某校研究性学习小组的同学进行了以下化学实验:将金属钙置于空气中燃烧,然后向所得固体产物中加入一定量蒸馏水,此过程中反应放出大量的热,并且放出有臭味的气体。
(1)甲同学提出:运用类比学习的思想,Ca与Mg位于同一主族,化学性质具有一定的相似性。请写出Ca在空气中燃烧发生反应的化学方程式___________________。
(2)乙同学提出:Ca的性质比Na活泼,在空气中燃烧还应有CaO2生成,请写出燃烧后固体产物与水反应放出气体的化学方程式____________________。
(3)丙同学提出用实验的方法探究放出臭味气体的成分:
(查阅资料)
1.CaO2遇水反应生成H2O2,H2O2可能会分解产生一定量的O3。
2.碘量法是最常用的臭氧测定方法,其原理为强氧化剂臭氧(O3)与碘化钾(KI)水溶液反应生成游离碘(I2),臭氧转化为氧气。反应式为O3+2KI+H2O=O2+I2+2KOH。
(提出假设)
假设1:该臭味气体只有NH3;
假设2:该臭味气体只有________;
假设3:该臭味气体含有________。
(设计方案 进行实验探究)
(4)该小组同学设计如下实验方案,并进行实验,验证上述假设。请完成相关的实验操作步骤、预期现象及结论(仪器自选)。
限选实验试剂:红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、pH试纸、淀粉-KI溶液、蒸馏水。
实验操作 | 预期现象与结论 |
取少量反应后固体于试管中,______ | _____________ |
11、镁铁水滑石(镁、铁的碱式碳酸盐)是具有层状结构的无机功能材料,可由Mg(NO3)2·6H2O、Fe(NO3)3·9H2O及CO(NH2)2等按一定比例在温度高于90℃时反应制得。
(1)其他条件不变时,n[CO(NH2)2]/n(Fe3+)对镁铁水滑石产率和溶液pH的变化关系如图所示:
①<3,反应液中产生少量气体,测氨仪未检出NH3,说明逸出的气体主要是____________(填化学式)。
②n[CO(NH2)2]/n(Fe3+)>12,溶液的pH处于稳定状态,这是因为_________________
(2)镁铁水滑石表示为:[FexMgy(OH)z](CO3)w·pH2O(摩尔质量为660g·mol-1),可通过下列实验和文献数据确定其化学式,步骤如下:
I.取镁铁水滑石3.300g加入足量稀硫酸充分反应,收集到气体112mL(标准状况)。
II.文献查得镁铁水滑石热分解TG-DSC图:303~473K,失去层间水(结晶水)失重为10.9%;473~773K时,CO32-和OH-分解为CO2和H2O;773K以上产物为MgO、Fe2O3。
Ⅲ.称取0.4000g热分解残渣(773K以上)置于碘量瓶中,加入稍过量盐酸使其完全溶解,加入适量水和稍过量的KI溶液,在暗处放置片刻,用0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定到溶液呈淡黄色,加入3mL淀粉溶液,继续滴定到溶液蓝色消失。(2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6),消耗Na2S2O3溶液20.00mL。通过计算确定镁铁水滑石的化学式______________(写出计算过程)。
12、2022年北京冬奥会首次采用氢能作为火炬燃料,体现绿色奥运理念。工业上利用天然气制备氢气,还能得到乙烯、乙炔等化工产品,有关反应原理如下:
反应1:2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) ΔH1
反应2:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g) ΔH2
请回答下列问题:
(1)已知几种物质的燃烧热(ΔH)数据如下:
物质 | CH4(g) | C2H2(g) | C2H4(g) | H2(g) |
燃烧热(ΔH)/(kJ/mol) | -890.3 | -1299.5 | -1411.0 | -285.8 |
①写出表示C2H2(g)燃烧热的热化学方程式:_______。
②上述反应中,ΔH1-ΔH2=_______kJ·mol-1。
③已知反应1的ΔS=+220.2 J·mol-1·K-1,则下列所给温度能使该反应自发进行的是_______(填标号)。
A.0℃ B.25℃ C.1250℃ D.2 000℃
(2)在恒温恒容密闭容器中充入适量CH4发生上述反应1和反应2,下列情况不能说明上述反应达到平衡状态的是_______(填字母)。
A.气体总压强不随时间变化
B.气体密度不随时间变化
C.气体平均摩尔质量不随时间变化
D.H2体积分数不随时间变化
(3)2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的速率方程为v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H2)·c3(H2)(k正、k逆为正、逆反应速率常数,与温度有关)。其他条件相同,T1℃达到平衡时k正=1.5k逆,T2℃达到平衡时k正=3. 0k逆。由此推知,T1_______T2(填“>”“<”或“=”)。
(4)一定温度下,在总压强保持恒定为121 kPa时,向某密闭容器中充入CH4和N2组成的混合气体( N2不参与反应),测得CH4的平衡转化率与通入气体中CH4的物质的量分数的关系如图所示。
①图中随着通入气体中CH4的物质的量分数的增大,甲烷的平衡转化率降低的主要原因是_______。
②已知M点乙炔的选择性为75% [乙炔的选择性=×100%]。该温度下,反应2的平衡常数Kp=_______kPa(结果保留2位有效数字,Kp是以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
13、防治大气污染、水体污染等是世界各国保护环境的最重要课题。
(1)将催化重整为可用的化学品,对改善环境意义重大。
①某科研团队利用三元催化剂在
下“超干重整”
和
。
已知:反应I.
反应II.
则反应III.
___。
②在体积为1L的刚性容器中进行“合成气催化重整”,反应的化学方程式为。当投料比,
时,
的平衡转化率(
)与温度(T)、初始压强(p)的关系如图所示。压强
__(填“
” “
”或“
”,下同)
;当温度为
、压强为
时,a点时的v(逆)__v(正);起始时向容器中加入1mol
和1mol
,在温度为
、初始压强为
时反应,该反应的K=__。
(2)氮的氧化物是造成大气污染的主要物质,研究氮氧化物的反应机理更有助于消除大气污染。
①催化还原NO是重要的烟气脱硝技术,研究发现在以
为主的催化剂上可能发生的反应过程如图。写出脱硝过程的总反应的化学方程式:___。
②催化氧化法去除NO是在一定条件下,用消除NO污染,其反应原理为
。不同温度条件下,
为2:1时,得到NO脱除率曲线如图所示。脱除NO的最佳温度是___。在温度超过1000
时NO脱除率骤然下降的原因可能是___。
③NO氧化反应:分两步进行,反应I:
,反应II:
,其反应过程能量变化示意图如图。其中决定NO氧化反应速率的步骤是反应__(填“I”或“II”)。