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、细菌可以促使铁、氮两种元素进行氧化还原反应,并耦合两种元素的循环。耦合循环中的部分转化如图所示。
(1)如图所示氮循环中,属于氮的固定的有_____(填字母序号)。
a.N2转化为氨态氮
b.硝化过程
c.反硝化过程
(2)氮肥是水体中的主要来源之一,检验氮肥中
的实验方案是_____。
(3)硝化过程中,含氮物质发生_____(填“氧化”或“还原”)反应。
(4)氨态氮与亚硝态氮可以在氨氧化细菌的作用下转化为氮气。该反应中,当产生0.02mol氮气时,转移的电子的物质的量为_____mol。
(5)土壤中的铁循环可用于水体脱氮(脱氮是指将氮元素从水体中除去),用离子方程式说明利用土壤中的铁循环脱除水体中氨态氮的原理_____。
3、氧化碳的捕集、利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
(1)科学家提出由CO2制取C的太阳能工艺如图1所示,若“重整系统”发生的反应中=6,则FexOy的化学式为____________。
(2)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ•mol-1
CH3OCH3(g)+H2O(g)═2CH3OH(g)△H2=+23.4kJ•mol-1
则2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H3= ____________ kJ•mol-1
(3)①一定条件下,上述合成二甲醚的反应达到平衡状态后,若改变反应的某一个条件,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是____________(填代号)。
a.逆反应速率先增大后减小 b.H2的转化率增大
c.反应物的体积百分含量减小 d.容器中的值变小
②在某压强下,合成二甲醚的反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如图2所示.
T1温度下,将6mol CO2和12mol H2充入2L的密闭容器中,5min后反应达到平衡状态,则0~5min内的平均反应速率v(CH3OCH3)= ____________ 。
③上述合成二甲醚的过程中提高CO2的转化率可采取的措施有____________、____________ (回答2点)。
(4)常温下,用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,在NH4HCO3溶液中,c(NH4+)____c(HCO3-)(填“>”、“<’’或“=”);反应NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=____________ (己知常温下NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5mol/L, H2CO3的电离平衡常数K1=4×10-7 mol/L,K2= 4×10-11 mol/L)
(5)据报道以二氧化碳为原料采用特殊的电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到多种燃料,其原理如图3所示,电解时其中b极上生成乙烯的电极反应式为____________。
4、硫和碳及其化合物广泛存在于自然界中,并被人们广泛利用。回答下列问题:
(1)当基态原子的电子吸收能量后,电子会发生____,某处于激发态的S原子,其中1个3s电子跃迁到3p轨道中,该激发态S原子的核外电子排布式为__________。硫所在周期中,第一电离能最大的元素是___________。(填元素符号)
(2)写出一个与CO2具有相同空间结构和键合形式的分子的电子式__________________。
(3)H2S中S原子的杂化类型是__________;H2S的VSEPR模型名称为_________;H2S的键角约为94°,H2O的键角为105°,其原因是___________________________。
(4)科学家通过X射线推测胆矾结构示意图1如下:
其中含有________个配位键,___________个氢键。
(5)已知Zn和Hg同属IIB族元素,火山喷出的岩浆是一种复杂的混合物,冷却时,许多矿物相继析出,其中所含的ZnS矿物先于HgS矿物析出,原因是_________________________________。
(6)碳的另一种同素异形体—石墨,其晶体结构如上图2所示,虚线勾勒出的是其晶胞。则石墨晶胞含碳原子个数为____个,已知石墨的密度为pg·cm-1,C-C键长为rcm,阿伏伽德罗常数的值为NA,计算石墨晶体的层间距为____cm。
5、(1)比较非金属性强弱:C_____Cl(填“>”,“<”,“=”)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)氨基酸的熔点较一般分子晶体高,可能原因(不是氢键)是_______。(提示:从氨基酸的化学性质入手)
6、通过“CO2→合成气→高附加值产品”的工艺路线,可有效实现CO2的资源化利用。CO2加氢制合成气(CO、H2)时发生下列反应:
I.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41kJ·mol-1
II.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H2
III.CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) △H3=+247kJ·mol-1
(1)据此计算△H2=____;反应III能自发进行的原因为____。
(2)在压强为p0的恒压密闭容器中,按一定物质的量之比充入H2(g)和CO2(g)发生反应,平衡体系中气体的物质的量分数随温度变化如图1所示:
①CH4(g)的物质的量分数随着温度升高而降低的原因为____。
②T1℃时,反应II的压强平衡常数Kp=____(用含p0的代数式表示)。
(3)结合具体催化剂,探讨反应路径的研究表明:将钙循环(CaO和CaCO3相互转换)引入上述反应体系具有诸多优势。
①钙循环使反应I分为以下两个步骤进行,请写出步骤2的化学方程式。
步骤1.CO2(g)的捕获:CO2+CaO=CaCO3;
步骤2.CaO的再生:____。
②将钙循环引入该反应体系时,对反应I的影响可能为____(填选项字母)。
A.提高反应速率 B.增大平衡常数 C.提高选择性 D.增大反应活化能
(4)电催化还原CO2的方法具有催化效率更高、反应条件更温和的优点,CO2在Au纳米颗粒表面电还原的进程如图2所示。据此判断该过程的决速步骤为____(填“a”、“b”或“c”),电催化还原CO2的电极反应式为____。
7、Na2SO3应用广泛。利用工业废碱渣(主要成分Na2CO3)吸收硫酸厂尾气中的SO2制备无水Na2SO3的成本低,优势明显,其流程如下。
(1)举例说明向大气中排放SO2导致的环境问题:_________。
(2)下图为吸收塔中Na2CO3溶液与SO2反应过程中溶液组成变化。则初期反应(图中A点以前)的离子方程式是_________。
(3)中和器中发生的主要反应的化学方程式是_________。
资料显示: Ⅰ.Na2SO3在33℃时溶解度最大,将其饱和溶液加热至33℃以上时,由于溶解度降低会析出无水Na2SO3,冷却至33℃以下时析出Na2SO3·7H2O; Ⅱ.无水Na2SO3在空气中不易被氧化,Na2SO3·7H2O在空气中易被氧化。 |
(4)为了降低由中和器所得溶液中Na2SO3的溶解度,从而提高结晶产率,中和器中加入的NaOH是过量的。
①请结合Na2SO3的溶解平衡解释NaOH过量的原因_________。
②结晶时应选择的最佳操作是_________(选填字母)。
a.95~100℃加热蒸发,直至蒸干
B.维持95~100℃蒸发浓缩至有大量晶体析出
C.95~100℃加热浓缩,冷却至室温结晶
(5)为检验Na2SO3成品中是否含少量Na2SO4,需选用的试剂是_________、_________。
(6)KIO3滴定法可测定成品中Na2SO3的含量:室温下将0.1260g 成品溶于水并加入淀粉做指示剂,再用酸性KIO3标准溶液(x mol/L)进行滴定至溶液恰好由无色变为蓝色,消耗KIO3标准溶液体积为y mL。
①滴定终点前反应的离子方程式是:IO3-+
SO32- =
_______ +
_______(将方程式补充完整)
②成品中Na2SO3(M = 126 g/mol)的质量分数是_________。
8、一定条件下,在容积恒为2.0L的容器中,Fe和CO2发生如下反应: CO2(g) + Fe(s) FeO(s) + CO(g),若起始时向容器中加入1mol CO2,5.0 min后,容器内气体的相对平均分子量为32,则这段时间内ν(CO2)=_____________。
①下列说法不正确的是_______
a 当混合气体的密度不变时说明反应达到了平衡
b 混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到了平衡
c 平衡后移除二氧化碳时,正反应速率一直减小直至建立新的平衡
d 平衡后缩小容器的体积,正逆反应速率不变,平衡不移动
②待反应达到平衡后再充入一定量的二氧化碳,平衡向_________移动(选填“正向”、 “逆向”、或“不”),二氧化碳的转化率________(填“增大”,“减小”或“不变”),CO的物质的量____(选填“增大”,“减小”或“不变”)。
9、[化学——选修3:物质结构与性质]太阳能电池板材料除单晶硅外,还有铜、铟、镓、硒等化学物质。
(1)基态硅原子的价电子排布图: 。
(2)硒和硫同为VIA族元素,与其相邻的元素有砷和溴,则三种元素的第二电离能由小到大的顺序为 。(用I2X表示)
(3)气态SeO3分子的杂化类型为 ,与SeO3互为等电子体的一种阴离子为 (填化学式)。
(4)胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O) 4]SO4 ·H2O,其结构示意图如下:
胆矾中含有的粒子间作用力是 (填序号)。
A.离子键 B.极性键 C.金属键 D.配位键 E.氢键 F.非极性键
(5)在硫酸铜溶液中加入过量KCN,生成配合物K 2[Cu(CN)4],该配合物属于 晶体,已知CN-与N2为等电子体,指出1molCN-中键的数目为 。
(6)一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积结构,在晶胞中金原子位于顶点,铜原子位于面心,则该合金中铜原子(Cu)与金原子(Au)个数比为 ;若该晶体的晶胞棱长为a nm,则该合金密度为 g/cm3。(列出计算式,不要求计算结果,阿伏加德罗常数的值为NA)
10、碳酸镧La2(CO3)3(Mr=458)可用于治疗高磷酸盐血症。为白色粉末、难溶于水、分解温度900℃。在溶液中制备时,形成水合碳酸镧La2(CO3)3•xH2O,如果溶液碱性太强,易生成受热分解的碱式碳酸镧La(OH)CO3。已知酒精喷灯温度可达1000℃。回答下列问题:
Ⅰ.某化学兴趣小组利用NH3和CO2通入LaCl3溶液中拟制备La2(CO3)3•xH2O
(1)装置的连接顺序是a→_____,_____←b(填接口字母)。
(2)装置乙用到的玻璃仪器(除导气管外)有_____。
(3)生成水合碳酸镧的化学方程式为_____。
Ⅱ.碳酸氢钠与氯化镧反应可制取碳酸镧
(4)①为了高磷血症患者的安全,通常选用NaHCO3溶液而不选用Na2CO3,其优点是_____。
②T℃时,碳酸镧的溶解度可表示为1.0×10-7mol/L,HCO的电离平衡常数为6.0×10-11。请计算反应2LaCl3+3NaHCO3
La2(CO3)3↓+3NaCl+3HCl的平衡常数K=_____。
Ⅲ.测定La2(CO3)3•xH2O中是否含有La(OH)CO3
将装置A称重,记为m1g。将提纯后的样品装入装置A中,再次将装置A称重,记为m2g,将装有试剂的装置C称重,记为m3g。按如图连接好装置进行实验。
实验步骤:
①打开K1、K2和K3,缓缓通入N2;
②数分钟后关闭____,打开____,点燃酒精喷灯,加热A中样品;
③一段时间后,熄灭酒精灯,打开K1,通入N2数分钟后,冷却到室温,关闭K1和K2,称量装置A。重复上述操作步骤,直至装置A恒重,记为m4g(此时装置A中为La2O3)。称重装置C,记为m5g。
(5)实验步骤②中关闭_____,打开_____(填写止水夹代号)。
(6)根据实验记录,当=_____,说明制得的样品中不含有La(OH)CO3。
11、为测定二氯化一氯五氨合钴([Co(NH3)5Cl]Cl2,摩尔质量用M表示)样品的纯度,将mg样品分为10等份,取其中一份于强碱溶液中,加热煮沸,蒸出所有氨气,用V1mLc1mol•L‾1稀硫酸充分吸收,吸收后的溶液用c2mol•L‾1NaOH中和,平均消耗NaOH溶液的体积为V2mL。
(1)该样品中[Co(NH3)5Cl]Cl2的纯度为___;
(2)写出简要计算过程:___。
12、铟是一种稀有贵金属,广泛应用于航空航天、太阳能电池等高科技领域。从高铟烟灰渣(主要含、
、
、
)中提取铟的工艺流程如下:
已知:为强电解质;
为磷酸二异辛酯。回答下列问题:
(1)“硫酸化焙烧”后金属元素均以硫酸盐的形式存在。在其他条件一定时,“水浸”铟、铁的萃取率结果如图所示,则萃取所采用的最佳实验条件_____。
(2)“水浸”时,浸渣除了外,还含有__________。
(3)“还原铁”时反应的离子方程式为_______________。
(4)“萃取除铁”时,用的
作萃取剂时,发现当溶液
后,铟萃取率随
值的升高而下降,原因是_______________。
(5)有实验小组“萃取”过程中用酸作萃取剂,用表示,使
进入有机相,萃取过程
发生的反应方程式为:
,平衡常数为
。“萃取”时萃取率的高低受溶液的
影响很大,已知与萃取率(E%)的关系符合如下公式:
。当
时,萃取率为
,若将萃取率提升到
,应调节溶液的
_______(已知
,忽略萃取剂浓度的变化,结果保留三位有效数字)。
(6)“置换铟”时,发现溶液中残留溶解的也与
反应,会有少量的气体
生成,该过程的离子方程式为__________________。
(7)整个工艺流程中,可循环利用的溶液是____________。
13、锰(25Mn)及其化合物是目前前沿科学研究的热点。按要求回答下列问题。
(1)锰元素在元素周期表中的位置是___________。
(2)某晶体锰的面心立方晶胞如图所示。
①该晶胞中含Mn原子的个数为___________;
②晶体锰中每个Mn原子距离最近的Mn原子数目为___________。
③设该晶胞参数棱长为。则晶体锰的密度为___________
(列算式)
(3)锰的冶炼有多种方法,其中以某锰矿(主要成分为,主要杂质有
)为原料,设计如下流程可制得金属Mn。
已知:金属硫化物的溶度积常数如下表。
物质 | CuS | MnS | FeS |
①脱硫步骤:硫化物均转化为单质S,其反应中的氧化剂为___________;能被部分反应而得到的产物为___________。
②酸浸步骤:ⅰ反应后的溶液中含,写出ⅱ反应的离子方程式:___________;滤渣1含有的物质有___________。若未经脱硫直接酸浸,不利的方面是___________。
③调的目的为去除铁元素,则产生滤渣2的离子方程式:___________;
④除杂步骤:滤渣3中主要有___________。
⑤电解步骤:惰性阳极产生的反应式为___________。