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、硫酸是重要的化工生产原料,工业上常用硫铁矿焙烧生成SO2,SO2氧化到SO3,再用98.3%左右的浓硫酸吸收SO3得到“发烟”硫酸(H2SO4·SO3)。最后用制得的“发烟”硫酸配制各种不同浓度的硫酸用于工业生产。
完成下列计算:
(1)1kg98%的浓硫酸吸收SO3后,可生产___kg“发烟”硫酸。
(2)“发烟”硫酸(H2SO4·SO3)溶于水,其中SO3都转化为硫酸。若将890g“发烟”硫酸溶于水配成4.00L硫酸,该硫酸的物质的量浓度为___mol/L。
(3)硫铁矿氧化焙烧的化学反应如下:3FeS2+8O2→Fe3O4+6SO24FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2
①1吨含FeS280%的硫铁矿,理论上可生产多少吨98%的浓硫酸__?
②若24molFeS2完全反应耗用氧气1467.2L(标准状况),计算反应产物中Fe3O4与Fe2O3物质的量之比___。
(4)用硫化氢制取硫酸,既能充分利用资源又能保护环境,是一种很有发展前途的制备硫酸的方法。硫化氢与水蒸气的混合气体在空气中完全燃烧,再经过催化氧化冷却制得了98%的浓硫酸(整个过程中SO2损失2%,不补充水不损失水)求硫化氢在混合气中的体积分数___。
3、铜、铁、铝都是日常生活中常见的金属,具有广泛用途。请回答:
(1)铜元素在元素周期表中位于 ,其原子基态价层电子排布式为 。
(2)Cu2O的熔点比Cu2S的高,原因为 。
(3)Fe(CO)5是一种常见的配合物,可代替四乙基铅作为汽油的抗爆震剂。
①写出CO的一种常见等电子体分子的结构式 ;
两者相比较沸点较高的为 (填分子式)。
②Fe(CO)5在一定条件下发生反应:
Fe(CO)5(s)=Fe(s)+5CO(g),已知:反应过程中,断裂的化学键只有配位键,由此判断该反应所形成的
化学键类型为 。
(4)已知AlCl3·NH3有配位键。在AlCl3·NH3中,提供空轨道的原子是 ;在NH4+中N原子的杂化轨道类型为 。
(5)金属铝的晶胞结构如图甲所示,原子之间相对位置关系的平面图如图乙所示。则晶体铝中原子的堆积方式为 。已知:铝原子半径为d cm,摩尔质量为M g·mol-1,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体铝的密度ρ= (表达式)。
4、Na2S又称臭碱、臭苏打,在生产、生活中有广泛应用。某化学兴趣小组在实验室制备、提纯硫化钠并探究其性质,测定硫化钠产品的纯度。
实验(一)制备并提纯硫化钠。
该化学兴趣小组在实验室模拟工业用煤粉还原法制备硫化钠,将芒硝(Na2SO4·10H2O)与过量的煤粉混合于800 ~ 1100°C高温下煅烧还原,生成物经冷却后用稀碱液热溶解、过滤,将滤液进行浓缩,再进行抽滤、洗涤、干燥,制得硫化钠产品。
(1)写出“高温还原”过程中的主要化学方程式:___________。
(2)抽滤又称减压过滤,相比普通过滤,抽滤的主要优点是___________。(答一条即可)
实验(二)探究硫化钠的性质。
(3)为了探究Na2S的还原性,该小组按如图装置进行实验。
接通K,发现电流表指针发生偏转,左侧烧杯中溶液颜色逐渐变浅。实验完毕后,该小组查阅资料后猜测,S2-被氧化为。设计实验验证:取出少量右侧烧杯中溶液于试管中,___________,则该猜测成立。写出正极的电极反应式___________。
实验(三)测定Na2S∙xH2O产品纯度。
称取wg产品溶于水,配制成250mL溶液,准确量取25. 00mL溶液于锥形瓶中,加入V1mLc1mol·L-1I2溶液(过量),过滤,滴几滴淀粉溶液,用c2 mol·L-1 Na2S2O3 标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V2mL。
(4)滴定终点的现象是________。选择_________(填“酸”或“碱”)式滴定管量取I2溶液。
(5)滴定反应:Na2S+I2 =2NaI+S,I2 +2Na2S2O3 = Na2S4O6+ 2NaI。该产品含Na2S∙xH2O的质量分数为___________(用含x、 c1、c2、V1、V2、w的代数式表示)。假设其他操作都正确,滴定终点时俯视读数,测定结果___________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
5、汽车尾气中的主要污染物是NO和CO。为减轻大气污染,人们提出通过以下反应来处理汽车尾气:
(1)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H=-746.5KJ/mol (条件为使用催化剂)
已知:2C (s)+O2(g)2CO(g) △H=-221.0KJ/mol
C (s)+O2(g)CO2(g) △H=-393.5KJ/mol
则 N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H= kJ·mol-1。
(2)T℃下,在一容积不变的密闭容器中,通入一定量的NO和CO,用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
C(NO)10-4 mol/L | 10.0 | 4.50 | C1 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
C(CO)10-3 mol/L | 3.60 | 3.05 | C2 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
则C2合理的数值为 (填字母标号)。
A.4.20 B.4.00 C.2.95 D.2.80
(3)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如下图所示:
则曲线II对应的实验编号为 。
(4)将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
H2O | CO | CO | H2 | |||
i | 650 | 2 | 4 | 2.4 | 1.6 | 5 |
ii | 900 | 1 | 2 | 1.6 | 0.4 | 3 |
iii | 900 | a | b | c | d | t |
①实验组i中以v(CO2)表示的反应速率为 ,温度升高时平衡常数会 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②若a=2,b=1,则c= ,达平衡时实验组ii中H2O(g)和实验组iii中CO的转化率的关系为αii (H2O) αiii (CO)(填“<”、“>”或“=”)。
(5)CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准,该分析仪的工作原理类似于燃料电池,其中电解质是氧化钇(Y2O3)和氧化锆(ZrO2)晶体,能传导O2-。
①则负极的电极反应式为________________。
②以上述电池为电源,通过导线连接成图一。若X、Y为石墨,a为2L 0.1mol/L KCl溶液,写出电解总反应的离子方程式 。电解一段时间后,取25mL上述电解后的溶液,滴加0.4mol/L醋酸得到图二曲线(不考虑能量损失和气体溶于水,溶液体积变化忽略不计)。根据图二计算,上述电解过程中消耗一氧化碳的质量为__________g。
6、含氮化合物在工农业生产中都有重要应用。
(1)氨和肼(N2H4)是两种最常见的氮氢化物。
己知:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-541.8kJ/mol,化学平衡常数为K1。N2H4(g)+O2(g)
N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534kJ/mol,化学平衡常数为K2。则用NH3和O2制取N2H4的热化学方程式为_________,该反应的化学平衡常数K=____(用K1、K2表示)。
(2)对于2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g),在一定温度下,于1L的恒容密闭容器中充入0.1molNO和0.3molCO,反应开始进行。
①下列能说明该反应已经达到平衡状态的是____(填字母代号)。
A.c(CO)=c(CO2) B.容器中混合气体的密度不变
C.v(N2)正=2v(NO)逆 D.容器中混合气体的平均摩尔质量不变
②图1为容器内的压强(P)与起始压强(P0)的比值(P/P0)随时间(t)的变化曲线。0~5min内,该反应的平均反应速率v(N2)= ____,平衡时NO的转化率为____。
(3)使用间接电化学法可处理燃煤烟气中的NO,装置如图2所示。已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式_________。用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理__________________。
7、气态亚硝酸(HNO2或HONO)是大气中的一种污染物。
(1)亚硝酸的电离平衡常数Ka=6.0×10﹣6,其电离方程式为________。
(2)亚硝酸分子中各原子最外层电子均达到稳定结构,其电子式为________。
(3)亚硝酸进入人体可以与二甲胺[(CH3)2NH]迅速反应生成亚硝酸胺[CH3)2N-N=O],亚硝酸胺是最重要的化学致癌物之一。
① 亚硝酸与二甲胺反应生成亚硝酸胺的一种反应机理如下:
HONO+
过程ⅰ和过程ⅱ的反应类型分别为:________、消去反应。
② 上述反应机理的反应过程与能量变化的关系如图:
亚硝酸与二甲胺反应生成亚硝酸胺的反应ΔH________0(填“>”或“<”)。反应难度更大的是过程________(填“ⅰ”或“ⅱ”)。
8、非金属元素在化学中具有重要地位,请回答下列问题:
(1)氧元素的第一电离能比同周期的相邻元素要小,理由________。
(2)元素X与硒(Se)同周期,且该周期中X元素原子核外未成对电子数最多,则X为_____(填元素符号),其基态原子的电子排布式为_______。
(3)臭齅排放的臭气主要成分为3-MBT-甲基2丁烯硫醇,结构简式为()1mol 3-MBT中含有
键数目为_______NA(NA为阿伏伽德罗常数的值)。该物质沸点低于(CH3)2C=CHCH2OH,主要原因是_______。
(4)PCl5是一种白色晶体,熔融时形成一种能导电的液体测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正八面体形阴离子;熔体中P-Cl的键长只有198pm和206pm两种,试用电离方程式解释PCl5熔体能导电的原因_________,正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角原因为__________,该晶体的晶胞如图所示,立方体的晶胞边长为a pm,NA为阿伏伽德罗常数的值,则该晶体的密度为_______g/cm 3
9、(1)皂化实验中,加入的乙醇可以增大油脂与NaOH溶液的接触面积,其原因是___________。
(2)物质的摩氏硬度如下表所示:
| 金刚石 | 晶体硅 | |
摩氏硬度 | 10 | 7 |
的摩氏硬度比金刚石大的原因是___________。
10、白色固体碘化亚铜(CuI)可用作树脂改性剂,不溶于水,能被O2氧化,见光易分解。实验室制备CuI的方法是向和KI混合溶液中通入足量SO2,实验装置如下:
回答下列问题:
(1)装置a_______的名称是,丙中试剂是_______。
(2)实验室制备SO2的化学方程式为_______。
(3)乙中的实验现象是_______,反应的离子方程式为_______。
(4)反应完成后,使用减压过滤装置分离CuI,并用溶有少量SO2的水溶液代替蒸馏水洗涤沉淀,目的是_______。
(5)CuI固体的保存方法是_______。
11、用11.92gNaClO配成溶液,向其中加入0.01molNa2SX恰好完全反应,生成Na2SO4和NaCl。则Na2SX 中的 x=__________(写出简要计算过程)
12、N2O5是硝酸的酸酐,采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。
(1)1840年Devil用干燥的氯气通过干燥的硝酸银,得到N2O5,该反应的氧化产物是一种参与大气循环的气体,写出该反应的化学方程式___________。
(2)F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)分解反应:2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g)+Q1(Q1<0),2NO2(g)N2O4(g)+Q2(Q2>0),其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强P随时间t的变化如下表所示(t=∞时,N2O5(g)完全分解):
t/min | 0 | 40 | 80 | 160 | 260 | 1300 | 1700 | ∞ |
p/kPa | 35.8 | 40.3 | 42.5 | 45.9 | 49.2 | 61.2 | 62.3 | 63.1 |
①研究表明,N2O5(g)分解的速率v=2×10-3×PN2O5(kPa/min)。t=62min时,测得体系PO2=2.9kPa,则此时=___________kPa,v=___________(kPa/min)。
②若提高反应温度至35℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强P∞(35℃)___________63.1kPa(填“大于”、“等于”或“小于”),试从勒夏特列原理的角度加以解释___________。
③写出N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数表达式___________。
(3)对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程:
第一步N2O5NO2+NO3快速平衡
第二步NO2+NO3→NO+NO2+O2慢反应
第三步NO+NO3→2NO2快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述错误的是___________(填编号)。
A.v(第一步反应的逆反应)>v(第二步反应) B.反应的中间产物只有NO3
C.该反应的速率主要由第二步决定 D.N2O5的分解率主要由第一步决定
13、含硫天然气制备氢气的流程如图:请回答下列问题:
Ⅰ.转化脱硫:利用T.F菌与含铁化合物共同脱硫,其中一种机理如图所示。
(1)图中,过程①反应的化学方程式为_______。
(2)25℃时,在T.F菌作用下,用0.1
溶液代替FeS,当pH不同时
氧化成
的速率如图。在实际操作中,当pH大于2时,脱硫效率明显降低,其可能的原因是_______。
(已知:25℃时,)
Ⅱ.蒸汽转化:在催化剂的作用下,水蒸气将氧化。
(3)已知:
①
②
请写出蒸汽转化过程中,转化为
的热化学方程式为_______。
Ⅲ.CO变换:采用适当的方法使CO转化为容易分离的物质。
(4)向一恒容密闭容器中通入1mol CO、2mol ,在适当催化剂、不同温度下使其发生反应
。测得反应过程中容器内总压变化如图所示:
①由图像可得,_______
,该反应的
H_______0(填“>”或“<”)。
②温度下达到平衡时,
_______
,该温度下的平衡常数
_______。(用分压来表示浓度,速率与平衡常数均用分压来进行计算,分压=总压×体积分数)