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、碱式氧化镍(NiOOH)可用作镍氢电池的正极材料,可用废镍催化剂(主要含Ni、Al,少量Cr、FeS等)来制备,其工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“浸泡除铝”时,发生反应的化学方程式为___________。
(2)“溶解”时放出的气体为________(填化学式)。硫酸镍溶液可用于制备合成氨的催化剂ConNi(1-n)Fe2O4。如图表示在其他条件相同时合成氨的相对初始速率随催化剂中n值变化的曲线,由图分析可知Co2+、Ni2+两种离子中催化效果更好的是________________。
(3)“氧化”时,酸性条件下,溶液中的Fe2+被氧化为Fe3+,其离子方程式为。
(4)已知该条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表:
| 开始沉淀的pH | 完全沉淀的pH |
Ni2+ | 6.2 | 8.6 |
Fe2+ | 7.6 | 9.1 |
Fe3+ | 2.3 | 3.3 |
Cr3+ | 4.5 | 5.6 |
“调pH1”时,溶液pH范围为________;过滤2所得滤渣的成分________(填化学式)。
(5)写出在空气中加热Ni(OH)2制取NiOOH的化学方程式________________。
(6)含镍金属氢化物MH-Ni燃料电池是一种绿色环保电池,广泛应用于电动汽车。其中M代表储氢合金,MH代表金属氢化物,电解质溶液可以是KOH水溶液。它的充、放电反应为:xNi(OH)2+M MHx+xNiOOH;电池充电过程中阳极的电极反应式为________;放电时负极的电极反应式为________。
3、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 ∆H=180.5kJ·
②C和CO的燃烧热(∆H)分别为-393.5kJ·和-283kJ·
则2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ∆H=_________kJ·
(2)将0.20molNO和0.10molCO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=__________ mol·L-1·
(保留两位有效数字);第12min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18min时又达到平衡状态,此时的体积分数为________(保留三位有效数字),化学平衡常数K=____________(保留两位有效数字)。
(3)通过人工光合作用能将水与燃煤产生的转化为HCOOH和
。已知常温下0.1mol·
的HCOONa溶液pH=10,则HCOOH的电离常数Ka=__________。
4、硼是一种奇特的元素,它来自超新星爆发和宇宙射线的散列辐射。
(1)写出BF3电子式___________,B与F形成共价键时,共用电子对偏向_____原子,判断依据是_________________。
(2)硼酸(H3BO3)在水中电离出阴离子[B(OH)4]-,请写出硼酸的电离方程式___________。
5、四种短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,请结合表中信息用化学用语回答下列问题:
(1)Z元素在周期表中的位置为______________________。
(2)W、X、Y、Z元素所对应离子半径由大到小的顺序为____________________;
(3)Y元素和W元素形成的化合物YW一种新型无机材料,可与烧碱溶液反应产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,写出有关的化学方程式____________________;
(4)①下列可作为比较X和Y金属性强弱的依据是____________________ (填序号);
a.最高价氧化物的水化物碱性强弱
b.相应硫酸盐水溶液的PH
c.单质与水反应的难易程度
d.单质与酸反应时失去的电子数
②由X、Y、氧三种元素所组成的化合物,能与盐酸以1:4反应生成两种常见盐和水,写出该化合物的化学式____________________;
(5)W的一种氢化物HW3可用于有机合成,其酸性与醋酸相似。体积和浓度均相等的HW3与X的最高价氧化物对应的水化物混合,混合后溶液中离子浓度由大到小的顺序是____________________。
(6)常温下,23gX单质在空气中燃烧,再恢复到常温,放出aKJ能量,写出X单质有关燃烧热的热化学方程式___________________________________________________。
6、元素铜(Cu)、砷(As)、镓(Ga)等形成的化合物在现代工业中有广泛的用途,回答下列问题:
(1)基态铜原子的价电子排布式为_____________,价电子中未成对电子占据原子轨道的形状是__________________________。
(2)化合物AsCl3分子的立体构型为________________,其中As的杂化轨道类型为_____________。
(3)第一电离能Ga__________As。(填“>”或“<”)
(4)若将络合离子[Cu(CN)4]2-中的2个CN- 换为两个Cl-,只有一种结构,则[Cu(CN-)4]2-中4个氮原子所处空间构型为_______________,一个CN-中有__________个π键。
(5)砷化镓是一种重要的半导体材料,晶胞结构如图所示。
熔点为1238℃,密度为⍴g·cm-3,该晶体类型为______________,Ga与As以__________键键合,Ga和As的相对原子质量分别为Ma和Mb,原子半径分别为racm和rbcm,阿伏加德罗常数值为NA,GaAs晶胞中原子体积占晶胞体积的百分率为____________________。(列出计算公式)
7、研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等。
已知:①Fe2O3(s) + 3C(石墨) = 2Fe(s) + 3CO(g) △H 1 = +489.0 kJ·mol-1
②C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g) △H 2 = +172.5 kJ·mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为 。
(2)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) △H
①该反应的平衡常数表达式为K= 。
②取一定体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比为1∶3),加入恒容密闭容器中,发生上述反应,反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图1所示,则该反应的ΔH 0(填“>”、“<”或“=”)。
③在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示,曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ KⅡ(填“>”、“<”或“=”)。判断的理由 。
(3)以CO2为原料还可以合成多种物质。
①工业上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为 。开始以氨碳比=3进行反应,达平衡时CO2的转化率为60%,则NH3的平衡转化率为 。
②将足量CO2通入饱和氨水中可得氮肥NH4HCO3,已知常温下一水合氨Kb=1.8×10-5,碳酸一级电离常数Kb=4.3×10-7,则NH4HCO3溶液呈 (填“酸性”、“中性”、“碱性”)。
8、回答下列问题:
(1)乙醇的挥发性比水的强,原因是_______。
(2)金属氢化物是应用广泛的还原剂。KH的还原性比NaH的强,原因是_______。
9、氨对人类的生产生活具有重要影响。
(1)氨的制备与利用。
① 工业合成氨的化学方程式是 。
② 氨催化氧化生成一氧化氮反应的化学方程式是 。
(2)氨的定量检测。
水体中氨气和铵根离子(统称氨氮)总量的检测备受关注。利用氨气传感器检测水体中氨氮含量的示意图如下:
① 利用平衡原理分析含氨氮水样中加入NaOH溶液的作用: 。
② 若利用氨气传感器将1 L水样中的氨氮完全转化为N2时,转移电子的物质的量为6×10-4 mol ,则水样中氨氮(以氨气计)含量为 mg·L-1。
(3)氨的转化与去除。
微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。下图为MFC碳氮联合同时去除的氮转化系统原理示意图。
① 已知A、B两极生成CO2和N2,写出A极的电极反应式: 。
② 用化学用语简述NH4+去除的原理: 。
10、某研究小组对碘化钾溶液在空气中发生氧化反应的速率进行实验探究。
(初步探究)
示意图 | 序号 | 温度 | 试剂A | 现象 |
① | 0°C | 0.5 mol∙L−1稀硫酸 | 4 min 左右出现蓝色 | |
② | 20°C |
| 1 min 左右出现蓝色 | |
③ | 20°C | 0.1 mol∙L−1稀硫酸 | 15 min 左右出现蓝色 | |
④ | 20°C | 蒸馏水 | 30 min 左右出现蓝色 |
(1)为探究温度对反应速率的影响,实验②中试剂 A 应为______________。
(2)写出实验③中 I-反应的离子方程式:_____________________。
(3)对比实验②③④,可以得出的结论:_______________________。
(继续探究)溶液 pH 对反应速率的影响查阅资料:
i.pH<11.7 时,I-能被O2 氧化为 I2。
ii.pH= 9.28 时,I2发生歧化反应:3I2 +6OH-=IO3-+5I-+3H2O,pH越大,歧化速率越快。
(4)小组同学用 4 支试管在装有 O2 的储气瓶中进行实验,装置如图所示。
序号 | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ |
试管中溶液的 pH | 8 | 9 | 10 | 11 |
放置 10 小时后的现象 | 出现蓝色 | 颜色无明显变化 |
分析⑦和⑧中颜色无明显变化的原因_______。
(5)甲同学利用原电池原理设计实验证实 pH=10 的条件下确实可以发生 I-被 O2 氧化为 I2 的反应,如图所示,请你填写试剂和实验现象。
试剂1______________。 试剂2______________。实验现象:___________________________。
(深入探究)较高温度对反应速率的影响
小组同学分别在敞口试管和密闭试管中进行了实验⑨和⑩。
序号 | 温度 | 试剂 | 现象 |
⑨敞口试管 | 水浴 70°C | 5 mL 1 mol∙L−1 KI 溶液 5 mL 0.5 mol∙L−1 稀硫酸 | 20 min 内仍保持无色,冷却至室温后滴加淀粉溶液出现蓝色 |
⑩密闭试管 | 溶液迅速出现黄色,且黄色逐渐加深,冷却至室温后滴加淀粉溶液出现蓝色 |
(6)对比实验⑨和⑩的现象差异,该小组同学对实验⑨中的现象提出两种假设,请你补充假设 1。
假设 1:_______________。
假设 2:45°C 以上 I2 易升华,70°C 水浴时,c(I2)太小难以显现黄色。
(7)针对假设 2 有两种不同观点。你若认为假设 2 成立,请推测试管⑨中“冷却至室温后滴加淀粉出现蓝色”的可能原因_______________(写出一条)。你若认为假设 2 不成立,请设计实验方案证明_______________。
11、将3.00g某有机物(仅含C、H、O元素,相对分子质量为150)样品置于燃烧器中充分燃烧,依次通过吸水剂、CO2吸收剂,燃烧产物被完全吸收。实验数据如下表:
| 吸水剂 | CO2吸收剂 |
实验前质量/g | 20.00 | 26.48 |
实验后质量/g | 21.08 | 30.00 |
请回答:
(1)燃烧产物中水的物质的量为_______mol。
(2)该有机物的分子式为_______(写出计算过程)。
12、二氧化铈()具有较强的氧化性,是一种应用非常广泛的稀土氧化物。以氟碳铈矿(主要含
、BaO等)为原料制备
的一种工艺流程如图所示。
回答下列问题:
(1)“氧化焙烧”后,Ce元素转化为和
。写出氧化焙烧的化学方程式_______。
(2)“酸浸”时,铈的浸出率与温度、的关系如图所示,应选择的最适宜的条件为_______(填标号)。
A.65℃ 2.0 B.75℃ 2.0
C.85℃ 2.5 D.100℃ 2.5
“酸浸”不用盐酸的理由是_______(任写两点)。
(3)“系列操作”包含以下几个过程:
已知:不能溶于有机物TBP;
能溶于有机物TBP,且存在反应
。“滤液A”中加入有机物TBP后的分离方法是_______,“有机层B”中发生反应的离子方程式为_______。
(4)“调pH”中,要使沉淀完全(通常认为溶液中离子浓度小于
为沉淀完全),应控制pH大于_______(已知25℃时
)。
(5)“氧化”中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______。
(6)是汽车尾气净化催化剂的关键成分,在尾气消除过程中
与
相互转化。
中的Ce为+3、+4价,测定x的值可判断它们的比例。现取
固体1.6560 g,加入足量硫酸和0.0220 mol
充分溶解,使
全部被还原成
,再用0.1000
的酸性
标准溶液滴定至终点,重复操作三次,平均消耗标准溶液40.00 mL(已知氧化性:
),则x的值为_______。
13、CO、CO2加氢有利于缓解化石能源消耗,实现“碳中和”.该体系主要涉及以下反应:
反应I:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1<0
反应II:2CO(g)+4H2(g)C2H5OH(g)+H2O(g) ΔH2<0
反应III:2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) ΔH3<0
反应IV:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH4<0
反应V:2CH3OH(g)C2H5OH(g)+H2O(g) ΔH5
回答下列问题:
(1)上述反应中,ΔH5=____(写出一个代数式即可)。
(2)密闭容器中,上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列描述正确的有____(填标号)。
A.加入催化剂,可提高CO2的平衡转化率
B.降低温度,反应Ⅱ的正反应速率增大,逆反应速率减小
C.增大CO的浓度,反应Ⅲ、IV的平衡均向左移动
D.恒温恒容充入氩气,反应Ⅰ、Ⅱ的平衡不移动
(3)恒容下,n(CO)=n(CO2)=1mol,并按照不同氢碳比[]投料,发生上述反应。图甲表示不同氢碳比时,[CO+CO2]的总平衡转化率随温度变化的关系;图乙表示氢碳比=3时,平衡后体系中C2H5OH、CH3OH的选择性随温度变化的关系。
已知:CH3OH的选择性=×100%;C2H5OH的选择性=
×100%
①图甲中x____3(填“大于”“小于”或“等于”),其原因是____。
②Q点对应的体系中n(CH3OH)=___mol;此时,H2转化了4mol,则反应2CH3OH(g)C2H5OH(g)+H2O(g)的平衡常数Kp=____(Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数,结果保留两位有效数字)。
(4)常温常压下,以Ag为催化剂,在酸性水溶液中将CO2电催化还原为CO的反应历程如图所示:
①据图,CO和CO2相比,____(填化学式)更稳定。
②吸附在催化剂表面上的物种用*标注,图中第一步反应为CO2+e-+H+=*COOH,则第二步反应为____。