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、工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:
3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g) Si3N4(s)+12HCl(g) ΔH<0
某温度和压强条件下,分别将1.25mol SiCl4(g)、1.0mol N2(g)、10.5mol H2(g)充入20L密闭容器内,进行上述反应,5min达到平衡状态,所得Si3N4(s)的质量是35.0g.已知:
化学键 | Si-Cl | N≡N | H-H | Si-N | H-Cl |
键能(KJ/mol) | a | b | c | d | e |
(1)计算该反应的ΔH=_______________
(2)H2的平均反应速率是
(3)平衡时容器内N2的浓度是
(4)SiCl4(g)的转化率是 %
(5)下图为合成Si3N4反应中SiCl4平衡转化率与温度、压强的关系(n(SiCl4)、n(N2)、n(H2)仍按1.25 mol SiCl4(g)、1.0 mol N2(g)、10.5mol H2(g)投入)
上图中压强最大的是_____(P1、P2、P3、P4),列式计算合成Si3N4反应在图中A点的分压平衡常数Kp= _______ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,图中P2=13MPa)
3、[物质结构与性质]
已知碳元素能形成多种金属碳化物,如碳化钙,俗称为电石。
(1)电石(CaC2)是用CaO与焦炭在电炉中加强热反应生成的,写出此反应的化学方程式 ,CaC2中含有化学键的类型为 ,C22-与N2互为等电子体,C22-的电子式可表示为 ,其中σ键和π键数目之比为 。
(2)已知MgO、CaO的熔点分别为2852℃、2614℃,分析熔点差异的原因是 。
(3)苯丙氨酸是一种重要的氨基酸,其结构如图所示,分子中第一电离能最大的原子价电子排布式是 ,其中碳原子的杂化方式有 。
(4)已知CaF2晶体(如图,Ca2+处于面心)的密度为ρg/cm3,NA为阿伏加德常数,相邻的两个Ca2+的核间距为a cm,则CaF2的摩尔质量(M)可以表示为 g/mol。
4、聚乳酸)是一种新型生物降解材料,可用于包装食品。某化学兴趣小组利用化学解聚方法,由废旧聚乳酸餐盒制得高纯乳酸钙。
已知:乳酸是淡黄色黏性液体,与乙醇、水混溶;乳酸钙是白色粉末,溶于冷水,易溶于热水,不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。
I.废旧聚乳酸材料的解聚
①分别取一定量的NaOH、无水乙醇和白色聚乳酸餐盒碎片,装入锥形瓶,加热解聚;
②待反应完毕,向锥形瓶中加入少量浓盐酸,然后加热浓缩,得到淡黄色黏稠状液体和少量白色不溶物;
③往②中所得混合物加人20mL无水乙醇并搅拌均匀,静置、过滤,弃去白色不溶物。
(1)步骤①所用装置如图所示,其中冷凝管的作用是______.写出聚乳酸在碱性条件下解聚的化学方程式_________.
(2)步骤②中,加入浓盐酸的目的是_______.为避免浓缩过程发生暴沸,可以加入_______.
(3)步骤③加入20mL无水乙醇的作用是________.
II.乳酸钙的制备
④将氢氧化钙粉末分批加人③中所得滤液,控制最终溶液的pH约为7,过滤;
⑤取滤液于烧杯,冰水浴下剧烈搅拌,同时加人40mL物质X,析出白色固体;
⑥过滤,收集沉淀物,烘干,称重为5.8g.
(4)“控制最终溶液的pH约为7”时,需用蒸馏水润湿pH试纸后再测量溶液的pH,其原因是________.
(5)步骤⑤中,所加“物质X”可能是_________.
A.石灰水B.盐酸C.丙酮D.乳酸
(6)若步骤④所加氢氧化钙粉末的质量为2.1g,则该实验的产率=_________.(结果保留3位有效数字;M氢氧化钙=74 g·mo-1,M乳酸钙=218g·mol-1).
5、废气中的H2S通过高温热分解可制取氢气:2H2S(g)2H2(g)+S2(g)。现在3L密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验。
(1)某温度时,测得反应体系中有气体1.3lmol,反应1 min后,测得气体为l.37mol,则tmin 内H2的生成速率为___________。
(2)某温度时,H2S的转化率达到最大值的依据是_____________(选填编号)。
a.气体的压强不发生变化 b.气体的密度不发生变化
c.不发生变化 d.单位时间里分解的H2S和生成的H2一样多
(3)实验结果如下图。图中曲线a表示H2S的平衡转化率与温度关系,曲线b表示不同温度下、反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。该反应为_____反应(填“放热”或“吸热”)。曲线b随温度的升高,向曲线a通近的原因是_________。在容器体积不变的情况下,如果要提高H2的体积分数,可采取的一种措施是________。
(4)使1LH2S与20L空气(空气中O2体积分数为0.2)完全反应后恢复到室温,混合气体的体积是______L 。若2gH2S完全燃烧后生成二氧化硫和水蒸气,同时放出29.4 kJ的热量,该反应的热化学方程式是__________________。
6、我国力争2030年前实现碳达峰,2060 年前实现碳中和。CO2 的综合利用是实现碳中和的措施之一。
Ⅰ. CO2和CH4在催化剂表面可以合成CH3COOH,该反应的历程和相对能量的变化情况如下图所示(*指微粒吸附在催化剂表面,H*指H吸附在催化剂载体上的氧原子上,TS表示过渡态):
(1)决定该过程的总反应速率的基元反应方程式为___________。
(2)下列说法正确的有___________。
a.增大催化剂表面积可提高CO2在催化剂表面的吸附速率
b. CH3COOH* 比CH3COOH(g)能量高
c.催化效果更好的是催化剂2
d.使用高活性催化剂可降低反应焓变,加快反应速率
Ⅱ. CO2和 H2在一定条件下也可以合成甲醇,该过程存在副反应ii。
反应i: CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1 = -49.3 kJ·mol-1
反应ii: CO2(g) + H2(g CO(g)+ H2O(g) ΔH2
(3)有关物质能量变化如图所示,稳定单质的焓(H)为0,则ΔH2=___________ kJ·mol-1
(4)恒温恒容条件下,仅发生反应ii,反应达到平衡的标志是___________。
a. CO的分压不再发生变化
b.气体平均相对分子质量不再发生变化
c. 气体密度不再发生变化
d. 比值不再发生变化
(5)在5.0MPa,将n(CO2) : n(H2)=5 : 16的混合气体在催化剂作用下进行反应。体系中气体平衡组成比例(CO和CH3OH在含碳产物中物质的量百分数)及CO2的转化率随温度的变化如图所示。
①表示平衡时CH3OH在含碳产物中物质的量百分数的曲线是___________ (填“a”或“b”)。
②CO2平衡转化率随温度的升高先减小后增大,增大的原因可能是___________。
③250℃时反应i: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)的 Kp=___________(MPa)-2(用最简分数表示)。
7、I.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时, 涉及如下反应: 2NO(g) +Cl2(g) 2ClNO(g) ΔH< 0
写出该反应的平衡常数表达式 。
为研究不同条件对反应的影响,:在恒温条件下, 向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2, 10 min时反应达到平衡。测得10 min内v(ClNO) =7.5×10-3 mol·L-1·min-1, 则平衡后n(Cl2) = mol, NO的转化率α1= 。其他条件保持不变, 反应在恒压条件下进行, 平衡时NO的转化率α2 α1(填“>” “<” 或“=”), 平衡常数K (填“增大” “减小” 或“不变”) 。若要使K减小, 可采取的措施是 。
II. 实验室可用NaOH溶液吸收NO2, 反应为2NO2+2NaOH NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO2恰好完全反应得1 L溶液A, 溶液B为0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液, 则两溶液中c(NO3-) 、c(NO2-) 和c(CH3COO-) 由大到小的顺序为 。
(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4 mol·L-1, CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5 mol·L-1)
可使溶液A和溶液B的pH相等的方法是 。
a. 向溶液A中加适量水 b. 向溶液A中加适量NaOH
c. 向溶液B中加适量水 d. 向溶液B中加适量NaOH
III.(1)已知丙醛的燃烧热为,丙酮的燃烧热为
,试写出丙醛燃烧热的热化学方程式 。
(2)以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成燃料电池,采用电解法制备Fe(OH) 2,装置如右下图所示,其中P端通入CO2。
①石墨I电极上的电极反应式为 。
②通电一段时间后,右侧玻璃管中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。则下列说法中正确的是 (填序号)。
A. X、Y两端都必须用铁作电极 B. 可以用NaOH溶液作为电解液
C. 阴极发生的反应是:2H2O+ 2e-= H2↑+ 2OH- D. 白色沉淀只能在阳极上产生
8、二氧化氯(ClO2)是国内外公认的高效、广谱、快速、安全无毒的杀菌消毒剂,被称为“第4代消毒剂”。工业上可采用氯酸钠(NaClO3)或亚氯酸钠(NaClO2)为原料制备ClO2。
(1)亚氯酸钠也是一种性能优良的漂白剂,但在强酸性溶液中会发生歧化反应,产生ClO2气体,离子方程式为___________________________;向亚氯酸钠溶液中加入盐酸,反应剧烈。若将盐酸改为相同pH的硫酸,开始时反应缓慢,稍后一段时间产生气体速率迅速加快。产生气体速率迅速加快的原因是 。
(2)化学法可采用盐酸或双氧水还原氯酸钠制备ClO2。用H2O2作还原剂制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是 。
(3)电解法是目前研究最为热门的生产ClO2的方法之一。如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验。
①电源负极为___________________极(填A或B)
②写出阴极室发生反应的电极反应式和离子方程式
_______________________ ___ ; 。
③控制电解液H+不低于5mol/L,可有效防止因H+浓度降低而导致的ClO2—歧化反应。若两极共收集到气体22.4L(体积已折算为标准状况,忽略电解液体积的变化和ClO2气体溶解的部分),此时阳极室与阴极室c(H+)之差为_________________。
9、高纯六水氯化锶晶体(SrCl2•6H2O)具有很高的经济价值,工业上用w kg难溶于水的的碳酸锶(SrCO3)为原料(含少量钡和铁的化合物等),共制备高纯六水氯化锶晶体(a kg)的过程为:
已知:Ⅰ.SrCl2•6H2O晶体在61℃时开始失去结晶水,100℃时失去全部结晶水.
Ⅱ.有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH表:
(1)操作①加快反应速率的措施有________________ (写一种)。操作①中盐酸能否改用硫酸,其理由是:
(2)酸性条件下,加入30% H2O2溶液,将Fe2+氧化成Fe3+,其离子方程式为________.
(3)在步骤②﹣③的过程中,将溶液的pH值由1调节至4时,宜用的试剂为________.
A.氨水 B.氢氧化锶粉末 C. 氢氧化钠 D.碳酸钠晶体
(4)操作③中所得滤渣的主要成分是________ (填化学式).
(5)工业上完成操作③常用的设备有:
A分馏塔 B 离心机 C 热交换器 D 反应釜
(6)工业上用热风吹干六水氯化锶,适宜的温度是____________
A.40~50℃ B.50~60℃ C.60~70℃ D.80℃以上.
(7)已知工业流程中锶的利用率为90%根据以上数据计算工业碳酸锶的纯度:
10、硫氰化钾(KSCN)的用途非常广泛,如用KSCN溶液检验。实验室可用如下装置制取KSCN。
请回答下列问题:
(1)橡皮管的作用是_______。
(2)A装置是氨气发生装置,试管中的固体混合物为_______(填化学式)。
(3)导管a插入中的目的是_______。
(4)水浴加热B装置,三颈烧瓶中的反应除了生成外,还生成了另一种酸式盐,其反应方程式为_______。
(5)当三颈烧瓶中的液体不出现分层时,熄灭酒精灯,关闭,继续水浴加热(保持100℃),待酸式盐完全分解(保持100℃),再打开
,继续水浴加热,就可以得到KSCN溶液。若要制取KSCN晶体,需进行的操作是:先将三颈烧瓶中的混合物进行_______、再将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、_______、干燥。
(6)装置C中酸性溶液的作用是_______;若三颈烧瓶中挥发出来的含硫物质恰好与200mL 2.0mol/L的
溶液反应,其中50%的硫元素转化为+6价硫,其余都转化为零价硫,理论上可制得KSCN质量为_______g。
11、用11.92gNaClO配成100mL溶液,向其中加入0.01mol Na2Sx恰好完全反应,生成Na2SO4和NaCl。
(1)NaClO溶液的物质的量浓度_________mol·L-1。
(2)化学式Na2Sx中的X=____________。
12、钇(Y)是一种灰黑色金属,它是第一种被发现的稀土金属元素,我国蕴藏着丰富的硅铍钇矿,其中一种的主要成分为Y2FeBe2Si2O10.回答下列问题:
(1)硅原子激发态的电子排布式有___________。
A.1s22s22p63s23p2
B.1s22s22p63s13p3
C.1s22s22p53s13p4
D.1s22s22p53s13p33d2
(2)基态Fe2+中,成对电子数与未成对电子数之比为___________。
(3)铍的熔点(1287°C)比铝的熔点(650°C)高,原因是___________。
(4)氯化铍在气态时存在BeCl2分子和二聚分子Be2Cl4,其二聚分子中所有原子都在同一平面上,画出二聚分子Be2Cl4的结构式___________。
(5)钇钡铜氧(YBaCu3O7)是一种高温超导材料。Cu2+可以形成多种配合物,其中一种配离子的结构如图所示:
①该配离子所含非金属元素的电负性由大到小的顺序为___________。
②该配离子中N的价层电子对数为___________,H—O—H的键角___________(填“大于”、“小于”或“等于”)单个水分子中H-O-H的键角。
(6)铁、钇(Y)、氧可以形成一种典型的单相多铁性材料,其晶胞结构(长方体)如图所示。
①该单相多铁性材料的化学式为___________。
②若晶胞参数分别为apm、bpm、cpm,a=β=γ=90°,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶胞的密度为___________g·cm-3.
13、氮元素在农药生产及工业、制造业等领域用途非常广泛。请根据提示回答下列问题∶
(1)N原子的最外层电子排布式为___,在第二周期元素中,第一电离能大于N的元素有___种。
(2)NH3是重要的配体,如[Cu(NH3)4]2+,NH3分子的VSEPR模型为____,其中H—N—H的键角为107.3°,则[Cu(NH3)4]2+中H—N—H的键角___107.3°(填“大于”“小于”“等于”)。
(3)甲基胺离子(CH3NH)的电子式为_____,其中存在的共价键类型为____(填极性键、非极性键、配位键)。已知(CH3)2NH比NH3接收质子的能力强,可能的原因是____。
(4)2-甲基吡啶()是类似于苯的芳香化合物,分子中N原子的杂化类型为___。1mol该物质中含有的σ键数目为____。
(5)已知氨在一定条件下可形成一种立方晶系,其立方晶胞沿x、y或z轴投影图均如图所示
①晶胞的棱长为apm,则该晶体的密度为___g/cm3(写出数学表达式,设NA为阿伏加德罗常数的值)。
②请画出该立方晶胞沿体对角线方向的投影图___。