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、石油裂解气用途广泛,可用于合成各种橡胶和医药中间体。利用石油裂解气合成CR橡胶和医药中间体K的路线如图:
已知:I.氯代烃D的相对分子质量是113,氯的质量分数约为62.8%,核磁共振氢谱峰面积之比为2︰1;
Ⅱ.
(1)A的顺式异构体的结构简式为___________。D的系统名称是___________。
(2)反应②的条件是___________,依次写出①和③的反应类型:___________、___________。
(3)写出F→G过程中第一步反应的化学方程式:_________________________________。
(4)G还能与其他醇类发生反应,写出G与乙二醇发生聚合反应的化学方程式:________。
(5)写出比G多2个碳原子的同系物的所有同分异构体的结构简式:___________。
(6)已知双键上的氢原子很难发生取代反应。以A为起始原料,选用必要的无机试剂合成B__。合成路线流程图示如:
3、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: 。
4、已知:硼镁矿主要成分为Mg2B2O5·H2O,硼砂的化学式为Na2B4O7·10H2O。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程为:
回答下列有关问题:
(1)硼砂中B的化合价为 ,将硼砂溶于热水后,常用稀H2SO4调pH=2~3制取H3BO3,该反应的离子方程式为 。
(2)MgCl2·7H2O需要在HCl氛围中加热,其目的是 。若用惰性电极电解MgCl2溶液,其阴极反应式为 。
(3)镁-H2O2酸性燃料电池的反应原理为 Mg+H2O2+2H+===Mg2++2H2O, 则正极反应式为 。常温下,若起始电解质溶液pH=1,则pH=2时,溶液中Mg2+浓度为______。当溶液pH=6时, (填“有”或“没有”)Mg(OH)2沉淀析出(已知Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12)。
(4)制得的粗硼在一定条件下生成BI3,BI3加热分解可以得到纯净的单质硼。现将0.020 g粗硼制成的BI3完全分解,生成的I2用0.30 mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。该粗硼样品的纯度为____(提示:I2+2S2O===2I-+S4O)(结果保留一位小数)。
5、箱中微粒:多烯
量子力学中,π电子沿碳原子中性共轭链的移动可以仿照“ 箱中微粒”的方法。π电子的能量在下面的方程中给出:,n是量子数(n= 1, 2, 3,…。),h是Planck's常数,m是电子质量,L是势箱的长度,并可近似地用L=(k+ 2) ×1.40 Å (k是分子碳链上共轭双键的数目)表示。适当波长λ 的光子可使π电子从最高占据轨道(HOMO)到最低未占据轨道(LUMO)。一个近似的半经验公式基于这个模型,将波长λ,双键数目k与常数B用下列关系式联系起来:
λ (nm)=B×等式1
(1).用这个半经验公式,取B= 65.01 nm,计算辛四烯(CH2= CH- CH=CH- CH= CH- CH = CH2)的波长λ (nm)___________。
(2).推导等式1(电子从HOMO转移到LUMO对应波长λ(nm)的表达式),用k与基本常数表示。并以此计算常数Bcalc的理论值___________。
(3).我们想合成一个线型多烯,在激发电子从HOMO到LUMO时需要吸收大概600nm的光子。用你第二部分的表达式,确定多烯中共轭双键数(k)并给出它的结构___________。[如果你没有做出第二部分,用半经验公式等式1,取B= 65.01 nm来完成第三部分。]
(4).对于第三部分得到的多烯分子,计算HOMO与LUMO之间的能量差△E,(kJ·mol-1)。如果第三部分未解决,取k= 5解决这个问题。
(5).粒子在一维势箱中的模型可被扩展到三维长方体势箱中,长宽高为Lx、Ly与Lz。得到下列允许能级的表达式:
三个量子数nx,ny与nz必须为整数且相互独立。
①给出三个不同的最低能量的表达式,假定为边长L的立方势箱___________。
②能级的能量相同称为简并。画出草图展示所有能量的能级,包括所有简并能级,立方势箱对应的量子数取1或2___________。
6、硒是与硫同主族的元素。
已知:Se+2H2SO4(浓)→2SO2↑+SeO2+2H2O;2SO2+SeO2+2H2O→Se+2SO42-+4H+
(1)通过以上反应判断SeO2、H2SO4(浓)、SO2的氧化性由强到弱的顺序是___。
工业上回收得到的SeO2样品混有其它杂质,可以通过下面的方法测定SeO2含量:
①SeO2+KI+HNO3→Se+I2+KNO3+H2O
②I2+2Na2S2O3→Na2S4O6+2NaI
(2)配平反应式①,标出电子转移的方向和数目___。
(3)实验中,准确称量SeO2样品0.1500g,消耗了0.2000mol/L的Na2S2O3溶液25.00mL,所测定的样品中SeO2的质量分数为___。
已知在室温的条件下,pH均为5的H2SO4溶液和NH4Cl溶液,回答下列问题:
(4)各取5mL上述溶液,分别加水稀释至50mL,pH较大的是___溶液;各取5mL上述溶液,分别加热(温度相同),pH较小的是___溶液。
(5)取5mLNH4Cl溶液,加水稀释至50mL,c(H+)___10-6mol/L(填“>”、“<”或“=”),___填“增大”、“减小”或“不变”)。
(6)向等物质的量浓度的Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸。
①在滴加盐酸过程中,溶液中c(Na+)与含硫各物种浓度的大小关系为___(选填字母)。
a.c(Na+)=c(H2S)+c(HS-)+2c(S2-) b.2c(Na+)=c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)
c.c(Na+)=3[c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)] d.2c(Na+)=c(H2S)+c(HS-)+2c(S2-)
②NaHS溶液呈碱性,若向溶液中加入CuSO4溶液,恰好完全反应,所得溶液呈强酸性,其原因是___(用离子方程式表示)。
7、氯原子核外电子能量最高的电子亚层是________;H、C、N、O、Na的原子半径从小到大的顺序为______________________________。
8、利用液化石油气中的丙烷脱氢可制取丙烯:C3H8(g)C3H6 (g)+H2 (g) △H。起始时,向一密闭容器中充入一定量的丙烷,在不同温度、压强下测得平衡时反应体系中丙烷的物质的量分数如图所示(已知pl为0.1 MPa)。
(1)反应的△H_________(填“>”“<”或“=’’,下同)
(2)以丙烯为燃料、熔融碳酸盐为电解质制作新型电池,放电时CO32-移向该电池的______(填“正极,或“负极”),当消耗2.8 L(标准状况)C3H6时,电路中转移电子的物质的量为__________。
(3)根据图中B点坐标计算,556℃时该反应酌平衡常数为______Pa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数),若图中A、B两点对应的平衡常数用K(A)、K (B)表示,则K(A) _____(填“>” “<”或“=”)K(B)。
9、工业上可用微生物处理含KCN的废水。第一步是微生物在氧气充足的条件下,将KCN转化成KHCO3和NH3(最佳pH : 6.7~7.2);第二步是把氨转化为硝酸:NH3+202HNO3+H2O
请完成下列填空:
(1)写出第一步反应的化学反应方程式_____________,第二步反应的还原产物是_____________ (填写化学式)。
(2)在KCN中,属于短周期且原子半径最大的元素是_____,氮原子最外层电子的运动状态有_______种。水的电子式是________。
(3)比较碳和氮元素非金属性强弱,化学反应方程式为_____________。
(4)室握下,0.lmol/LK2CO3、KCN、KHCO3溶液均呈碱性且pH依次减小,在含等物质的量的KCN、KHCO3混合溶液中,阴离子(除OH-)浓度由大到小的顺序是_____________。
(5)工业上还常用氯氧化法处凡含KCN的废水:KCN+2KOH+Cl2=KOCN+2KCl+H2O,2KOCN+4KOH+3Cl2→N2+6KCl+2CO2+2H2O。两扮相比,微生物处理法的优点与缺点是(各写一条)。
优点:________;缺点:__________________。
10、生物浸出是用细菌等微生物从固体中浸出金属离子,有速率快、浸出率高等特点。氧化亚铁硫杆菌是一类在酸性环境中加速Fe2+氧化的细菌,培养后能提供Fe3+,控制反应条件可达细菌的最大活性,其生物浸矿机理如图。
(1)氧化亚铁硫杆菌生物浸出ZnS矿。
①反应2中有S单质生成,离子方程式是____。
②实验表明温度较高或酸性过强时金属离子的浸出率均偏低,原因可能是____。
(2)氧化亚铁硫杆菌生物浸出废旧锂离子电池中钴酸锂(LiCoO2)与上述浸出机理相似,发生反应1和反应3:LiCoO2+3Fe3+==Li++Co2++3Fe2++O2↑
①在酸性环境中,LiCoO2浸出Co2+的总反应的离子方程式是____。
②研究表明氧化亚铁硫杆菌存在时,Ag+对钴浸出率有影响,实验研究Ag+的作用。取LiCoO2粉末和氧化亚铁硫杆菌溶液于锥形瓶中,分别加入不同浓度Ag+的溶液,钴浸出率(图1)和溶液pH(图2)随时间变化曲线如图所示:
Ⅰ.由图1和其他实验可知,Ag+能催化浸出Co2+,图1中的证据是____。
Ⅱ.Ag+是反应3的催化剂,催化过程可表示为:
反应4:Ag++LiCoO2==AgCoO2+Li+
反应5:……
反应5的离子方程式是____。
Ⅲ.由图2可知,第3天至第7天,加入Ag+后的pH均比未加时大,结合反应解释其原因:____。
11、硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收,有关的化学反应为:
2NO2+Na2CO3→NaNO2+NaNO3+CO2↑ ①
NO+NO2+Na2CO3→2NaNO2+CO2↑ ②
(1)根据反应①,每产生22.4 L(标准状况下)CO2,吸收液质量将增加_____________g。
(2)配制1000 g质量分数为21.2%的纯碱吸收液,需Na2CO3·10H2O_____________g。
(3)现有1000 g质量分数为21.2%的纯碱吸收液,吸收硝酸工业尾气,每产生22.4 L(标准状况)CO2时,吸收液质量就增加44 g。
① 计算吸收液中NaNO2和NaNO3物质的量之比。
② 1000 g质量分数为21.2%的纯碱在20℃经充分吸收硝酸工业尾气后,蒸发掉688 g水,冷却到0℃,最多可析出NaNO2多少克?(0℃时,NaNO2的溶解度为71.2g/100g水)
12、油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢,需要回收处理并加以利用。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
kJ·mol
②
kJ·mol
计算反应③的
_______kJ·mol
;反应③能够自发的条件是_______(填“低温”或“高温”或“任何温度”)。
(2)在1000℃时,反应①的 kJ·mol
,反应③的
kJ·mol
。已知
(R为常数,T为温度,K为平衡常数),据此分析反应③处理
的工艺方法的优点是_______。
(3)在不同温度、反应压强为100 kPa,进料比分别为a、b、c的条件下,反应③
平衡转化率如下图所示,则a、b、c由大到小的顺序为_______;
温度越高,反应③平衡转化率越大的原因是_______。
(4)在T℃、p kPa条件下,将的混合气进行反应③,同时发生副反应
,达到平衡时,
的转化率为80%,
的转化率为90%,则反应③的
_______
(列出计算式即可)。
13、以锌灰(含ZnO及少量PbO、CuO、Fe2O3、SiO2)和Fe2 (SO4)3为原料可以制备脱硫剂ZnFe2O4。该脱硫剂的制备硫化、再生过程可表示为
回答下列问题:
(1)“浸取”时为加快浸取速率,可以采取的措施有___________ (任写一条)。
(2)“除杂”包括加适量锌粉、过滤、加H2O2氧化等步骤。“加入H2O2氧化”的目的是___________,除Pb2+和Cu2+外,与锌粉反应的离子还有___________(填离子符号)。
(3)“沉锌铁”时反应体系温度不能过高,可能的原因是___________。
(4)400 °C时,将一定比例H2、CO、CO2和H2S的混合气体以一定流速通过装有脱硫剂ZnFe2O4的硫化反应器。
①硫化过程中,ZnFe2O4与H2、H2S反应生成ZnS和FeS,其化学方程式为___________。
②硫化一段时间后,出口处检测到COS。研究表明ZnS参与了H2S与CO2生成COS的反应,但反应前后ZnS的质量不变, ZnS的作用是___________,生成COS的总反应化学方程式为___________。
(5)将硫化后的固体在V(N2) : V(O2) =95 : 5的混合气体中加热再生,固体质量随温度变化的曲线如图所示。在280~400 °C范围内,固体质量增加的主要原因可能是___________。