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、一定条件下,由CO2和H2制备甲醇的过程中含有下列反应:
反应1:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1
反应2:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
反应3:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3
其对应的平衡常数分别为K1、K2、K3,它们随温度变化的曲线如图l所示。反应1、3的活化能如图2所示。
(1)则ΔH2________ΔH3(填“大于”、“小于”或“等于”),理由是________。
(2)反应1中ΔS1______0(填>、=或<=),指出有利于自发进行的温度条件____(填“较高温度”或:“较低温度”)
(3)将体积比为1:1的H2和CO2充入容积可变密闭容器内,若只进行反应1,下列措施中能使平衡时增大的是____________(填序号)
A.升高温度B.增大压强C.充入一定量的CO2 D.再加入一定量铁粉
(4)为了提高CO2和H2制备甲醇生产效率和产量;工业生产中通常采取的措施是____________
(5)在温度为300℃时,使-定量合适体积比为的H2和CO2在体积恒定的密闭容器内进行反应。该温度下反应2进行程度很小可看成不进行,请在图3中画出CO、CH3OH浓度随时间变化至平衡的定性曲线图。
3、如表所示为元素周期表的一部分,参照元素①~⑨在表中的位置,请回答下列问题:
族 周期 | IA |
| 0 | |||||
1 | ① | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA |
|
2 |
| ⑧ |
|
| ⑨ | ② | ③ |
|
3 | ④ |
| ⑤ |
|
| ⑥ | ⑦ |
|
(1)③、④、⑦的原子半径由大到小的顺序是_________(用元素符号表示)。
(2)下列事实能说明②元素的非金属性比⑥元素的非金属性强的是__________。
a.②的单质与⑥元素的简单氢化物溶液反应,溶液变浑浊
b.在氧化还原反应中,1mol②单质比1mol⑥单质得电子多
c.②和⑥两元素的简单氢化物受热分解,前者的分解温度高。
(3)①、②两种元素按原子个数之比为1:1组成的常见液态化合物,在酸性溶液中能将Fe2+ 氧化,写出该反应的离子方程式 ___________________。
(4) 已知周期表中存在对角相似规则,如铍(Be)与铝化学性质相似,⑧的氧化物、氢氧化物也有两性,写出⑧的氢氧化物与④的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式 _______________________。
(5)已知W+X=Y+Z(反应需要加热,),W、X、Y、Z分别是由①②⑨三种元素形成的四种10电子粒子(W、X为离子,Y、Z为分子),写出该化学方程式_________________。
(6)由表中元素形成的物质可发生如图中的反应,其中B、C、G是单质,B为黄绿色气体, D溶液显碱性。
①写出D溶液与G反应的离子方程式______________________。
②写出检验A溶液中溶质的阴离子的方法____________________。
③常温下,若电解1L0.1mol/L的A溶液,一段时间后测得溶液pH为12(忽略溶液体积变化),则该电解过程中转移电子的物质的量为:________________。
4、不同温度、压强下,在合成氨平衡体系中N2(g)+3H2(g)2NH3(g),NH3的物质的量分数见表(N2和H2起始物质的量之比为1:3):
温度/氨的平衡含量(%)/压强(MPa) | 20 | 30 | 60 | 100 |
200 | 86.4 | 89.9 | 95.4 | 98.8 |
300 | 64.2 | 71.0 | 84.2 | 92.6 |
400 | 38.2 | 47.0 | 65.2 | 79.8 |
500 | 19.1 | 26.4 | 42.2 | 57.5 |
(1)N原子最外层电子排布式为___,氮气能在大气中稳定存在的原因是___。
(2)已知该反应在2L密闭容器中进行,5min内氨的质量增加了1.7g,则此段时间内H2的平均反应速率为___mol/(L·min)。
(3)该反应的平衡常数表达式___,升高温度,K值___(选填“增大”、“减小”或“不变”)。T℃(K=3.6)的某一时刻下,c(N2)=1mol/L,c(H2)=3mol/L,c(NH3)=9mol/L,在这种情况下该反应是否处于平衡状态___(选填“是”、“否”),此时反应速率是v正___v逆(选填“>”、“<”或“=”)。
(4)合成氨是生产条件一般为压强在20MPa~50MPa,温度为500℃左右,选用该条件的主要原因是___。
(5)从表中数据可知,在该条件下氨的平衡含量并不高,为提高原料利用率,工业生产中采取的措施是___。
(6)工业上用氨水吸收SO2尾气,最终得到化肥(NH4)2SO4。(NH4)2SO4溶液中离子浓度由大到小的顺序是___。
5、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___________。
6、某探究小组设计如图所示装置(夹持、加热仪器略),模拟工业生产进行制备三氯乙醛(CCl3CHO)的实验。查阅资料,有关信息如下:
①制备反应原理:C2H5OH+4Cl2→CCl3CHO+5HCl
可能发生的副反应:C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O
CCl3CHO+HClO→CCl3COOH(三氯乙酸)+HCl
②相关物质的相对分子质量及部分物理性质:
| C2H5OH | CCl3CHO | CCl3COOH | C2H5Cl |
相对分子质量 | 46 | 147.5 | 163.5 | 64.5 |
熔点/℃ | -114.1 | -57.5 | 58 | -138.7 |
沸点/℃ | 78.3 | 97.8 | 198 | 12.3 |
溶解性 | 与水互溶 | 可溶于水、乙醇 | 可溶于水、乙醇、三氯乙醛 | 微溶于水,可溶于乙醇 |
(1)仪器A中发生反应的化学方程式为____________。
(2)装置B中的试剂是____________,若撤去装置B,可能导致装置D中副产物____________(填化学式)的量增加;装置D可采用____________加热的方法以控制反应温度在70℃左右。
(3)装置中球形冷凝管的作用为____________,写出E中所有可能发生的无机反应的离子方程式____________。
(4)反应结束后,有人提出先将D中的混合物冷却到室温,再用过滤的方法分离出CCl3COOH。你认为此方案是否可行____________。
(5)测定产品纯度:称取产品0.40g配成待测溶液,加入0.1000mol•L-1碘标准溶液20.00mL,再加入适量Na2CO3溶液,反应完全后,加盐酸调节溶液的pH,立即用0.02000mol•L-1Na2S2O3溶液滴定至终点。进行三次平行实验,测得消耗Na2S2O3溶液20.00mL。则产品的纯度为____________(计算结果保留三位有效数字)。
滴定的反应原理:CCl3CHO+OH-═CHCl3+HCOO-
HCOO-+I2═H++2I-+CO2↑
I2+2S2O32-═2I-+S4O62-
(6)为证明三氯乙酸的酸性比乙酸强,某学习小组的同学设计了以下三种方案,你认为能够达到实验目的是____________
a.分别测定0.1mol•L-1两种酸溶液的pH,三氯乙酸的pH较小
b.用仪器测量浓度均为0.1mol•L-1的三氯乙酸和乙酸溶液的导电性,测得乙酸溶液的导电性弱
c.测定等物质的量浓度的两种酸的钠盐溶液的pH,乙酸钠溶液的pH较大
7、有下列八种物质:①氯化钡;②金刚石;③硫;④钨;⑤氯化钠;⑥钠;⑦二氧化硅;⑧干冰,回答有关这八种物质的问题。
(1)将这八种物质按不同晶体类型分成四组,并填写下表:
各组中物质的编号 | ______ | ______ | ______ | ______ |
晶体类型 | 分子晶体 | 原子晶体 | 离子晶体 | 金属晶体 |
(2)其中以共价键相结合,原子彼此间形成空间网状结构的化合物是______(填编号,下同)。晶体内存在单个分子的单质是______。
(3)其中硬度最大的物质是______;熔点最低的物质是______。
8、铜是应用较为广泛的有色金属。
(1)基态铜原子的价电子排布式为_____________。
(2)金属化合物Cu2Zn合金具有较高的熔点、较大的强度、硬度和耐磨度。则Cu2Zn合金的晶体类型是______。
(3)某含铜化合物的离子结构如图所示。
① 该离子中存在的作用力有__________。
a.离子键 b.共价键 c.配位键
d.氢键 e.范德华力
② 该离子中第二周期的非金属元素的第一电离能由大到小的顺序是______。
③ 该离子中N原子的杂化类型有_________。
(4)晶胞有两个基本要素:
① 原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,下图为铜与氧形成的某化合物晶胞,其中原子坐标参数A 为(0,0,0);B为(,0,
);C为(
,
,0),则D原子的坐标参数为_____________。
② 晶胞参数,描述晶胞的大小和形状,设晶胞的边长为apm,则O的配位数是_______。
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、叠氮化钾能促进难以萌发的种子发育,在新作物育种中应用广泛,实验室制备流程如下。回答下列问题:
I.制备:
已知:
①制备亚硝酸异丙酯在烧杯中进行;
②制备的D、E和F阶段均在图甲装置中完成。
(1)属于______(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
(2)仪器A的名称为______,仪器B的作用是______。
(3)仪器A中发生反应时,与水合肼在碱性条件下,重新生成
(异丙醇),该反应的化学方程式为______。
(4)关于上述流程中各步骤的说法,错误的是______(填标号)。
A.步骤D还需要的仪器是容量瓶和胶头滴管
B.制备亚硝酸异丙酯时用冰盐浴的目的是防止反应过于剧烈
C.步骤F加入无水乙醇的目的是促进的溶解
II.纯度检测——“分光光度法”:与
反应灵敏,生成红色配合物,在一定波长下测量红色溶液的吸光度,利用“
—吸光度”曲线确定样品溶液中的
。
查阅文献可知:不同浓度的5.0mL标准溶液,分别加入5.0mL(足量)溶液,摇匀后测量吸光度,可绘制标准溶液的
与吸光度的关系曲线如图乙所示。
纯度检测步骤如下:
①准确称取晶体,配制100mL
标准液(与文献浓度一致)。
②准确称取0.36g样品,配制成100mL溶液,取5.0mL待测溶液,向其中加入V mL(足量)标准液,摇匀后测得吸光度为0.6。
(5)配制100mL溶液需要用到下列操作:
a.打开容量瓶玻璃塞,加入适量水,塞紧塞子,倒立
b.将塞子反转180°,倒立
c.洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次
d.冷却至室温
e.轻轻振荡容量瓶
f.称取0.36g试样置于烧杯中,加入适量水充分溶解
g.将溶液转移到容量瓶中
h.定容,摇匀
上述给出操作的正确顺序:a→______→h(操作可重复)。
(6)步骤②中取用标准液V =______mL,样品的质量分数为______。
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、VA族元素及其化合物在生产、生活中用途广泛。
(1)P4S3常用于制造火柴。试比较下列关系:原子半径P_______S(填选项序号,下同),气态氢化物的稳定性P_______S,含氧酸的酸性P_______S。
a.大于 b. 小于 c.等于 d.无法确定
(2)As4S4俗称雄黄。As原子的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p6_______(补充完整),该原子核外有_______个未成对电子。
(3)NH4NO3受撞击分解:2NH4NO3=2N2+O2+ 4H2O,其中发生还原过程元素的变化为_______;若在反应中转移5mol电子,则反应产生的气体在标准状况下体积为_______。
(4)制取氮化硼(新型陶瓷材料)的反应必须在密闭的耐高温容器中进行:B2O3(S)+ 2NH3(g) 2BN(s) + 3H2O(g) + Q (Q<0)。若反应在2L的密闭容器中进行,经5分钟反应炉内固体的质量减少60.0g,则用氨气来表示该反应在5分钟内的平均速率为_______。达到平衡后,增大反应容器体积,在平衡移动过程中,直至达新平衡,逆反应速率的变化状况为_______。
(5)白磷在氯气中燃烧可以得到PCl3和PCl5,其中气态PCl3分子属于极性分子,其空间构型为_______。PCl5水解生成两种酸,请写出发生反应的方程式_______。
13、气态含氮化合物及相关反应是新型科研热点。回答下列问题:
I.CO还原法:
(1)CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应。用Rh作催化剂时该反应的过程示意图如图:
已知过程I的焓变为akJ/mol,过程II的焓变为bkJ/mol,则该反应的热化学方程式为____。
(2)在一定条件下,NO能够与N2O脱掉N2后形成的表面氧反应,促进表面氧的转移形成O2,进而促进N2O分解。NO作用的可能机理如下(*表示催化剂的活性中心):
步骤1:O*+NO=NO2*
步骤2:NO2*=NO2+*
步骤3:_______
总反应:2O*=O2+2*
步骤3的反应方程式为____。
II.焦炭还原法:
用焦炭还原NO2的反应为:2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) △H>0。
(3)在一定条件下,下列事实一定能证明该反应已经达到平衡状态的是____。
A.恒温恒容条件下,2v正(NO2)=v逆(N2)
B.绝热恒容条件下,体系的温度不再改变
C.恒温恒容条件下,混合气体密度不再改变
D.恒温恒容条件下,N2与CO2的体积比不再改变
(4)T℃时,向容积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1molNO2发生反应,经tmin,测得各容器中NO2的转化率与容器容积的关系如图所示:
①a、b、c三点中,已达平衡状态的有____。
②a、c两点c(NO2)的大小是a____c(填“>”“=”或“<”)。
③b点前NO2转化率随容器容积增大而增大的原因是____。
III.NH3还原法:
(5)以氨气作还原剂,可除去烟气中的氮氧化物。其中除去NO的反应原理如下:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) △H=-1980kJ·mol-1,反应速率与浓度之间存在如下关系:v正=k正c4(NH3)c6(NO),v逆=k逆c5(N2)c6(H2O),k正,k逆为速率常数,只受温度影响。350℃时,在2L恒容密闭容器中,通入0.9molNH3(g)和1.2molNO(g)发生反应,保持温度不变,平衡时NO的转化率为50%,则此温度下
=____;温度升高时,k正增大m倍,k逆增大n倍,则m____n(填“>”“<”或“=”)。