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、已知:E是石油裂解气的主要成份,分子式为C2H4,D是一种具有香味的物质,各物质间的转化如图所示(有的反应条件和产物已略去).
请回答下列问题:
(1)化合物B的结构简式为
(2)反应①的反应类型
(3)写出反应②的化学方程式 .
3、铜、镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材料。请回答:
(1)基态铜原子的电子排布式为 ;已知高温下CuO→Cu2O+O2,从铜原子价层电子结构(3d和4s轨道上应填充的电子数)变化角度来看,能生成Cu2O的原因是 。
(2)硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物,则它们形成的组成最简单的氢化物中,分子构型分别为 ,若“Si—H”中共用电子对偏向氢元素,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,则硒与硅的电负性相对大小为Se Si(填“>”、“<”)。
(3)SeO2常温下白色晶体,熔点为340~350℃,315℃时升华,则SeO2固体的晶体类型为 ;若SeO2类似于SO2是V型分子,则Se原子外层轨道的杂化类型为 。
(4)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成配合物,如BF3能与NH3反应生成BF3·NH3。BF3·NH3中B原子的杂化轨道类型为 ,B与N之间形成 键。
(5)金刚砂(SiC)的硬度为9.5,其晶胞结构如图所示;则金刚砂晶体类型为 ,在SiC中,每个C原子周围最近的C原子数目为 个;若晶胞的边长为a pm,则金刚砂的密度表达式为 g/cm3。
4、铜是重要金属,Cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途,如CuSO4溶液常用作电解液,电镀液等。请回答以下问题:
(1)CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备,该反应的化学方程式为___________。
(2)CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分,其原因是_______。
(3)SO42-的立体构型是________,其中S原子的杂化轨道类型是_______。
5、钼酸钠晶体( Na2MoO4·2H2O)是一种无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂。工业上利用钼精矿(主要成分是不溶于水的MoS2)制备钼酸钠的两种途径如图所示:
(1) NaClO的电子式是
(2) 写出焙烧时生成MoO3的化学方程式为
(3)途径I碱浸时发生反应的化学反应方程式为
(4)途径Ⅱ氧化时发生反应的离子方程式为
(5)分析纯的钼酸钠常用钼酸铵[(NH4)2MoO4]和氢氧化钠反应来制取,若将该反应产生的气体与途径I所产生的尾气一起通入水中,得到正盐的化学式是
(6)钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。常温下,碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如下图:
①要使碳素钢的缓蚀效果最优,钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为 。
②当硫酸的浓度大于90%时,腐蚀速率几乎为零,原因是 。
③试分析随着盐酸和硫酸浓度的增大,碳素钢在两者中腐蚀速率产生明显差异的主要原因是 。
(7)锂和二硫化钼形成的二次电池的总反应为:xLi + nMoS2Lix(MoS2)n。则电池放电时的正极反应式是: 。
6、煤的气化技术发展较早,近几年来煤的气化技术更多的倾向于用水煤浆与粉煤为原料的加压气化技术。煤的气化的流程示意图如下:
(1)煤的气化过程中,存在如下反应:
① C(s)+O2(g) CO2(g) △H1=-394.1kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H2=-566.0kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H3=-483.6kJ/mol
写出利用水煤浆生产水煤气的热化学方程式___________________。
(2)一定条件下,由H2和CO可直接制备二甲醚(CH3OCH3)(产物中还有水蒸气),结果如图所示:
①合成二甲醚的化学方程式为___________________________
②其中CO的转化率随温度的升高而降低的原因_________________。
③有利于该反应充分进行的条件是______________ (填字母)
a.高温低压 b.低温高压 c.高温高压 d.低温低压
④在实际生产中选择了适宜温度和压强,原因是考虑了________因素
(3)图中,甲装置为CH3OCH3碱性燃烧电池,其电极均为Pt电极。装置乙中,C、D电极为Pb电极,其表面均覆盖着PbSO4,其电解液为稀H2SO4溶液。
① 写出甲装置中B极的电极反应____________________________
② 写出乙装置中D极的电极反应式___________________________
③ 当有46克二甲醚参加反应时,电路中通过的电子的物质的量为____mol
7、CH4-CO2重整反应[CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)-Q(Q>0)]以两种温室气体为原料生成了合成气,在“碳中和”的时代背景下,该技术受到更为广泛的关注。
Ⅰ.完成下列填空:
(1)某温度下,在体积2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应,经过2min达到平衡状态时CO2的转化率为50%。此过程中以CH4表示的平均化学反应速率为_______。平衡常数的值为_______。达到平衡后,其他条件不变时向容器中充入CO2与CO各1mol,则化学平衡_______移动(选填“正向”“逆向”或“不”)。
Ⅱ.储能是指通过介质或设备把能量存储起来,在需要时再释放的过程。CH4-CO2重整反应也可用于高温废热的储能。800℃下,研究反应物气体流量、CH4与CO2物质的量比对CH4转化率(α)、储能效率(η)的影响,部分数据如下所示。
序号 | 加热温度/℃ | 反应物气体流量/L•min-1 | n(CH4)∶n(CO2) | α/% | η/% |
ⅰ | 700 | 4 | 2∶2 | 49.0 | 42.0 |
ⅱ | 800 | 4 | 2∶2 | 79.6 | 52.2 |
ⅲ | 800 | 6 | 3∶3 | 64.2 | 61.9 |
ⅳ | 800 | 6 | 2∶4 | 81.1 | 41.6 |
已知储能效率η=Qchem/Qi,其中,Qchem是通过化学反应吸收的热量,Qi是设备的加热功率。
(2)解释为何可以用CH4-CO2重整反应进行储能。_______
(3)对比实验_______(填序号),可得出结论:气体流量越大,CH4转化率_______。
(4)实验ⅳ中CH4转化率比实验ⅲ高,结合相关数据解释为何储能效率却低的原因(两次实验中设备的加热功率Qi不变)。_______
8、研究表明,在CuZnO2催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO,反应的热化学方程式如下:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1 平衡常数K1 反应Ⅰ
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2 =+41.2kJ•mol-1 平衡常数K2 反应Ⅱ
(1)一定条件下,将n(CO2): n(H2)=1:1的混合气体充入绝热恒容密闭容器中发生反应。下列事实可以说明反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)已达到平衡的是_______
A 容器内气体密度保持不变 B CO2体积分数保持不变
C 该反应的平衡常数保持不变 D 混合气体的平均相对分子质量不变
(2)研究证实,CO2也可在酸性水溶液中通过电解生成甲醇,则生成甲醇的反应的电极反应式是___________________。
(3)反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K3=____________(用K1和K2表示)。
(4)在恒压密闭容器中,由CO2和H2进行反应I合成甲醇,在其它条件不变的情况下,探究温度对化学平衡的影响,实验结果如图。
①△H1_________0(填“>”、“<”或“=”)
②有利于提高CO2平衡转化率的措施有___________(填标号)。
A.降低反应温度
B.投料比不变,增加反应物的物质的量
C.增大CO2和H2的初始投料比
D.混合气体中掺入一定量惰性气体(不参与反应)
(5)在T1温度时,将1.00molCO2和3.00molH2充入体积为1.00L的恒容密闭容器中,容器起始压强为P0,仅进行反应I。
①充分反应达到平衡后,若CO2转化率为a,则容器的压强与起始压强之比为________(用a表示)。
②若经过3h反应达到平衡,平衡后,混合气体物质的量为3.00mol,则该过程中H2的平均反应速率为____________(保留三位有效数字);平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示,即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数。写出上述反应压力平衡常数KP为____________(用P0表示,并化简)。
9、室安卡因(G)是一种抗心率天常药物,可由下列路线合成;
(1)已知A是的单体,则A中含有的官能团是______(写名称)。B的结构简式是______。
(2)C的名称(系统命名)是______,C与足量NaOH醇溶液共热时反应的化学方程式是________。
(3)X是E的同分异构体,X分子中含有苯环,且苯环上一氯代物只有两种,则X所有可能的结构简式有、_______、_______、_______。
(4)F→G的反应类型是_______。
(5)下列关于室安卡因(G)的说法正确的是_______。
a.能发生加成反应 b.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
c.能与盐酸反应生成盐 d..属于氨基酸
10、LiA1H4常用作有机合成中的还原剂。四氢铝锂的一种合成原理是:氢化锂和氯化铝在乙醚中发生反应4LiH+AlCl3 LiAlH4+3LiCl。某学习小组拟制备氢化锂。已知:氢化锂(LiH)在干燥的空气中能稳定存在,遇水或酸能够引起燃烧。供选择的装置如图:
(1)装置连接顺序是A、__________。C装置的作用是__________。
(2)添加药品:用镊子从试剂瓶中取出一定量的锂(固体石蜡密封),然后在甲苯中浸洗数次,该操作的目的是_____________________,然后快速把锂放入到石英管中。
(3)实验开始时,A中反应较慢,在盐酸中滴几滴CuSO4溶液,产生H2的速率加快,其原理是__________________________________________。
(4)为了避免生成Li2O等杂质,加热石英管之前必须进行的操作是___________________。
(5)加热一段时间后停止加热,继续通入氢气冷却,然后取出氢化锂,装入氮封的瓶里,保存于暗处。采取上述操作的目的是避免氢化锂与空气中的水蒸气接触而发生危险(发生的反应为 LiH+H2O=LiOH+H2↑)。由此类比,氢化锂与乙醇反应的化学方程式为_________________。
(6)为了探究产品中是否含锂(不考虑其他杂质),进行如下实验:取mg产品在一定条件下足量的水反应,经干燥,收集到VLH2 (折合成标准状况)。若产品中不含锂,则V=__________。若产品中混有锂,则V的取值范围为___________________。
11、现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类。火法炼锌是将闪锌矿(主要含ZnS)焙烧使它转化为氧化锌,再把氧化锌和焦炭混合,在鼓风炉中加热至1100℃~1300℃,使锌蒸馏出来(设空气中N2、O2的体积分数分别为0.80、0.20),主要反应为:焙烧炉中:2ZnS(s)+3O2(g) →2ZnO(s)+2SO2(g)①,鼓风炉中:2C(s)+O2(g) →2CO②,鼓风炉中: ZnO(s)+CO(g) Zn(g)+CO2(g)③。
(1)已知闪锌矿中含硫的质量分数为16.0%,而所含杂质不含硫,则闪锌矿中硫化锌的质量分数为__。现代工业生产多采用联合生产,可将闪锌矿中的硫用于生产硫酸。现有此闪锌矿100 t,在理论上可生产出98.0%的硫酸___t。
(2)焙烧炉产生的炉气中SO2的体积分数不超过__%(保留小数点后一位小数,下同)。
(3)鼓风炉容积固定,炉内部分气态物质其物质的量浓度(mol/L)变化如下:
时间/min | CO | Zn | CO2 |
0 | 0.11 | 0 | 0 |
2 | 0.10 | 0.01 | 0.01 |
3 | 0.01 | 0.10 | 0.10 |
4 | 0.01 | 0.10 | 0.10 |
则鼓风炉中CO总的转化率为___;若生产中CO总的利用率为95.0%,列式计算每生产1molZn,至少需要补充焦炭多少克___?
(4)若ZnS全部转化为Zn,焙烧炉出来的N2、O2、SO2混合气体中N2占82.5%,鼓风炉中CO的转化率为62.5%,而O2无剩余,试列式计算每生产1mol Zn,应向焙烧炉和鼓风炉中鼓入新鲜空气共多少升(S.T.P) ____?
12、钛及其化合物在科技、生物、材料领域均有广泛应用。回答下列问题:
(1)基态钛原子核外s能级和p能级的电子数之比为____;钛元素处于元素周期表的____区。
(2)含钛新型正极材料KTiPO4F具有高化学电位。
①PO的立体构型为____。与PO
互为等电子体的分子为____(任写一种,填化学式)。
②KTiPO4F中所含元素的第一电离能由大到小的顺序为____(用元素符号表示)。
③一些氢化物的沸点如表所示:
氢化物 | PH3 | H2O | HF |
沸点/℃ | -87.5 | 100 | 19.5 |
解释表中氢化物之间沸点存在差异的原因:____。
(3)Ti(IV)在酸溶液中可形成多种离子。其中如图1所示结构的离子符号为____;[Ti(OH)2(H2O)4]2+中配位键的数目为____。
(4)CaTiO3晶体中Ca、O原子在立方晶胞中的位置如图2所示,其中Ti原子填充在O原子围成的____(填“正八面体”或“正四面体”)空隙中;若阿伏加德罗常数的值为NA,晶体密度为ρg·cm-3,则O原子间的最近距离为____pm(用含NA、ρ的代数式表示)。
13、某有机药物中间体J的合成路线(部分反应条件略去)如图:
已知:ROH+CH3COOH
试回答下列问题:
(1)B的化学名称为_____;反应①的试剂和条件为_____。
(2)反应③可以看作发生了两步反应,首先C与丙酮发生_____反应(填反应类型),再发生消去反应得到D。
(3)F的结构简式为_____;G的含氧官能团的名称是______。
(4)反应⑦的化学方程式为_____。
(5)G的同分异构体中,能发生水解反应且分子中含有苯环的有____种,其中核磁共振氢谱有5组吸收峰的结构简式为______。