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、C1化学又称一碳化学,研究以含有一个碳原子的物质为原料合成工业产品的有机化学及工艺,因其在材料科学和开发清沽燃料方面的重要作用已发展成为一门学科。燃煤废气中的CO、CO2均能转化为基础化工原料、清洁能源甲醇:
①3H2(g)+CO2(g) CH3OH (g) + H2O(l) △H1
②CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H2
Ⅰ.已知:18g水蒸气变成液态水放出44KJ的热量。
化学键 | C-H | C-O | C=O | H-H | O-H |
键能/KJ/mol | 412 | 351 | 745 | 436 | 462 |
则△H1_____________________
Ⅱ.一定条件下,在恒容的密闭容器中投入1molCO 和2mol H2,反应②在催化剂作用下充分反应,CH3OH在平衡混合气中的体积分数在不同压强下随温度的变化如图l所示:
(1)图中压强的相对大小是P1______P2(填“>”“<”或“=”),判断的理由是________
(2)A、B、C三点的化学平衡常数的相对大小K(A)______K(B)_____ K(C)(填“>”“<”或“=”) ,计算C点的压强平衡常数Kp=__________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×体积分数)
(3)300℃,P2条件下,处于E点时V正________V逆(填“>”“<”或“=”)
(4)某温度下,不能说明该反应己经达到平衡状态的是______________。
a.容器内的密度不再变化
b. 速率之比v(CO):v(H2): v(CH3OH)=l: 2:l
c.容器内气体体积分数不再变化
d. 容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化
e.容器内各组分的质量分数不再变化
(5)反应开始至在C点达平衡,各物质的浓度随时间变化曲线如图2所示,保持温度不变,t1时改变条件为_________,此时平衡_______。(填“正向移动”“逆向移动”“不移动” )
Ⅲ.工业上可通过甲醛羰基化法制取甲酸甲酯,25℃时,其反应的热化学方程式为:CH3OH(g)+CO(g) HCOOCH3(g),部分研究如下图所示:
①根据反应体系的压强对甲醇转化率的影响并综合考虑生产成本因素的是_____(填下列序号字母)
a. 3.5×106Pa b. 4.0×106Pa c. 5.0×106Pa
②用上述方法制取甲酸甲酯的实际工业生产中,采用的温度是80℃,其理由是_______
3、碳、镁、镍在工业生产和科研领域有广泛用途。请回答下列问题:
(1)基态碳原子中,能量最高的电子所占用的能级符号为_________;该能级中原子轨道的电子云形状为______________________。
(2)从石墨中可剥离出由单层碳原子构成的石墨烯,石墨烯中碳原子和共价键的数目之比为________。
(3)Mg2+能形成多种配合物和配离子,如Na4[Mg(PO3)4]、Mg[EDTA]2- EDTA的结构简式为()等。
①PO3-的立体构型为____________,其中心原子的杂化轨道类型为__________,其中杂化轨道的作用为__________________________。
②是常用的分析试剂。其中位于同周期的三种基态原子第一电离能由小到大的顺序为________________(用元素符号表示);这三种元素形成的一种离子与CS2互为等电子体,该离子符号为_____________。
(4)晶体镁的堆积模型为____________;其中镁原子的配位数为______________。
(5)碳、镁、镍形成的某晶体的晶胞结构如图所示。若晶体密度为ρg·cm-1,阿伏伽德罗常数的值为NA,则晶胞参数a=___________pm(用代数式表示)。
4、碱式碳酸镁不溶于水,用途广泛,主要用作橡胶制品的填充剂,能增强橡胶的耐磨性和强度。也可用作油漆和涂料的添加剂,也可用于牙膏、医药和化妆品等工业。以水氯镁石(主要成分为MgCl2·6H2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下:
(1)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成,已知常温下Ksp(Mg(OH)2)=1.8×10-11,表示Mg(OH)2沉淀溶解平衡的方程式为 ,Mg(OH)2达到沉淀达到沉淀溶解平衡时溶液的pH (已知:lg36≈1.5)。
(2)已知:常温下Ka1(H2CO3)=4.4×10-7,Ka2(H2CO3)=4.7×10-11,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,则NH4HCO3溶液显 性,c(NH) c(HCO)(选填“大于”、“小于”、“等于”),该溶液物料守恒表达式为 。
(3)上述流程中的滤液浓缩结晶,所得主要固体物质的化学式为____________。
(4)高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。取碱式碳酸镁晶体4.84 g,高温煅烧至恒重,得到固体2.00 g和标准状况下CO2 0.896 L,则碱式碳酸镁的化学式为 ,写出氯化镁、氨、碳酸氢铵热水解生成碱式碳酸镁的离子方程式 。
5、严重的雾霾天气,给人们的出行及身体造成了极大的危害,研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的形成及处理具有重要意义。
(1)500℃时,在催化剂存在条件下,分别将2molSO2和1molO2置于恒压容器甲和恒容容器乙中(两容器起始容积相同),充分反应,二者均达到平衡后:
①两容器中SO2的转化率关系是甲_____乙(填“>”、“<”或“=”)。
②在容器乙中,反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2的转化率提高的是____(填字母)。
a.温度和容器体积不变,充入1.0molHe b.温度和容器体积不变,充入1.0molO2
c.在其他条件不变时,充入1molSO3 d.在其他条件不变时,改用高效催化剂
(2)利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。
①在钠碱循环法中,Na2SO3溶液可作为吸收液,可由NaOH 溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是_______________。
②吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-) | 91: 9 | 1:1 | 9: 91 |
pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
由上表判断,NaHSO3溶液显_____性(填“酸”、“碱”或“中”),用化学平衡原理解释:________。
(3)用CH4催化剂还原NO2可以消除氮氧化的污染,例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+ CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-574 kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-1160kJ/mol
若用标准状况下4.48CH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为_____(阿伏加德罗常数的值用NA表示),放出的热量为_______kJ。
(4)工业上合成氨所需氢气的制备过程中,其中的一步反应为:CO(g)+H2O(g)====CO2(g)+ H2(g) △H<0。一定条件下,将CO(g)与H2O(g)以体积比为1:2置于密闭容器中发生上述反应,达到平衡时测得CO(g)与H2O(g)体积比为1:6.则平衡常数K=______(计算结果保留两位小数)。
6、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”)。
7、实验室制取Fe(OH)3胶体的方法是把______逐滴加在_______中,继续煮沸,待溶液呈____ 色时停止加热,其反应的离子方程式为_______________,用 __________(方法)可证明胶体已经制成,用_____方法精制胶体。
8、下列各实验中需用浓盐酸而不宜用稀盐酸,请写出反应的化学方程式并阐明理由。
(1)配制SnCl2 溶液时,将SnCl2(s) 溶于浓盐酸后再加水稀释______。
(2)加热MnO2与浓盐酸的混合物制取氯气______。
(3)需用浓盐酸与浓硝酸混合配制王水才能溶解金(生成 HAuCl4)______。
9、由煤制合成气(组成为H2、CO和CO2)制备甲醇或二甲醚是我国保障能源安全战略的重要措施。
(1)以澄清石灰水、无水硫酸铜、浓硫酸、灼热氧化铜为试剂检验合成气中含有H2、CO和CO2三种气体,所选用试剂及使用顺序为_______________________。
(2)制备甲醇(CH3OH)、二甲醚(CH3OCH3)主要过程包括以下四个反应:
①由H2 和CO可直接制备二甲醚:2CO(g)+ 4H2(g)==CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=_____________。
分析上述反应(均可逆),二甲醚合成反应对于CO转化率的影响是_____________(填“增大”“ 减小”或“无影响”),其理由是______________________。
②有研究者用Cu -Zn –Al和Al2O3作催化剂。在压强为5.0Mpa的条件下,由合成气[=2]直接副备二甲醚,结果如图所示。
290℃时二甲醚的选择性(选择性=×100% 10)为97.8%,则290 ℃时二甲醚的产率为_______________________。
(3)在一个固定容积的密闭容器中,发生水煤气变换反应。
①下列各项能判断该反应已达到化学平衡状态的是________________(填字母)。
a.容器中压强不变 b. ΔH不变 c.V正(H2 )=v逆(CO) d.CO的质量分数不变
②温度为850℃时,该反应的平衡常数K=1,反应过程中各物质的浓度变化如下表:
时间/min | CO | H2O | CO2 | H2 |
0 | 0.200 | 0.300 | 0 | 0 |
2 | 0.138 | 0.238 | 0.062 | 0.062 |
3 | c1 | c2 | c3 | c4 |
4 | c1 | c2 | c3 | c4 |
5 | 0.065 | 0.21 | 0.125 |
|
0~4 min时,H2O(g)的转化率=______。表中4~5 min之间数值发生变化,可能的原因是___________
(填字母)。
a增加水蒸气 b.降低温度 c.使用催化剂 d.增加氢气浓度
10、工业上可以用汞阴极法电解NaCl溶液得到烧碱与氯气、氢气,装置见下图:
利用烧碱与氯气还可生产一种高效的多功能的水处理剂高铁酸钾。主要的生产流程如下:
(1)写出汞阴极法的阴极电极反应式_____________;解汞室内的反应化学方程式____________。
(2)反应原理如下:
反应①:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
氧化过程化学方程式:______________________;
若加入过量NaClO,氧化过程中会生成Fe(OH)3,写出该反应的离子方程式__________________;
转化过程:Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH,该过程在某低温下进行的,说明些温度下Ksp(K2FeO4)_____Ksp(Na2FeO4)(填“>”、“<”、“=”)。
(3)实验室在过滤时用到的玻璃仪器有______________________;
(4)既能起到杀菌作用又能起到净水作用,原因是其在水溶液中易水解产生氧气,请写出其水解化学方程式_____________________;
11、有一含(NaOH 和 Na2CO3 或 Na2CO3 和 NaHCO3)混合碱,现称取试样 0.2960 克,以 0.1000mol·L-1的 HCl 标准溶液滴定,酚酞指示终点时消耗 20.00mL,再以甲基橙指示终点时,消耗盐酸为 VmL
(1)若 20.00<V<40.00 时,混合碱的组成为_______
(2)若 V>40.00,请列式计算以甲基橙指示终点时需要盐酸的体积为多少_______?
12、乙基叔丁基醚(ETBE)是一种优良的汽油添加剂,合成反应方程式如下:CH2=C(1CH3)2(1,IB)+CH3CH2OH(l) CH3CH2OC(CH3)3(1.ETBE) ΔH<0 (反应I)
(1)原料的获得:乙醇可通过生物再生的途径获得,而异丁烯可通过石油的_______(填“分馏”或“裂解”)获得。
(2)该反应在催化剂表面发生反应的历程和相对能垒如图所示:
根据图中相关信息,回答:
①在其他条件相同时,该合成反应速率最快的途径为_______(填“C1”、“C2”或“C3"”) ;
②理论投料量:醇烯比(乙醇和异丁烯的物质的量之比)应稍大于1,理由是_____;但实验表明,乙醇过多会造成该合成反应单位时间内产率的下降,下列说法正确且能合理解释上述实验结果的是_______ ( 填代号)。
A.乙醇过量,生成物含量下降
B.乙醇浓度增大能同时加快合成速率和分解速率
C.乙醇比IB更易被催化剂吸附,占据催化剂表面减慢合成速率
D.乙醇稀释了IB和ETBE,使平衡逆向移动
(3)在醇烯比一定的条件下,不同空速,单位时间内异丁烯转化率随温度变化如图所示:
(空速:单位时间内通过单位体积催化剂的流体体积;主要用于衡量原料与催化剂接触时间,空速越大,接触时间越短,单位h-1) 。
①比较a点v正和v逆:v正_______v逆(填“>”“<”或“=”) ;
②60℃以上,空速对异丁烯转化率几乎没有影响的原因是_______;
(4)经测定在反应过程中还伴随IB的二聚反应:2IB(1) ⃗(IB)2(1) (反应II,快速平衡,转化率不受条件影响),若T℃醇烯比为1,平衡时异丁烯转化率为α,其中有2%发生了二聚反应,求该温度下反应I的平衡常数Kx (用物质的物质的量分数表示)_______ ( 列含α的计算式,不化简) ;恒温恒压下,充入惰性溶剂,反应I将_______移动(填“正向”或“逆向”),新的平衡建立后,IB与乙醇的物质的量之比与原平衡相比较_______(填“增大”、“减小”或“不变”) 。
13、、
是新型磁性材料的成分。依其中有关元素回答问题:
(1)钕(Nd)属于镧系元素,则其在元素周期表中处于_______区,铁元素在元素周期表中的位置_______。
(2)的立体构型为_______;其中B原子的杂化方式为_______。
(3)是一种重要的还原剂,其组成元素的电负性由大到小的顺序为_______。
(4)的钙钛矿型晶胞结构如图所示,其中Co填充在F形成的正八面体中心。
①K、Co、F的第一电离能由大到小的顺序为_______。
②该晶体密度为,则K和Co之间的最短距离为_______pm。
(5)的制备:称取研细的
10.0 g和
5.0 g于烧杯中溶解,将溶液转入三颈烧瓶,分液漏斗中分别装有25 mL浓氨水,5 mL 30%的
溶液,控制反应温度为60℃,打开分液漏斗,反应一段时间后,得
溶液。写出该的离子方程式为_______。在制取的过程中可能还会有a.
、b.
、c.
三种物质生成,物质的量相等的这三种物质分别与足量
反应,生成AgCl的物质的量由大到小的顺序为_______(填字母序号)。
(6)常温下,已知电离平衡常数:
、
,
、
。写出向0.1
的碳酸钠溶液中逐滴加入0.1
溶液,生成沉淀的离子方程式_______。