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、【化学——选修3:物质结构与性质】硼和氮元素在化学中有很重要的地位,回答下列问题:
(1)基态硼原子核外电子有____ ____种不同的运动状态,基态氮原子的价层电子排布图为_________________。预计于2017年发射的“嫦娥五号”探测器采用的长征5号运载火箭燃料为偏二甲肼[(CH3)2NNH2]。(CH3)2NNH2中N原子的杂化方式为_________。
(2)化合物H3BNH3是一种潜在的储氢材料,可利用化合物B3N3H6通过如下反应制得:3CH4+2B3N3H6+ 6H2O=3CO2+6H3BNH3
①H3BNH3分子中是否存在配位键_______________(填“是”或“否”),B、C、N、O的第一电离能由小到大的顺序为___________________。
②与B3N3H6互为等电子体的分子是_____________(填一个即可),B3N3H6为非极性分子,根据等电子原理写出B3N3H6的结构式____________________________。
(3)“嫦娥五号”探测器采用太阳能电池板提供能量,在太阳能电池板材料中除单晶硅外,还有铜,铟,镓,硒等化学物质,回答下列问题:
①SeO3分子的立体构型为_____________。
②金属铜投入氨水或H2O2溶液中均无明显现象,但投入氨水与H2O2的混合溶液中,则铜片溶解,溶液呈深蓝色,写出该反应的离子反应方程式为 。
③某种铜合金的晶胞结构如图所示,该晶胞中距离最近的铜原子和氮原子间的距离为pm,则该晶体的密度为_________________(用含a的代数式表示,设NA为阿
伏伽德罗常数的值)。
3、钛及其合金具有密度小、强度高、耐酸、碱腐蚀等优良性能,被广泛用于航天、航空、航海、石油、化工、医药等部门。由钒钛磁铁矿经“选矿”得到的钛铁矿提取金属钛(海绵钛)的主要工艺过程如下:
(1)钛铁矿的主要成分为FeTiO3。控制电炉熔炼温度(<1500K),用等物质的量的碳还原出铁,而钛以二氧化钛的形式进入炉渣浮于熔融铁之上,使钛与铁分离,钛被富集。写出相关反应:
(2)已知氯化反应过程中会产生一种无色可燃性气体,请写出在1073—1273K下氯化反应的化学方程式:
(3)氯化得到的TiCl4中含有的VOCl3必须用高效精馏的方法除去。实际生产中常在409 K下用Cu还原VOCl3,反应物的物质的量之比为1:1,生成氯化亚铜和难溶于TiCl4的还原物,写出此反应方程式:
(4)TiCl4的还原通常在800oC的条件下进行,反应过程中通入氩气的目的是 ,试写出从还原产物中分离出海绵钛的步骤
(5)电解法冶炼钛的一种生产工艺是将TiO2与粉末与黏结剂混合后,压制成电解阴极板,用石墨作阳极,熔融氧化钙作电解质,电解过程中阳极生成O2和CO2气体,破碎洗涤阴极板即得到电解钛。试写出阴极反应方程式 。
4、K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体光照分解后产生K2C2O4和FeC2O4,且分解产物中的CO2和H2O以气体形式离开晶体。某次测定分解后的样品中C2的质量分数为53.86%。请回答:
已知:M{K3[Fe(C2O4)3]·3H2O}=491 g·mol-1。
(1)写出K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体分解反应的化学方程式:___________。
(2)晶体的分解百分率为___________。(写出简要计算过程)
5、I.“低碳经济”时代,科学家利用“组合转化”等技术对CO2进行综合利用。
(1)CO2和H2在一定条件下可以生成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2==CH2(g)+4H2O(g) △H=a kJ·mol-1
已知:H2(g)的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,CH2=CH2(g)的燃烧热为1411.0 kJ·mol-1,H2O(g)= H2O(l)
△H=-44.0 kJ·mol-1,则a=______kJ·mol-1。
(2)上述生成乙烯的反应中,温度对CO2的平衡转化率及催化剂的催化效率影响如图,下列有关说法不正确的是_______(填序号)
①温度越高,催化剂的催化效率越高
②温发低于250℃时,随着温度升高,乙烯的产率增大
③M点平衡常数比N点平衡常数大
④N点正反应速率一定大于M点正反应速率
⑤增大压强可提高乙烯的体积分数
(3)2012年科学家根据光合作用原理研制出“人造树叶”。右图是“人造树叶”的电化学模拟实验装置图,该装置能将H2O和CO2转化为O2和有机物C3H8O。阴极的电极反应式为:__________________。
II.为减轻大气污染,可在汽车尾气排放处加装催化转化装置,反应方程式为:
2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)。
(4)上述反应使用等质量的某种催化剂时,温度和催化剂的比表面积对化学反应速率的影响对比实验如下表,c(NO)浓度随时间(t)变化曲线如下图:
①表中a=___________。
②实验说明,该反应是__________反应(填“放热”或“吸热”)。
③若在500℃时,投料NO的转化率为80%,则此温度时的平衡常数K=_____。
(5)使用电化学法也可处理NO的污染,装置如右图。已知电解池阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式:______。吸收池中除去NO的离子方程式为:_________________。
6、(1)下列是中学化学中熟悉的物质:
O2 金刚石 NaBr H2SO4 Na2CO3 Na2S NaHSO4
回答下列问题:
这些物质中,只含共价键的是________;只含离子键的是________;既含离子键又含共价键的是________。
(2)写出下列物质的电子式。
Na2O2:_________________;
NH4H:_______________________;
(3)写出下列物质的结构式。
CO2:____________________
H2O2:_______________________
7、由P、S、Cl、Ni等元素组成的新型材料有着广泛的用途,回答下列问题。
(1)基态Cl原子核外电子占有的原子轨道数为______个,P、S、Cl的第一电离能由大到小顺序为_______。
(2)PCl3分子中的中心原子杂化轨道类型是______,该分子构型为_______。
(3)PH4Cl的电子式为______,Ni与CO能形成配合物Ni(CO)4,该分子中π键与σ键个数比为________。
⑷已知MgO与NiO的晶体结构(如图1)相同,其中Mg2+和Ni2+的离子半径分别为66 Pm和 69 pm,则熔点:MgO___NiO(填“>”、“<”或“=”),理由是______。
(5)若NiO晶胞中离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),则C离子坐标参数为______。
(6)一定温度下,NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”,可以认为O2-作密置单层排列, Ni2+填充其中(如图2),已知O2-的半径为a m,每平方米面积上分散的该晶体的质量为____g。(用a、NA表示)
8、据预测,到2040年我国煤炭消费仍将占能源结构的三分之一左右。H2S在催化活性碳(AC)表面的迁移,对煤的清洁和综合应用起了很大的促进作用,其机理如图所示,其中ad表示物种的吸附状态。下列有关叙述错误的是
A. 图中阴影部分表示H2S分子的吸附与离解
B. AC表面作用的温度不同,H2S的去除率不同
C. H2S在AC表面作用生成的产物有H2O、H2、S、SO2、CS2等
D. 图中反应过程中只有H—S键的断裂,没有H—S键的形成
9、燃煤排放的尾气中含有二氧化硫、氮氧化物(主要为NO)等污染物,工业上采用不同的方法脱硫脱硝。
(1)工业用漂白粉溶液脱硫脱硝,SO2和NO转化率分别达到100%和92.4%。
①写出漂白粉溶液与SO2反应的离子方程式:___。
②相对于SO2,NO更难脱除,其原因可能是___。(填字母)
a.该条件下SO2的氧化性强于NO
b.燃煤排放的尾气中NO的含量多于SO2
c.相同条件下SO2在水溶液中的溶解性强于NO
③NO转化率随溶液pH变化如图所示。NO中混有SO2能提高其转化率,其原因可能是___。
(2)工业上把尾气与氨气混合,通过选择性催化剂,使NO被氨气还原为氮气,SO2吸附在催化剂表面:当催化剂表面SO2达到饱和后,进行催化剂再生同时产生亚硫酸铵而脱硫。
①NO脱除的化学反应方程式为__。
②工业上催化剂再生采取的措施为___。
(3)电子束尾气处理技术是用电子束照射含有水蒸汽和空气的尾气,产生强活性O把NO和SO2氧化而除去。在实际处理中需向尾气中通入一定量氨气,这样处理得到的产物为___(写化学式)。
10、铼(Re)是一种具有重要军事战略意义的金属。NH4ReO4是制备高纯度Re的重要中间体。
I.实验室制备NH4ReO4的装置如图所示。
已知:(1)Re2O7易溶于水,溶于水后生成HReO4;HReO4与H2S反应生成Re2S7;
(2)2NH4ReO42NH3↑+H2O+Re2O7
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_____。
(2)反应开始前先向C中三颈烧瓶内加入一定量的Re2O7和水。关闭K2、K3,打开K1、K4,三颈烧瓶内生成Re2S7。关闭K1,打开K2通入N2一段时间,通入N2的目的是_____。打开K3,滴入足量H2O2的氨水溶液,生成NH4ReO4;反应结束后从溶液中通过冷却结晶分离出NH4ReO4。
(3)下列装置可用作装置单元X的是_____(填标号)。
A.
B.
C.
D.
II.NH4ReO4的纯度测定[M(NH4ReO4)268g/mol]
称取wgNH4ReO4样品,加适量水溶解,注入三颈瓶中,然后逐滴加入足量10%NaOH溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,用VmLc1mol•L-1的盐酸标准溶液吸收,蒸氨结束后取下接收瓶。取吸收液用c2mol•L-1NaOH(稀)标准溶液滴定过剩的HCl,达到终点时消耗V2mLNaOH溶液。
(4)实验所用的NaOH标准溶液,通常采用间接法配制,即配成近似浓度的溶液,再用基准物标定。不能采用直接法配制的原因是_____。
(5)样品中NH4ReO4的质量分数为_____(填表达式)。
III.高纯度铼的制取
(6)高温下用H2还原NH4ReO4可制得金属铼,装置如图所示:
①装置B中盛放的试剂为_____。
②玻璃管内发生反应的化学方程式为_____。
11、某课外兴趣小组成员为研究金属铜与强酸的反应 ,将6.4g铜粉分为两等份,进行了如下实验,请完成有关计算。
(1)取其中一份铜粉投入200mL氢离子浓度为 1mol•L-1 硫酸和硝酸混合液中,微热使反应充分完成后,生成一氧化氮气体448mL(标准状况)。则反应前混合溶液中硫酸的物质的量浓度为_________(写出计算过程)。
(2)用NaOH溶液吸收氮氧化物是防止NO2污染的一种方法。原理为2NO2 + 2NaOH=NaNO3 + NaNO2 + H2O,NO + NO2 + 2NaOH=2NaNO2 + H2O。取另一份铜粉溶于过量的硝酸溶液,假设硝酸的还原产物只有一氧化氮和二氧化氮,生成的混合气体能被amol NaOH溶液完全吸收,试讨论a的取值范围:_____。
12、钼酸钠晶体( Na2MoO4·2H2O)是一种金属腐蚀抑制剂。下图是利用钼精矿(主要成分是MoS2,含少量PbS等)为原料生产钼酸钠晶体的工艺流程图。
回答下列问题:
(1) Na2MoO4·2H2O中钼元素的化合价是__________;在焙烧炉中,空气从炉底进入,矿石经粉碎后从炉项进入,这样处理的目的是__________________。
(2)“焙烧”时MoS2转化为MoO3,写出该反应的化学方程式:____________________,反应中氧化产物是_______________(填化学式)。
(3)“浸取”时含钼化合物发生反应的离子方程式为______________;“ 结晶”前需向滤液中加入Ba(OH)2固体以除去。若滤液中c(MoO
)=0. 40 mol/ L,c(
)=0.10 mol/L,当BaMoO4开始沉淀时,
的去除率是____________% [ 已知:Ksp(ВaCO3)= 1×10-9 、Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8]。
(4)“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流程中所产生的气体一起通入水中,得到正盐的化学式为_____________。
(5)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所示。
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____________。
13、甲醇是重要的化工基础原料和清洁液体燃料,在CO2加氢合成CH3OH的体系中,同时发生下列竞争反应:
(ⅰ)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.3 kJ/mol
(ⅱ)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.1 kJ/mol
由CO也能直接加氢合成甲醇:(iii) 2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H
(1)△H =_______kJ/mol。
(2)反应(ⅱ) CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)的正、逆反应平衡常数随温度变化曲线如图所示。
下列分析正确的是_______。
A.曲线甲为K(逆),曲线乙为K(正)
B.a点时,一定有v正=v逆
C.c点时,x=0.5
(3)催化剂M、N对CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)反应进程的能量影响如下图(a)所示,两种催化剂对应的1nk~
关系如下图(b)所示(已知;lnk=-
+C,其中Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。
①使用催化剂M时,逆反应的活化能为_______kJ/mol。
②催化剂N对应曲线是图(b)中的_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)
(4)为进一步研究CO2与H2反应制CH3OH的过程中原料气组成对反应速率的影响,分别向三个压强恒定为P的密闭容器(装有等量催化剂,且在实验温度范围内催化剂活性变化不大)中通入相同碳氢比的三种混合气,相同时间内,测得甲醇生成速率与温度的关系如图所示。
①三个容器中,甲醇的生成速率达峰值后均随温度升高而下降的原因是_______。
②结合研究目的,参照图中三条曲线,你可得出的结论是_______(写一条)。
(5)恒温下,在压强恒定为P的装置中,按n(CO2):n(H2)=1:3加入反应物,发生反应(ⅰ)、(ⅱ)。达到平衡时,若CO2转化率为20%,甲醇的选择性为50%。列出反应(ⅰ)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常数计算式:Kp=_______(不必化简)。(已知:
的选择性x=
×100%;Kp为用分压代替浓度的平衡常数。)