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、金属硫化物和硫酸盐在工农业生产中有广泛应用。
(1)二硫化钼(MoS2)是重要的固体润滑剂。
向体积为2L的恒容密闭容器中加入0.1molMoS2、0.2molNa2CO3,并充入0.4molH2,
发生反应:MoS2(s)+2Na2CO3(s)+4H2(g)Mo(s) +2CO(g) + 4H2O(g) + 2Na2S(s) △H =akJ • mol-1,测得在不同温度下达到平衡时各气体的物质的量分数如图所示。
①a________0(填“<”“>”“=”,下同)。
②容器内的总压:P点________Q点。
③P点对应温度下,H2的平衡转化率为________,平衡常数K=________。
(2)辉铜矿(主要成分是Cu2S)在冶炼过程中会产生大量的SO2。已知冶炼过程中部分反应为:
①2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g) △H=-768.2kJ/mol
②2Cu2O+Cu2S(s)=6Cu(s)+SO2(g) △H=+116kJ/mol,则Cu2S与O2反应生成Cu与SO2的热化学方程式为___________________________。
(3)回收处理SO2的方法之一是用氨水将其转化为NH4HSO3。已知常温下 Kb(NH3•H2O) =1.5×l0-5 Ka1(H2SO3) =1.6×l0-2 Ka2(H2SO3)=1×10-7,若吸收过程中氨水与SO2恰好完全反应,则所得溶液在常温下的pH________7(填“>”“ <”或“=”,下同),溶液中c(SO32-)________c(H2SO3)。
(4)在500℃下硫酸铵分解会得到4种产物,其含氮物质的物质的量随时间的变化如上图所示。则该条件下硫酸铵分解的化学方程式为_________________________。
3、香料G的一种合成工艺如下图所示:
核磁共振氢谱显示A有两种峰,且峰面积之比为1∶1。
已知:CH3CH2CH===CH2CH3CHBrCH===CH2
CH3CHO+CH3CHOCH3CHOHCH2CHOCH3CHOHCH2CHO
CH3CH===CHCHO+H2O
请回答下列问题:
(1)A的结简式为__________,G中官能团的名称为___________。
(2)检验M已完全转化为N的实验操作是____________________。
(3)有学生建议,将M→N的转化用KMnO4(H+)代替O2,老师认为不合理,原因是_______________。
(4)写出下列转化的化学方程式,并标出反应类型:
K→L:________________,反应类型:________。
(5)F是M的同系物,比M多一个碳原子。满足下列条件的F的同分异构体有________种。(不考虑立体异构)
①能发生银镜反应 ②能与溴的四氯化碳溶液加成 ③苯环上有2个对位取代基
(6)以丙烯和NBS试剂为原料制备甘油(丙三醇),请设计合成路线(其他无机原料任选)。________
请用以下方式表示:AB…
目标产物
4、(1)气态氢化物热稳定性大于
的主要原因是__________。
(2)是离子化合物,各原子均满足8电子稳定结构,
的电子式是_______。
(3)常温下,在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷,原因是__________。
5、碘是生命体中的必需元素,请根据如下有关碘及其化合物的性质,回答下列问题:
(1)实验室中制取少量碘可采用如下方法:KI+CuSO4→CuI↓+K2SO4+I2。此反应生成1 mol I2时转移的电子是________mol。工业生产中,可用智利硝石(含有NaIO3)为原料,与NaHSO3溶液反应生成碘,写出此反应的离子方程式:______________________________________________。
(2)单质碘与氟气反应可制得IF5,实验表明液态IF5具有一定的导电性,研究人员发现产生这一现象的可能原因在于IF5的自偶电离(类似于:2H2OH3O++OH-),电离生成的+1价阳离子为_____,-1价阴离子为________。
(3)将单质碘与铝屑置于管式电炉中,隔绝空气加热至500℃得到棕色片状固体(AlI3),此固体溶于Na2CO3溶液可产生白色沉淀和气体。请写出AlI3和Na2CO3溶液反应的离子方程式:______________。
(4)设计以下实验方案判断加碘食盐中碘的存在形式为I-、IO或两者同时存在。请对以下试验方案进行预测和分析。首先取试样加水溶解,分成三份试样:
①第一份试样加酸酸化,如果加淀粉溶液后试样溶液变蓝,说明试样中同时存在I-和IO,该过程反应的离子方程式为___________。
②第二份试样酸化后,加入淀粉溶液无变化,再加________溶液,溶液变蓝,说明试样中存在I-。
③第三份试样酸化后,如果直接使________试纸变蓝,说明试样存在IO离子。
6、燃煤能排放大量的CO、CO2、SO2,PM2.5(可入肺颗粒物)污染也跟冬季燃煤密切相关。SO2、CO、CO2也是对环境影响较大的气体,对它们的合理控制、利用是优化我们生存环境的有效途径。
(1)如图所示,利用电化学原理将SO2 转化为重要化工原料C,若A为SO2,B为O2,则负极的电极反应式为:___________;
(2)有一种用CO2生产甲醇燃料的方法:CO2+3H2CH3OH+H2O
已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-a kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-b kJ·mol-1;
H2O(g)=H2O(l)△H=-c kJ·mol-1;
CH3OH(g)=CH3OH(l)△H=-d kJ·mol-1。
则表示CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式为:____________________________;
(3)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组om] | 温度℃ | 起始量/mol[ | 平衡量/mol | 达到平衡所需 时间/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
①实验2条件下平衡常数K=________,该反应的ΔH________0 (填“>”或“<”)。
②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则b/a 的值______(填具体值或取值范围)。
③实验4,若900℃时,在此容器中加入CO、H2O、CO2 、H2均为1mol,则此时V逆 V正(填“<” ,“>” ,“=”)。
④判断该反应达到平衡的依据是________。
A.CO2减少的化学反应速率和CO减少的化学反应速率相等 B.容器内气体压强保持不变
C.CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等 D.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化
7、单宁酸-硫酸体系中,低品位软锰矿(
质量分数为29%)中的Mn(Ⅳ)可被还原为
而浸出。其浸出过程如图所示。
(1)当完全水解,生成的没食子酸和葡萄糖物质的量之比为___________。
(2)写出葡萄糖还原生成
的离子反应方程式:________________。
(3)浸出前后软锰矿与浸取渣的X-射线衍射图如图所示,衍射峰的强度能一定程度反映晶体的质量分数等信息。指出图中对应衍射峰强度变化的原因:____________。
(4)为测定一定条件下该低品位软锰矿中锰元素的浸出率,进行如下实验:
准确称取软锰矿试样,加入一定量硫酸和单宁酸,水浴加热并充分搅拌,一段时间后过滤.将滤液冷却后加水定容至2L,量取20.00mL溶液于锥形瓶中,向锥形瓶中加入足量磷酸作稳定剂,再加入2mL高氯酸,边加边摇动,使
完全氧化为Mn(Ⅲ),加热溶液至无气体产生。冷却后用浓度为
的
溶液滴定至终点,消耗
溶液的体积为
。
①实验室现配溶液的浓度与计算值存在误差,为提高测量结果的精确度,滴定前需要对现配
溶液进行的补充实验是_________。
②完全氧化后加热溶液的目的是____________。
③计算该条件下软锰矿中锰元素的浸出率____________。[
。写出计算过程]
(5)90℃下,控制单宁酸用量和反应时间相同,测得对锰元素浸出率的影响如图所示。
时,锰元素浸出率降低的可能原因是___________。
8、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___________。
9、甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,既可用于化工生产,也可直接用做燃料。
(1)工业上可用CO2和H2反应制得甲醇。在2×105Pa、300℃的条件下,CO2和H2反应生成甲醇和水,当消耗2molCO2时放出98kJ的热量,该反应的热化学方程式为___________。
(2)甲醇也可由CO与H2反应制得。在一定温度下,初始容积相同的两个容器中(如图),发生反应: CO(g)+2H2(g)=CH30H(g)。
① 能表明甲和乙容器中反应一定达到平衡状态的是________(填字母代号)。
A.混合气体的密度保持不变 B.混合气体的总压强保持不变
C.CO的质量分数保持不变 D. CO 与H2的转化率之比为3 : 2
E.v(CO)=v(CH30H)
②两容器中反应达到平衡时,Co的转化率α甲______α乙(填“>”、“< ”或“=”)
(3)组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时,体系中CO 的平衡转化率(α)动与温度和压强的关系如图所示。图中的压强由大到小依次为_______,其判断理由是______________。
(4)甲醇燃料电池(简称DMFC)可作为常规能源的替代品而备受关注。DMFC的工作原理如图所示:
① 加入a 物质的电极是电池的______(填“正”或“负”)极,其电极反应式为________.
② 常温下以该装置作电源,用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液,当电路中通过0.4mol电子的电量时,两电极均得到0.14mol的气体。若电解后溶液体积为4OL,则电解后溶液的pH 为________。
10、工业上用菱锰矿(MnCO3)[含FeCO3、SiO2、Cu2(OH)2CO3等杂质]为原料制取二氧化锰,其流程示意图如下:
已知:1
生成氢氧化物沉淀的pH
| Mn(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Cu(OH)2 |
开始沉淀时 | 8.3 | 6.3 | 2.7 | 4.7 |
完全沉淀时 | 9.8 | 8.3 | 3.7 | 6.7 |
2:下表是三种难溶金属硫化物的溶度积常数(25℃)
回答下列问题:
(1)滤渣1为____________;
(2)向溶液1中加入双氧水时,反应的离子方程式是____________;
(3)滤液2中加入稍过量的难溶电解质MnS,以除去Cu2+,反应的离子方程式是____________;在CuS、MnS共存的悬浊液中,则c(Cu2+)/c(Mn2+)=____________。
(4)将MnCl2转化为MnO2的一种方法是氧化法.其具体做法是用酸化的NaClO3溶液将MnCl2氧化,该反应的离子方程式为:5Mn2++2ClO3-+□_____=□_____+□______+□______;
(5)将MnCl2转化为MnO2的另一种方法是电解法。
①生成MnO2的电极反应式是____________;
②若直接电解MnCl2溶液,生成MnO2的同时会产生少量Cl2,检验Cl2的操作是____________。
11、(8分)在标准状况下,将224 L HCl气体溶于635 mL水中,所得盐酸的密度为1.18 g·cm-3。试计算:
(1)所得盐酸的质量分数和物质的量浓度分别是____________、_______________ 。
(2)取出这种盐酸100 mL,稀释至1.18 L,所得稀盐酸的物质的量浓度是___________。
(3)在40.0 mL 0.065 mol·L-1 Na2CO3溶液中,逐渐加入(2)所稀释的稀盐酸,边加边振荡。若使反应不产生CO2气体,加入稀盐酸的体积最多不超过_____________mL。
(4)将不纯的NaOH样品1 g(样品含少量Na2CO3和水),放入50 mL 2 mol·L-1的盐酸中,充分反应后,溶液呈酸性,中和多余的酸又用去40 mL 1 mol·L-1的NaOH溶液。蒸发中和后的溶液,最终得到_____克固体。
12、某铜矿酸性废水除去不溶性固体杂质后,仍含有c(H+)=0.1mol•L-1,c(Cu2+)=0.05mol•L-1,需净化处理。
已知:①含铜污水的排放标准为pH=7,c(Cu2+)≤1×10-7mol•L-1。
②Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20,Ksp(CuS)=6.4×10-36,Ksp(FeS)=6.3×10-18;Kb(NH3•H2O)=1.7×10-25,Ka1(H2S)=1.3×10-7,Ka2(H2S)=7.0×10-15。
(1)中和沉淀法处理。
①向酸性废水中加入氨水,调节pH,溶液中铜的去除率与pH关系如图所示。则pH由7到10时,铜的去除率下降的主要原因为_______(用离子方程式表示)。
②若加入石灰乳处理废水,结合计算判断生成氢氧化铜沉淀能否达到排放标准______(写出计算过程)。
(2)硫化物沉淀法处理。
①加入Na2S处理废水,pH=7时,Na2S溶液中硫元素的主要存在的微粒为_______。
②用FeS处理含铜废水比Na2S效果好。请通过必要的计算和说明采用FeS处理的优点的原因______。
(3)溶剂萃取法。用萃取剂RH可萃取废水中的铜离子,再加入20%的硫酸进行反萃取。
①实验室进行萃取操作时,振荡静置后,需对分液漏斗放气,正确放气的图示为_______(填标号)。
A. B.
C.
②萃取时,适度增大溶液的pH,Cu2+萃取率升高的原因是_______。
(4)实验中需测定废液中铜离子含量。
已知:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2,I2+2S2O=2I-+S4O
。
请运用上述原理完成测定某弱酸性溶液中铜离子含量的实验方案:量取25.00mL废水于锥形瓶中,_______(实验中须使用的试剂:0.1mol•L-1KI溶液、0.05000mol•L-1Na2S2O3标准溶液、0.5%淀粉溶液)。
13、低碳烷烃脱氢制低碳烯烃对有效利用化石能源有重要意义。
(1)乙烷脱氢制乙烯
主反应:C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) ΔH1
副反应:2C2H6(g)=C2H4(g)+2CH4(g) ΔH2
C2H6(g)=C(s)+3H2(g) ΔH3
①标准摩尔生成焓是指在25℃和101kPa,由最稳定的单质生成1mol化合物的焓变。利用下表数据计算ΔH1=___________。
物质 | C2H6(g) | C2H4(g) | CH4(g) |
标准摩尔生成焓/kJ·mol-1 | -84.7 | +52.3 | -74.8 |
②恒容条件下,有利于提高C2H6平衡转化率的措施是___________(填标号)。
A.高温 B.高压 C.原料气中掺入H2 D.原料气中掺入CO2
③在800℃、恒容条件下,1mol C2H6进行脱氢反应,测得平衡体系中气体有0.3mol C2H6、0.6mol C2H4、0.1mol CH4和xmolH2,压强为170kPa,则x=___________,主反应Kp=___________ kPa。
(2)乙烷裂解中各基元反应及对应活化能如下表。
反应类型 | 反应 | 活化能 |
链引发 | ⅰ | 451 |
ⅱ | 417 | |
链传递 | ⅲ | 47 |
ⅳ | 54 | |
ⅴ | 181 | |
链终止 | ⅵ | 0 |
ⅶ | 0 |
根据上表判断:
①链引发过程中,更容易断裂的化学键是___________。
②链传递的主要途径为反应___________→反应___________(填序号),造成产物甲烷含量不高。
(3)使用进行乙烷脱氢催化性能研究。不同温度下,乙烷转化率及乙烯选择性随反应时间的变化曲线分别如图a、图b。
①550~620℃,在反应初始阶段,温度越高,乙烷转化率越大的原因是___________。
②该催化剂的最佳工作温度为___________。