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、下表是部分短周期元素的信息,用化学用语回答下列问题。
(1)元素A在周期表中的位置 。B的某种核素中中子数比质子数多1,则表示该核素的原子符号为 。
(2)写出钙与M原子个数比为1:2化合物的电子式 钙与A原子个数比为1:2化合物含有的化学键类型(填离子键、共价键或非极性键) 。
(3)M2-、D+、G2-离子半径大小顺序是 > > (用离子符号回答)。
(4)由A、B、M及氢四种原子构成的分子A2H5BM2,既可以和盐酸反应又可以和氢氧化钠溶液反应,写出A2H5BC2的名称 。
(5)某同学设计实验证明A、B、F的非金属性强弱关系。
① 溶液a和b分别为 , 。
② 溶液c中的离子方程式为 。
(6)将0.5 mol D2M2投入100 mL 3 mol/L ECl3溶液中,转移电子的物质的量为 。
(7)工业上冶炼E,以石墨为电极,阳极产生的混合气体的成分为 。
3、CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解ag CuCl2·2H2O制备CuCl,该小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器略),并开展相关探究。
阅读资料:
资料一 | CuCl2·2H2O | 在HCl气流中加热至140℃ | 产生CuCl2 | CuCl2在受热大于300℃时 | 生成CuCl和Cl2 |
资料二 | CuCl2·2H2O | 直接加热 | 产生Cu2(OH)2Cl2 | Cu2(OH)2Cl2在受热到200℃时 | 产生CuO |
请回答下列问题:
(1)请在下表中填写实验操作的步骤。
步骤 | 操作描述 |
① | __________ |
② | __________ |
③ | __________ |
④ | 熄灭酒精灯,冷却 |
⑤ | 停止通入HCl,然后通入N2 |
(2)在实验过程中观察到B中物质由白色变为蓝色,C中试纸的颜色变化是_______。
(3)装置D的作用是___________________。
(4)反应结束后,取出CuCl产品进行实验,发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质,根据资料信息分析其原因:
① 若杂质是CuCl2,则产生的原因是______________。
②若杂质是CuO,则产生的原因是________________。
(5)在不了解CuCl化学性质的前提下,如何证明实验得到的CuCl样品中含有CuCl2杂质__________________。
4、汽车尾气中的主要污染物是NO和CO。为减轻大气污染,人们提出通过以下反应来处理汽车尾气:
(1)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H=-746.5KJ/mol (条件为使用催化剂)
已知:2C (s)+O2(g)2CO(g) △H=-221.0KJ/mol
C (s)+O2(g)CO2(g) △H=-393.5KJ/mol
则 N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H= kJ·mol-1。
(2)T℃下,在一容积不变的密闭容器中,通入一定量的NO和CO,用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
C(NO)10-4 mol/L | 10.0 | 4.50 | C1 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
C(CO)10-3 mol/L | 3.60 | 3.05 | C2 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
则C2合理的数值为 (填字母标号)。
A.4.20 B.4.00 C.2.95 D.2.80
(3)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。根据下表设计的实验测得混合气体中NO的浓度随时间t变化的趋势如下图所示:
则曲线II对应的实验编号为 。
(4)将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
H2O | CO | CO | H2 | |||
i | 650 | 2 | 4 | 2.4 | 1.6 | 5 |
ii | 900 | 1 | 2 | 1.6 | 0.4 | 3 |
iii | 900 | a | b | c | d | t |
①实验组i中以v(CO2)表示的反应速率为 ,温度升高时平衡常数会 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②若a=2,b=1,则c= ,达平衡时实验组ii中H2O(g)和实验组iii中CO的转化率的关系为αii (H2O) αiii (CO)(填“<”、“>”或“=”)。
(5)CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准,该分析仪的工作原理类似于燃料电池,其中电解质是氧化钇(Y2O3)和氧化锆(ZrO2)晶体,能传导O2-。
①则负极的电极反应式为________________。
②以上述电池为电源,通过导线连接成图一。若X、Y为石墨,a为2L 0.1mol/L KCl溶液,写出电解总反应的离子方程式 。电解一段时间后,取25mL上述电解后的溶液,滴加0.4mol/L醋酸得到图二曲线(不考虑能量损失和气体溶于水,溶液体积变化忽略不计)。根据图二计算,上述电解过程中消耗一氧化碳的质量为__________g。
5、化合物H是合成抗心律失常药物泰达隆的一种中间体,可通过以下方法合成:
(1)D中的含氧官能团名称为_________(写两种)。
(2)F→G的反应类型为_________。写出D与足量NaOH溶液反应的方程式____。
(3)写出同时满足下列条件的C的两种同分异构体的结构简式:_________________。
①能发生银镜反应
②能发生水解反应,其水解产物之一能与溶液发生显色反应
③分子中只有4种不同化学环境的氢
(4)E经还原得到F,E的分子式为,写出E的结构简式:_________。
(5)已知:①苯胺()易被氧化。
②
请以甲苯和为原料制备
,写出制备的合成路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。___________________________
6、(14分)乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料,工业生产乙醇的一种反应原理为:2CO(g)+4H2 (g) CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H=—256.1kJ·mol—1。
已知:H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol—1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=—41.2kJ·mol—1
(1)以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇,其热化学方程式如下:
2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(l) △H= 。
(2)CH4和H2O(g)在催化剂表面发生反应CH4+H2OCO+3H2,该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表:
温度/℃ | 800 | 1000 | 1200 | 1400 |
平衡常数 | 0.45 | 1.92 | 276.5 | 1771.5 |
①该反应是_____反应(填“吸热”或“放热”);
②T℃时,向1L密闭容器中投入1molCH4和1mol H2O(g),平衡时c(CH4)=0.5mol·L—1,该温度下反应CH4+H2OCO+3H2的平衡常数K= 。
(3)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5 为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图。
①若不使用CO,温度超过775℃,发现NO的分解率降低,其可能的原因为 ;在n(NO)/n(CO)=1的条件下,应控制的最佳温度在 左右。
②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染。写出CH4与NO2发生反应的化学方程式: 。
(4)乙醇-空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2—离子。该电池负极的电极反应式为 。
7、硫及其化合物广泛存在于自然界中。
(1)四硫富瓦烯分子结构如图所示,其碳原子杂化轨道类型为_________,根据电子云的重叠方式其含有的共价键类型为___________,1mol四硫富瓦烯中含有σ键数目为__________。
(2)煅烧硫铁矿时发生的反应为FeS2+O2Fe2O3+SO2,所得产物SO2再经催化氧化生成SO3,SO3被水吸收生成硫酸。
①基态S原子存在____________对自旋方向相反的电子。
②离子化合物FeS2中,Fe2+的电子排布式为__________,与S22-互为电子体的离子是____________。
③气体SO3分子的空间构型为__________,中心原子阶层电子对数为____________。
(3)闪锌矿是一种自然界含Zn元素的矿物,其晶体结构属于立方晶体(如下图所示),Zn属于_______区元素,在立方ZnS晶体结构中S2-的配位数为______________,若立方ZnS晶体的密度为ρg·cm-3,晶胞参数a=______nm(列出计算式),晶胞中A、B的坐标分别为A(,
,
)、B(
,
,
),则C点的坐标为____________。
8、汽车尾气脱硝脱碳主要原理为: 。一定条件下密闭容器中,用传感器测得该反应在不同时间NO和CO浓度如下表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
完成下列填空:
(1)写出该反应的平衡常数表达式:__________________。
(2)前2s内的氮气的平均反应速率是: =___________
;
达到平衡时,CO的转化率为_______________。
(3)工业上常采用“低温臭氧氧化脱硫脱硝”技术来同时吸收和氮的氧化物气体(
),以获得
的稀溶液。在此溶液中,水的电离程度是受到了_________(填“促进”、“抑制”或“没有影响”);若往
溶液中再加入少量稀盐酸,则
值将__________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)如果向溶液中通入足量
气体,没有沉淀生成,继续滴加一定量的氨水后,则会生成白色沉淀。用平衡移动原理解释上述现象。_________________________。
(5)向另一种可溶性钡盐溶液中通入少量气体,会立即看到白色沉淀,该沉淀的化学式为_________;原可溶性钡盐可能是_________________。
9、我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。CO2捕获与CO2重整是CO2利用的研究热点。其中CH4与CO2重整反应体系主要涉及以下反应:
a.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H1
b.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
c.CH4(g)C(s)+2H2(g) △H3
d.2CO(g)CO2(g)+C(s) △H4
e.CO(g)+H2(g)H2O(g)+C(s) △H5
(1)根据盖斯定律,反应a的△H1=_______(写出一个代数式即可)。
(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_______。
A.增大CO2与CH4的浓度,反应a、b、c的正反应速率都增加
B.移去部分C(s),反应c、d、e的平衡均向右移动
C.加入反应a的催化剂,可提高CH4的平衡转化率
D.降低反应温度,反应a~e的正、逆反应速率都减小
(3)雨水中含有来自大气的CO2,溶于水中的CO2会进一步和水反应,发生电离:
①CO2(g)CO2(aq)
②CO2(aq)+H2O(l)H+(aq)+
(aq)
25°C时,反应②的平衡常数为K2。溶液中CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数),比例系数为ymol·L-1kPa-1,当大气压强为pkPa,大气中CO2(g)的物质的量分数为x时,溶液中H+浓度为_______mol·L-1(写出表达式,考虑水的电离,忽略的电离)。
(4)105°C时,将足量的某碳酸氢盐(MHCO3)固体置于真空恒容容器中,存在如下平衡:2MHCO3(s)M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)。上述反应达平衡时体系的总压为46kPa.保持温度不变,开始时在体系中先通入一定量的CO2(g),再加入足量MHCO3(s),欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于5kPa,CO2(g)的初始压强应大于_______kPa。
(5)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为_______(写离子符号);若所得溶液c():c(
)=2:1,溶液pH=_______。(室温下,H2CO3的K1=4×10-7;K2=5×10-11)
(6)CaO可在较高温度下捕集CO2,在更高温度下将捕集的CO2释放利用。与CaCO3热分解制备的CaO相比,CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能,其原因是_______。
10、实验室制备乙酸乙酯的实验装置如图所示,回答下列问题:
(1)该实验中混合乙醇和浓硫酸的方法是_____。
(2)该装置与教材上的相比做了一些改进,其中仪器a的名称_____,改进后的装置仍然存在一定的不足,请指出其中的一点_____。
(3)试管②中溶液呈红色的原因是_____。(用离子方程式表示)。
(4)某实验小组在分离操作中,摇晃了试管②,发现上下两层溶液均变为无色,该小组对褪色原因进行探究。
Ⅰ.经过讨论猜想褪色原因是挥发的乙酸中和碳酸钠。
编号 | 操作 | 现象 |
实验1 | 用pH计测量饱和碳酸钠溶液pH | pH=12.23 |
实验2 | 分离出试管②下层液体,用pH计测定pH | pH=12.21 |
由实验1、2得出的结论是_____。
Ⅱ.查阅资料:酚酞是一种白色晶状粉末,不溶于水,1g酚酞可溶于13mL乙醇或70mL乙醚中。
编号 | 操作 | 现象 |
实验3 | 取5mL饱和碳酸钠溶液,滴入几滴酚酞溶液,再加入3mL纯净的乙酸乙酯,振荡 | 碳酸钠溶液先变红,加入乙酸乙酯振荡后褪色 |
实验4 | 分离出试管②上层液体,加入饱和碳酸钠溶液,振荡 | 溶液变成浅红色,静置分层后红色消失 |
由实验3、4得出的结论是_____。
11、汽车尾气中CO、以及燃煤废气中的
都是大气污染物,对它们的治理具有重要意义。
氧化还原法消除
的转化如下所示:
反应Ⅰ为
,生成标准状况下
L
时,转移电子的物质的量是______
mol。
反应Ⅱ中,当
:
:2时,氧化产物与还原产物的质量比为______。
使用“催化转化器”可以减少尾气中的CO和
,转化过程中发生反应的化学方程式为
未配平
,若
,则方程式中
和
的化学计量数之比为______。
吸收
和NO,获得
和
产品的流程图如图所示
为铈元素
。
装置Ⅱ中,酸性条件下NO被氧化的产物主要是
和
,请写出生成等物质的量的
和
时的离子方程式:______。
已知进入装置Ⅳ的溶液中
的浓度为a
,要使1
该溶液中的
完全转化为
,至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的氧气______
用含a代数式表示,结果保留整数
。
12、催化重整对温室气体的减排具有重要意义,其反应为
。回答下列问题:
(1)将原料按初始组成充入密闭容器中,保持体系压强为
发生反应,达到平衡时
的体积分数与温度的关系如图所示。
①、
下,n(平衡时气体):n(初始气体)=___________;该温度下,此反应的平衡常数
___________(以分压表示,列出计算式)。
②若A、B、C三点表示不同温度和压强下已达平衡时的体积分数,则___________点对应的平衡常数最小,理由是___________。
(2)900℃下,将和
的混合气体(投料比
)按一定流速通过盛有炭催化剂的反应器,测得
的转化率受炭催化剂颗粒大小的影响如图所示。(注:目数越大,表示炭催化剂颗粒越小)
由图可知,后
的转化率与炭催化剂的目数的关系为________,原因是__________。
(3)磷化硼的晶胞结构如图所示,晶胞中P原子的空间堆积方式为___________;已知晶体中硼原子和磷原子的半径分别为和
,距离最近的硼原子和磷原子的核间距为二者原子半径之和。则磷化硼晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为___________(写出计算式)。
13、有效去除大气中的NOx,保护臭氧层,是环境保护的重要课题。
(1)在没有NOx催化时,O3的分解可分为以下两步反应进行;
①O3=O+O2 (慢) ②O+O3=2O2 (快)
第一步的速率方程为v1=k1c(O3),第二步的速率方程为v2=k2c(O3)·c(O)。其中O为活性氧原子,它在第一步慢反应中生成,然后又很快的在第二步反应中消耗,因此,我们可以认为活性氧原子变化的速率为零。请用k1、k2组成的代数式表示c(O)=____________。
(2)NO做催化剂可以加速臭氧反应,其反应过程如图所示:
已知:O3(g)+O(g)=2O2(g) ΔH=-143 kJ/mol
反应1:O3(g)+NO(g)=NO2(g)+O2(g) ΔH1=-200.2 kJ/mol。
反应2:热化学方程式为____________________________。
(3)一定条件下,将一定浓度NOx(NO2和NO的混合气体)通入Ca(OH)2悬浊液中,改变,NOx的去除率如图所示。
已知:NO与Ca(OH)2不反应;
NOx的去除率=1-×100%
①在0.3-0.5之间,NO吸收时发生的主要反应的离子方程式为:___________。
②当大于1.4时,NO2去除率升高,但NO去除率却降低。其可能的原因是__________。
(4)若将CO和NO按不同比例投入一密闭容器中发生反应:2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-759.8 kJ/mol,反应达到平衡时,N2的体积分数随的变化曲线如图。
①b点时,平衡体系中C、N原子个数之比接近________。
②a、b、c三点CO的转化率从小到大的顺序为________;b、c、d三点的平衡常数从大到小的顺序为__________(以上两空均用a、b、c、d表示)。
③若=0.8,反应达平衡时,N2的体积分数为20%,则NO的转化率为_____。