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、I下列有关晶体结构或性质的描述中正确的是(______)
A.冰中存在极性键,分子间作用力和氢键
B.因金属性K>Na,故金属钾的熔点高于金属钠
C.各1mol的金刚石与石墨晶体中所含的C-C键的数目相同
D.氧化镁的晶格能大于氯化钠,故其熔点高于氯化钠。
Ⅱ某类金属合金也称为金属互化物,比如:Cu9Al4,Cu5Zn8等。请问答下列问题:
(1)基态锌原子的电子排布式为_______________________________;己知金属锌可溶于浓的烧碱溶液生成可溶性的四羟基合锌酸钠Na2[Zn(OH)4]与氢气,该反应的离子方程式为: ___________________________________________________;已知四羟基合锌酸离子空间构型是正四面体型,则Zn2+的杂化方式为__________________。
(2)铜与类卤素(SCN)2反应可生成Cu(SCN)2,1mol (SCN)2分子中含有__________个σ键。类卤素(SCN)2对应的酸有两种:A—硫氰酸()和B-异硫氰酸(
),两者互为:_________;其中熔点较高的是___________ (填代号),原因是________________________________。
(3)已知硫化锌晶胞如图1所示,则其中Zn2+的配位数是____________; S2-采取的堆积方式为____________________。(填A1或A2或A3)
(4)己知铜与金形成的金属互化物的结构如图2所示,其立方晶胞的棱长为a纳米(nm),该金属互化物的密度为_______g/cm3(用含a,NA的代数式表示)。
3、物质的结构决定物质的性质。请回答下列涉及物质结构和性质的问题:
(1)第二周期中,元素的第一电离能处于B与N之间的元素有_________种。
(2)某元素位于第四周期Ⅷ族,其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同,则其基态原子的价层电子排布式为_________________
(3)乙烯酮(CH2=C=O)是一种重要的有机中间体,可用CH3COOH在(C2H5O)3P=O存在下加热脱H2O得到。乙烯酮分子中碳原子杂化轨道类型是_____________,1mol (C2H5O)3P=O分子中含有的σ键与π键的数目比为__________________。
(4)已知固态NH3、H2O、HF的氢键键能和结构如下:
解释H2O、HF、NH3沸点依次降低的原因___________________。
(5)碳化硅的结构与金刚石类似(如图所示),其硬度仅次于金刚石,具有较强的耐磨性能。碳化硅晶胞结构中每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有___________个,与碳原子等距离最近的碳原子有__________个。已知碳化硅晶胞边长为a pm,则碳化硅的密度为__________g·cm3。
4、(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:_______________________
5、研究含氮元素物质的反应对生产、生活、科研等方面具有重要的意义。
(1)发射“神舟十三”号的火箭推进剂为液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C2H8N2)。
已知:①C2H8N2(l)+4O2(g)=2CO2(g)+N2(g)+4H2O(l) ΔH1=-2765.0kJ/mol
②2O2(g) +N2(g)=N2O4(l) ΔH2=-19.5kJ/mol
③H2O(g)= H2O(l) ΔH3=-44.0kJ/mol
则C2H8N2(l)+2N2O4(1)=3N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g)的ΔH为_______。
(2)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:
第一步:I2(g)→2I(g)(快反应)
第二步:I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)
第三步:IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I2(g)(快反应)
实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是_______。
A.N2O分解反应中,k值与碘蒸气浓度大小有关
B.v(第二步的逆反应)<v(第三步反应)
C.IO为反应的催化剂
D.第二步活化能比第三步大
(3)为避免汽车尾气中的氮氧化合物对大气的污染,需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.8kJ-mol-1.实验测得:v正=k正·p2(NO)·p2(CO),v逆=k逆·p(N2)·p2(CO2)。其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,只与温度有关;p为气体分压(分压=物质的量分数x总压)。
①达到平衡后,仅升高温度,k正增大的倍数_______(填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大的倍数。
②一定温度下在刚性密闭容器中充入CO、NO和N2物质的量之比为2:2:1,压强为P0kPa。达平衡时压强为0.9P0kPa,则平衡时CO的转化率为_______,_______。
(4)我国科技人员计算了在一定温度范围内下列反应的平衡常数Kp:
①3N2H4(1)4NH3(g)+N2(g) ΔH1 Kp1
②4NH3(g)2N2(g)+6H2(g) ΔH2 Kp2
绘制pKp1-T和pKp2-T的线性关系图如图所示:(已知:pKp=-1gKp)
①由图可知,ΔH1_______0(填“>”或“<”)
②反应3N2H4(1)3N2(g)+6H2(g)的K=_______(用Kp1、Kp2表示);该反应的ΔH_______0(填“>”或“<”)。
6、含氮化合物在工农业生产中都有重要应用。
(1)氨和肼(N2H4)是两种最常见的氮氢化物。
己知:4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-541.8kJ/mol,化学平衡常数为K1。N2H4(g)+O2(g)
N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534kJ/mol,化学平衡常数为K2。则用NH3和O2制取N2H4的热化学方程式为_________,该反应的化学平衡常数K=____(用K1、K2表示)。
(2)对于2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g),在一定温度下,于1L的恒容密闭容器中充入0.1molNO和0.3molCO,反应开始进行。
①下列能说明该反应已经达到平衡状态的是____(填字母代号)。
A.c(CO)=c(CO2) B.容器中混合气体的密度不变
C.v(N2)正=2v(NO)逆 D.容器中混合气体的平均摩尔质量不变
②图1为容器内的压强(P)与起始压强(P0)的比值(P/P0)随时间(t)的变化曲线。0~5min内,该反应的平均反应速率v(N2)= ____,平衡时NO的转化率为____。
(3)使用间接电化学法可处理燃煤烟气中的NO,装置如图2所示。已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式_________。用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理__________________。
7、不同温度、压强下,在合成氨平衡体系中N2(g)+3H2(g)2NH3(g),NH3的物质的量分数见表(N2和H2起始物质的量之比为1:3):
温度/氨的平衡含量(%)/压强(MPa) | 20 | 30 | 60 | 100 |
200 | 86.4 | 89.9 | 95.4 | 98.8 |
300 | 64.2 | 71.0 | 84.2 | 92.6 |
400 | 38.2 | 47.0 | 65.2 | 79.8 |
500 | 19.1 | 26.4 | 42.2 | 57.5 |
(1)N原子最外层电子排布式为___,氮气能在大气中稳定存在的原因是___。
(2)已知该反应在2L密闭容器中进行,5min内氨的质量增加了1.7g,则此段时间内H2的平均反应速率为___mol/(L·min)。
(3)该反应的平衡常数表达式___,升高温度,K值___(选填“增大”、“减小”或“不变”)。T℃(K=3.6)的某一时刻下,c(N2)=1mol/L,c(H2)=3mol/L,c(NH3)=9mol/L,在这种情况下该反应是否处于平衡状态___(选填“是”、“否”),此时反应速率是v正___v逆(选填“>”、“<”或“=”)。
(4)合成氨是生产条件一般为压强在20MPa~50MPa,温度为500℃左右,选用该条件的主要原因是___。
(5)从表中数据可知,在该条件下氨的平衡含量并不高,为提高原料利用率,工业生产中采取的措施是___。
(6)工业上用氨水吸收SO2尾气,最终得到化肥(NH4)2SO4。(NH4)2SO4溶液中离子浓度由大到小的顺序是___。
8、氨气在工业上有广泛用途。请回答以下问题:
(1)工业上利用N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ∆H<0合成氨,某小组为了探究外界条件对该反应的影响,以c0 mol/L H2参加合成氨反应,在a、b两种条件下分别达到平衡,如图A。
①相对a而言,b可能改变的条件是 ,判断的理由是__________________。
②a条件下,0~t0的平均反应速率v(N2)= mol·L-1·min-1。
(2)有人利用NH3和NO2构成电池的方法,既能实现有效消除氮氧化物的排放减少环境污染,又能充分利用化学能进行粗铝的精炼,如图B所示,e极为精铝。
a极通入 气体(填化学式),判断的理由是___________________________________
(3)某小组往一恒温恒压容器充入9mol N2和23mol H2模拟合成氨反应,图C为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系图。若体系在T2、60MPa下达到平衡。
图C
①能判断N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡的是______(填序号)。
a.容器内压强不再发生变化 b.混合气体的密度不再发生变化
c.v正(N2)=3v逆(H2) d.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
②若T1、T2、T3温度下的平衡常数分别为K1、K2、K3,则K1、K2、K3由大到小的排序为 .
③此时N2的平衡分压为 MPa。(分压=总压×物质的量分数)
计算出此时的平衡常数Kp= 。(用平衡分压代替平衡浓度计算,结果保留2位有效数字并带上单位)
9、燃煤烟气中主要成分是空气,和NO的含量小于1%。一种用
(尿素)和
在固体催化剂作用下脱硫、脱硝的流程如下:
(1)可以水解生成
,
、
与烟气中的NO不反应。脱硫后所得吸收液中含
、
、
。其他条件一定,反应相同时间,测得
的脱除率与温度的关系如图所示。30~70℃时,
的脱除率随温度升高先增大后减小的原因是_______。
(2)烟气中的NO与反应缓慢。雾化后的
在催化剂中Fe元素作用下可以产生具有极强氧化活性的·OH(羟基自由基),OH能将NO快速氧化为
、
等物质。
在一种固体催化剂表面转化的过程如图所示:
①脱硝时,与吸收液中
反应生成
,同时排放出的气体不会污染空气。写出脱硝时
与
反应的化学方程式:_______。
②转化(1)的过程可以描述为_______。
③化学式为的催化剂中,
和
的物质的量之比为_______。
④其他条件一定,比较等物质的量与
催化效果并说明理由_______。
(3)如不使用固体催化剂,用含的溶液也能催化
发生类似的转化生成·OH,且相同条件下速率更快。与使用含
的溶液相比,使用固体催化剂的优点是_______。
10、某研究性学习小组探究硫的化合物的制备和性质。
Ⅰ.制备二氧化硫
用70%的浓硫酸与固体反应制备
气体。
(1)制备气体最合适的发生装置是_______(填写字母)。
Ⅱ.制备硫代硫酸钠
已知:硫代硫酸钠易与酸反应。
反应原理:
室温时,往、
混合溶液中均匀通入
气体,一段时间后,溶液中有大量黄色浑浊物出现,然后浑浊物开始由黄变浅,当混合溶液pH值接近于7时,停止通入
气体。
(2)制备反应分三步进行
反应i:;
反应ii:;
反应iii的化学方程式为_______。
(3)当pH值接近于7时,停止通入的原因是_______。
Ⅲ.探究浓度对反应速率的影响
相同温度下,按下表中的体积将溶液、
溶液与蒸馏水温合,并采集反应后浑浊度传感器数据。
实验标号 | V(蒸馏水)/mL | ||
A | 1.5 | 3.5 | 10 |
B | 2.5 | 3.5 | 9 |
C | 3.5 | 3.5 | 8 |
D | 3.5 | 2.5 | 9 |
E | 3.5 | 1.5 | 10 |
通过实验绘制出的浑浊度随时间变化关系如图所示:
(4)①实验C、D、E探究_______溶液浓度对反应速率的影响。
②结合图像分析,溶液、
溶液二者相比,_______溶液浓度的改变对化学反应速率的影响更大。
③请在答题卡相应的图中画出实验对应的曲线_______。
Ⅳ.探究性质
资料:在酸性溶液中氧化
,反应为:
。
向某浓度的过量酸性溶液(含淀粉)中通入一定量后,停止通气,刚开始时溶液无明显变化,t秒后溶液突然变蓝。
(5)某实验小组提出假设:t秒前生成了,但
继续与溶液中的
反应,且该反应速率较快,故溶液没有立刻变蓝,请写出
与
反应的离子方程式_______。
(6)为验证该实验小组的假设合理,设计下面实验:
操作:向变蓝色的溶液中_______;现象:蓝色迅速消失,一段时间后再次变蓝。
11、单质硫在热的NaOH溶液中发生如下反应:3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O。若硫过量,会进一步生成Na2Sx和Na2S2O3:(x-1)S+Na2S
Na2Sx,S+Na2SO3
Na2S2O3。现有3.84 g硫与含0.06 mol NaOH的热溶液完全反应,生成a mol Na2Sx和b mol Na2S2O3,在混合溶液中加入NaClO碱性溶液300 mL,恰好将硫元素全部转化为SO
。
请计算:
(1)a mol Na2Sx和b mol Na2S2O3中a∶b=____。
(2)NaClO溶液的物质的量浓度为____mol·L-1 (写出计算过程)。
12、甲醇水蒸气催化重整反应为CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)是生产气的有效方法之一,已知此反应包括如下两个过程:
①
②
①②反应Kp随温度变化见下表:
温度 Kp 反应 | 398K | 498K | 598K | 698K | 798K | 898K |
① | 0.50 | 185.8 | 9939.5 | 1.8×105 | 1.6×106 | 9.3×106 |
② | 1577 | 137.5 | 28.14 | 9.339 | 4.180 | 2.276 |
回答下列问题
(1)根据所给数据判断ΔH1___________0(填“>”、“=”、“<”)。398K时,的Kp=___________。
(2)下列关于甲醇水蒸气催化重整反应的理解,正确的是___________。
A.①反应在低温时可自发进行
B.CO是甲醇水蒸气催化重整反应过程的中间产物
C.提高催化剂的活性和选择性、减少副产物是工艺的关键
D.恒温恒容条件下,若反应①的速率大于反应②的速率,说明反应①的活化能更高
(3)某研究小组对催化重整反应的压强(p)、温度(T)与水醇比(水与甲醇的物质的量之比,用S/M表示)进行优化,得到如下结果:
①如图是水醇比一定时,不同温度、压强条件下平衡混合物中CO含量,图中的压强由大到小顺序为___________,其判断理由是___________。工业上甲醇水蒸气催化重整选择0.3MPa-0.5MPa,不选择更低压强的原因可能是___________。
②探究不同反应温度、水醇比下甲醇转化率如表,结合所给数据回答下列问题:
序号 | S/M | 温度 | CO物质的量分数 | CH3OH转化率 |
1 | 0.5 | 573 | 0.34 | 13.73 |
2 | 0.5 | 673 | 2.57 | 55.67 |
3 | 0.5 | 773 | 5.60 | 74.12 |
4 | 1.0 | 573 | 0.18 | 36.13 |
5 | 1.0 | 673 | 2.05 | 47.74 |
6 | 1.0 | 773 | 4.97 | 73.07 |
7 | 1.5 | 573 | 0.13 | 23.70 |
8 | 1.5 | 673 | 2.16 | 46.49 |
9 | 1.5 | 773 | 4.48 | 72.02 |
温度与甲醇的平衡转化率的关系为___________。当水醇比一定,随着温度升高,平衡体系中CO含量增大,原因是___________。综合分析对于甲醇转化率有显著影响的是___________。工业上甲醇水蒸气催化重整选择673-700K,S/M=1.0;S/M=1.0理由是___________。
(4)以甲醇为原料,可以通过电化学方法合成碳酸二甲酯((CH3O)2CO),工作原理如图所示。
①电源的负极为___________(填“A”或“B”)。
②阳极的电极反应式为___________。
13、一定条件下,金属钠和CO2可制得金刚石:4Na+3CO2⇌2Na2CO3+C(s,金刚石)
(1)上述反应中涉及的元素的原子半径从大到小的顺序为_______;其中原子半径最大的元素最外层电子云形状为_______。
(2)能证明碳元素与氧元素非金属强弱的事实是_______(选填编号)。
a.最高价氧化物水化物的酸性 b.两种元素的气态氢化物的沸点
c.CO2中元素的化合价 d.与H2反应的难易程度
(3)比较CO2与CS2两种晶体的熔沸点高低,并说明理由:_______
(4)该反应在常压、1000℃,2L的密闭容器中进行。根据表中数据,该反应的平衡常数表达式K=_______;若10min内金属钠减少了0.2mol,则CO2的平均反应速率为_______;
常压 | 熔点(℃) | 沸点(℃) |
钠 | 97.8 | 882.9 |
Na2CO3 | 851 | 1850分解 |
金刚石 | 3550 | …… |
石墨 | 3850 | 4250 |
(5)若在2L密闭容器中,常压、1000℃下,起始时n(CO2)/n(Na)=0.75,下列物理量能说明该反应已达到平衡状态的是_______
a.气体的平均摩尔质量不变
b.4v(Na)消耗=3v(CO2)生成
c.气体的密度不变
d.n(Na)/n(CO2)的比值不变
(6)金属钠和水、乙醇都能发生反应,相同条件下反应速率更大的是_______(填乙醇或水),原因是_______。