1、Na、Al、Fe、Cu是中学化学中重要的金属元素。它们的单质及其化合物之间有很多转化关系。下表所列物质不能按如图(“→”表示一步完成)关系相互转化的是
选项 | A | B | C | D | |
a | Na | Al | Fe | Cu | |
b | NaOH | Al2O3 | FeCl3 | CuO | |
c | NaCl | Al(OH)3 | FeCl2 | CuCl2 |
A.A
B.B
C.C
D.D
2、烟气(主要污染物SO2、NOX)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收,可减少烟气中的SO2、NOx的含量。
(1)T℃时,利用测压法在刚性反应器中,投入一定量的NO2发生反应3NO2(g)3NO(g)+O3(g)△H>0体系的总压强p随时间t的变化如下表所示:
反应时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
压强/MPa | 20.00 | 21.38 | 22.30 | 23.00 | 23.58 | 24.00 | 24.00 |
①若降低反应温度,则平衡后体系压强p___________24.00MPa(填“>”、“<”或“=”)。
②15min时,反应物的转化率α=___________。
③T℃时反应3NO2(g)3NO(g)+O3(g)的平衡常数的值Kp=___________(Kp为以分压表示的平衡常数,分压等于总压乘以该气体的物质的量分数)
(2)T℃时,在体积为2L的密闭刚性容器中,投入2molNO2发生反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g) △H>0,实验测得:v正=k正c2(NO2),v逆=k逆c2(NO)·c(O2),k正、k逆为速率常数,受温度影响。在温度为T℃时NO2的转化率随时间变化的结果如图所示(反应在5.5min时达到平衡):
①在体积不变的刚性容器中,投入固定量的NO2发生反应,要提高NO2转化率,可采取的措施是___________、___________。
②由图中数据,求出该反应的平衡常数为___________。
③计算A点处=___________(保留1位小数)。
3、以菱铁矿(主要成分是碳酸亚铁,化学式: FeCO3)为原料制取铁的流程如图:
(1)“氧化”和“沉淀”是将“浸取”过程中产生的 Fe2+转化为Fe(OH)3沉淀, 则操作①的名称为______(填“蒸发”或“过滤”),所用到主要玻璃仪器有_____ 。
(2)写出“沉淀” 过程中发生反应的离子方程式:__________ 。
4、阅读短文回答问题:
制备烯烃新方法
我国是烯烃消费大国,传统制备烯烃的原料主要是石油,使烯烃的生产成本居高不下。二十世纪初,科学家提出煤经水煤气变换生产烯烃的路线,但过程中会产生大量的副产物,还需要消耗大量的水。2016年中国科学家用纳米催化的基本原理,开发出一种过渡金属氧化物和有序孔道分子筛复合催化剂,成功实现了煤基合成气一步法高效生产烯烃。该过程完全避免了水分子参与,从源头回答了李克强总理提出的“能不能不用水或者少用水进行煤化工”的诘问。此研究成果被产业界同行誉为“煤转化领域里程碑式的重大突破”。
请依据以上短文,判断下列说法是否正确(填“对”或“错”)。
(1)石油和煤都是不可再生能源。_________
(2)以石油或煤为原料可生产烯烃。_________
(3)煤经水煤气变换生产烯烃的过程高效节水。_________
(4)我国科学家研究的煤基合成气一步法生产烯烃能大大提高其生产效率。_________
5、为了净化汽车尾气,目前工业上采用CO与NO在催化剂的作用下反应转化为无害气体的工艺:2CO(g) + 2NO(g)⇌2CO2(g) +N2(g)。某实验小组在实验室进行模拟实验,250℃条件下,在5 L恒容密闭容器内通入等物质的量的CO和NO,测得n(CO)随时间的变化情况如表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(CO)/mol | 0.40 | 0.35 | 0.31 | 0.30 | 0. 30 | 0.30 |
回答下列问题:
(1)0~2 s内用N2表示的反应速率是________。
(2)平衡时CO2的物质的量浓度为________。
(3)能说明反应已达到平衡状态的是________(填标号)。
A.n(CO2)=n(NO) B. n(CO2)=n(CO) C.逆(CO)=
正(CO)
6、(1)下列关于充电电池、干电池的叙述合理的是___。
①干电池可以实现化学能向电能的转化和电能向化学能的转化
②锌锰干电池长时间连续使用时内装糊状物可能流出腐蚀电器
③充电电池可以无限制地反复放电、充电
④充电是使放电时的氧化还原反应逆向进行
(2)铅蓄电池中,正极材料为PbO2,负极材料为Pb,放电时其负极反应式为___。
(3)原电池在NaOH溶液介质中,铝为负极,其负极反应式为__。
(4)航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和无污染等优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种,它们放电时的电池总反应式都为2H2+O2=2H2O。
①酸式氢氧燃料电池的电解质溶液是稀硫酸,其负极反应式为2H2-4e-=4H+,则其正极反应式为____。
②碱式氢氧燃料电池的电解质溶液是KOH溶液,则其负极反应式为___。
7、有机物种类繁多,请以你对有机物的认识填空:
(1)下列几组物质中,互为同位素的是__,互为同素异形体的是__,互为同系物的是___,互为同分异构体的是___。
①O2和O3;②35Cl和37Cl;③CH3CH3和CH3CH2CH3;④和
;⑤CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3;⑥
和
;⑦
和CH3(CH2)3CH3;
(2)下列各烷烃的沸点由高到低的顺序为___(用字母表示)
A.正戊烷 B.异戊烷 C.CH3(CH2)2CH3 D.新戊烷 E.C3H8
(3)聚乙烯可用于制造食品包装袋,由乙烯制备聚乙烯的化学方程式为___。
(4)丙烯中处于同一平面的原子最多有___个,丙烯使溴水褪色,其化学方程式为___,该反应的类型是___。
(5)1mol某烷烃完全燃烧时消耗氧气的物质的量为11mol,其化学式为___,其结构中含有3个-CH3的结构简式分别为:___。
8、(Ι)300 ℃时,将2mol A和2mol B两种气体混合于2 L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)⇌2 C(g)+2D(g) ΔH,2min末达到平衡,生成0.8mol D。
(1)300℃时,该反应的平衡常数表达式为K=________,已知K300℃<K350℃,则ΔH____0(填“>”或“<”)。
(2)在2min末时,B的平衡浓度为________。
(3)若温度不变,缩小容器容积,则A的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(Ⅱ)硫酸的消费量是衡量一个国家化工生产水平的重要标志。而在硫酸的生产中,最关键的一步反应为:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。
(1)一定条件下,SO2与O2反应10min后,若SO2和SO3物质的量浓度分别为1mol/L和3mol/L,则10min生成SO3的化学反应速率为______。
(2)下列关于该反应的说法正确的是______。
A.增加O2的浓度能加快反应速率 B.降低体系温度能加快反应速率
C.使用催化剂能加快反应速率 D.一定条件下达到反应限度时SO2全部转化为SO3
(3)工业制硫酸,用过量的氨水对SO2尾气处理,请写出相关的离子方程式:_________。
9、铜与浓硫酸发生反应的化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4 +SO2↑+2 H2O,其中硫元素的化合价_______(填“ 升高”或“降低”),被______ (填“氧化”或“还原”);在该反应中,若生成了标准状况下11.2 L SO2,则消耗了______mol Cu,反应产生的气体通入品红溶液中的现象是____________。
10、请利用反应Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+设计一个化学电池,并回答下列问题:
(1)该电池的负极材料是___________,电解质溶液是__________。
(2)在外电路中,电流方向是________________。
(3)正极的产物是_______________,负极上出现的现象是__________。
11、有一稀硝酸和稀硫酸的混合溶液10mL,其中硝酸和稀硫酸的浓度分别为2molL−1和4molL−1,向其中加入过量的铁粉(设反应中HNO3的还原产物只有NO)充分反应。
(1)用两个离子方程式表示整个反应过程___________,____________。
(2)可产生标准状况下气体的体积为________mL。
12、某校化学兴趣小组,通过下列装置探究Na2CO3和NaHCO3的热稳定性,设计如图的探究方案,请你参与并完成该探究方案。
(1)提出假设:Na2CO3或NaHCO3加热分解时可能有CO2生成。
(1)设计实验:①利用如图装置分别对一定量的Na2CO3和NaHCO3进行加热;②为了检验CO2的生成,试管B中应加入的物质是___(填“澄清的石灰水”或“NaOH溶液”)。
(2)现象与结论:同学们发现只有在加热NaHCO3时,试管B中才有气泡产生且有___沉淀生成(填沉淀的颜色)。
(3)说明Na2CO3和NaHCO3的热稳定性是:Na2CO3___NaHCO3(填“>”或“<”)。
13、已知反应:5KI+KIO3+3H2O=3I2+6KOH。其中,还原剂是____________(填化学式)。若反应中消耗1molKIO3,则生成I2____________mol,转移电子的物质的量为____________mol。
14、氮化硅(Si3N4)是一种重要的结构陶瓷材料,属于新型功能性陶瓷产品,它的硬度大、熔点高、化学性质稳定,工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃时反应获得。
(1)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强,除氢氟酸外,它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式:_________。
(2)现用四氧化硅和氮气在氢气气氛保护下,加强热发生反应,可得较高纯度的氮化硅及氯化氢,反应的化学方程式为____。
(3)沸石是一种含结晶水的、具有多孔结构的铝硅酸盐,化学式为Na2[Al2Si3O10(H2O)2],若以氧化物形式可表示为_________。
15、甲烷是一种重要的化工原料,在生产中有着重要的应用。
I.工业上以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇:
①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+206.0kJ•mol-1
②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-129.0kJ•mol-1
(1)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为___________。
(2)1932年,美国理论化学家亨利·艾琳等人在统计力学和量子力学的基础上建立了过渡态理论,认为催化剂主要是通过改变过渡态物质而降低了活化能。对于反应②,在使用和未使用催化剂时,反应过程和能量的对应关系如图1所示。使用了催化剂的曲线是___________(填“a”或“b”);断裂反应物中的化学键吸收的总能量___________(填“>”、“<”或“=”)形成生成物中的化学键释放的总能量。
II.甲烷还可以制作燃料电池。如图2是甲烷燃料电池原理示意图,回答下列问题:
已知:总反应为CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O
(3)该装置的能量转换形式是___________。
(4)电池的负极是___________(填“a”或“b”),该极的电极反应是 ___________。
(5)电池工作一段时间后电解质溶液的碱性___________(填“增强”、“减弱”或“不变”)。
(6)标准状况下,消耗3.36L甲烷,电路中转移的电子数目为___________。