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、目前人们对环境保护、新能源开发很重视。
(1)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体转化为无毒气体。
4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200 kJ·mol-1
对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图像正确的是 (填代号)。
(2)用活性炭还原法也可以处理氮氧化物,某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s) + 2NO(g) N2(g) + CO2(g) ΔH在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下:
时间/min 浓度/(mol/L) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.0 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
CO2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
①根据图表数据分析T1℃时,该反应在0-20min的平均反应速率v(CO2)= ;计算该反应的平衡常数K= 。
②30min后,只改变某一条件,根据上表的数据判断改变的条件可能是 (填字母代号)。
A.加入一定量的活性炭 B.通入一定量的NO
C.适当缩小容器的体积 D.加入合适的催化剂
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3,则达到新平衡时NO的转化率 (填“升高”或“降低”),ΔH 0(填“>”或“<”).
(3)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH= -l59.5kJ/mol
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH= +116.5kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0kJ/mol
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式 。
(4)一种氨燃料电池,使用的电解质溶液是2mol/L的KOH溶液。
电池反应为:4NH3+3O2=2N2+6H2O;
请写出通入a气体一极的电极反应式为 ;每消耗3.4g NH3转移电子的物质的量为 。
3、A、B、C、D、E代表5种元素。请填空:
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,其元素名称为_______。
(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同,B的元素符号为_______,C的元素符号为_______。
(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满,D的元素符号为_______,其基态原子的电子排布式为_______。
(4)E元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,E的元素符号为_______,其基态原子的电子排布式为_______。
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、开发利用核能可以减少对化石能源的依赖。UO2是一种常用的核燃料,其铀元素中需达到5%。该核燃料的一种制备流程如下:
(1)天然铀主要含99.3%和0.7%
,
和
互为_______。
(2)I中,将含有硫酸的UO2SO4溶液通入电解槽,如下图所示。
①A电极是_______(填“阴极”或“阳极”),其电极反应式是_______。
②U4+有较强的还原性。用质子交换膜隔开两极区溶液可以_______,从而提高U4+的产率。
(3)III中使用的F2可通过电解熔融KF、HF混合物制备,不能直接电解液态HF的理由是HF属于___化合物,液态HF几乎不电离。
(4)IV中利用了相对分子质量对气体物理性质的影响。铀的氟化物的熔沸点如下:
| UF4 | UF6 |
熔点/℃ | 1036 | 64(150kPa) |
沸点/℃ | 1417 | 56.5升华 |
①离心富集时,采用UF6的优点:
a.F只有一种核素,且能与U形成稳定的氟化物;
b._______。
②和
的相对分子质量之比约为_______(列出计算表达式)。
6、简要回答下列问题。
(1)金属钠通常保存在煤油中的原因是__________。
(2)氢气被称为理想“绿色能源”的原因是________。
(3)垃圾分类处理已成为新时尚。废电池必须集中回收处理的原因是___。
7、
早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由三种Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题:
(1)准晶是一种无平移周期序,但有严格准周期位置序的独特晶体,可通过_______________方法区分晶体、准晶体和非晶体。
(2)基态Fe原子有_________个未成对电子,Fe3+的电子排布式为_______________。可用硫氰化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为_______________。
(3)新制的Cu(OH)2可将乙醛(CH3CHO)氧化成乙酸,而自身还原成Cu2O。乙醛中碳原子的杂化轨道类型为____________,乙醛分子中各元素的电负性由大到小的顺序为_______________。乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是_____________________________。Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有4个氧原子,其余氧原子位于面心和顶点,则该晶胞中有___________个铜原子。
(4)Al单质为面心立方晶体,其晶胞参数a=0.405nm,晶胞中铝原子的配位数为__________。列式表示Al单质的密度_______________ g·cm-3。
8、X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的位置关系如右图所示,其中Z元素原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。
请回答下列问题:
(1)元素Z位于周期表中第_______周期,________族;
(2)这些元素的最高价氧化物对应的水化物中,水溶液酸性最强的是_______(写化学式);
(3)Y和Z组成的化合物的化学式为_______;
(4)W的单质和过量的X的氢化物可发生氧化还原反应,所得两种产物的电子式分别为____________、___________;
(5)W的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液不稳定,受热可分解,产物之一是黄绿色气体,且当有28 mol 电子转移时,共产生9 mol 气体,写出该反应的化学方程式___________。
9、随着社会经济的发展,人们生活水平的提高和对环境要求的加强,来源广泛的高氨氮废水(主要含有NH4+)处理越来越受到重视。对于高氨氮废水的处理有多种方法。
(1)吹脱法:
使用吹脱法时需要在①中加入碱,写出发生的离子反应方程式______________________。
(2)MAP沉淀法:
①使用化学沉淀剂处理高氨氮废水时,向高氨氮废水中投入含有Mg2+的物质和H3PO4,调节溶液pH,与NH4+反应生成MgNH4PO4(MAP)沉淀。为有效控制溶液PH,并考虑污水处理效果,则最好选用下列物质中_____。
A MgO B MgSO4 C MgCl2
②控制溶液PH的合理范围为____________________
③从溶解平衡角度解释PH过高或过低不易形成沉淀MAP的原因(已知PO43-在酸性较强条件下以HPO42-形式存在)_______________
(3)生物脱氮传统工艺:
①在有氧气的条件下,借助于好氧微生物(主要是好氧菌)的作用生成NO3-,写出反应的离子方程式_________________________。
②在无氧的酸性条件下,利用厌氧微生物(反硝化菌)的作用使NO3-与甲醇作用生成N2,达到净化水的目的。写出离子方程式____________________________。
10、硫脲[CS(NH2)2]是一种白 色晶体,易溶于水,受热发生异构化反应而生成硫氰化铵。用氰氨化钙(CaCN2)与硫氢化钙溶液反应制取硫脲的实验装置(夹持及加热装置省略)如图。
回答下列问题:
(1)上述装置的连接顺序为_______(按气流方向,用小写字母表示)。
(2)当装置C中出现_______现象时,关闭装置B中恒压滴液漏斗活塞;再打开装置C中分液漏斗活塞,加热至80℃时生成硫脲和一种碱,该反应的化学方程式为_______,控制温度为80℃的原因是_______。
(3)测定硫脲纯度的方法如下。
步骤1:称取mg产品,加水溶解配成1 L溶液。
步骤2:量取25.00 mL上述溶液注入碘量瓶中加入V1mLc1 mol·L-1 I2的标准溶液及适量的NaOH溶液(2NaOH+I2= NaIO+NaI+H2O),于暗处放置10 min。
步骤3:加水及适量的稀硫酸,摇匀。
步骤4:加入少量淀粉溶液,用c2 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定剩余的I2(I2+2 Na2S2O3=2NaI+ Na2S4O6) ,滴定至终点时消耗Na2S2O3溶液V2 mL。
①“步骤2”中NaIO氧化硫脲生成尿素、硫酸和碘化钠的离子方程式为_______。
②“步骤4”滴定终点时的现象是_______。
③产品中CS( NH2 )2的质量分数为_______。
11、联合生产是化学综合利用资源的有效方法。煅烧石灰石反应:,石灰石分解需要的能量由焦炭燃烧提供。将石灰石与焦炭按一定比例混合于石灰窑中,连续鼓入空气,使焦炭完全燃烧生成
,其热量有效利用率为50%。石灰窑中产生的富含
的窑气通入氨的氯化钠饱和溶液中,40%的
最终转化为纯碱。已知:焦炭的热值为
(假设焦炭不含杂质)。请回答:
(1)每完全分解石灰石(含
,杂质不参与反应),需要投料_______kg焦炭。
(2)每生产106kg纯碱,同时可获得_______(列式计算)。
12、CO2的转化和利用是实现碳中和的有效途径。其中CO2转换为CH3OH被认为是最可能利用的路径,该路径涉及反应如下:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.4kJ/mol
反应II:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2>0
请回答下列问题:
(1)若已知H2和CO的燃烧热,计算反应II的ΔH2,还需要的一个只与水有关的物理量为___________。
(2)在催化剂条件下,反应I的反应机理和相对能量变化如图1(吸附在催化剂表面上的粒子用*标注,TS为过渡态)。
完善该反应机理中相关的化学反应方程式:OH*+H2(g)=___________;以TS3为过渡态的反应,其正反应活化能为___________eV。
(3)在恒温恒压下,CO2和H2按体积比1:3分别在普通反应器(A)和分子筛膜催化反应器(B)中反应,测得相关数据如下表。
已知:①分子筛膜催化反应器(B)具有催化反应、分离出部分水蒸气的双重功能:
②CH3OH的选择性=
| 1.8MPa260°C | ||
CO2平衡转化率 | 甲醇的选择性 | 达到平衡时间(s) | |
普通反应器(A) | 25.0% | 80.0% | 10.0 |
分子筛膜催化反应器(B) | a>25.0% | 100.0% | 8.0 |
①在普通反应器(A)中,下列能作为反应(反应I和反应II)达到平衡状态的判据是___________(填标号)。
A.气体压强不再变化 B.气体的密度不再改变。
C.v正(CO2)=3v逆(H2) D.各物质浓度比不再改变
②平衡状态下,反应器(A)中,甲醇的选择性随温度升高而降低,可能的原因是___________;在反应器(B)中,CO2的平衡转化率明显高于反应器(A),可能的原因是:___________。
③若反应器(A)中初始时n(CO2)=1mol,反应I从开始到平衡态的平均反应速率v(CH3OH)=___________mol/s;反应II的化学平衡常数Kp(II)=___________(用最简的分数表示);
(4)近年来,有研究人员用CO2通过电催化生成CH3OH,实现CO2的回收利用,其工作原理如图2所示。请写出Cu电极上的电极反应式:___________。
13、二氧化钛是一种重要的白色颜料和瓷器釉料。实验室利用钛铁矿(含60.8%的)制备二氧化铁的流程如下:
已知:(i)氧化性(无色)
(紫色)
(ii)绿矾()在水中的溶解度如下表:
温度/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
溶解度/g | 15.7 | 20.5 | 26.5 | 32.9 | 40.2 | 48.6 |
回答下列问题:
(1)步骤①,焙炒钛铁矿使转化为
,所用的沙浴加热示意图如下,图中还缺少的玻璃仪器为___________(填仪器名称)。
(2)步骤②,为避免在热水中提前水解,焙炒产物需冷却后再转移至装有适量温水的烧杯,并留意水温上升不要超过60℃,“水温上升”的原因是___________。
(3)步骤③,浸出液中主要的阳离子为、
、
、
,在不断搅拌下向浸出液中缓慢加入___________(填试剂X名称)至溶液恰好变为紫色;紫色溶液经过___________(填实验操作),过滤、干燥,得到绿矾。
(4)步骤④,在沸水中水解为
,其化学方程式为___________;过滤后,先用热的稀硫酸洗涤沉淀,除去___________(填离子符号),判断该洗条已达到目的的实验方案是___________。
(5)步骤⑤,经煅烧得到1.56g,而实验所用钛铁矿的质量为10.0g,则产率=___________。