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、(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__________。
3、氮的化合物既是一种资源,也会给环境造成危害。
I.氨气是一种重要的化工原料。
(1)NH3与CO2在120°C,催化剂作用下反应生成尿素:CO2(g)+2NH3(g)(NH2)2CO(s)+H2O(g),ΔH= -x KJ/mol (x>0),其他相关数据如表:
物质 | NH3(g) | CO2(g) | CO(NH2)2(s) | H2O(g) |
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/KJ | a | b | z | d |
则表中z(用x a b d表示)的大小为________。
(2)120℃时,在2L密闭反应容器中充入3mol CO2与NH3的混合气体,混合气体中NH3的体积分数随反应时间变化关系如图所示,该反应到达平衡时CO2的平均反应速率为_____, 此温度时的平衡常数为_____。
下列能使正反应的化学反应速率加快的措施有___________.
① 及时分离出尿素 ② 升高温度 ③ 向密闭定容容器中再充入CO2 ④ 降低温度
Ⅱ.氮的氧化物会污染环境。目前,硝酸厂尾气治理可采用NH3与于NO在催化剂存在的条件下作用,将污染物转化为无污染的物质。某研究小组拟验证NO能被氨气还原并计算其转化率(已知浓硫酸在常温下不氧化NO气体)。
(l)写出装置⑤中反应的化学方程式_________。
(2)装置①和装置②如下图,仪器A的名称为_____,其中盛放的药品名称为_______。
装置②中,先在试管中加入2-3 粒石灰石,注入适量稀硝酸,反应一段时间后,再塞上带有细铜丝的胶塞进行后续反应,加入石灰石的作用是________。
(3)装置⑥中,小段玻璃管的作用是______;装置⑦的作用是除去NO, NO与FeSO4溶液反应形成棕色[Fe(NO)]SO4溶液,同时装置⑦还用来检验氨气是否除尽,若氨气未除尽,可观察到的实验现象是_________。
4、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)
5、(1)氢键是微粒间的一种常见作用力,如存在于醋酸分子间()和硝酸分子内(
)等。已知邻氨基苯甲醛(
)的熔点为39℃,对氨基苯甲醛(
)的熔点为71℃,请说明对氨基苯甲醛的熔点比邻氨基苯甲醛高的原因___。
(2)请用一个化学方程式并结合适当的文字说明HClO、H2CO3和HCO酸性的强弱___。
6、我国科学家成功用二氧化碳人工合成淀粉,其中第一步是利用二氧化碳催化加氢制甲醇。
(1)在标准状态下,由最稳定的单质生成单位物质的量的某纯物质的焓变称为该物质的标准摩尔生成焓()。几种物质的标准摩尔生成焓如下:
物质 | CO2(g) | H2O(g) | CH3OH(g) |
| -393.5 | - 241. 8 | - 205. 0 |
①由表中数据推测,H2O(l)的_____________ (填“>”“<”或“=”)-241.8kJ·mol-1。
②CO2(g)与H2(g)反应生成CH3OH(g)与H2O(g)的热化学方程式为________________。
(2)在CO2(g)加氢合成CH3OH的体系中,同时发生以下反应:
反应i CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1<0
反应ii CO2(g) + H2(g)CO(g) +H2O(g) ΔH2>0
①一定条件下使CO2、H2混合气体通过反应器,测得220°C时反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比为n(CH3OH):n(CO2):n(CO)=1:7.20:0.11,则该温度下CO2转化率= __________× 100%(列出计算式即可)。
②其他条件相同时,反应温度对CO2的转化率的影响如图所示,实验中反应均未达到化学平衡状态的依据是_________________________;温度高于260°C时,CO2平衡转化率变化的原因是_________________。
③其他条件相同时,反应温度对CH3OH的选择性[CH3OH的选择性=×100%]的影响如图所示。温度相同时CH3OH选择性的实验值略高于其平衡值,从化学反应速率的角度解释其原因是______________。
④温度T时,在容积不变的密闭容器中充入0.5 mol CO2(g)和1. 0 mol H2(g),起始压强为pkPa,10min达平衡时生成0. 3 mol H2O(g) ,测得压强为pkPa。若反应速率用单位时间内分压变化表示,则10min内生成CH3OH的反应速率v(CH3OH)为________kPa·min -1;反应I的平衡常数Kp=____________(写出Kp的计算式)。
7、硅烷(SinH2n+2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示,呈现这种变化关系的原因是______。
8、已知0.1mol·L-1的NaHSO4溶液中H+浓度为0.1mol·L-1,请回答下列问题:
(1)写出NaHSO4在水溶液中的电离方程式:___________________;
(2)NaHSO4属于“酸”、“碱”、“盐”中的____________,理由是____________________;
(3)①若将NaHSO4与Ba(OH)2在溶液中按照物质的量之比为2∶1混合,反应的化学方程式为______________________;
②若将NaHSO4与Ba(OH)2在溶液中按照物质的量之比为1∶1混合,化学方程式为___________________________。
9、高炉炼铁是重要的工业过程,冶炼过程中涉及如下反应:
①FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ΔH1 =-11kJ/mol
②FeO(s)+C(s) Fe(s)+CO(g) ΔH2=+161.5kJ/mol
③C(s)+CO2(g) 2CO(g)
(1)反应③的ΔH=___________kJ/mol。
(2)在恒温恒容密闭容器中投入足量石墨与CO2进行反应③,可判定其达到平衡的条件有___________(填序号)。
A.容器总压保持不变
B.石墨断开3mol碳碳σ键的同时,CO断开2mol碳氧三键
C.CO的体积分数保持不变
D.保持不变
(3)反应②的压力平衡常数表达式Kp2=___________。
(4)恒容密闭容器中加入足量C、FeO,进行上述反应。改变温度,测得平衡时容器总压的对数lg(p总/kPa)、各气体的物质的量分数x(CO)、x(CO2)的变化如图所示:
①x( CO)对应的曲线是___________(填序号),判断依据是___________。
②在1200℃下进行上述反应,平衡时CO2分压为___________kPa,反应①在此温度下的压力平衡常数Kp1 =___________。
(5)高炉炼铁过程中会生成“渗碳体”Fe3C (相对分子质量为M),晶胞为长方体 (如图),晶胞参数为a pm, b pm, c pm,阿佛伽德罗常数为NA,则其密度为___________g/cm3(用含M、a、b、c、NA的式子表示)。
10、市售的高锰酸钾常含有少量杂质。KMnO4是强氧化剂,在水溶液中能自行分解,其分解反应为:4KMnO4+2H2O=4MnO2↓+4KOH+3O2↑,分解速率随溶液的pH而变化,反应原理为4+12H+=4Mn2++5O2↑+6H2O。在中性溶液中分解很慢,但Mn2+和MnO2能加速KMnO4的分解,见光则分解更快。
I.KMnO4溶液的配制
称取1.600gKMnO4溶于盛有500mL水的烧杯中,加热煮沸20-30min,并在水浴上保温1h,冷却后过滤,储存于洁净试剂瓶中。
II.KMnO4溶液的标定(标定:使用标准物测出某溶液的精确浓度的过程)
准确称取Na2C2O40.200g置于250mL锥形瓶中,加入蒸馏水40mL及3.000mol·L-1硫酸溶液10mL,加热至75-85℃(不可煮沸)立即用待标定的KMnO4溶液滴定。开始滴定时反应速率慢,应逐滴加入,当加入第一滴KMnO4溶液颜色褪去后再加入第二滴,待溶液中产生Mn2+后,滴定速度可加快。达滴定终点,记录消耗KMnO4溶液的体积。平行测定3次,体积的平均值为29.85mL。
回答下列问题:
(1)滴定时使用___式滴定管。
(2)为延长储存时间,配制的KMnO4溶液应呈_性,且存放方法是__。配制过程中,加热煮沸且冷却后过滤的目的是__。
(3)用离子方程式表示标定反应的反应原理____。
(4)开始滴定时滴加KMnO4溶液的速度不宜太快,原因是__,否则会导致测定结果__(填“偏高”或“偏低”)。
(5)达滴定终点的判定依据是____。
(6)经计算,所配制的KMnO4溶液的物质的量浓度为___(保留一位有效数字)。
11、实验室利用铜屑、硝酸和硫酸的混酸为原料制备硫酸铜晶体。结合具体操作过程回答下列问题。
(1)配制混酸:将3 mol/L的硫酸(密度1.180g/cm3)与15mol/L的浓硝酸(密度1.400 g/cm3)按体积比5:1混合后冷却。
①计算混酸中硫酸的质量分数为__________;
②取1g混酸,用水稀释至20.00mL,用0.5mol/L烧碱进行滴定,消耗标准烧碱溶液的体积为__________mL。
(2)灼烧废铜屑:称量一定质量表面含油污的纯铜屑(铜含量为99.84%),置于坩埚中灼烧,将油污充分氧化后除去,直至铜屑表面均呈黑色。冷却后称量,固体质量比灼烧前增加了3.2 %,
①固体中氧元素的质量分数为__________(保留3位小数);
②固体中铜与氧化铜的物质的量之比为___________。
(3)溶解:称取2.064g固体,慢慢分批加入一定质量的混酸,恰好完全反应。列式计算产生NO气体体积在标准状况下的体积(设硝酸的还原产物只有NO)。______________
(4)结晶:将反应后的溶液水浴加热浓缩后冷却结晶,析出胆矾晶体。
①计算反应后溶液中CuSO4的物质的量是__________;
②若最终得到胆矾晶体质量为6.400g,胆矾的产率为_________。(精确到1%)
12、碳中和目标背景下,我国加快低碳技术的发展和应用推广,其中二氧化碳碳捕集、利用与封存技术已经成为近期化学研究的热点,回答下列问题:
(1)已知常温常压下下列反应的能量变化如图所示:
写出由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式:_______。
(2)CO2催化加氢制取甲醇,反应如下:
主反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H1=-49.5kJ·mol-1
副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ·mol-1
①在一定条件下,向某1L恒容密闭容器中充入1molCO2和amolH2发生主反应。图中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系的是曲线_______(填“m”或“n”),判断依据是_______。
②副反应的反应速率v=v正-v逆=k正c(CO2)·c(H2)k逆cm(CO)·cn(H2O),其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。该反应的平衡常数K=,则m=_______,升高温度时k正-k逆_______(填“增大”减小”或“不变”)。
③在一定温度下,①中的起始总压强为21.2MPa。实验测得CO2的平衡转化率和平衡时CH3OH的选择性随温度变化如图所示:
已知:CH3OH的选择性=×100%。图中表示平衡时CH3OH的选择性的曲线为_______(填“X”或“Y”),温度高于280°C时,曲线Y随温度升高而升高的原因是_______。240°C时,反应20min容器内达平衡状态,副反应的K
,初始充入H2的物质的量a=_______mol,主反应的平衡常数Kp=_______(MPa)-2(①用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数;②计算结果保留1位小数)。
13、1868年门捷列夫发现元素周期律,距今已有153年。他预言了很多未知元素,锗是其中一种,工业上用精硫锗矿(主要成分为GeS2,其中Ge化合价为+4)制取高纯度锗,其工艺流程如图所示。请回答:
(1)粉碎精硫锗矿的目的__。800℃,使精硫锗矿在N2氛围中升华的原因__。
(2)写出825℃,NH3还原GeS2的化学反应方程式___。
(3)酸浸时温度不能过高的原因__;酸浸后得到粗GeO2的操作为__。
(4)GeCl4易水解生成GeO2·nH2O,此过程化学方程式为__。
(5)GeO2是锗酸(H2GeO3)的酸酐,请判断25℃时0.1mol·L-1NaHGeO3溶液pH__(填“>”、“=”或“<”)7,(已知25℃时,H2GeO3的Ka1=1.7×10-9,Ka2=1.9×10-13)。GeO2与碱反应可生成锗酸盐,其中CaGeO3是一种难溶电解质,一定温度下,CaGeO3在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法正确的是___(填序号)。
A.n点与p点对应的Ksp相等
B.q点无CaGeO3沉淀生成
C.通过蒸发可以使溶液由q点变到p点
D.加入Na2GeO3可以使溶液由n点变到m点