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、18-Ⅰ 乙酸香兰酯是用于调配奶油、冰淇淋的食用香精,其合成反应的化学方程式如下:
下列叙述正确的是(_____)
A.该反应属于取代反应
B.乙酸香兰酯的分子式为C10H8O4
C.FeCl3溶液可用于区别香兰素与乙酸香兰酯
D.乙酸香兰酯在足量NaOH溶液中水解得到乙酸和香兰素
18-Ⅱ用 A(CH2=CH2)和 D(HOOCCH=CHCH=CHCOOH)合成高分子P,其合成路线如下:
已知:①
②酯与醇可发生如下酯交换反应:
(1)B的名称为_________________,D中官能团的名称为_________________________。
(2)C的分子式是C2H6O2,反应②的试剂和反应条件是____________________________。
(3)F的结构简式是__________________________。
(4)反应⑥的化学方程式是____________________________________。
(5)G的一种同分异构体G'为甲酸酯、核磁共振氢谱有3种峰且1mol该有机物酸性条件下水解产物能与2 mol NaOH反应。G'的结构简式为___________________。
(6)以对苯二甲醇、甲醇为起始原料,选用必要的无机试剂合成G,写出合成路线(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)。___________________
3、硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合酸性溶液中反应回收S,其物质转化如图所示。
(1)在图示的转化中:Fe2+转化为Fe3+的离子方程式是_______;当有1molH2S转化为硫单质时,若保持溶液中Fe3+的物质的量不变,需要消耗O2的物质的量为_______。
(2)在温度一定和不补加溶液的条件下,缓慢通入混合气体,并充分搅拌。欲使生成的硫单质中不含CuS,可采取的措施是_______。
(3)H2S在高温下分解生成硫蒸汽和H2。若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图所示。则H2S在高温下分解反应的化学方程式为_______。
(4)H2S具有还原性。在酸性条件下,H2S和KMnO4反应生成S、MnSO4和其它产物,写出该反应的化学方程式_______。反应中被还原的元素是_______。
(5)从电离平衡角度,结合必要的化学用语说明Na2S溶液常温下pH>7的原因:_______。
(6)已知:Cu2++H2S=CuS↓+2H+;FeS+2H+=Fe2++H2S↑。比较H2S、CuS和FeS溶解或电离出S2-的能力:_______。
4、[化学——选修3:物质结构与性质]氢化铝钠(NaAlH4)是一种新型轻质储氢材料,掺入少量Ti的NaAlH4在150℃时释氢,在170℃、15.2MPa条件下又重复吸氢。NaAlH4可由AlCl3和NaH在适当条件下合成。NaAlH4的晶胞结构如右下图所示。
(1)基态Ti原子的价电子轨道表示式为 。
(2)NaH的熔点为800℃,不溶于有机溶剂。NaH属于 晶体,其电子式为 。
(3)AlCl3在178℃时升华,其蒸气的相对分子质量约为267,蒸气分子的结构式为 (标明配位键)。
(4)AlH4-中,Al的轨道杂化方式为 ;例举与AlH4-空间构型相同的两种离子 (填化学式)。
(5)NaAlH4晶体中,与Na+紧邻且等距的AlH4-有 个;NaAlH4晶体的密度为 g·cm-3(用含a的代数式表示)。若NaAlH4晶胞底心处的Na+被Li+取代,得到的晶体为 (填化学式)。
(6)NaAlH4的释氢机理为:每3个AlH4-中,有2个分别释放出3个H原子和1个Al原子,同时与该Al原子最近邻的Na原子转移到被释放的Al原子留下的空位,形成新的结构。这种结构变化由表面层扩展到整个晶体,从而释放出氢气。该释氢过程可用化学方程式表示为 。
5、甲醇(CH3OH)有很多用途。回答下列问题:
I.甲醇可用于制取甲醛(HCHO)。
(1)甲醇的沸点为64 ℃,甲醛的沸点为-21 ℃,甲醇的沸点较高的原因是__________。
(2)甲醇分子中采用sp3杂化的原子有____________(填元素符号);甲醛分子中σ键与π键之比为_____________。
II.直接甲醇燃料电池(DMFC)因其具有质量轻、体积小、结构简单、比能量密度高、低温操作等优点,DMFC阳极普遍采用以铂(Pt)为基础 的二元催化剂,如Pt-Cr合金等。
(3)基态Cr原子的未成对电子数为______________。
(4)与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是_______。(填元素符号)
(5)已知金属铂晶胞结构如右图所示。催化剂的XRD图谱分析认为:当铂中掺入Cr原子后,Cr替代了晶胞面心位置上的Pt,该催化剂的化学式为_______,晶体中与1个Pt原子相紧邻的Cr原子有_____个。
(6)若铂原子半径为r pm,铂摩尔质量为M g·mol-1,铂晶体的密度为ρ g·cm-3,则阿伏加德罗常数NA为_____mol-1(用有关字母列出计算式即可)。
6、高纯六水氯化锶晶体(SrCl2•6H2O)具有很高的经济价值,工业上用w kg难溶于水的的碳酸锶(SrCO3)为原料(含少量钡和铁的化合物等),共制备高纯六水氯化锶晶体(a kg)的过程为:
已知:Ⅰ.SrCl2•6H2O晶体在61℃时开始失去结晶水,100℃时失去全部结晶水.
Ⅱ.有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH表:
(1)操作①加快反应速率的措施有________________ (写一种)。操作①中盐酸能否改用硫酸,其理由是:
(2)酸性条件下,加入30% H2O2溶液,将Fe2+氧化成Fe3+,其离子方程式为________.
(3)在步骤②﹣③的过程中,将溶液的pH值由1调节至4时,宜用的试剂为________.
A.氨水 B.氢氧化锶粉末 C. 氢氧化钠 D.碳酸钠晶体
(4)操作③中所得滤渣的主要成分是________ (填化学式).
(5)工业上完成操作③常用的设备有:
A分馏塔 B 离心机 C 热交换器 D 反应釜
(6)工业上用热风吹干六水氯化锶,适宜的温度是____________
A.40~50℃ B.50~60℃ C.60~70℃ D.80℃以上.
(7)已知工业流程中锶的利用率为90%根据以上数据计算工业碳酸锶的纯度:
7、回答下列问题:
(1)乙醇的挥发性比水的强,原因是_______。
(2)金属氢化物是应用广泛的还原剂。KH的还原性比NaH的强,原因是_______。
8、环境问题正引起全社会的关注,用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染,对构建生态文明有着极为重要的意义。
(1)已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0,当反应器中按n(N2):n(H2)=1:3投料,分别在200℃、400℃、600℃下达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线如图。
①曲线a对应的温度是_________℃。
②上图中M、N、Q三点对应的平衡常数K(M)、K(N)、K(Q)的大小关系是_________________。
如果N点时c(NH3)=0.2 mol·L-1,则N点的化学平衡常数K=______(保留2位小数)。
(2)用NH3催化还原NO时包含以下反应:
反应I:4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(l) △H1
反应II: 2NO(g) +O2(g) 2NO 2(g) △H2
反应III:4NH3(g)+6NO2 (g) 5N2(g)+3O2(g) + 6H2O(l) △H3
△H1=________(用含△H2、△H3的式子表示)。
(3)SNCR-SCR是一种新兴的烟气脱硝技术(除去烟气中的NOx)。其流程如下:
该方法中反应的热化学方程式为:
4NH3(g)+4NO (g) + O2 (g)4N2(g)+ 6H2O(g) △H=-1646 kJ·mol -1
①在一定温度下,在密闭恒压的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是_______(填字母)。
a.4v逆(N2)=v正(O2)
b.混合气体的密度保持不变
c.c(N2):c(H2O):c(NH3)=4:6:4
d.单位时间内断裂12molN-H键的同时断裂12molO-H键
②如下图所示,反应温度会直接影响SNCR技术的脱硝效率。
SNCR技术脱硝的最佳温度选择925℃的理由是_____________________;SNCR与SCR技术相比,SNCR技术的反应温度较高,其原因是________________;但当烟气温度高于1000℃时,SNCR脱硝效率明显降低,其原因主要是_____________________。(用平衡移动原理解释)
9、铁和钴是两种重要的过渡元素。
(1)钴位于元素周期表中第____族,其基态原子中未成对电子的个数为______。
(2)[Fe(H2NCONH2)6](NO3)2的名称是三硝酸六尿家合铁(Ⅲ),是一种重要的配合物。该化合物中Fe2+的核外电子排布式为_____,尿素分子中C、N原子的杂化方式分别是____、____,其分子中σ键与π键的数目之比为____,所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是____.
(3)FeO晶体与NaCl晶体结构相似,比较FeO与NaCl的晶格能大小,还需要知道的数据是________。
(4)Co(NH3)5BrSO4可形成两种结构的钴的配合物,已知Co3+的配位数是6,为确定钴的配合物的结构,现对两种配合物进行如下实验:在第一种配合物溶液中加硝酸银溶液产生白色沉淀,在第二种配合物溶液中加入硝酸银溶液产生淡黄色沉淀.则第二种配合物的配体为____。
(5)奥氏体是碳溶解在γ-Fe中形成的一种间隙固溶体,无磁性,其晶胞如图所示,则该物质的化学式为______,若晶体密度为dg/cm3,则晶胞中最近的两个碳原子的距离为___pm (阿伏加德罗常数的值用NA表示,写出简化后的计算式即可)。
10、过氧化锶(SrO2)通常用作分析试剂、氧化剂、漂白剂等。制备反应原理为:Sr+O2SrO2。某兴趣小组利用下列装置在实验室中模拟制备过氧化锶。
(1)选择必要仪器组装制备过氧化锶(气流按从左到右的流向):____________(填字母)。
(2)该实验制备氧气的化学方程式为______________。
(3)连接好装置并进行实验,实验步骤如下,实验操作顺序为___________(填字母)。
①打开分液漏斗活塞,将水滴入烧瓶②在相应装置中装入药品③检查装置气密性④加热
⑤停止加热⑥关闭分液漏斗活塞
(4)利用反应Sr2++H2O2+2NH3+8H2O=SrO2·8H2O↓+2NH4+,制备过氧化锶的装置如下:
①X仪器的作用是_____________。
②氨气在该反应所起的作用是__________________。
③实验结束后,得到SrO2·8H2O的操作为_________________。
(5)设计实验证明SrO2的氧化性比FeCl3的氧化性强__________________。
11、硫单质及其化合物在化工生产、污水处理等领域应用广泛。
(1)煤制得的化工原料气中含有羰基硫(O=C=S),该物质可转化为H2S,主要反应如下:
已知反应中相关的化学键键能数据如下表:
①一定条件下,密闭容器中发生反应i,其中COS(g)的平衡转化率()与温度(T)的关系如图所示。则A、B、C三点对应的状态中,v(COS)=v(H2S)的是____________。(填标号)
②反应ii的正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图所示,其中表示逆反应的平衡常数(K逆)的是__________(填“A”或“B”)。T1℃时,向容积为10 L的恒容密闭容器中充入2 mol COS(g)和1 mol H2(g),发生反应ii,COS的平衡转化率为_____________。
(2)过二硫酸是一种强氧化性酸,其结构式为
①在Ag+催化作用下,S2O82-能与Mn2+在水溶液中发生反应生成SO42-和MnO4-,该反应的离子方程式为________________________。
②工业上可用惰性电极电解硫酸和硫酸铵混合溶液的方法制备过二硫酸铵。总反应的离子方程式为________________________________。
(3)NaHS可用于污水处理的沉淀剂。已知:25℃时,反应Hg2+(aq)+HS-(aq) HgS(s)+H+(aq)的平衡常数K=1.75×1038,H2S的电离平衡常数Ka1=1.0×10-7,Ka2=7.0×10-15。
①NaHS的电子式为____________________。②Ksp(HgS)=_____________________。
12、回收钴废料能有效缓解金属资源浪费、环境污染等问题。一种以含钴催化剂废料(主要含Co、Fe,还含有少量的CoO、FeO、Fe2O3、CaO、SiO2)制备氧化钴(Co2O3)的工艺流程如下图所示:
已知:①有关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Fe2+ | Fe3+ | Co2+ |
开始沉淀的pH | 7.5 | 2.2 | 6.7 |
完全沉淀的pH | 9.5 | 3.0 | 8.7 |
②在pH为4~6时,Fe3+水解生成含Fe(OH)3·nFe3+·(n-x) 胶粒的胶体;
③金属钴与铁具有相似的化学性质;
④氧化性:Co3+>ClO-。
回答下列问题:
(1)酸浸后,“滤渣”的主要成分有_______和_______(填化学式)。
(2)“除铁”时加入NaClO,主要反应的离子方程式为_______,再加入Na2CO3溶液调节pH,已知溶液pH对除铁率和钴回收率影响如图所示,则该步骤应控制pH范围为_______,图中钴回收率骤降的可能原因是_______。
(3)“滤液2”中主要溶质的常见用途为_______。
(4)“沉钴2”中加入(NH4)2C2O4使Co2+沉淀完全[c(Co2+)<10-5mol·L-1],控制的浓度不小于_______mol·L-1[已知:Ksp(CoC2O4)=6.3×10-8]
13、C2H4是现代工业的重要原料,工业上用CO2氧化C2H6制C2H4具有重要意义。
已知:CO2氧化C2H6制C2H4的主反应热化学方程式为:C2H6(g) + CO2(g)=C2H4(g) + CO(g) + H2O(g) ΔH=+177kJ·mol-1
(1)若主反应的反应历程分为如下两步:
I. C2H6(g)=C2H4(g) + H2(g) (快) ΔH1
II. CO2(g) + H2(g)= CO(g) + H2O(g) (慢) ΔH2=+42kJ·mol-1
则:①反应I的ΔH1 =_______ kJ ·mol-1。
②已知:ΔG=ΔH- T·ΔS。当ΔG>0,反应非自发;当ΔG<0,反应自发。若反应I的ΔS=+120J·K-1·mol-1,反应I自发进行的最低温度T=_______K。
③相比于提高c(C2H6) ,提高c(CO2)对主反应总速率影响更大,其原因是_______。
(2)某催化剂催化主反应的过程中,在催化剂表面发生了一系列反应:
①CH3- CH3→CH3- CH2·+ H++e-,
②CH3-CH2·→CH2=CH2+H++e-,
③CO2+e-→,
④+ H+→·COOH,
⑤_______,
则:自由基CH3-CH2·的电子式为_______ ,⑤的反应式为_______。
(3)在C2H6与CO2反应制C2H4的过程中,还会发生副反应:C2H6(g)+ 2CO2(g) = 4CO(g)+ 3H2(g) ΔH> 0
①其他条件相同时, lmol C2H6与lmol CO2经相同反应时间测得如表实验数据:
实验 | 温度/K | 催化剂 | C2H4的产率% |
实验1 | 400 | 催化剂1 | 55.0 |
400 | 催化剂2 | 62.3 | |
实验2 | 500 | 催化剂1 | 68.5 |
500 | 催化剂2 | 80.1 |
在催化剂相同时,温度越高C2H4产率更高的原因是_______ ; 相同温度时,催化剂2催化下C2H4产率更高的原因是_______。
②在容器体积为1.0L,充入2 mol C2H6和3 mol CO2同时发生主、副反应,乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性与温度、压强的关系如图所示。则:判断P1>P2的理由是 _______;M点主反应的平衡常数为_______(结果保留2 位有效数字)。