题目内容
【题目】将潮湿的Cl2通过甲装置后,再通过放有干燥红色布条的 乙装置,红色布条不褪色,则甲装置中所盛试剂可能是
①浓硫酸 ②饱和食盐水 ③水 ④NaOH溶液
A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ②③④
【答案】C
【解析】
将潮湿的Cl2通过甲装置后,再通过放有干燥红色布条的乙装置,红色布条不褪色,说明甲装置能吸收水或能和氯气反应.
①将潮湿的氯气通过浓硫酸时,浓硫酸有吸水性,导致氯气中不含水分,再通过放有干燥红色布条的乙装置,红色布条不褪色,故选;
②饱和NaCl溶液与氯气不反应,抑制氯气的溶解,但通过饱和食盐水时导致氯气中含有水分,所以红色布条会褪色,故不选;
③氯气通过水时导致氯气中含有水分,所以红色布条会褪色,故不选;
④氯气和氢氧化钠反应,将潮湿的氯气通过NaOH溶液后,再通过放有干燥红色布条的乙装置,红色布条不褪色,故选;
故选C。
【题目】氯苯是燃料、医药、有机合成的中间体,是重要的有机化工产品。实验室制取氯苯的装置如图所示(加热和固定仪器的装置略去)。回答下列问题:
(1)a和b仪器组合成制取氯气的装置,反应无需加热,则a装置中的固体反应物可以是________(填字母序号)。
A.MnO2 B.KMnO4 C.K2Cr2O7
(2)把氯气通入反应器d中(d装置有FeCl3和苯),加热维持反应温度40~60 ℃,温度过高会生成过多的二氯苯。对d加热的方法是______________________。
(3)装置c出口的气体成分有HCl、Cl2、水蒸气和_____。
(4)制取氯苯的化学方程式为_______________________ 。
(5)装置d中的反应完成后,工业上要进行水洗、碱洗及食盐干燥,才能蒸馏。
①碱洗之前要水洗,其目的是______________________________。
②用10%NaOH溶液碱洗时发生氧化还原反应的化学反应方程式为_____________________。
(6)生成的氯气中存在HCl、H2O等杂质气体,若需要增加一个装置除去水蒸气,请画出该装置图,并标明所用试剂________。
(7)工业生产中苯的流失情况如下表所示:
项目 | 二氯苯 | 氯化尾气 | 蒸气 | 成品 | 不确定苯耗 | 合计 |
苯流失量kg/t | 11.7 | 5.4 | 20.8 | 2.0 | 49.3 | 89.2 |
则10t苯可制得成品氯苯________t(列出计算式即可。氯苯和苯的相对分子质量分别是112.5和78)。
【题目】含氮化合物在工农业生产中都有重要应用。
(1)氮和肼(N2H4)是两种最常见的氮氢化物。
已知:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-541.8 kJ·mol-1,化学平衡常数为K1。N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534 kJ·mol-1,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1 L的恒容密闭容器中充入0.1 mol NO和0.3 mol CO,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烧烟气中的NO,装置如图所示。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____________________________________________。
【答案】 4NH3(g)+O2(g)2N2H4(g)+2H2O(g)ΔH=+526.2 kJ·mol-1 K1/K22 D 0.006 mol·L-1·min-1 80% 2HSO3-+2e-+2H+===S2O42-+2H2O 2NO+2S2O42-+2H2O===N2+4HSO3-
【解析】(1)①4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-541.8kJ/mol,化学平衡常数为K1。②N2H4(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534kJ/mol,化学平衡常数为K2。根据盖斯定律,将①-②×2得:4NH3(g)+O2(g) = 2N2H4(g)+2H2O(g) ΔH=(-541.8kJ/mol)-(-534kJ/mol)×2=+526.2kJ/mol,该反应的化学平衡常数K=,故答案为:4NH3(g)+O2(g) = 2N2H4(g)+2H2O(g) ΔH=+526.2kJ/mol; ;
(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。
①A.c(CO)=c(CO2),不表示浓度变化,不能判断是否为平衡状态,故A错误;B.反应中气体的质量不变,体积不变,容器中混合气体的密度始终不变,不能判断是否为平衡状态,故B错误;C.v(N2)正=2v(NO)逆表示,应该是2v(N2)正=v(NO)逆,才表示正逆反应速率相等,故C错误;D.该反应属于气体的物质的量发生变化的反应,容器中混合气体的平均摩尔质量不变时表示气体的物质的量不变, 说明是平衡状态,故D正确;故选D;
②根据容器内的压强(P)与起始压强(P0)的比值(P/P0)随时间(t)的变化曲线,0~5min内,=0.925,根据阿伏伽德罗定律及其推论, =0.925,平衡时 =0.90,
2NO(g)+ 2CO(g) N2(g)+2CO2(g)
起始(mol) 0.1 0.3 0 0
反应 2x 2x x 2x
5min及平衡 0.1-2x 0.3-2x x 2x
5min时,=0.925,解得x=0.03mol,v(N2)= = 0.006mol·L-1·min-1;平衡时,=0.90,解得x=0.04mol,NO的转化率=×100%=80%,故答案为:0.006 mol·L-1·min-1;80%;
(3)阴极发生还原反应,是亚硫酸氢根离子,得电子,生成硫代硫酸根离子,电极反应式为:2HSO3-+2e-+2H+═S2O42-+2H2O;硫代硫酸根离子与一氧化氮发生氧化还原反应,生成氮气,离子反应方程式为:2NO+2S2O42-+2H2O═N2+4HSO3-;故答案为:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O;2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-。
【题型】填空题
【结束】
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【题目】锂离子电池是目前具有最高比能量的二次电池。LiFePO4可极大地改善电池体系的安全性能,且具有资源丰富、循环寿命长、环境友好等特点,是锂离子电池正极材料的理想选择。生产LiFePO4的一种工艺流程如图:
已知:Ksp(FePO4·xH2O)=1.0×10-15,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。
(1)在合成磷酸铁时,步骤Ⅰ中pH的控制是关键。如果pH<1.9,Fe3+沉淀不完全,影响产量;如果pH>3.0,则可能存在的问题是________________。
(2)步骤Ⅱ中,洗涤是为了除去FePO4·xH2O表面附着的________等离子。
(3)取3组FePO4·xH2O样品,经过高温充分煅烧测其结晶水含量,实验数据如下表:
实验序号 | 1 | 2 | 3 |
固体失重质量分数 | 19.9% | 20.1% | 20.0% |
固体失重质量分数=×100%,则x=_______(精确至0.1)。
(4)步骤Ⅲ中研磨的作用是__________________________________。
(5)在步骤Ⅳ中生成了LiFePO4、CO2和H2O,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(6)H3PO4是三元酸,如图是常温下溶液中含磷微粒的物质的量分数(δ)随pH变化示意图。则PO第一步水解的水解常数K1的表达式为______,K1的数值最接近______(填字母)。
A.10-12.4 B.10-1.6 C.10-7.2 D.10-4.2
【题目】开发新型储氢材料是氢能源利用的重要研究方向之一。请回答以下问题:
(1)Ti(BH4)3是一种储氢材料,可由TiCl4和LiBH4反应制得。
①基态Ti3+的电子排布式为____________________;LiBH4中Li、B、H元素的电负性由大到小的排列顺序为_________________。
②另有一种含钛元素的新型材料,其理论结构模型如图所示,图中虚线框内碳原子的杂化轨道类型为____________。
(2)氨硼烷(NH3BH3)是优良的储氢材料,少量氨硼烷可以由硼烷(B2H6)和NH3合成。
①NH3BH3中是否存在配位键__________(填“是”或“否”);与NH3BH3互为等电子体的分子的化学式为__________。
②B、C、N与O元素的第一电离能由大到小的顺序为___________________。
③氨硼烷在高温下释放氢后生成的立方氮化硼晶体,具有类似金刚石的结构,硬度略小于金刚石。则立方氮化硼晶体可用作___________(选填下列字母序号)。
a.切削工具 b.钻探钻头 c.导电材料 d.耐磨材料
(3)一种有储氢功能的铜合金晶体具有面心立方最密堆积的结构,晶胞中Cu原子处于面心,Au原子处于顶点位置,氢原子可进入到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中。
①若将Cu原子与Au原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2的结构相似,该晶体储氢后的化学式为________________;
②铜与其它许多金属及其化合物都可以发生焰色反应,其原因是_______________。
(4)金属氢化物也是具有良好发展前景的储氢材料。某储氢材料是短周期金属元素R的氢化物。R的部分电离能如下表所示:
I1/KJ·mol-1 | I2/KJ·mol-1 | I3/KJ·mol-1 | I4/KJ·mol-1 | I5/KJ·mol-1 |
738 | 1451 | 7733 | 10540 | 13630 |
①该金属元素是___________(填元素符号)..
②若氢化物的晶胞结构如图所示(有4个H原子位于面上,其余H原子位于晶胞内),已知该晶体的密度为ρg·cm-3,则该晶胞的体积为__________cm3[用含ρ、NA的代数式表示(其中NA为阿伏加德罗常数的值)]。