在标准状况下的四种气体:① 11.2 L H 2 ② 0.25 mol H 2 S (g) ③ 36.5 g
HCl (g) ④ 6.8 g NH3。其中
质量由大到小的顺序是(以下均填序号) ________;
各物质所含原子数由多到少的顺序为________;
其体积由大到小的顺序为 ________;
气体密度由大到小的顺序为 ________。
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现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg3N2)。已知实验中可能会发生下列反应:
①2Mg+O22MgO; ②3Mg+N2 Mg3N2;
③2Mg+CO22MgO+C; ④Mg+H2OMgO+H2↑;
⑤Mg3N2 +6H2O =3Mg(OH)2↓+2NH3↑
可供选择的装置和药品如上图所示(镁粉、还原铁粉均已干燥,装置内所发生的反应是
完全的,整套装置的末端与干燥管相连)。回答下列问题
(1)在设计实验方案时,除装置A、E外,还应选择的装置(填字母代号)________。
(2)连接并检查实验装置的气密性。实验开始时,打开自来水的开关,将空气从5升的
储气瓶压入反应装置,则气流流经导管的顺序是(填字母代号)。
(3)通气后,如果同时点燃A、F装置的酒精灯,对实验结果有何影响?________
________,原因是________。
(4)请设计一个实验,验证产物是氮化镁:________。
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某研究性学习小组为证明在同温同压下,相同浓度、
相同体积酸性不同的两种二元酸与足量镁带反应时,生成
氢气的体积相同而反应速率不同,同时测定实验室条件下
的气体摩尔体积.设计的简易实验装置如图所示.该实验的
主要操作步骤如下:
Ⅰ.①配制浓度均为0.5 mol/L 的H2SO4和H2C2O4溶液。
②用 量取10.00 mL 0.5 mol/L H2SO4和H2C2O4溶液分别于两个锥形瓶中.
③分别称取除去表面氧化膜的镁带并系于铜丝末端。
④检查装置的气密性,在广口瓶中装满水,按图连接好装置。
⑤将铜丝向下移动,使足量镁带浸入酸中(铜丝不与酸接触)至反应完全后,记
录 。
⑥反应结束后,读取量筒内水的体积为 y mL。
Ⅱ.请将上述步骤补充完整并回答下列问题:
(1)用密度为1.84 g/cm3 98%的浓H2SO4,配制浓度为250 mL 0.5 mol/L的H2SO4溶液,所需要的主要仪器有 、 、烧杯、玻璃棒、酸式滴定管。
(2)以下是读取量筒内水的体积时,必须包括的几个步骤:①使乙、丙中液面相平;②将装置冷却至室温;③读取量筒内水的体积.这三步操作的正确顺序是 。
(3)读取量筒内水的体积时,若丙中液面高于乙中液面,使乙、丙中液面相平的操作是 。
(4)简述速率不等的原因 ,
铜丝不与酸接触的原因 。
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(共16分)Ⅰ.CO和H2作为重要的燃料和化工原料,有着十分广泛的应用。
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1= -393.5 kJ·mol-1
C(s)+H2O(g)= CO(g)+H2(g) △H2= +131.3 kJ·mol-1
则反应CO(g)+H2(g)+O2(g)=H2O(g)+CO2(g)△H= kJ·mol-1。
(2)利用反应CO(g) +H2(g)+O2(g) = CO2(g) +H2O(g)设计而成的MCFS燃料电池是用水煤气(CO和H2物质的量之比为1:1)作负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔点混合物做电解质的一种新型电池。现以该燃料电池为电源,以石墨作电极电解饱和NaCl溶液,反应装置以及现象如图所示。则有:
①燃料电池即电源的N极的电极反应式为 _______________________ ;
②已知饱和食盐水的体积为1 L,一段时间后,测得左侧试管中气体体积为11.2 mL(标准状况),若电解前后溶液的体积变化忽略不计,而且电解后将溶液混合均匀,则此时溶液的pH为 。
Ⅱ.CO和NO是汽车尾气的主要污染物。消除汽车尾气的反应式之一为:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。请回答下列问题:
(3)一定温度下,在一体积为VL的密闭容器中充人一定量的NO和CO时,反应进行到t时刻时达到平衡状态,此时n(CO)=amol、n(N0)=2amol、n(N2)=bmol,且N2占平衡混合气体总体积的1/4。
①该反应的平衡常数K= (用只含a、V的式子表示)
②判断该反应达到平衡的标志是____(填序号)
A.v(CO2)生成=v(CO)消耗
B.混合气体的平均相对分子质量不再改变
C.混合气体的密度不再改变
D.NO、CO、N2、CO2的物质的量浓度均不再变化
(4)在一定温度下,将2.0molNO、2.4molCO通入固定容积2L的密闭中,反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示,则:
①有害气体NO的转化率是 ,0~15minCO2的平均反应速率v(CO2)=____(保留小数点后三位)
②20min时,若改变反应条件,导致CO浓度减小,则改变的条件是 。(填序号)。
A.增加CO的量 B.加入催化剂
C.减小CO2的量 D.扩大容器体积
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(共15分)不饱和酯类化合物在药物、涂料等领域应用广泛。
(1)下列关于化合物I的说法,正确的是
A.可能发生酯化反应和银镜反应
B.1mol化合物I最多与2molNaOH反应
C.与FeCl3溶液能显紫色
D.能与溴发生取代和加成反应
(2)下面反应是一种由烯烃直接制备不饱和酯的新方法
①化合物II的分子式为 。
②1mol化合物II能与 molH2恰好反应生成饱和烃类化合物。
③化合物Ⅲ与足量的NaOH溶液共热的化学方程式为 ;反应类型:
(3)3﹣对甲苯丙烯酸甲酯(E)是一种用于合成抗血栓药的中间体,其合成路线如下:
已知:HCHO+CH3CHOCH2=CHCHO+H2O
①A中官能团的名称为 。D中含氧官能团的名称为 。
②E的结构简式为 。
③试剂C可选用下列中的
a、溴水 b、银氨溶液
c、酸性KMnO4溶液 d、新制Cu(OH)2悬浊液
④B在一定条件下可以生成高聚物F,该反应的化学方程式为 _________ 。
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(14分)我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值,但出土的青铜器大多受到环境腐蚀,故对其进行修复和防护具有重要意义。
(1)原子序数为29的铜元素位于元素周期表中第 周期。
(2)某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119g、20.7g,则该青铜器中Sn和Pb原子的数目之比为 。
(3)研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用,下列叙述正确的是 。
A.降低了反应的活化能 B.增大了反应的速率
C.降低了反应的焓变 D.增大了反应的平衡常数
(4)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。如将糊状Ag2O涂在被腐蚀部位,Ag2O与有害组分CuCl发生复分解反应,该化学方程式为 。
(5)下图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图。
①腐蚀过程中,负极是 (填图中字母“a”或“b”或“c”);
②环境中的Cl-扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈u2(OH)3Cl,其离子方程式为 ;
③若生成4.29 g Cu2(OH)3Cl,则理论上耗氧体积为 L(标准状况)。
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【化学——选修2:化学与技术】(15分)
煤是重要的能源,也是生产化工产品的重要原料。试用所学知识,解答下列问题:
(1)煤的转化技术通常包括煤的气化技术和液化技术。其中煤的液化技术又可以分为_____和______;
(2)在煤燃烧前需对煤进行脱硫处理。煤的某种脱硫技术的原理如下图所示:
这种脱硫技术称为微生物脱硫技术。该技术的第一步反应的离子方程式为___________;第二步反应的离子方程式为____________。
(3)工业煤干馏得到的产品有焦炭、___________、___________等。
(4)湿式石灰石—石膏法脱硫工艺是烟气脱硫技术中最成熟的一种方法。其工艺流程是:烟气经锅炉预热器出来,进入电除尘器除掉大部分粉煤灰烟尘,再经过一个专门的热交换器,然后进入吸收塔,烟气中的SO2与含有石灰石的浆液进行气液接触,通入空气后生成石膏,经脱硫的烟气,应用循环气体加热器进行再加热,进入烟囱,排入大气。
①写出湿法石灰石—石膏法脱硫所涉及的化学反应方程式:______ _;
②用石灰石浆液作SO2吸收剂而不用熟石灰吸收SO2的原因是:______________;
③上述过程中得到的石膏,如果含氯化合物(主要来源于燃料煤)超过杂质极限值,则石膏产品性能变坏。工业上消除可溶性氯化物的方法是 ;
(5)某化学兴趣小组为了测定烟气脱硫所得石膏的组成(CaSO4·xH2O)即测定x值,做如下实验:将石膏加热使之脱水,加热过程中固体的质量与时间的变化关系如图所示。数据表明当固体的质量为2.72g后不再改变。
①石膏的化学式为_____________;
②图像中AB段对应化合物的化学式为_______________。
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(16分)二氧化碳是引起“温室效应”的主要物质,节能减排、高效利用能源能够减少二氧化碳的排放。
(1)在一定温度下的2L固定容积的密闭容器中,通入2 mol CO2和3mol H2,发生的反应为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-a kJ·mol-1(a>0),测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
①能说明该反应已达平衡状态的是______ __。
A.CO2的体积分数在混合气体中保持不变
B.混合气体的密度不随时间的变化而变化。
C.单位时间内每消耗1.2mol H2,同时生成0.4molH2O。
D.反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1,且保持不变。
②下列措施中能使增大的是________(选填编号)。
A.升高温度
B.恒温恒容下充入He(g)
C.将H2O(g)从体系中分离
D.恒温恒容再充入2 mol CO2和3 mol H2
③计算该温度下此反应的平衡常数K=__________。若改变条件(填选项),可使K=1。
A.增大压强
B.增大反应物浓度
C.降低温度
D.升高温度
E.加入催化剂
(2)某甲醇燃料电池原理如下图1所示。
①M区发生反应的电极反应式为_______________________________。
②用上述电池做电源,用上图2装置电解饱和食盐水(电极均为惰性电极),则该电解反应的总反应的离子方程式为________________________。假设溶液体积为300mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),理论上消耗甲醇的质量为______________(忽略溶液体积变化)。
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(16分)能源、环境与人类生活和社会发展密切相关,研究它们的综合利用有重要意义。
(1)氧化还原法消除氮氧化物的转化如下:
①反应I为:NO+O3=NO2+O2,生成11.2 L O2(标准状况)时,转移电子的物质的量是 mol。
②反应II中,当n(NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2时,反应的化学方程式是 。
(2)硝化法是一种古老的生产硫酸的方法,同时实现氮氧化物的循环转化,主要反应为:
NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) △H=-41.8 kJ·mol-1
已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6 kJ·mol-1。
写出NO和O2反应生成NO2的热化学方程 式 。
(3)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:
2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g);该反应 平衡常数表达式为K= 。
(4)合成气CO和H2在一定条件下能发生如下反应:
CO(g) +2H2(g)CH3OH(g) △H<0。
在容积均为V L的I、II、III三个相同密闭容器中分别充入a mol CO和2a mol H2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变,在其他条件相同的情况下,实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数υ(CO)%如图所示,
此时I、II、III三个容器中一定达到化学平衡状态的是 ;若三个容器内的反应再经过一段时间后都达到化学平衡时,CO转化率最大的反应温度是 。
(5)据报道以二氧化碳为原料,采用特殊的电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到多种燃料,其原理如下图所示。电解时,b极上生成乙烯的电极反应式为___________________.
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(16分)查尔酮类化合物是黄酮类药物的主要合成中间体。
(1)下列查尔酮类化合物I的说法正确的是 。
A.加入溴的四氯化碳溶液,溶液褪色
B.可发生加成或取代反应
C.不与NaOH溶液发生反应
D.加入新制的氢氧化铜有红色沉淀生成
(2)反应①是制取查尔酮类化合物的一种方法:
化合物III的分子式是 ,1mol化合物III最多能与 mol H2发生加成反应。
(3)化合物II可由化合物IV(分子式:C8H10O)在Cu催化氧化下制得,则化合物IV的结构简式为 ,化合物IV的一种同分异构体V为芳香族化合物,其核磁共振氢谱上有四组峰,峰面积之比为为1∶1∶2∶6,则V的结构简式为 (任写一种)。
(4)聚合物是一种高分子材料,请利用类似反应①方法,用丙烯和丙醛为有机物原料合成该聚合物的单体。合成过程中涉及的反应方程式为 。
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