【题目】锌及其化合物用途广泛。火法炼锌以闪锌矿(主要成分是ZnS)为主要原料,涉及的主要反应有:
2ZnS(s) + 3O2(g) = 2ZnO(s) + 2SO2(g) H1=-930 kJ·mol-1
2C(s) + O2(g) = 2CO(g) H2=-221 kJ·mol-1
ZnO(s) + CO(g) = Zn(g) + CO2(g) H3=198 kJ·mol-1
反应ZnS(s) + C(s) + 2O2(g)=Zn(g) + CO2(g) + SO2(g)的H4= kJ·mol-1。
(2)反应中生成的CO2与NH3混合,在一定条件下反应合成尿素:
2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H﹤0
若该反应在一恒温、恒容密闭容器内进行,判断反应达到平衡状态的标志是 。
a.CO2与H2O(g)浓度相等 b.容器中气体的压强不再改变
c.2v(NH3)正 = v(H2O)逆 d.容器中混合气体的密度不再改变
若想提高氨气的转化率,可以采取的措施有 (写出两条)
(3)硫酸锌可广泛用作印染媒染剂和木材防腐剂。ZnSO4受热分解过程中各物质物质的量随温度变化关系如图所示。
①700℃~980℃时发生反应中生成物质二氧化硫、ZnO和氧气,如该反应在2L密闭容器内进行,10min时,测得生成的氧气的物质的量为0.3mol,则这段时间二氧化硫的生成速率为 。
② 硫酸锌分解生成的SO2经下图中的循环可得到H2SO4。循环中电解过程阳极反应式是 。
【答案】(1)-377.5 (2)b d ,增大压强,适当降低温度等合理答案均可
(3)0.03mol/(L·min), Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+
【解析】
试题分析:(1)已知:2ZnS(s) + 3O2(g)=2ZnO(s) + 2SO2(g) H1=-930 kJ·mol-1①
2C(s) + O2(g)=2CO(g) H2=-221 kJ·mol-1②
ZnO(s) + CO(g)=Zn(g) + CO2(g) H3=+198 kJ·mol-1③
根据盖斯定律可知将方程式(①+②)/2+③得ZnS(s) + C(s) + 2O2(g)=Zn(g) + CO2(g) + SO2(g)的△H=(930221)kJ/mol÷+198kJ/mol=-377.5kJ/mol;
(2)a.CO2与H2O(g)浓度相等,正逆反应速率不一定相等,所以不一定达到平衡状态,a错误;b.该反应前后气体物质的量减少,当容器中气体的压强不再改变时正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,b正确;c.当v(NH3)正=2v(H2O)逆时该反应达到平衡状态,所以当2v(NH3)正 = v(H2O)逆时该反应没有达到平衡状态,c错误;d.反应前后混合气体的密度改变,所以当容器中混合气体的密度不再改变时该反应达到平衡状态,d正确;答案选bd;由于正反应是体积减小的放热反应,则若想提高氨气的转化率,可以采取的措施有增大压强,适当降低温度等。
(3)①反应的方程式为2ZnSO4=2ZnO+2SO2↑+O2↑,10min时,测得生成的氧气的物质的量为0.3mol,则这段时间内生成二氧化硫是0.6mol,浓度是0.3mol/L,则二氧化硫的生成速率为0.3mol/L÷10min=0.03mol/(L·min);
②电解硫酸锰时,生成二氧化锰和硫酸,阳极上失电子发生氧化反应,电极反应式为Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+。
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【题目】综合利用CO2、CO对构建低碳社会有重要意义。
(1) Li4SiO4可用于富集得到高浓度CO2。原理是:在500℃,低浓度CO2与Li4SiO4接触后生成两种锂盐;平衡后加热至700℃,反应逆向进行,放出高浓度CO2,Li4SiO4再生。700℃时反应的化学方程式为_________________________________。
(2) 固体氧化物电解池(SOEC)用于高温电解CO2和H2O,既可高效制备合成气(CO+H2),又可实现CO2的减排,其工作原理如右图。
① b为电源的________(填“正极”或“负极”)。
② 写出电极c发生的电极反应式: __________ ______、 __________________ ______。
(3)电解生成的合成气在催化剂作用下发生如下反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。对此反应进行如下研究:
某温度下在一恒压容器中分别充入1.2 mol CO和1 mol H2,达到平衡时容器体积为2 L,且含有0.4 mol CH3OH(g),则该反应平衡常数值为________,此时向容器中再通入0.35 mol CO气体,则此平衡将________(填“向正反应方向”“不”或“向逆反应方向”)移动。
(4) 已知:
若甲醇的燃烧热为ΔH3,试用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示CO(g)+2H2(g) CH3OH(l)的ΔH,
则ΔH=______ ____。
(5)利用太阳能和缺铁氧化物[如Fe0.9O]可将廉价CO2热解为碳和氧气,实现CO2再资源化,转化 过程如下图所示,若用1 mol缺铁氧化物[Fe0.9O]与足量CO2完全反应可生成________mol C(碳)。
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【题目】已知可溶性硫化物在溶液中能与硫单质反应,生成可溶性的多硫化物(如Na2Sn)。回答下列问题:
Ⅰ.在浓Na2S溶液中滴入少量氯水,经振荡,未发现沉淀物生成,其原因是(用离子方程式表示)___________________________________________________。
Ⅱ.浓硫酸具有氧化性,不同浓度的硫酸氧化性不同。为了探究浓度对硫酸氧化性的影响,某学习小组进行了如下探究:称取一定量无锈铁钉(碳素钢)放入一定体积浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。为了测定气体Y中SO2的含量,设计如下三种方案:
方案①:取V mL(标准状况)气体Y通入足量氯水中,然后加入足量BaCl2溶液,经“适当操作”后得干燥固体m g。
方案②:向200.0 mL 0.200 mol/L酸性高锰酸钾溶液中缓慢通入2.24 L(标准状况)气体Y,之后取出20.00 ml溶液转入锥形瓶中加适量水稀释,用浓度为0.100 mol/L的KHC2O4标准液进行滴定,最终消耗标准液10.00ml。
(1)方案①中“适当操作”是指 (填操作名称);检验所得固体是否洗涤干净的操作为 ;
(2)已知室温下,0.1mol/L 的KHC2O4溶液中,c(C2O42- )>c(H2C2O4)。在方案②中,滴定操作过程中标准液应装在 (填仪器名称);滴定至终点的现象为 ;
(3)根据方案②计算气体Y中SO2的物质的量分数为 ;
Ⅲ.分析上述实验中SO2体积分数的结果,某同学认为气体Y中还可能含有少量的H2和CO2。为此设计了下列探究实验装置检验其中的杂质气体(夹持装置已略去)。
(1)仪器D的名称是 ;B中试剂的作用是 ;
(2)简述确认气体Y中含有CO2的实验现象:________________________________。
(3)根据“F干燥管中无水硫酸铜是否变蓝色”确认气体Y中是否有氢气,你认为是否合理?______(填“合理”或“不合理”),简述理由:___________________________________。
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【题目】某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置(如下图),以环己醇制备环己烯,
已知:
(1)制备粗品:将12.5mL环己醇加入试管A中,再加入1mL浓硫酸,摇匀后放入碎瓷片,缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品。
①A中碎瓷片的作用是_______,导管B除了导气外还具有的作用是_________。
②试管C置于冰水浴中的目的是_______________________________________
(2)制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。加入饱和食盐水,振荡、静置、分层,环己烯在_______层(填“上”或“下” ),分液后用______(填入编号)洗涤。
A.KMnO4溶液 B.稀H2SO4 C.Na2CO3溶液
②再将环己烯按右图装置蒸馏,冷却水从_______口进入。蒸馏时要加入生石灰,目的是________________________。
③收集产品时,控制的温度应在_________℃左右。
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【题目】
(1)化合物A(C4H10O)是一种有机溶剂。A可以发生以下变化:
①A分子中的官能团名称是____________;
②A只有一种一氯取代物B,写出A的结构简式:____________;
③A的同分异构体F也可以有框图内A的各种变化,且F的一氯取代物有三种,F的结构简式是
______________________________________。
(2)化合物“HQ”(C6H6O2)可用作显影剂,“HQ”可以与三氯化铁溶液发生显色反应。“HQ”还能发生的反应是(选填序号)____________________。
①加成反应 ②氧化反应 ③加聚反应 ④水解反应[
“HQ”的一硝基取代物只有一种。“HQ”的结构简式是______________________。
(3)A与“HQ”在一定条件下相互作用形成水与一种食品抗氧化剂“TBHQ”。“TBHQ”与氢氧化钠溶液作用得到分子式为C10H12O2Na2的化合物。“TBHQ”的结构简式是____________________。
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【题目】某实验小组用下图装置制备家用消毒液,并探究其性质。
(1)写出装有浓盐酸的仪器名称 ,A中烧瓶内进行的反应中浓盐酸体现出的化学性质是 。
(2)写出装置B中发生的所有反应化学方程式 。
(3)装置c的作用是 。反应停止后,各取洗气瓶中无色溶液5mL分别进行了如下实验:
操作 | 现象 |
A.测溶液pH, 并向其中滴加2滴酚酞 | pH = 13, 溶液变红,5min后褪色 |
B. 向其中逐滴加入盐酸 | 溶液逐渐变成黄绿色 |
(4)查阅资料:酚酞的变色范围为8.2~10,且酚酞在强碱性溶液中红色会褪去,为探究操作A中溶液褪色的原因,又补充了如下实验:
操作 | 现象 |
取 NaOH溶液,向其中滴加2滴酚酞 | 溶液变红,30min后褪色 |
获得结论:此实验小组制备的消毒液具有漂白性。
(5)操作B中溶液变成黄绿色的原因: (用离子方程式表示)。
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【题目】短周期元素X、Y、Z组成的化合物Y2X和ZX2.Y2X溶于水形成的溶液能与ZX2反应生成一种化合物Y2ZX3.已知三种元素原子的质子总数为25,且Z和Y的原子序数之和比X的原子序数2倍还多1,Z原子有2个电子层,最外层电子数是核外电子数的倍,试回答:
(1)X元素的名称: ,Y元素在元素周期表中的位置 ,Z元素的原子结构示意图 .
(2)Y2X对应水化物的电子式 ,其中存在的化学键有 .
(3)X的氢化物比同主族的氢化物的熔沸点明显偏高的原因 .
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【题目】实验室用下图装置制取少量溴苯,试填写下列空白。
(1)在烧瓶a中装的试剂是铁粉、 和 。
(2)请你推测长直导管b的作用: ____ 。
(3)请你分析导管c的下口可否浸没于液面中?为什么?
。
(4)反应完毕后,向锥形瓶d中滴加AgNO3溶液有 生成,
此现象说明这种获得溴苯的反应属于: 。(填有机反应类型)
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【题目】)卤族元素的单质和化合物很多,我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解它们。
(1)在不太稀的溶液中,氢氟酸是以二分子缔合(HF)2形式存在的.使氢氟酸分子缔合的作用力是____________。
(2)请根据如表提供的第一电离能数据判断:最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是_________。
氟 | 氯 | 溴 | 碘 | 铍 | |
第一电离能(kJ/mol) | 1681 | 1251 | 1140 | 1008 | 900 |
(3)已知高碘酸有两种形式,化学式分别为H5IO6()和HIO4,前者为五元酸,后者为一元酸.请比较二者酸性强弱:H5IO6______HIO4(填“>”、“<”或“=”)。
(4)碘在水中的溶解度虽然小,但在碘化钾溶液中溶解度却明显增大这是由于溶液中发生下列反应:I-+I2═I3-.I3-的中心原子周围的σ键电子对对数为______ 。与KI3类似的,还有CsICl2等。已知CsICl2不稳定,受热易分解,倾向于生成晶格能更大的物质,则它按下列________式发生。
A.CsICl2=CsCl+ICl B.CsICl2=CsI+Cl2
(5)已知CaF2晶体的密度为ρg·cm3,NA为阿伏加德罗常数,CaF2晶胞的边长为apm,则CaF2的相对分子质量可以表示为________________(用含a的式子表示)。
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