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1、CuO、Cu2S等含铜化合物可以催化合成HCOOH。回答下列问题:(1)、基态铜原子的价电子排布式为 , 其核外电子占据的原子轨道共有个。(2)、HCOOH中元素电负性从大到小的顺序为;催化过程中可能产生 , 的空间构型为 , 碳氧键的平均键长比CH3OH要(填“长”或“短”);在有机溶剂中,H2SO4的电离平衡常数Ka1(H2SO4)比H2CO3的电离平衡常数Ka1(H2CO3)大,除S的非金属性比C强外,在分子结构上还存在的原因是。(3)、已知Cu2S晶胞中S2-的位置如图所示,Cu+位于S2-所构成的正四面体中心。
S2-配位数为;已知图中A处(S2-)的原子分数坐标为(0,0,0),则晶胞中与A距离最近的Cu+的原子分数坐标为;若晶胞参数anm,晶体的密度为dg·cm-3 , 则阿伏加德罗常数的值为(用含a和d的式子表示)。
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2、CO2的转化和利用是实现碳中和的有效途径。其中CO2转换为CH3OH被认为是最可能利用的路径,该路径涉及反应如下:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.4kJ/mol
反应II:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2>0
请回答下列问题:
(1)、若已知H2和CO的燃烧热,计算反应II的ΔH2 , 还需要的一个只与水有关的物理量为。(2)、在催化剂条件下,反应I的反应机理和相对能量变化如图1(吸附在催化剂表面上的粒子用*标注,TS为过渡态)。完善该反应机理中相关的化学反应方程式:OH*+H2(g)=;以TS3为过渡态的反应,其正反应活化能为eV。
(3)、在恒温恒压下,CO2和H2按体积比1:3分别在普通反应器(A)和分子筛膜催化反应器(B)中反应,测得相关数据如下表。已知:①分子筛膜催化反应器(B)具有催化反应、分离出部分水蒸气的双重功能:
②CH3OH的选择性=
1.8MPa260℃
CO2平衡转化率
甲醇的选择性
达到平衡时间(s)
普通反应器(A)
25.0%
80.0%
10.0
分子筛膜催化反应器(B)
a>25.0%
100.0%
8.0
①在普通反应器(A)中,下列能作为反应(反应I和反应II)达到平衡状态的判据是(填标号)。
A.气体压强不再变化 B.气体的密度不再改变。
C.v正(CO2)=3v逆(H2) D.各物质浓度比不再改变
②平衡状态下,反应器(A)中,甲醇的选择性随温度升高而降低,可能的原因是;在反应器(B)中,CO2的平衡转化率明显高于反应器(A),可能的原因是:。
③若反应器(A)中初始时n(CO2)=1mol,反应I从开始到平衡态的平均反应速率v(CH3OH)=mol/s;反应II的化学平衡常数Kp(II)=(用最简的分数表示);
(4)、近年来,有研究人员用CO2通过电催化生成CH3OH,实现CO2的回收利用,其工作原理如图2所示。请写出Cu电极上的电极反应式:。 -
3、现以铅蓄电池的填充物铅膏(主要含PbSO4、PbO2、PbO和少量FeO)为原料,可生产三盐基硫酸铅(PbSO4·3PbO·H2O)和副产品Fe2O3·xH2O,其工艺流程如下:
已知:Ksp(PbCO3)=7.5×10-14 , Ksp(PbSO4)=2.5×10-8
(1)、“转化”后的难溶物质为PbCO3和少量PbSO4 , 则PbO2转化为PbCO3的离子方程式为 , 滤液1中和的浓度比为(保留两位有效数字)。(2)、“酸浸”过程,产生的气体主要有NOx(氮氧化物)和(填化学式);(填“可以”或“不可以”)使用[H2SO4+O2]替代HNO3。(3)、“沉铅”后循环利用的物质Y是(填化学式)。(4)、“除杂”中滤渣的主要成分为(填化学式);在50~60℃“合成”三盐基硫酸铅的化学方程式为。(5)、根据图2所示的溶解度随温度的变化曲线,由“滤液1”和“滤液2”获得Na2SO4晶体的操作为将“滤液”调节pH为7,然后、 , 洗涤后干燥。 -
4、己二酸在有机合成工业等方面都有重要作用,以环己醇( , M=100,ρ=0.95g/mL)为原料制取己二酸[HOOC(CH2)4COO,M=146]。
[实验原理]
已知:3 +8KMnO43KOOC(CH2)4COOK+8MnO2+2KOH+5H2O ΔH<0
[实验步骤]向250mL三口烧瓶中加入搅拌磁子、50mL1.0%的KOH溶液和9.0g高锰酸钾,按图1所示安装装置,控制滴速维持温度在45℃左右,滴加环己醇共2.0mL,滴加结束时需启动加热装置加热一段时间。趁热分离出氧化液中的MnO2 , 再用约4mL浓HCl溶液,使溶液呈酸性,加热浓缩使溶液体积减少至10mL,经过冷却、脱色得到1.46g产品。
(1)、图1中冷却水从冷凝管(填“a”或“b”)口流入,搅拌磁子的作用是。(2)、“氧化”过程,三颈烧瓶中溶液温度逐渐升高,其原因是;在环己醇不同滴加速度下,溶液温度随滴加时间变化曲线如图2,为了实验安全,应选择的滴速为滴/min。(3)、完成“氧化”后,用玻璃棒蘸取一滴反应混合液点在滤纸上,在黑色圆点周围出现紫色环。该现象说明;向溶液中加入适量的KHSO3 , 直到点滴实验呈负性为止,如果KHSO3用量不足,在己二酸“制备”过程中会观察到(填颜色)的气体逸出。(4)、分离出MnO2的装置为(填标号);己二酸的产率是(用最简的分数表示)。 -
5、W、X、Y、Z为原子序数逐渐增大的四种短周期主族元素,工业上,W的单质可用作焊接金属的保护气;常温下,四种元素的最高价氧化物对应的水化物溶于水,其浓度均为0.01mol·L-1时,X的pH=12,W和Z的pH=2,Y的pH<2,下列说法错误的是A、化合物X2Y2一定含离子键 B、W在自然界既有游离态又有化合态 C、WZ3中的原子均满足8e-稳定结构 D、W、Y和Z的简单氢化物均属于酸
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6、下列图示装置和原理能达到实验目的的是
A.观察钾元素的焰色反应
B.稀释浓硫酸
C.验证沉淀之间的相互转化
D.用NaOH标准溶液滴定盐酸
A、A B、B C、C D、D -
7、已知NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是A、25℃,1.0L pH=1的HNO3溶液中氢原子数为0.1NA B、7.8g Na2O2与足量CO2完全反应,转移的电子数为0.1NA C、标准状况下,22.4L HF所含分子数为NA D、含1mol AlCl3的溶液中,离子总数目为4NA
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8、任何化学反应都伴随着能量的变化,通过化学反应化学能可转化为热能、电能等不同形式的能量。(1)、可用于工业合成氨气,已知常温常压下拆开键、键分别需要吸收的能量为436kJ、946kJ,形成键会放出391kJ能量。
①根据上述数据判断工业合成氨的反应是(填“吸热”或“放热”)反应。
②若消耗和 , 理论上放出或吸收热量为 , 则为kJ。
(2)、用图甲、乙所示装置进行实验,回答以下问题。以下叙述中,正确的是___________。
A、甲中铜片是正极,乙中锌片是负极 B、两烧杯中溶液的pH均增大 C、两烧杯中铜片表面均有气泡产生 D、若反应过程中有0.2mol电子转移,生成的氢气在标况下的体积均为2.24L(3)、某同学利用生活或实验室中常用的物品,设计了一个原电池,如图所示。实验原理:。
实验用品:电极(铁钉、铜钉)、稀硫酸、烧杯、导线、耳机(或电流表)。
①如果将装置中的耳机改为电流表,则铁钉应连接电流表的极,其电极反应式为;该电极上发生了(填“氧化”或“还原”)反应。
②反应结束后,测得铁钉质量减轻了2.8克,则转移电子的物质的量为。
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9、高效净水剂聚合氯化铝铁(PAFC)的组成可表示为 , 该物质广泛应用于日常生活用水和工业废水的处理。回答下列问题:(1)、为检测PAFC中铝和铁元素的含量,采用如图所示流程进行。
①步骤中的A是。
②步骤中发生反应生成中溶液离子方程式为。
(2)、某工厂欲以工业废料(铁、铁和铝的氧化物)为原料制取PAFC,设计如下流程:①铝元素在元素周期表的位置为 , 的电子式为。
②所得酸性溶液中,一定大量存在的离子有;可能存在的离子有 , 证明该离子确实存在,可采用的操作(必须指明所采用的试剂及观察到的现象)是。
③步骤中发生反应的离子方程式为。
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10、
()为无色、有强烈刺激性气味的气体,是大气主要污染物之一、某学习小组的同学为了探究的某些性质,进行了如下实验,并检验能否与氯化钡反应生成沉淀。
(1)仪器a的名称是 , 装置A中生成的离子方程式为;加入碳酸钠粉末的目的是。
(2)装置B会观察到 , 证明有漂白性。实验时,C出现白色沉淀,请写出相应化学方程式:。
(3)结合实验目的,分析装置中采用澄清石灰水而不采用氢氧化钠溶液的原因:。
()氮肥厂的废水直接排放会造成环境污染。目前氨氮废水的处理方法主要有吹脱法、化学沉淀法、硝化反硝化生物法等。某氮肥厂的氨氮废水中氮元素多以和的形式存在,该厂技术团队设计的废水处理方案如下:
(4)检验某溶液中是否含有的方法是(写出所需试剂、操作及现象)。
(5)是工业合成硝酸的重要原料,写出实验室制取的化学方程式:。
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11、干法氧化铁脱硫除去大气污染物的原理如图所示。下列说法不正确的是A、为该反应的催化剂 B、脱硫反应为 C、再生过程中,硫元素被还原 D、总反应为
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12、下列“实验结论或解释”与“实验操作及现象”相符的一组是
选项
实验操作及现象
实验结论或解释
A
向蔗糖中滴加浓硫酸,蔗糖变黑
浓硫酸有脱水性
B
向某溶液中加入HCl酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀产生
该溶液中一定含有SO
C
向某溶液中加入盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体
该溶液中一定含CO
D
铜丝加入浓硫酸中,无明显变化
铜和浓硫酸不反应
A、A B、B C、C D、D -
13、为原子序数依次增大的短周期主族元素,元素的原子最外层电子数为内层电子数的3倍,元素与元素为同一主族,元素的最高价氧化物为两性氧化物,下列说法中错误的是A、元素对应的离子半径: B、元素的非金属性: C、W元素与第ⅠA族元素形成的化合物均为离子化合物 D、Y元素的单质与溶液能发生反应,可用作固体管道通剂
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14、在如下图所示的装置中,a的金属活泼性比氢要强,b为碳棒,下列关于此装置的叙述不正确的是A、碳棒上有气体放出,溶液pH变大 B、a是正极,b是负极 C、导线中有电子流动,电子从a极到b极 D、a极上发生了氧化反应
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15、用硅的氧化物可以制取硅单质,主要步骤及化学反应如下:
①粗硅制取:。
②纯硅制取:、。
下列说法正确的是
A、步骤①的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为 B、步骤②涉及的反应中硅元素均被还原 C、可用石英坩埚灼烧熔融固体 D、Si、都能与氢氟酸、NaOH溶液反应 -
16、如图是氮元素的“价-类”二维图的一部分,下列说法错误的是A、从氮元素化合价角度考虑:a与b在一定条件下能反应生成 B、a具有还原性、能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 C、常温下,e的浓溶液可以用铝罐车运输 D、在铜与e的稀溶液反应中,氧化剂与还原剂的物质的量比为
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17、若表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是A、标准状况下,含有的分子数为 B、32g Cu在足量硫蒸气中完全反应失去的电子数为 C、和含有的浓硫酸反应,生成的分子数目为 D、常温下,5.6g铁与硝酸反应,失去的电子数一定为
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18、下列离子方程式不正确的是A、铜与浓硫酸反应: B、二氧化硅与氢氧化钠溶液反应: C、铜和稀硝酸反应: D、氯化氨溶液与氢氧化钙溶液混合加热:
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19、利用下列装置能达到实验目的的是A、利用甲装置除去氯气中混有的少量HCl B、利用乙装置稀释浓硫酸 C、利用丙装置进行喷泉实验 D、利用丁装置进行蒸发结晶
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20、化学与社会生产和生活密切相关。下列有关说法正确的是A、是有毒气体,不可在葡萄酒中微量添加 B、可以实现一步转化 C、针对新冠肺炎疫情,可用双氧水对场所进行杀菌消毒,过氧化氢分子只有极性共价键 D、重庆素有雾都之称,雾是一种气溶胶,光束透过大雾可观察到丁达尔效应