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【題目】金屬鈦(Ti)被稱為21世紀(jì)金屬,在航海、航空、記憶和涂料方面應(yīng)用廣泛,TiO2是一種優(yōu)良的光催化劑。20世紀(jì)科學(xué)家嘗試用多種方法將金紅石(TiO2)還原,發(fā)現(xiàn)金紅石直接氯化是冶煉鈦的關(guān)鍵。
步驟:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) ΔH=+1493kJmol-1,ΔS=+61JK-1mol-1
該反應(yīng)發(fā)生溫度高達(dá)2170℃,能耗大,對(duì)設(shè)備和生產(chǎn)要求幾乎達(dá)到苛刻程度。目前科學(xué)家采用金紅石加碳氯化方法,在較溫和條件下成功制取TiCl4,為人類快速邁進(jìn)鈦合金時(shí)代做出了巨大貢獻(xiàn)。金紅石加碳氯化的主要反應(yīng)如下:
反應(yīng)Ⅰ:TiO2(s)+2Cl2(g) +C(s)TiCl4(g)+CO2(g) ΔH1,ΔS1=+64JK-1mol-1
反應(yīng)Ⅱ:TiO2(s)+2Cl2(g) +2C(s)TiCl4(g)+2CO(g) ΔH2,△S2
已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-394.3kJmol-1
②2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-222.3kJmol-1
請(qǐng)回答:
(1)反應(yīng)Ⅰ的ΔH1=__kJmol-1。
(2)對(duì)于氣體參加的反應(yīng),表示平衡常數(shù)KP時(shí),用氣體組分B的平衡壓強(qiáng)P(B)代替該氣體物質(zhì)的量濃度c(B),則反應(yīng)Ⅰ的KP=__(用表達(dá)式表示)。
(3)在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑TiO2表面與H2O發(fā)生反應(yīng),2N2(g)+6H2O(1)=4NH3(g)+3O2(g) ΔH=+1530.4kJmol-1
進(jìn)一步研究相同條件下NH3生成量與溫度的關(guān)系,部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表:
實(shí)驗(yàn)組別 | 1 | 2 | 3 | 4 |
T/K | 303 | 313 | 323 | 353 |
NH3生成量/(10-6mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
O2生成量/(10-6mol) | 3.6 | 4.4 | 4.5 | 1.5 |
反應(yīng)時(shí)間/h | 3 | 3 | 3 | 3 |
容器體積/L | 2 | 2 | 2 | 2 |
①請(qǐng)?jiān)谌鐖D中畫出上述反應(yīng)在“有催化劑”與“無催化劑”兩種情況下反應(yīng)過程中體系能量隨反應(yīng)過程的變化趨勢示意圖(圖中標(biāo)明必要的文字說明)。___
②根據(jù)表中數(shù)據(jù),在303K時(shí),在3h內(nèi)用氮?dú)獗硎酒淦骄磻?yīng)速率為___molL-1h-1。判斷組別4中反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)___(填“是”或“否”),并說明理由___。
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【題目】一種以輝銅礦(主要成分為Cu2S,含少量SiO2)為原料制備硝酸銅晶體的工藝流程如圖所示:
(1)寫出“浸取”過程中Cu2S溶解時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:________。
(2)恒溫“浸取”的過程中發(fā)現(xiàn)銅元素的浸取速率先增大后減少,有研究指出CuCl2是該反應(yīng)的催化劑,該過程的反應(yīng)原理可用化學(xué)方程式表示為:①Cu2S+2CuCl2=4CuCl+S;②__________。
(3)向?yàn)V液M中加入(或通入)_______________(填字母),所得物質(zhì)可循環(huán)利用。
a.鐵 b.氯氣 c.高錳酸鉀 d.氯化氫
(4)“保溫除鐵”過程中,加入CuO的目的是______________;向濃縮池中加入適量HNO3的作用是_____________。操作1是_______________。
(5)某探究性小組的研究成果如圖所示,可以用廢銅屑和黃銅礦來富集Cu2S。通入的硫化氫的作用是_____________,當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2mol電子時(shí),生成Cu2S________mol。
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【題目】某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置制備SnCl4。
已知:a.金屬錫熔點(diǎn)231 ℃,化學(xué)活潑性與鐵相似;
b.干燥的氯氣與熔融金屬錫反應(yīng)生成SnCl4,SnCl4的沸點(diǎn)114 ℃;
c.SnCl2、SnCl4均易與水蒸氣反應(yīng),且Sn2+易被氧化。根據(jù)圖甲裝置回答:
(1)導(dǎo)管a的作用是____________________________________,實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃______(填“I”或“IV”)處酒精燈。
(2)Ⅰ處裝置中反應(yīng)的離子方程式是________,試管Ⅱ中的試劑是____________________,Ⅲ中的試劑是____。
(3)裝置V的作用是_________________,Ⅵ處裝置最好選用________(填字母),其作用是________。
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,欲回收利用裝置Ⅰ中未反應(yīng)完的MnO2,需要的玻璃儀器有______________。
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【題目】大氣污染物主要成分是SO2、NO2、NO、CO及可吸入顆粒等,主要來自于燃煤、機(jī)動(dòng)車尾氣和工業(yè)廢氣,會(huì)導(dǎo)致霧霾、酸雨等。
(1)汽車的三元催化轉(zhuǎn)化器中,在催化劑作用下NO和CO轉(zhuǎn)化為無毒氣體,反應(yīng)的化學(xué)方程式是: 2CO+2NO 2CO2+N2,該反應(yīng)中,氧化劑是____________(填化學(xué)式),氧化產(chǎn)物是______________(填化學(xué)式),當(dāng)生成2mol N2時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是____________________。
(2)以NaClO溶液作為吸收劑進(jìn)行一體化“脫硫”、“脫硝”。控制溶液的pH=5.5,將煙氣中的SO2轉(zhuǎn)化為SO42―。已知0.1mol/L 100mLNaClO溶液,可以恰好吸收0.01moL SO2,則反應(yīng)的離子方程式是______________________。
(3)SO2通過如圖過程既能制得H2SO4又能制得H2。圖中可循環(huán)利用的物質(zhì)X是_________(填化學(xué)式),制得H2SO4的化學(xué)方程式是__________________________。
(4)用氫氧化鈉溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物,反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2O 2NO2+2NaOH===NaNO2+NaNO3+H2O
現(xiàn)有V L某NaOH溶液能完全吸收n mol NO2和m mol NO組成的大氣污染物。所用燒堿溶液的物質(zhì)的量濃度至少為________ mol·L1。若所得溶液中c()∶c()=1∶9,則原混合氣體中NO2和NO的物質(zhì)的量之比n∶m=____________________。
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【題目】硫代硫酸鈉(Na2S2O3),又名大蘇打、海波,它是無色透明的單斜晶體,熔點(diǎn)48℃。硫代硫酸鈉(Na2S2O3)可作為照相業(yè)的定影劑,反應(yīng)原理為AgBr+2Na2S2O3=Na3[Ag(S2O3)2]+NaBr。
Ⅰ.為了從廢定影液中提取 AgNO3,設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)流程。
(1)“沉淀”步驟中生成 Ag2S 沉淀,檢驗(yàn)沉淀完全的操作是________。
(2)“反應(yīng)”步驟中會(huì)生成淡黃色固體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。
(3)“過濾 2”的溶液獲取 AgNO3晶體的操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、________、________、干燥。
Ⅱ.下圖是實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)制備 Na2S2O3 的裝置圖。
依據(jù)圖示回答下列問題:
(4)裝置 A 中盛放亞硫酸鈉固體的玻璃儀器名稱是________,裝置 B 的作用是________。
(5)分液漏斗中如直接用 98%的濃硫酸,燒瓶中固體易產(chǎn)生“結(jié)塊”現(xiàn)象,使反應(yīng)速率變慢。產(chǎn)生“結(jié)塊”現(xiàn)象的原因是________。
(6)設(shè)置 K1導(dǎo)管的目的是為了防止拆除裝置時(shí)造成空氣污染。請(qǐng)簡述操作方法________。
(7)硫代硫酸鈉還可用于除去鞣制皮革時(shí)過量的重鉻酸鹽,將其還原成 Cr3+,理論上處理1mol Cr2O72-需要 Na2S2O3的質(zhì)量為________。
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【題目】實(shí)驗(yàn)室欲探究CO還原CuO,設(shè)計(jì)如圖所示裝置(夾持裝置略去)。下列說法正確的是
A. ②、④中均可盛裝堿石灰
B. 加熱的順序?yàn)棰、①、?/span>
C. ①、③、⑤中均發(fā)生氧化還原反應(yīng)
D. 可將尾氣用導(dǎo)管通入到⑤的酒精燈處灼燒
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【題目】對(duì)于反應(yīng)A(g)2B(g) H>0,在溫度為T1和T2時(shí),平衡體系中B的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化的曲線如圖所示。
(1)根據(jù)曲線圖,下列說法不正確的是___。
A.a、c兩點(diǎn)的反應(yīng)速率:c>a
B.b、c兩點(diǎn)A氣體的轉(zhuǎn)化率相等
C.由狀態(tài)b到狀態(tài)a,可以通過加熱的方法
D.由狀態(tài)b到狀態(tài)c,可以通過加壓的方法
(2)若上述反應(yīng)在定容密閉容器中進(jìn)行,達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是___。
A.單位時(shí)間內(nèi)生成nmolA的同時(shí)分解2nmolB B.兩種氣體的體積分?jǐn)?shù)不再改變
C.混合氣體的密度不再發(fā)生變化 D.混合氣體的質(zhì)量不再發(fā)生變化
(3)若上述反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),B氣體的平衡濃度為0.1mol·L-1,通過減小體積來增大體系的壓強(qiáng)(溫度保持不變),重新達(dá)平衡后,B氣體的平衡濃度___0.1mol·L-1(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)在100℃時(shí),將0.40mol的B氣體充入2L密閉容器中,每隔一定時(shí)間就對(duì)該容器內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分析,得到如表的數(shù)據(jù):
時(shí)間(s) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
n(B)/mol | 0.40 | n1 | 0.26 | n3 | n4 |
n(A)/mol | 0.00 | 0.05 | n2 | 0.08 | 0.08 |
上表中n3___n4(填“大于”、“小于”或“等于”),反應(yīng)A(g)2B(g)在100℃時(shí)的平衡常數(shù)K的值為___,升高溫度后,反應(yīng)2B(g)A(g)的平衡常數(shù)K的值___(填“增大”、“減小”或“不變”)。
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【題目】如圖裝置閉合電鍵K時(shí),電流計(jì)A的指針將發(fā)生偏轉(zhuǎn)。試回答:
(1)丙池是___(填“原電池”或“電解池”)。
(2)乙中Cu極的電極反應(yīng)是___,若電路中有0.02mol電子通過,則甲中a電極溶解的質(zhì)量為___g。
(3)閉合電鍵K一段時(shí)間后,丙池中生成二種氣體和一種堿,則丙池中發(fā)生的總的離子反應(yīng)方程式是___。
(4)如果要給丙中鐵片上鍍上一層Ag,則丙池應(yīng)作何改進(jìn)___。
(5)丙池中反應(yīng)進(jìn)行較長時(shí)間后,收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣2.24L。此時(shí)測得丙池溶液質(zhì)量實(shí)際減少4.23g,含有堿0.100mol(不考慮氣體在水中的溶解),則實(shí)際放出氣體的物質(zhì)的量是___mol。
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【題目】有機(jī)合成在化工醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,下圖是一種新型藥物合成路線。
回答下列問題:
(1)A 的系統(tǒng)命名法(CCS)名稱為________,D 中官能團(tuán)的名稱為________。
(2)B→C 的反應(yīng)類型為________,從反應(yīng)所得液態(tài)有機(jī)混合物中提純 B 的常用方法為________。
(3)C→D 的化學(xué)方程式為________。C 和 D 在下列哪種檢測儀上顯示出的信號(hào)峰是完全相同的_________
A.元素分析儀 b.紅外光譜儀 c.核磁共振儀 d.質(zhì)譜儀
(4)C 的同分異構(gòu)體 W(不考慮手性異構(gòu))可發(fā)生銀鏡反應(yīng),且 1 mol W 最多與 2 molNaOH 發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)物之一可被氧化成二元醛,滿足上述條件的 W 有________種。若 W 的核磁共振氫譜具有四組峰,則其結(jié)構(gòu)簡式為________。
(5)F 與 G 的關(guān)系為(填序號(hào))________。
A.碳鏈異構(gòu) b.官能團(tuán)類別異構(gòu) c.順反異構(gòu) d.官能團(tuán)位置異構(gòu)
(6)M 的結(jié)構(gòu)簡式為________。
(7)參照上述合成路線,以和為原料制備醫(yī)藥中間體,寫出合成路線流程圖_________________________________________________________________。
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【題目】過渡元素參與組成的新型材料有著廣泛的用途,回答下列問題。
(1)基態(tài)鐵原子核外共有________種不同空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子。鐵、鈷、鎳基態(tài)原子中,核外未成對(duì)電子數(shù)最少的原子價(jià)層電子軌道表示式(電子排布圖)為________。
(2)NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)類型與氯化鈉的相同,Ni2+和Fe2+的離子半徑分別為69pm和74pm,則熔點(diǎn)NiO________FeO(填“>”“<”或“=”),原因是________。
(3)Cr的一種配合物結(jié)構(gòu)如圖所示:
①陰離子的空間構(gòu)型為________形。
②配離子中,中心離子的配位數(shù)為_______,N與中心原子形成的化學(xué)鍵稱為_______鍵。
③配體H2NCH2CH2NH2(乙二胺)中碳原子的雜化方式是________,分子中三種元素電負(fù)性從大到小的順序?yàn)?/span>________。
(4)一種新型材料的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示,圖2是晶胞中Sm和As原子的投影位置。
圖1中F和O共同占據(jù)晶胞的上下底面位置,若兩者的比例依次用x和1x代表,則該化合物的化學(xué)式表示為________,晶體密度ρ=________g·cm3(用含x的表達(dá)式表示,設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo),例如圖1中原子1的坐標(biāo)(),則原子2的坐標(biāo)為________。
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