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人教版2019化学试题含解析答案综合02期末压轴80题之非选择题-【好题汇编】备战2023-2024学年高一化学下学期期末真题分类
展开1.A、B、C、D四种物质的相互转化关系如图(部分反应条件及产物略去)。
(1)若A是黄色固体单质,则B为 ,D的浓溶液与铜反应的化学方程式是 。
(2)若A是空气中的主要成分,C是红棕色气体,则A的化学式为 ,D的浓溶液需保存在棕色试剂瓶中,并放置在阴凉处,原因是 (用化学方程式表示)。
(2022-2023高一下·湖南衡阳·期末)
2.元素单质及其化合物有广泛用途,请根据周期表中第3周期元素相关知识回答下列问题:
(1)按原子序数递增的顺序(稀有气体除外),以下说法正确的是 。
a.原子半径和离子半径均减小
b.金属性减弱,非金属性增强
c.氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强
d.单质的熔点降低
(2)原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为 ,氧化性最弱的简单阳离子是 。
(3)已知:
工业制镁时,电解MgCl2而不电解MgO的原因是 ;制铝时,电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是 。
(4)P2O5是非氧化性干燥剂,下列气体不能用浓硫酸干燥,可用P2O5干燥的是 。
a.NH3 b.HI c.SO2 d.CO2
(2022-2023高一下·四川省成都·期末)
3.“价类二维图”是学习元素化合物的重要工具。下图是氮及其主要化合物的价类二维图。
回答下列问题:
(1)氮元素在元素周期表中的位置是 。液态a可用作制冷剂的原因是 。
(2)c、d、e三种物质中,属于酸性氧化物的是 (填化学式),判断理由是 (用离子方程式表示)。
(3)将充满d的大试管倒立于水槽中并轻轻晃动(如图),可观察到的实验现象为 。
(4)工业盛装大量f的浓溶液,可选择___________(填序号)作为罐体材料。
A.镁B.铝C.铜D.铂
(5)为提高氮元素原子利用率,并减少环境污染,工业上用废铜屑、溶液和稀硝酸制备,该反应的离子方程式为 。
(6)是一种高效氮肥,受热易分解。反应中,每生成转移电子 ml。
(2022-2023高一下·福州六校联考·期末)
4.已知A、B、C为中学化学中常见的单质,A为是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质,室温下B是黄绿色气体,C为无色气体。在一定条件下相互转化的关系如图所示。
请回答以下问题:
(1)C、F分别是什么物质:C是 ,F是 (填化学式)
(2)向D溶液中加入 溶液可看到溶液变血红色。
(3)写出F溶液中加入B的离子方程式: 。
(2022-2023高一下·海南部分学校·期末)
5.氨的氧化物和硫的氧化物是大气污染物的主要成分,是形成酸雨的主要物质。水污染的重要指标是水中的含氮量。回答下列问题:
(1)氮的循环转化过程主要包括同化吸收,氨化、硝化……和固氮等,其中有天然转化,也有人工转化。
①该氮的循环图中,M中氮的价态为+3,则其化学式是 ,循环过程中,转化 (填序号ⅰ、ⅱ、ⅲ……)是氮的固定。
②反应ⅱ的化学方程式是 。
(2)次氯酸钠作为一种强氧化剂,在污染治理方面发挥了重要的作用。
①利用NaClO可除去污水中的污染,其反应原理可简要表示为图2,该总反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
②NaClO溶液可除去工业烟气中的NO、等还原性气体(也称“脱硝、脱硫”),某科研工作者设计了如图3所示的喷淋式吸收塔装置。从化学反应速率角度分析该装置的优点: 。
③某次脱硫实验共通入50L工业烟气,收集到8.00L处理后的混合液,取其中100mL该混合液样品进行下列测定实验:
混合液样品过滤、洗涤、干燥→1.165g固体
则该工业烟气中的浓度为 。
(2022-2023高一下·广州天河区·期末)
6.A、B、C、D、E、F是元素周期表前四周期的六种常见元素,原子序数依次增大。根据表中的相关信息作出合理推断并完成以下问题:
(1)B的原子结构示意图为 。C、D、E三种简单离子的半径由大到小顺序是 (填离子符号)。
(2)以上元素分别与氢元素组成含电子的分子 (任写2种),C与D的单质在点燃条件下反应产物含有的化学键是
(3)A、B、E的最高价氧化物的水化物酸性从强到弱的顺序是 (填化学式)。
(4)F的单质与C的最简单氢化物在一定条件下反应的化学方程式为 。
(5)B的一种氢化物常用作火箭推进剂的燃料,与B的氧化物反应生成对环境友好的产物,该反应的化学方程式为 。
题型2 化学实验综合题
7.某小组同学利用下图所示装置探究性质。回答下列问题:
(1)实验室常用亚硫酸钠与浓硫酸共热制取二氧化硫,反应的化学方程式为 。
(2)试管②溶液的作用是 (用化学方程式解释)。
(3)若X为品红溶液,可观察到试管①中溶液 (填实验现象,下同),反应后取下试管①并加热,观察到的现象是 。
(4)若为酸性溶液,可观察到试管①中溶液由紫色变为无色,由此可知具有 (填“氧化性”或“还原性”);推断无色溶液中所含的离子是、、和 。
(5)若为溶液,写出试管①中反应的化学方程式 。
(2022-2023高一下·山东济宁·期末)
8.肼常用作火箭的燃料,实验室模拟氨和次氯酸钠反应制备肼,装置如图,回答下列问题:
(1)装置中使用的浓氨水、属于电解质的是 ,实验中装置B可能会发生倒吸,可使用如图中的 (填标号)代替;
(2)装置D中导管b的作用是 。
(3)装置C中制备肼的化学方程式为 。
(4)装置D中发生的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(5)上述装置存在一处缺陷,会导致肼的产率降低,改进方法是 。
(6)如图是以氨为燃料的固体氧化物(含有)燃料电池可为潜水艇提供动力。
写出负极的电极反应式: 。
(2022-2023高一下·辽宁辽南协作校·期末)
9.氮元素与人类的生命、生产等活动息息相关。
(1)亚硝酸钠()在生活中有广泛应用,实验室可用如图装置制备(略去部分夹持仪器)。
已知:①;
②
③酸性条件下,、和都能与反应生成和
请回答下列问题:
①装置A中发生反应的化学方程式为 。
②装置B中的实验现象为 。
③装置C的作用为 。
④装置F中发生反应的离子方程式为 。
(2)生物脱氮法流程如下:
步骤I中若的消除速率为,则的消耗速率为 。
(3)目前,湿法和一体化脱除法是解决燃煤烟气领域的途径之一
已知:两组实验中溶液浓度均为,浓度均为
①图1是、、对的液相吸收。已知溶液在脱除时生成一种对空气无污染的气体,请写出该反应化学方程式 。
②实验发现,在相同实验条件下利用溶液同时吸收和,脱除率在60%左右;单独吸收时,脱除率在33%左右。结合①信息及图像解释原因 。
(2022-2023高一下·山东青岛·期末)
10.丁酸甲酯常用作香料,主要用于配制牛奶、干酪、苹果等型香精。实验室以丁酸和甲醇为原料制备丁酸甲酯的装置如图所示。
实验步骤:
Ⅰ.将丁酸和甲醇加入到三颈烧瓶中,再加入浓硫酸,混合均匀。
Ⅱ.加热三颈烧瓶,控制温度为,搅拌3—8h,充分反应。
Ⅲ.冷却,向混合液中加入溶液洗至中性。
Ⅳ.分液,取上层油状液体,加入无水固体,过滤后蒸馏,收集102~105℃馏分。
已知:几种物质的性质见下表
回答下列问题:
(1)制备丁酸甲酯发生反应的化学方程式为 ;丁酸甲酯的同分异构体中属于酯类的还有 种。
(2)仪器的作用是 ,仪器B的名称是
(3)步骤Ⅰ中加入浓硫酸的操作是 ;步骤Ⅱ中采用的加热方法是 。
(4)步骤Ⅲ中混合液用溶液洗涤的目的是 。
(5)步骤Ⅳ中加入无水固体的作用是 ;蒸馏用到的玻璃仪器主要有蒸馏烧瓶、酒精灯、牛角管、锥形瓶、 、 。
(2022-2023高一下·吉林长春东北师大附中联考·期末)
11.用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯,反应方程式如下: 。相关数据如表。
请回答有关问题:
I.乙酸正丁酯粗产品的制备
在三颈烧瓶中加入几粒碎瓷片,再加入正丁醇和冰醋酸(稍过量),再加3~4滴浓硫酸,摇匀。然后安装分水器(作用:实验过程中不断分离除去反应生成的水)、温度计及回流冷凝管,加热(温度控制在115℃~125℃之间)冷凝回流反应。
(1)冷凝水应该从回流冷凝管 (填a或b)端管口流出。
(2)加入碎瓷片的作用是 ,实验中应采取的最佳加热方式为 。
A.水浴加热 B.油浴加热 C.直接加热
Ⅱ.乙酸正丁酯粗产品精制
(3)将乙酸正丁酯粗产品用如下操作进行精制:①水洗、分液 ②蒸馏 ③用无水干燥 ④用10%碳酸钠溶液洗涤、分液。正确的操作步骤是 (填字母序号),其中蒸馏操作中收集产品的温度约为 。
A.①②③④ B.③①④② C.①④①③② D.④①③②③
(4)分水器的“分水”原理是冷凝液在分水器中分层,上层有机层从支管处流回A中,下层水层从分水器下口放出,反应结束的标志是 。
(5)称量制得的乙酸正丁酯的质量为,则乙酸正丁酯的产率 (保留两位有效数字)。
题型3 化学反应与能量综合题
(2022-2023高一下·河南焦作·期末)
12.人体中的锌具有维持人体正常食欲、增强人体免疫力等生理功能,如儿童缺锌会导致味觉障碍、皮肤疾患、生长发育不良、免疫力下降等。请回答下列有关锌的问题。
(1)锌能与盐酸反应,该反应是 (填“放热”或“吸热”)反应,该反应中反应物的总能量 (填“大于”或“小于”)生成物的总能量。锌也能像铝一样与氢氧化钠溶液反应,则锌与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 。
(2)用锌片与铜片作电极,稀硫酸作电解质溶液,可以组成原电池,该电池的正极发生 (填“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式是 。用锌片与作电极,KOH溶液作电解质溶液,也可以组成原电池,工作原理如图所示,该原电池工作时,电池总反应是,该电池的正极材料是 (填化学式),负极的电极反应式为 。
(3)某学生为探究锌与硫酸反应过程中的速率变化,用稀硫酸与足量的锌粒发生反应,用针筒收集气体,当反应进行2min时,收集的气体为67.2mL(换算为标准状况),0~2min内用硫酸表示的平均反应速率为 (忽略溶液体积的变化)。
(2022-2023高一下·河南开封五校·期末)
13.我国提出争取在2030年前实现碳达峰,2060年实现碳中和,这对于改善环境,实现绿色发展至关重要。如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视。
(1)如图为C及其氧化物的变化关系图,若①变化是置换反应,则其化学方程式可以是 。
(2)把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径I:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1<0
途径II:先制成水煤气C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H2>0
再燃烧水煤气:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3<0
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H4<0
则途径I放出的热量 (填“大于”“等于”或“小于”)途径II放出的热量;△H1、△H2、△H3、△H4的数学关系式是 。
(3)我国在2004年起已利用焦炉煤气制取甲醇及二甲醚。
①已知CO中的C与O之间为三键连接,且合成甲醇的主要反应原理为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H,表中所列为常见化学键的键能数据:
则该反应的△H= kJ•ml-1。
②甲醇(CH3OH)也可由天然气来合成,已知:①2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(l) △H=-71kJ•ml-1,②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) △H=-90.5kJ•ml-1,③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ•ml-1,则甲醇的燃烧热为 。若CO的燃烧热为282.5kJ•ml-1,则H2的燃烧热为 。
(4)金属钛冶炼过程中其中一步反应是将原料金红石转化:TiO2(金红石)+2C+2Cl2TiCl4+2CO。
已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ•ml-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566kJ•ml-1
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g) △H=+141kJ•ml-1
则TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+2CO(g)的△H= 。
(2022-2023高一下·商丘名校联考·期末)
14.研究化学反应的原理,对掌握物质的应用有重要的意义。硅是太阳能电池的重要材料。“精炼硅”反应历程中的能量变化如图所示:
(1)反应Ⅲ为 (选填“吸热”或“放热”)反应。变成,放出 的热量。
(2)氢氧燃料电池具有清洁高效等优点,简易装置如图所示。该电池的负极为 (选填“a”或“b”),电池的正极反应为 。
(3)某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验:
实验原理:
①探究实验中,提供的酸是 (填化学式)。
②实验3中, 。
③根据上表中的实验数据,可以得到的结论是 。
④利用实验1中数据计算,用的浓度变化表示的平均反应速率: 。
(4)在催化转化器中,汽车尾气中的和可发生反应,若在容积为10L的密闭容器中进行该反应,起始时充入,,反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。
①实验从开始至平衡时的反应速率 ;达平衡时各物质浓度关系式: (保留3位有效数字)。
②实验a中平衡时NO的物质的量为 。
③与实验相比,实验改变的条件是 。
(2022-2023高一下·河南信阳高级中学·期末)
15.请按要求完成下列问题。
(1)用盐酸与溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
①从实验装置上看,图中仪器a的名称 。
②烧杯间填满碎泡沬塑料的作用是 。
③如果用盐酸与溶液进行反应,与上述实验相比,所求中和热 (填“相等、不相等”)。
④用相同浓度和体积的醋酸溶液代替盐酸进行上述实验,测得的中和热会 。(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)
(2)①可用于汽车催化剂,汽车尾气中含有CO与NO气体,试解释产生NO的原因: 。
②汽车排气管内安装了钒(V)及其化合物的催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的气体排出。已知:
尾气转化的反应之一: 。
(3)如图是和反应生成和过程中能量变化示意图,请写出和反应的热化学方程式: 。
(4)已知:
则:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)的反应热 (已知中含有。
(2022-2023高一下·黑龙江哈尔滨·期末)
16.放热反应在生产、生活中用途广泛。回答下列问题:
(1)前期的火箭曾用液态肼()与双氧水反应来提供能量。已知0.4ml(l)与足量的双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出256.7kJ的热量。
①此反应的化学方程式为 。
②16g液态肼与足量的双氧水发生上述反应,放出 kJ热量。
(2)甲烷可以消除氮氧化物污染:。温度为800℃的条件下,向恒容密闭的容器中通入(g)和(g),使,,在不同催化剂作用下进行反应,测得随时间的变化情况如下表:
实验1中,在10~20min内, ,40min时v(正) (填“大于”“小于”或“等于”)v(逆)。
(3)催化效率:实验1 (填“>”“<”或“=”)实验2.
(4)乙醇()应用于燃料电池,该电池采用可传导的固体氧化物为电解质,其工作原理如图所示。a极为原电池的 (填“正”或“负”)极;b极电极反应式为 。
(5)乙醇在Cu作催化剂时与氧气反应的关系如图所示,整个反应中物质B属于 (填“催化剂”或“中间产物”)。
(2022-2023高一下·黑龙江齐齐哈尔八校联考·期末)
17.合成氨是目前人工固氮最重要的途径,研究合成氨的反应和氨气的用途具有重要意义。工业上合成氨的反应为:。请回答下列问题:
(1)①合成氨反应过程片段的作用机理,可以用如下模拟示意图表示。
写出符合在催化剂表面合成氨反应过程的正确排序 (用字母标号表示)。
②已知:键能是指气态分子中1ml化学键解离成气态原子所吸收的能量或气态原子形成1ml化学键所放出的能量。结合下表中化学键的键能数值,计算合成氨反应中生成2mlNH3(g)时 (填“吸收”或“放出”)的热量是 kJ。
(2)某同学在实验室模拟工业合成氨的反应:恒温下,在2L定容密闭容器中通入1mlN2(g)和3mlH2(g),催化剂存在下发生反应。
①容器中压强(P)随时间(t)的变化图象如图所示,测得p2=0.8p1,反应开始至5min,用NH3的浓度变化表示反应的平均速率为 ml/(L·min),平衡时氢气的转化率为 。
②下列情况能说明该反应一定达到化学平衡状态的是 (填标号)。
A.每消耗nmlN2的同时生成2nmlNH3 B.3v正(H2)=2v逆(NH3)
C.H2的含量保持不变 D.混合气体的平均相对分子质量不变
(3)潜艇中使用的液氨—液氧燃料电池工作原理如图所示。
①电极b为电池的 (填“正极”或“负极”)。
②溶液中OH-向电极移动 (填“a”或“b”)。
③电极a的电极反应式为 。
(2022-2023高一下·湖南长沙市雅礼中学·期末)
18.(一)碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质,请回答下列问题:
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如下:
则M、N相比,较稳定的是 。
(2)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料, ,则反应过程中,每转移电子放出的热量为 kJ。
(3)、、C都是优质的能源物质,它们燃烧的热化学方程式分别为
① ;
② ;
③ ;
、组成的混合气体,完全燃烧后放出热量1297.0kJ能量,该混合气体中与的物质的量之比 ;与不反应,所以的反应热无法直接测量,但通过上述反应可求出其反应热 。
(二)的盐酸与的溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和反应反应热,回答下列问题:
(4)实验中若改用的盐酸与的氢氧化钠溶液进行反应,若实验操作均正确,则所求中和热 (填“相等”或“不相等”)。
(5)下列说法正确的是 (填字母)。
a.向内筒中加入稀碱时,应当缓慢而匀速地加入
b.将用量筒量取好的稀盐酸如入内筒后,应当快速用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸至内筒中,以免造成测量误差
c.用量筒量取稀酸或碱时,眼睛必须与液体凹面最低处相平
d.内筒洗净后,未及时烘干,直接用该内筒进行实验,对生成时所测得的中和反应的反应热()有影响,会偏大
题型4 有机物的结构、性质与推断
19.在光照条件下,甲烷和氯气可以发生一系列反应。某课外活动小组利用如图所示装置探究甲烷和氯气的反应:
(1)实验中可观察到的现象有_____。
A.试管内液面上升,最终充满试管B.试管内气体颜色逐渐变深
C.试管内壁出现油状液滴D.试管内有少量白雾生成
(2)用饱和食盐水而不用水的原因是 。
(3)请写出生成一氯甲烷的化学反应方程式: 。
(2022-2023高一下·吉林长春东北师大附中联考·期末)
20.表示有机物组成的方式有多种,根据下列有机物的组成,回答有关问题。
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
(1)属于同分异构体的是 ,属于同种物质的是 ,属于同系物的是 。(填序号)
(2)乙烯是重要的化工原料,有关乙烯的部分转化关系如图:
回答下列问题:
①写出A的结构简式: 。
②反应②的反应类型为 。
③反应③的化学方程式为 。
④乙二醇和乙酸发生酯化反应得到产物B,为测定B的分子式,取有机物B ,在足量氧气中充分燃烧,并使产物依次缓慢通过浓硫酸、碱石灰,两者分别增重和,写出有机物B的结构简式 。
⑤有机物B的同分异构体C,与足量的粉末反应,生成(标准状况),若与足量金属钠反应则生成(标准状况),则C可能的结构有 种。
(2022-2023高一下·辽宁六校协作体·期末)
21.乳酸乙酯是白酒的香气成分之一,广泛用于食品香精。适量添加可增加白酒中酯的浓度,增加白酒的香气,是清香型白酒的主体香成分。乳酸乙酯发生如图变化(已知烃A是衡量一个国家石油化工发展的重要标志)
(1)A物质的结构简式为 ,空间构型为 结构。
(2)F中官能团的名称是 ,D的结构简式是
(3)B生成C的化学方程式是 ,其反应类型是
(4)写出F、D两种物质生成G的化学方程式
(5)乙烯与氢气反应得到乙烷,下列物质与乙烷互为同系物的有 。
①CH2=CH2②CH3CH2OH ③HOCH2CH2OH ④ ⑤
其中④的二氯代物有 种。
(2022-2023高一下·吉林“BEST合作体”联考·期末)
22.回答下列问题:
(1)下列几组物质中(用序号填空),互为同位素的是 ,互为同素异形体的 ,互为同系物的是 ,互为同分异构体的是 。
①金刚石和富勒烯 ②和 ③和 ④和 ⑤环丙烷( )和丙烯() ⑥和
(2)某同学进行影响草酸溶液与高锰酸钾酸性溶液反应速率因素的研究。室温下,实验数据如下:
①草酸溶液与高锰酸钾酸性溶液反应的离子方程式为 。
②该实验结论是 。
③进行上述三个实验后,该同学进行反思,认为实验①的现象可以证明上述结论。请写出实验①的现象: 。
④实验②选用固体而不是固体的原因是 。
(2022-2023高一下·吉林“BEST合作体”联考·期末)
23.丙烯是一种重要的化工原料,以丙烯为原料衍生出部分化工产品的反应如下(部分反应条件已略去)。
请回答下列问题:
(1)A的结构简式为 ,E中官能团的名称为 。
(2)反应①②③④中,属于取代反应的是 (填序号)。
(3)聚丙烯(英文缩写:PP)具有机械强度高、耐化学腐蚀等特性,可用于制作薄膜、管道等,写出聚丙烯的结构简式: 。
(4)写出下列反应的化学方程式:
①C→D: 。
②B+E→F: 。
(5)写出C的所有同分异构体 。1个丙烯分子中最多有 个原子同在一个平面上。
(2022-2023高一下·辽宁辽南协作校·期末)
24.有机物A的产量用来衡量一个国家石油化工的发展水平,以A为原料合成香料G的流程如下:
请回答下列问题。
(1)A的名称为 ;C的官能团名称为 。
(2)G的结构简式为 。
(3)写出反应②的化学反应方程式 。
(4)的反应类型为 ,H (填“能”或“不能”)使酸性高酸溶液褪色。
(5)关于F的说法正确的是 。
①F和乙醇互为同系物
②1ml F与足量金属钠反应可产生11.2L气体(标准状况下)
③F可以与水任意比互溶
④F与乙二酸反应可能生成环状有机物
⑤相同物质的量的A和F充分燃烧后,耗氧量相同
(2022-2023高一下·辽宁部分学校·期末)
25.乙醇可用丁制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等,在化学工业、医疗卫生、食品工业、农业生产等领域都有广泛的用途。工业上一般用发酵法、合成法和合成气制乙醇法制取乙醇。
I.发酵法
发酵法可以用有机物A(人体内无法吸收和利用该物质)为主要的发酵原料,在一定条件下与水发生反应,最终生成有机物B(能发生银镜反应),B再经过酵母菌发酵生成乙醇并放出二氧化碳。
(1)A的名称是 ;B的分子式是 ,与其互为同分异构体的糖类是 (填化学名称,任写一种)。
(2)有机物B在酵母菌作用下生成乙醇,乙醇能与乙酸反应生成乙酸乙酯,则生成乙酸乙酯的化学方程式是
II.合成法
随着近代有机工业的发展,可利用炼焦油、石油裂解所得的有机物C来合成乙醇。C属于烃,0.2 ml C完全燃烧,生成17.6 gCO2和7.2 g H2O。
(3)有机物C的电子式是 。C的一氯代物能发生聚合反应,所得聚合物是一种应用很广泛的塑料,该聚合物的结构简式是 。
(4)该法合成乙醇的化学方程式为 ,该反应的类型是
III.合成气制乙醇法
近年来有文献报道了煤制乙醇的方法。煤制乙醇是利用以煤为原料气化得到的合成气(主要成分为一氧化炭和氢气)来生产乙醇
(5)一定冬件下,合成转化生产乙醇(同时有水生成)的化学方程式为 。
题型5 化工流程综合题
(2022-2023高一下·辽宁部分学校·期末)
26.从海水中不仅可获得淡水,而且可按如图工艺流程提取溴和镁。
回答下列问题;
(1)海水淡化的方法有 、电渗析法和反渗透法。
(2)步骤(1)中的X是一种黄绿色气体,X为 (填化学式)。步骤(1)主要发生反应的离子方程式为 。
(3)检验某NaCl溶液中是否混有SO的方法是 。
(4)溴单质与热的纯碱溶液反应有气体生成,该反应的氧化产物为 (填化学式)。
(5)步骤(3)发生反应的离子方程式为 。
(6)得到的Mg(OH)2中混有少量的Ca(OH)2,除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加入 (填化学式)溶液中,充分搅拌后经过滤、洗涤可得 Mg(OH)2。
(7)写出冶炼金属镁的化学方程式: 。
(2022-2023高一下·湖南张家界·期末)
27.海水中溴元素主要以形式存在,工业上从海水中提取溴的流程如下:
(1)将吹出后的含Br2的空气按一定速率通入吸收塔,用SO2和水进行吸收,写出吸收反应的化学方程式: ,此反应中SO2做 (填氧化剂或还原剂)。
(2)工业上也可用Na2CO3溶液代替二氧化硫水溶液吸收Br2,完成下列化学方程式:
_______Br2+_______Na2CO3——______NaBrO3+_______CO2+________
当有3mlBr2参加反应,发生转移的电子的物质的量为 。
(3)用于吸收Br2的SO2是工业制硫酸的重要物质,其中主反应是催化氧化SO2。现将SO2与足量O2置于密闭容器中,在催化剂、500℃条件下发生反应。SO2与SO3的物质的量浓度随时间的变化如图所示,请回答下列问题。
①反应开始至2min末,以SO2 的浓度变化表示该反应的平均速率是 ;2min时,反应是否达到化学平衡状态 (填“是”或“否”)。
②关于该反应下列说法不正确的是 。
a.催化剂可以增大化学反应速率
b.改变温度或压强,可以实现SO2的完全转化
c.若仅增大容器容积,则该化学反应速率增大
(2022-2023高一下·辽宁葫芦岛·期末)
28.氮是生物体的重要组成元素,也是维持高等动植物生命活动的必需元素。研究氮的循环和转化对生产和生活有重要的价值。
Ⅰ.某工厂用氨制硝酸和铵盐的流程如图所示。
(1)设备1中发生反应的化学方程式是 。
(2)同温同压下,理论上设备1与设备2中消耗空气的体积比为 。
Ⅱ.工业制硝酸时尾气中含有NO、NO2,可用以下方法吸收:
(3)水吸收法。用水吸收NO2的缺陷是 (用化学方程式和必要的文字说明)。
(4)NaOH溶液吸收法。发生的反应有:, (书写化学方程式)。
(5)用不同浓度的NaOH溶液吸收NO2含量不同的尾气(α表示尾气中NO2的体积百分含量),测得氮氧化物吸收率与NaOH溶液浓度的关系如图所示。
①依据测得的关系图,下列说法正确的是 (填序号)。
A.NO2含量越大,氮氧化物的吸收率越大
B.NaOH溶液浓度越大,氮氧化物的吸收率越大
②当小于50%时,通入适量O2能提升氮氧化物的吸收率,原因是 。
(6)为防止环境污染,以下装置(除⑤标明外,其余盛放的液体均为水)可用于吸收多余氨气的是 (填序号)。
(2022-2023高一下·山东济宁·期末)
29.工业以炼钢废渣(主要含还有等杂质)为原料制备脱硫剂活性,并用该脱硫剂处理沼气中的流程如下:
(1)为加快“酸浸”的反应速率可采取的措施有 (写出两条即可)。
(2)滤渣1的成分有 。
(3)写出“还原”时发生反应的离子的离子符号 。
(4)加热条件下滤渣2可与浓硫酸反应生成一种气体,请写出该气体的电子式 。
(5)写出“沉铁”时生成沉淀的离子方程式 。
(6)“脱硫Ⅰ、再生Ⅱ”的原理如图所示。
工业上要求再生过程中温度不能超过,原因是 。在整个过程中当有完全反应时理论上能处理标况下 L。
题型1 无机物的性质、转化与推断
题型2 化学实验综合题
题型3 化学反应与能量综合题
题型4 有机物的结构、性质与推断
题型5 化工流程综合题
化合物
MgO
Al2O3
MgCl2
AlCl3
类型
离子化合物
离子化合物
离子化合物
共价化合物
熔点/℃
2800
2050
714
191
元素
性质
A
A自然界中有多种同素异形体,其中一种是自然界中最硬的单质
B
单质是空气中的主要成分
C
地壳中含量最多的元素
D
第三周期元素中原子半径最大
E
原子最外层电子数是A、C原子核外电子数之和的一半
F
常见的金属元素,可形成多种氧化物,其中一种氧化物常用作红色颜料
沸点
溶解性
性质
丁酸
163.5
与水互溶,易溶于有机溶剂
低毒
甲醇
64.7
与水互溶,易溶于有机溶剂
易挥发,有毒
丁酸甲酯
103
微溶于水,易溶于有机溶剂
易挥发
化合物
相对分子质量
密度
沸点/℃
溶解度水
正丁醇
74
0.80
118
9
冰醋酸
60
1.045
118
互溶
乙酸正丁酯
116
0.882
126
0.7
化学键
C-C
C-H
H-H
C-O
C≡O
H-O
键能/kJ•ml-1
348
414
436
326.8
1032
464
实验编号
室温下,试管中所加试剂及其用量/mL
溶液颜色褪至无色所需时间
0.6ml/L
溶液
0.2ml/L
溶液
1
3.0
2.0
3.0
2.0
4.0
2
3.0
3.0
2.0
2.0
5.2
3
3.0
V
1.0
2.0
6.4
化学键
Si-O
Si-Cl
H-H
H-Cl
Si-Si
Si-C
键能/(kJ/ml)
460
360
436
431
176
347
实验序号
10
20
30
40
50
1
800
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
2
800
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
化学键
H-H
N-H
N≡N
键能/(kJ·ml-1)
436
391
946
实验序号
①
②
③
加入试剂
少量固体
少量固体
褪色时间/s
116
6
117
参考答案:
1.(1) (或二氧化硫)
(2)
【详解】(1)A是一种黄色单质固体,则A为S,B为SO2,C为SO3,D为H2SO4,浓硫酸与Cu反应的化学方程式为:;
(2)若A是空气中的主要成分,C是红棕色的气体,则A为NO2,B为NO,C为N2,D是HNO3,浓硝酸可见光易分解为二氧化氮、氧气和水,化学方程式为。
2.(1)b
(2) 氩 Na+(或钠离子)
(3) MgO的熔点高,熔融时耗费更多能源,增加生产成本 AlCl3是共价化合物,熔融态难导电
(4)b
【详解】(1)a.第三周期中,随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,而离子半径需要根据阴阳离子进行讨论,阳离子只有2个电子层,随着核电荷数在增大,半径逐渐减小,而阴离子有3个电子层,随着核电荷数的增加逐渐减小,但是阴离子半径整体大于阳离子半径,从阴离子到阳离子,半径在减小,a错误;
b.同一周期中,随着核电荷数的递增,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,b正确;
c.最高价氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强,c错误;
d.金属单质的熔点降低,即Na<Mg<Al,Si形成的是原子晶体,非金属单质P、Cl2、Ar是分子晶体,熔点比金属单质低,整体趋势是Si>Al>Mg>S>Na>P>Cl2>Ar,d错误;
故答案为:b;
(2)
原子最外层电子数与次外层电子数相同,而第三周期中次外层电子为8,该元素原子结构示意图为: ,则该元素为氩;金属的还原性越强,对应离子的氧化性越弱,所以第三周期中氧化性最弱的为Na+,故答案为:氩;Na+;
(3)氧化镁的熔点远远大于氯化镁的熔点,熔融时消耗更多能量,增加生成成本,所以工业制镁时,采用电解MgCl2而不电解MgO,由于氯化铝为共价化合物,熔融状态下氯化铝难导电,制锅时电解Al2O3而不电解AlCl3,故答案为:MgO的熔点高,熔融时消耗更多能量,增加生产成本;氯化铝是共价化合物,熔融态氯化铝难导电;
(4)浓硫酸具有强氧化性、酸性,不能干燥具有还原性、碱性的气体,所以选项中不能用浓硫酸干燥的为NH3、HI,而P2O5是非氧化性干燥剂,不能干燥碱性气体,可以干燥碘化氢,所以b正确,故答案为:b。
3.(1) 第二周期第ⅤA族 液氨汽化时吸收大量的热,使周围温度急剧降低
(2) 或(其他合理答案均可)
(3)试管内红棕色气体颜色逐渐变为无色,液面上升至试管容积的处
(4)B
(5)
(6)4
【分析】根据“价类二维图”,可知a为NH3,b为,c为NO,d为NO2,e为N2O5,f为硝酸,h为硝酸盐。
【详解】(1)氮元素在元素周期表中的位置是第二周期第ⅤA族。由于液氨易气化,而气化会带走大量热量,所以液氨能够作制冷剂。
(2)酸性氧化物是能与碱反应 (非氧化还原反应)生成盐和水的氧化物,NO难溶于水,不与水和碱反应,NO2与碱溶液发生氧化还原反应,二者不符合酸性氧化物的定义,N2O5是酸性氧化物,判断理由为N2O5 +2NaOH=2NaNO3 +H2O。
(3)d为NO2气体,与水发生反应3NO2+H2O=2HNO3+NO,NO2为红棕色,NO为无色,所以管内红棕色变淡至无色,而原本充满NO2的试管,在NO2与水反应后,水位应上升,但是由于又产生了NO,导致水不能充满试管。
(4)f的浓溶液为浓硝酸,浓硝酸会使金属铝钝化,在其表面产生致密的氧化铝薄膜,而不能继续与其反应,所以工业盛装大量f的浓溶液,可选择铝作为罐体材料;
故选B。
(5)铜在酸性条件下被过氧化氢氧化,离子方程式为:。
(6)NH4NO3中,硝酸根中的氮元素显-3价,转化为N2O中+1价的氮元素,升高4个价态,所以每生成1mlN2O转移4ml电子。
4.(1) H2 FeCl2
(2)KSCN(或硫氰酸钾)
(3)Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+
【分析】A为是生产、生活中用量最大、用途最广的金属单质,则A是铁;室温下B是黄绿色气体,则B是氯气;氯气和铁反应生成氯化铁,则D是氯化铁,氯化铁和铁反应生成氯化亚铁,所以F是氯化亚铁;氯化亚铁和氯气反应又生成氯化铁;E和铁反应生成氯化亚铁和C,又因为C是一种无色气体,所以C是氢气,E是氯化氢。
【详解】(1)根据分析可知A是Fe,B是Cl2,C是H2,D是FeCl3,F是FeCl2;
故答案为:H2;FeCl2。
(2)铁和氯气在加热或点燃的条件下发生反应,生成氯化铁,化学方程式为2Fe+3Cl22FeCl3,向氯化铁溶液中加入KSCN(或硫氰化钾)溶液可看到溶液变血红色;
故答案为:KSCN(或硫氰酸钾)。
(3)氯化亚铁溶液中通入氯气,氯化亚铁被氧化为氯化铁,离子方程式为Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+;
故答案为:Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+。
5.(1) N2O3或 ⅰ 5O2+4NH3 4NO+6H2O
(2) 3:2 气液逆流法使得充分接触,增大接触面积,反应速率加快 0.512
【详解】(1)①该氮的循环图中,M中氮的价态为+3,是硝酸根变为亚硝酸根,若是氧化物,则为三氧化二氮,则M化学式是N2O3或,氮的固定是游离态的氮变为化合态的氮,则循环过程中,转化ⅰ是氮的固定;故答案为:N2O3或;ⅰ。
②反应ⅱ是氨气催化氧化反应生成一氧化氮和水,其化学方程式是5O2+4NH3 4NO+6H2O;故答案为:5O2+4NH3 4NO+6H2O。
(2)①利用NaClO可除去污水中的污染,其反应原理可简要表示为图2,该总反应1ml次氯酸钠得到2ml电子,1ml氨气失去3ml电子,根据得失电子守恒,因此总反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2;故答案为:3:2。
②根据如图3所示的喷淋式吸收塔装置,从化学反应速率角度分析该装置的优点:气液逆流法使得充分接触,增大接触面积,反应速率加快;故答案为:气液逆流法使得充分接触,增大接触面积,反应速率加快。
③根据题意得到1.165g固体硫酸钡,物质的量为0.005ml,根据,则50L气体中二氧化硫物质的量为0.005ml×=0.4ml,则该工业烟气中的浓度为;故答案为:0.512。
6.(1)
(2) 、 离子键、共价键
(3)
(4)
(5)
【分析】A、B、C、D、E、F是元素周期表前四周期的六种常见元素,原子序数依次增大,A自然界中有多种同素异形体,其中一种是自然界中最硬的单质,A为元素;B的单质是空气中的主要成分,B为元素;C为地壳中含量最多的元素,C为元素;D在第三周期元素中原子半径最大,D为元素;E的原子最外层电子数是A、C原子核外电子数之和的一半,其最外层电子数为,结合原子序数可知E为元素;F为常见的金属元素,可形成多种氧化物,其中一种氧化物常用作红色颜料,F为元素;由上述分析可知,A为C元素、B为N元素、C为O元素、D为元素、E为元素、F为元素。
【详解】(1)B为元素,质子数为7,其原子结构示意图为 ;电子层越多、离子半径越大,具有相同电子排布的离子中原子序数大的离子半径小;、、三种简单离子的半径由大到小顺序是。
(2)以上元素分别与氢元素组成含10电子的分子有、、,与的单质在点燃条件下反应产物为过氧化钠,含有的化学键是离子键、共价键。
(3)高氯酸为所有含氧酸中酸性最强的酸,同周期主族元素从左向右非金属性增强、对应最高价含氧酸的酸性增强,则A、B、E的最高价氧化物的水化物酸性从强到弱的顺序是。
(4)的单质与的最简单氢化物在一定条件下反应的化学方程式为
。
(5)与反应生成对环境友好的产物为和,该反应的化学方程式为。
【点睛】本题考查位置、结构与性质,为高频考点,把握元素的性质、元素化合物知识、原子结构为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意规律性知识及元素化合物知识的应用,题目难度不大
7.(1)
(2)
(3) 品红溶液褪色(或溶液由红色变为无色) 溶液由无色变为红色
(4) 还原性
(5)
【详解】(1)亚硫酸钠与浓硫酸共热制取二氧化硫,反应的化学方程式为;
(2)NaOH是碱,可以与酸性氧化物SO2反应,所以装置③的作用是吸收未反应的SO2,防止污染环境,反应的化学方程式为;
(3)若X为品红溶液,观察到溶液褪色,说明二氧化硫具有漂白性,能够漂白品红溶液;反应后取下试管①并加热,观察到的现象是溶液由无色变为红色;
(4)与酸性溶液反应生成硫酸根离子和锰离子,锰元素化合价降低,硫元素化合价升高,做还原剂,具有还原性;无色溶液中所含的离子是、、和;
(5)与溶液反应生成S和水,反应的化学方程式。
8.(1) ①②
(2)平衡装置中压强使得液体能够顺利滴下
(3)
(4)1:5
(5)在CD装置中增加饱和食盐水洗气装置
(6)
【分析】A装置产生氨气,D装置中产生氯气,氯气和C在氢氧化钠转化为次氯酸钠,氨和次氯酸钠反应生成肼,尾气通过B吸收处理;
【详解】(1)电解质是溶于水或在熔融状态下能够导电的化合物;浓氨水为溶液属于混合物,属于电解质;①②中膨大部分都能防止倒吸,③中尾气接通入水中不能防止倒吸,故选①②;
(2)装置D中导管b的作用是平衡装置中压强使得液体能够顺利滴下;
(3)装置C中氨和次氯酸钠反应制备肼,根据质量守恒可知,还会生成氯化钠和水,;
(4)装置D中KClO3中氯元素化合价由+5变为0,为氧化剂;HCl中氯元素化合价由-1变为0,为还原剂;根据电子守恒可知,发生的反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1:5;
(5)上述装置中挥发的盐酸会和C中氢氧化钠反应,会导致肼的产率降低,改进方法是在CD装置中增加饱和食盐水洗气装置,去除氯化氢气体;
(6)氨气一极失去电子发生氧化反应生成氮气和水为负极,反应为。
9.(1) 铜片不断变小,溶液颜色逐渐变为蓝色,有气泡放出 干燥并除去
(2)64
(3) 与反应产物是和,产物均可与发生氧化还原反应促进的吸收
【分析】A中木炭和浓硝酸反应:,B中NO2与水反应生成硝酸,铜和稀硝酸反应产生硝酸铜和NO,C中为碱石灰,干燥NO并除去,D中NO与过氧化钠反应生成亚硝酸钠,E装置防止水蒸气进入D装置,F装置可除去NO。
【详解】(1)①A中化学反应为:;
②装置B铜和稀硝酸反应产生硝酸铜和NO,实验现象为:铜片不断变小,溶液颜色逐渐变为蓝色,有气泡放出;
③装置C的作用为:干燥并除去;
④根据题中已给信息,酸性高锰酸钾溶液可以与NO反应,装置F中发生反应的离子方程式为:;
(2)该过程步骤I的反应为:,化学反应速率之比为化学计量数之比,若的消除速率为,即,则的消耗速率为,即;
(3)①溶液在脱除时生成一种对空气无污染的气体,为氮气,根据氧化还原反应原理,该反应化学方程式为:;
②由①信息可知和均可与NO2反应,故原因为:图与反应产物是和,产物均可与发生氧化还原反应促进的吸收。
10.(1) 8
(2) 冷凝回流丁酸和甲醇 恒压滴液漏斗
(3) 将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入三颈烧瓶中,并不断搅拌 水浴加热
(4)除去过量的酸、溶解未反应的醇、降低丁酸甲酯的溶解度
(5) 除去有机层中的水 温度计 冷凝管
【分析】实验室以丁酸和甲醇为原料制备丁酸甲酯,方程式为:,将丁酸和甲醇加入到三颈烧瓶中,再加入浓硫酸,混合均匀,水浴加热发生反应生成丁酸甲酯,制得的丁酸甲酯用饱和碳酸钠溶液洗去混合液中的硫酸、丁酸和甲醇,经过滤干燥,利用水浴加热蒸馏分离出丁酸甲酯,以此解答。
【详解】(1)丁酸和甲醇发生酯化反应得到丁酸甲酯,化学方程式为:,分子式为C5H10O2的同分异构体中属于酯类的还有:甲酸丁酯(HCOOC4H9)、乙酸丙酯( CH3COOC3H7 )、丙酸乙酯( CH3CH2COOCH2CH3 )和丁酸甲酯(C3H7COOCH3),由于甲基和乙基都只有一种结构,而丙基有两种结构,丁基有四种结构,因此,甲酸丁酯有四种,乙酸丙酯有两种,丙酸乙酯有一种,丁酸甲酯有两种,分子式为C5H10O2的酯类化合物的同分异构体总计有9种,丁酸甲酯的同分异构体中属于酯类的还有8种。
(2)仪器A是球形冷凝管,作用是:冷凝回流丁酸和甲醇;仪器B的名称是恒压滴液漏斗。
(3)步骤Ⅰ中加入浓硫酸的操作是:将浓硫酸沿烧杯内壁缓缓倒入三颈烧瓶中,并不断搅拌;步骤Ⅱ中需要控制温度为,采用的加热方法是:水浴加热。
(4)步骤Ⅲ中混合液用溶液洗涤的目的是:除去过量的酸、溶解未反应的醇、降低丁酸甲酯的溶解度。
(5)步骤Ⅳ中加入无水固体的作用是除去有机层中的水;蒸馏用到的玻璃仪器主要有蒸馏烧瓶、酒棈灯、牛角管、锥形瓶、温度计、冷凝管。
11.(1)a
(2) 防止暴沸 B
(3) C 126℃
(4)水层液面不再升高
(5)65%
【详解】(1)为提高冷凝效果,冷凝水应该“低进高出”, 冷凝水从回流冷凝管a端管口流出。
(2)加入碎瓷片的作用是防止暴沸;反应温度控制在115℃~125℃之间,所以实验中应采取的最佳加热方式为油浴加热,选B。
(3)由于正丁醇和乙酸都具有挥发性,所以制取的酯中含有正丁醇和乙酸,第一步水洗除去酯中的正丁醇和乙酸;第二步用10%碳酸钠洗涤除去乙酸;第三步用水洗涤除去碳酸钠溶液;第四步用无水硫酸镁干燥除去水;第五步蒸馏,制得较纯净的酯,故正确的操作步骤是①④①③②,选C;乙酸正丁酯的沸点是126℃,蒸馏操作中收集产品的温度约为126℃。
(4)反应结束后不再有水生成,反应结束的标志是水层液面不再升高。
(5)正丁醇的物质的量为 ,理论上生成乙酸正丁酯的物质的量为0.2ml,称量制得的乙酸正丁酯的质量为,则乙酸正丁酯的产率。
12.(1) 放热 大于
(2) 还原
(3)
【详解】(1)锌能与盐酸反应为活泼金属和酸的反应,该反应是放热反应,放热反应中反应物的总能量大于生成物的总能量。锌也能像铝一样与氢氧化钠溶液反应,则锌与氢氧化钠溶液反应则反应生成氢气和,化学方程式为;
(2)锌较铜活泼,锌发生氧化反应为负极,铜为正极,氢离子在铜极发生还原反应生成氢气;由总反应可知,氧化银得到电子发生还原反应生成银单质,为正极,负极锌发生氧化反应生成氢氧化锌:。
(3)锌和稀硫酸反应生成氢气,当反应进行2min时,收集的氢气气体为67.2mL(换算为标准状况为0.003ml),则0~2min内用硫酸表示的平均反应速率为。
13.(1)C+CuOCu+CO↑
(2) 等于 △H1=△H2+(△H3+△H4)
(3) -128.8 764kJ•ml-1 286kJ•ml-1
(4)-80kJ•ml-1
【详解】(1)①是置换反应可以是碳和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,或与金属氧化物反应,反应的化学方程式为C+CuOCu+CO↑;
(2)根据盖斯定律可知,①=②+③×+④×,所以途径I放出的热量等于途径II放出的热量;ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4);
(3)通过键能计算焓变,反应物总键能−生成物总键能,则反应的(1032+2×436-3×414-326.8-464)= -128.8;
根据盖斯定律,(③×2-①)÷2得:CO(g)+2H2(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-854.5 kJ·ml-1④,④-②得:CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-764 kJ·ml-1,故甲醇的燃烧热为764 kJ·ml-1;
CO的燃烧热为282.5kJ•ml-1,CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-282.5 kJ·ml-1⑤,
④-⑤得2H2(g)+O2(g)=== 2H2O(l) ΔH=-572 kJ·ml-1,故氢气的燃烧热为286 kJ·ml-1;
(4)已知:反应I:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=﹣393.5kJ•ml-1,反应II:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=﹣566kJ•ml-1,反应III:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g) △H3=+141kJ•ml-1,目标反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)可由III+2I-II,根据盖斯定律可知△H=△H3+2△H1-△H2=(+141kJ•ml-1)+2×(﹣393.5kJ•ml-1)-( ﹣566kJ•ml-1)=-80 kJ•ml-1。
14.(1) 吸热 28
(2) a
(3) 4.0 浓度越大,反应速率越快(或褪色时间越短等合理答案) 或0.015
(4) 5.56 0.08 使用催化剂
【详解】(1)反应物总能量低于生成物的总能量时为吸热反应,则反应Ⅲ为吸热反应;根据图示可得变成,放出28kJ的热量;
(2)原电池中,还原剂在负极失去电子发生氧化反应,a为负极,正极反应式为;
(3)①3组实验中,混合溶液中草酸、氢离子的物质的量浓度均相同,只有高锰酸钾的浓度不同,提供的酸是强酸、不能有强氧化性、也不能有还原性,则该酸是;
②该实验中,4种液体的体积之和(混合溶液的总体积)约为10.0mL,故实验3中;
③3组实验中,混合溶液中草酸、氢离子的物质的量浓度均相同,只有高锰酸钾的浓度不同,从实验1到3,混合溶液中高锰酸钾的物质的量、物质的量浓度依次减小,实验中草酸的物质的量为:,实验1中高锰酸钾的物质的量为:,草酸和高锰酸钾的物质的量之比为,显然草酸过量,高锰酸钾完全反应,从实验1到3,溶液褪色时间由少到多,故根据上表中的实验数据,可以得到的结论是:浓度越大,反应速率越快(或褪色时间越短等合理答案)。
④利用实验1中数据计算,用的浓度变化表示的平均反应速率;
(4)①起始时充入0.4mlCO、0.2mlNO,发生,设转化的CO为nml,则可结合题目信息列出三段式:
由压强之比等于物质的量之比得,解得,所以实验b从开始至平衡时的反应速率;则达平衡时,,,,,代入浓度关系式;
②设转化的NO为xml,
由压强之比等于物质的量之比得,解得,平衡时NO的物质的量为0.08ml;
③与实验b相比,实验c只是反应速率加快了,反应达平衡时总压强和总物质的量没有改变,改变的条件只能是使用催化剂。
15.(1) 环形玻璃搅拌棒 减少实验过程中的热量损失 相等 偏大
(2) N2+O22NO -746.5 kJ/ml
(3)
(4)+236 kJ·ml-1
【详解】(1)①由图可知,图中仪器a的名称是环形玻璃搅拌棒;
②该实验需要保温,故烧杯间填满碎泡沬塑料的作用是减少实验过程中的热量损失;
③中和热是强酸和强碱的稀溶液反应生成1ml水时放出的热,中和热与酸碱的用量无关,所以中和热数值相等;
④由于醋酸电离需要吸热,则用相同浓度和体积的醋酸代替盐酸溶液进行上述实验,测得的中和热数值()会偏小,但是中和热会偏大;
(2)①汽车尾气中含有CO与NO气体,在汽车发动机内产生的电火花作用下,空气中的N2与O2发生反应产生了NO,用化学方程式解释产生NO的原因:N2+O22NO;
②将已知热化学方程式依次编号Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,根据盖斯定律,由 Ⅲ×2-Ⅰ-Ⅱ可得2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的ΔH=[(-393.5)×2-180.5-(-221.0)]kJ/ml=-746.5 kJ/ml;
(3)由图可知反应物能量高于生成物能量,则该反应为放热反应,反应的焓变,则反应热化学方程式为:;
(4)焓变=反应物总键能-生成物总键能,工业上的高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)反应的反应热化学方程式为为SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g) ΔH=360×4+436×2-176×2-431×4=+236 kJ·ml-1。
16.(1) 320.875
(2) 0.026 等于
(3)<
(4) 负
(5)中间产物
【详解】(1)①(l)与足量的双氧水反应,生成氮气和水蒸气,则反应的化学方程式为;故答案为:。
②0.4ml(l)与足量的双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出256.7kJ的热量,则16g液态肼(物质的量为0.5ml)与足量的双氧水发生上述反应,放出320.875kJ热量;故答案为:320.875。
(2)实验1中,在10~20min内,甲烷改变量为0.13 ml∙L−1,,根据表中信息在40min已经达到平衡,则40min时υ(正)等于υ(逆);故答案为:0.026;等于。
(3)实验2速率更快,在20min时已经达到平衡,则催化效率:实验1<实验2;故答案为:<。
(4)乙醇()应用于燃料电池,该电池采用可传导的固体氧化物为电解质,其工作原理如图所示,燃料作负极,氧化剂作正极,则a极为原电池的负极;b极是氧气变为氧离子,其电极反应式为;故答案为:负;。
(5)乙醇在Cu作催化剂时与氧气反应的关系如图所示,A和反应物生成B,B和反应物生成乙醛和水,则整个反应中物质B属于中间产物,A为催化剂;故答案为:中间产物。
17.(1) cbead 放出 92
(2) 0.08 40% CD
(3) 正极 a
【详解】(1)①催化剂表面合成氨反应过程是接触、吸附、断键、形成化学键、脱离几个步骤,a是形成氨分子,b吸附过程,c是接触过程,d是脱离过程,e是断键,因此顺序是cbead;故答案为cbead;
②断键吸收能量为(946+3×436)kJ=2254kJ,形成键的释放能量为2×3×391kJ=2346kJ>2254kJ,生成2ml氨气时放出的热量为(2346-2254)kJ=92kJ;故答案为放出;92;
(2)①根据图象,5min后气体压强不再改变,说明反应达到平衡,令达到平衡时消耗氮气的物质的量为xml,则消耗氢气物质的量为3xml,生成氨气物质的量为2xml,达到平衡时氮气物质的量为(1-x)ml,氢气的物质的量为(3-3x)ml,利用相同条件下,压强之比等于气体物质的量之比,因此有,解得x=0.4,根据化学反应速率的数学表达式,v(NH3)==0.08ml/(L·min);氢气的转化率为=40%;故答案为0.08;40%;
②A.消耗氮气,生成NH3,反应方向均是向正反应方向进行,因此每消耗nmlN2的同时生成2nmlNH3,不能说明反应达到平衡,故A不符合题意;
B.用不同物质的反应速率表示达到平衡,要求反应方向一正一逆,且反应速率之比等于化学计量数之比,当2v正(H2)=3v逆(NH3),说明反应达到平衡,3v正(H2)=2v逆(NH3),不能说明反应达到平衡,故B不符合题意;
C.根据化学平衡状态的定义,当组分浓度不再改变,说明达到平衡,即当氢气的含量保持不变,说明反应达到平衡,故C符合题意;
D.组分均为气体,即混合气体总质量不变,该反应是气体物质的量减少的反应,根据,当混合气体的平均相对分子质量不变,说明反应达到平衡,故D符合题意;
答案为CD;
(3)①根据装置图,电极a上NH3→N2和H2O,N的化合价由-3价升高为0价,根据原电池工作原理,电极a为负极,则电极b为正极;故答案为正极;
②根据原电池工作原理,阴离子向负极移动,即OH-向电极a移动;故答案为a;
③电极a为负极,电极反应式为2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O;故答案为2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O。
18.(1)M
(2)98kJ
(3) 3:2 —74.8
(4)相等
(5)c
【详解】(1)由热化学方程式可知,M转化为N的反应为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应,物质的能量越高越不稳定,则M的稳定性强于N,故答案为:M;
(2)由方程式可知,反应中铝元素的化合价升高被氧化,铝是反应的还原剂,碳元素的化合价升高被氧化,碳是反应的氧化剂,反应放出1176kJ的热量,转移电子的物质的量为12ml,则反应过程中,每转移1ml电子放出的热量为=98kJ,故答案为:98kJ;
(3)设甲烷和氢气的物质的量分别为aml、(2—a)ml,由混合气体完全燃烧后放出热量12970.0kJ能量可得:890.3a+571.6××(2—a)= 1297.0,解得a=1.2,则甲烷和氢气的物质的量比为3:2;由盖斯定律可知,反应②+③—①可得反应,则反应ΔH=( −571.6kJ/ml)+( −393.5kJ/ml)—(−890.3kJ/ml)= −74.8kJ/ml,故答案为:3:2;−74.8;
(4)中和热为稀的强酸和稀的强碱发生中和反应生成1ml水放出的热量,反应生成水的物质的量不同,放出的热量不同,但反应热为定值,则实验中若改用60mL0.50ml/L的盐酸与50mL0.55ml/L的氢氧化钠溶液进行反应,若实验操作均正确,则所求中和热相等,故答案为:相等;
(5)a.向内筒中加入稀碱时,若缓慢而匀速地加入会造成热量散失,导致测定结果误差较大,故错误;
b.量筒中残留液体为标定以外的体积,则将用量筒量取好的稀盐酸如入内筒后,快速用水冲洗量筒内壁剩余的稀盐酸至内筒中会使氢氧化钠的物质的量偏大,导致测量结果偏高,故错误;
c.用量筒量取稀酸或碱时,眼睛必须与液体凹面最低处相平,否则俯视或仰视都会造成测量结果出现误差,故正确;
d.内筒洗净后,未及时烘干,直接用该内筒进行实验会使酸或碱的物质的量偏小,导致所测中和热ΔH的值偏大或偏小,故错误;
故选c。
19.(1)CD
(2)防止氯气与水反应溶于水
(3)
【详解】(1)氯气与甲烷光照条件下发生取代反应生成氯代甲烷和氯化氢,试管内气体颜色逐渐变浅,反应生成的氯化氢极易溶于水导致试管内有少量白雾生成、液面上升,反应生成的一氯甲烷是不溶于水的气体,所以溶液不能充满试管,反应生成的二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳是不溶于水的液体,所以试管内壁会出现油状液滴,故选CD;
(2)氯气溶于水,与水反应生成盐酸和次氯酸,但氯气不溶于饱和食盐水,所以实验时用饱和食盐水而不用水的原因是防止氯气与水反应溶于水,故答案为:防止氯气与水反应溶于水;
(3)生成一氯甲烷的反应为氯气与甲烷光照条件下发生取代反应生成一氯代甲烷和氯化氢,反应的化学方程式为,故答案为:。
20.(1) ⑤和⑧ ①和③ ⑦和⑨
(2) CH2BrCH2Br 取代反应(或水解反应) nCH2=CH2 CH3СООСН2СН2ОН 5
【分析】分子式相同、结构不同的有机物互为同分异构体,完全相同的物质为同一种物质,结构相似,在分子组成上相差1个或n个CH2原子团的有机物互为同系物;
乙烯与溴水发生反应生成A为1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷在氢氧化钠的水溶液中加热发生水解反应生成乙二醇;乙烯在催化剂作用下发生加聚反应生成聚乙烯;
【详解】(1)⑤和⑧的分子式相同,均为C8H10,结构不同,二者是同分异构体;
①和③分别为1-甲基丁烷的键线式和结构简式,表示同一种物质;
⑦和⑨分别为乙酸的填充模型和十八酸的结构简式,结构相似,分子上相差16个CH2,互为同系物;
(2)①A为1,2-二溴乙烷,结构简式为:CH2BrCH2Br;
②反应②为1,2-二溴乙烷在氢氧化钠的水溶液中加热发生水解反应生成乙二醇、溴化钠,反应类型为取代反应(或水解反应);
③反应③是乙烯在催化剂作用下发生加聚反应生成聚乙烯,反应的化学方程式为nCH2=CH2 ;
④浓硫酸吸收水,碱石灰吸收CO2,n(H2O)= =0.4ml、n(CO2) == 0.4ml, 根据H、C原子守恒得B中n(H) = 2n(H2O)= 20.4ml=0.8ml,n(C) = n(CO2) = 0.4ml,B中n(O)== 0.3ml,则B中C、H、O原子个数之比为0.4ml:0.8ml:0.3ml=4:8:3,所以其结构简式为CH3СООСН2СН2ОН,故答案为CH3СООСН2СН2ОН;
⑤有机物B的同分异构体C,1mlC与足量的NaHCO3粉末反应,生成22.4LCO2 (标准状况),n(CO2)== 1ml,说明C中含有1个羧基,若与足量金属钠反应则生成22.4L H2 (标准状况),n(H2)== 1ml,1ml羧基与足量Na反应生成0.5mlH2,根据生成氢气的物质的量知,C中还含有1个醇羟基,符合条件的结构简式为HOCH2CH2CH2COOH、HOCH(CH3 )CH2COOH、CH3CH (OH) CH2COOH、CH3CH2CH (OH) COOH、(CH3)2C (OH) COOH,所以共有5种符合条件的同分异构体,故答案为: 5。
21.(1) 平面结构
(2) 羟基、羧基
(3) 氧化反应
(4)
(5) ④⑤ 10
【分析】
烃A是衡量一个国家石油化工发展的重要标志,故A为乙烯,乙烯与水发生加成反应生成B(乙醇),乙醇通过催化氧化生成C(乙醛),乙醛可以进一步被氧化生成D(乙酸),乙酸与F发生酯化反应生成G,G的结构简式为,由此分析:
【详解】(1)物质A为乙烯,因此结构简式为;乙烯为平面形分子;
(2)F为乳酸,其中的官能团为羟基和羧基;D为乙酸,因此结构简式为;
(3)B到C是乙醇的催化氧化反应,故反应类型为氧化反应;反应方程式为;
(4)
F和D在浓硫酸作催化剂的条件下发生酯化反应,反应方程式为;
(5)①是烯烃,不是乙烷的同系物,①错误;②属于醇类,不是乙烷的同系物,②错误;③属于醇类,不是乙烷的同系物,③错误;④是异戊烷,和乙烷是同系物,④正确;⑤也是烷烃,和乙烷属于同系物,⑤正确;故选④⑤;
④的一氯代物有4种,在一氯代物的基础上再进行取代,二氯代物有10种。
22.(1) ② ① ③ ⑤⑥
(2) 在其他条件相同时,能加快草酸与酸性高锰酸钾的反应 高锰酸钾溶液褪色的速率开始比较缓慢,一段时间后突然加快 酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能氧化中的,也会使溶液褪色,从而缩短褪色时间,排除对反应速率有影响的可能性
【详解】(1)①金刚石和富勒烯是碳元素形成的不同种单质,互为同素异形体;
②和的质子数相同、中子数不同,互为同位素;
③和的结构相似,分子组成相差1个原子团,互为同系物;
④和的分子式相同,结构相同,是同种物质;
⑤环丙烷和丙烯的分子式相同,结构不同,互为同分异构体;
⑥和的分子式相同,结构不同,互为同分异构体;则互为同位素的是②,互为同素异形体的是①,互为同系物的是③,互为同分异构体的是⑤⑥,故答案为:②;①;③;⑤⑥;
(2)①草酸溶液与高锰酸钾酸性溶液反应生成硫酸锰、硫酸钾、二氧化碳和水,反应的离子方程式为,故答案为:;
②由实验现象可知,在其他条件相同时,锰离子能加快草酸与酸性高锰酸钾的反应,做反应的催化剂,故答案为:在其他条件相同时,能加快草酸与酸性高锰酸钾的反应;
③若实验①中草酸溶液与高锰酸钾酸性溶液反应时,高锰酸钾溶液褪色的速率开始比较缓慢,一段时间后突然加快说明锰离子能加快草酸与酸性高锰酸钾的反应,作反应的催化剂,故答案为:高锰酸钾溶液褪色的速率开始比较缓慢,一段时间后突然加快;
④酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能氧化氯化锰中的氯离子,从而缩短褪色时间,为排除氯离子对反应速率有影响的可能性,实验②时选用硫酸锰固体,而不选择氯化锰固体,故答案为:酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能氧化中的,从而缩短褪色时间,排除对反应速率有影响的可能性。
23.(1) CH3CHBrCH2Br 羧基
(2)③④
(3)
(4) 2CH3CH2CH2OH+O22CH3CH2CHO+2H2O +2CH3CH2COOH+2H2O
(5) 、CH3OCH2CH3 7
【分析】由题干流程图可知,由G的结构简式和G到A的转化条件可知,A的结构简式为:CH3CHBrCH2Br,根据C的结构简式和C到D的转化条件可知,D的结构简式为:CH3CH2CHO,根据B和E的结构简式和B、E转化为F的条件并结合F的分子式可知,F的结构简式为:,据此分析解题。
【详解】(1)由分析可知A的结构简式为:CH3CHBrCH2Br;根据题中E的结构简式可知E中官能团的名称为:羧基;
(2)由题干有机转化流程图可知,反应①②③④的反应类型分别为:丙烯与溴的加成反应、丙烯催化条件下与水反应、卤代烃水解(属于取代反应)、酯化反应(属于取代反应),则属于取代反应的是③④,故答案为:③④;
(3)
聚丙烯的结构简式为:,故答案为:;
(4)①C→D即CH3CH2CH2OH催化氧化为CH3CH2CHO,则该反应方程式为:2CH3CH2CH2OH+O22CH3CH2CHO+2H2O,故答案为:2CH3CH2CH2OH+O22CH3CH2CHO+2H2O;
②B+E→F即和CH3CH2COOH发生酯化反应生成,故该反应为:+2CH3CH2COOH+2H2O,故答案为:+2CH3CH2COOH+2H2O;
(5)
由分析可知,C的结构简式为:CH3CH2CH2OH,同分异构体为、CH3OCH2CH3。碳碳双键中6原子共面且甲基上一个氢原子可以旋转到同一平面,故丙烯中最多7原子共面。
24.(1) 乙烯 醛基
(2)CH3COOCH2CH2OOCCH3
(3)
(4) 加聚反应 不能
(5)③④
【分析】
有机物A的产量用来衡量一个国家石油化工的发展水平,A为乙烯,乙烯与水发生加成反应得到B:乙醇,乙醇催化氧化得到C:乙醛,乙醛氧化得到D:乙酸,乙烯经过催化氧化得到E:环氧乙烷,E与水反应得到F:乙二醇(HOCH2CH2OH),乙酸和乙二醇发生酯化反应得到G:CH3COOCH2CH2OOCCH3;乙烯发生加聚反应得到H:聚乙烯( )。
【详解】(1)A的名称为乙烯;C为乙醛,官能团名称为:醛基;
(2)G的结构简式为:CH3COOCH2CH2OOCCH3;
(3)反应②的化学反应方程式:;
(4)根据分析,的反应类型为:加聚反应;H中不含双键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色;
(5)①F为乙二醇,分子中含两份羟基,和乙醇不是同系物,错误;
②1ml F含2ml羟基,与足量金属钠反应可产生1ml氢气,标况下体积为22.4L,错误;
③F为乙二醇,与水能形成分子间氢键,可以与水任意比互溶,正确;
④F为乙二醇,与乙二酸反应可能生成环状有机物: ,正确;
⑤相同物质的量的A(C2H4)和F(C2H6O2,可写为:),充分燃烧后,耗氧量不相同,错误;
故选③④。
25.(1) 纤维素 果糖
(2)
(3)
(4) 加成反应
(5)
【分析】人体内无法吸收的有机物是纤维素,所以A是纤维素,水解后最终得到的是单糖葡萄糖,所以B是葡萄糖。
【详解】(1)根据分析,A的名称是纤维素,B的分子式是,与其互为同分异构体的糖类是果糖。
(2)乙醇能与乙酸反应生成乙酸乙酯的化学方程式是:。
(3)
利用炼焦油、石油裂解所得的有机物C能来合成乙醇的烃类一般是乙烯,根据数据验证可得C确定是乙烯,电子式是,C的一氯代物则是一氯乙烯,加聚反应可得常用的塑料聚氯乙烯,该聚合物的结构简式是 。
(4)乙烯可以通过水化法来合成乙醇,化学方程式为,该反应是加成反应类型。
(5)根据“以煤为原料气化得到的合成气(主要成分为一氧化炭和氢气)来生产乙醇”可写出反应:。
26.(1)蒸馏法
(2)
(3)取少量溶液于洁净的试管中,滴加盐酸酸化,再滴加氯化钡溶液,若末产生白色沉淀,说明不含硫酸根离子,否则混有硫酸根离子
(4)或
(5)
(6)
(7)
【分析】贝壳的主要成分是,经过,,石灰乳沉淀卤水中的,得到的溶于盐酸得到,再脱水电解得到单质镁。用海水淡化得到的溶液电解得到的氧化低浓度溴水中的得到,用热空气吹出用纯碱吸收,再经过酸化发生溴元素的归中反应从而达到溴元素的富集。
【详解】(1)海水淡化的方法有蒸馏法、电渗析法或离子交换法等。
(2)根据黄绿色可判断X是,步骤1的反应为:。
(3)硫酸根离子的检验方法是:取少量溶液于洁净的试管中,滴加盐酸酸化,再滴加氯化钡溶液,若末产生白色沉淀,说明不含硫酸根离子,否则混有硫酸根离子。
(4)根据流程图和信息可知溴单质与热的纯碱溶液反应为,所以该反应的氧化产物为或。
(5)步骤(3)发生反应的离子方程式为。
(6)结合前后情景可以判断所加试剂是。
(7)工业常用电解法冶炼金属镁,化学方程式:。
27.(1) Br2 + SO2 + 2H2O = H2SO4 + 2HBr 还原剂
(2) 3Br2+3Na2CO3=1NaBrO3+3CO2+5NaBr 5ml
(3) 1.25ml·L-1·min-1 否 bc
【分析】海水蒸发浓缩酸化得到浓缩海水通入氯气氧化溴离子得到含溴单质的混合溶液,利用热空气吹出Br2,被二氧化硫吸收得到含HBr的混合溶液,通入氯气氧化得到溴单质,富集溴元素得到含Br2的混合溶液,蒸馏得到溴单质。
【详解】(1)溴和二氧化硫和水发生氧化还原反应生成溴化氢和硫酸,化学方程式为:Br2 + SO2 + 2H2O = H2SO4 + 2HBr。反应中硫元素化合价升高,故二氧化硫为还原剂;
(2)碳酸钠和溴反应,生成溴酸钠和二氧化碳,溴元素化合价升高5价,,应该有溴元素化合价降低生成溴化钠,化合价降低1价,根据电子守恒配平,溴酸钠和溴化钠的比例为1:5,则该方程式为3Br2+3Na2CO3=1NaBrO3+3CO2+5NaBr,反应中转移5个电子,故当有3ml溴单质生成,转移5ml电子。
(3)2min末反应开始到2min末,由图可知,以二氧化硫表示反应速率为,2分钟之后二氧化硫和三氧化硫的浓度还有变化,故2分钟时反应未到平衡。
②a.使用催化剂可以增大化学反应速率,故a正确;
b.改变温度或压强,可以提高二氧化硫的转化率,但不能实现SO2的完全转化,故b错误;
c.若仅增大容器容积,反应物的浓度减小,则该化学反应速率减小,故c错误;
故选bc。
28.(1)4NH3+5O24NO+6H2O
(2)5:3
(3)3NO2+H2O=2HNO3+NO,还有变为NO,仍然是大气污染物,而不能被完全吸收
(4)2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
(5) A O2具有氧化性,能将NO氧化成NO2,NO2含量增大,氮氧化物吸收率提升
(6)②④⑤
【分析】Ⅰ.氨气与空气中的氧气在氧化炉中发生反应产生NO、H2O,发生反应为:4NH3+5O24NO+6H2O;NO、O2、H2O发生反应产生HNO3,HNO3与NH3反应产生NH4NO3。
Ⅱ.工业制硝酸时尾气中含有NO、NO2,直接排放会造成大气污染,可根据气体的性质采用不同方法吸收,同时要注意防止倒吸现象的发生。
【详解】(1)在设备1中发生NH3与O2在催化剂存在条件下加热,发生反应产生NO、H2O,该反应的化学方程式是4NH3+5O24NO+6H2O;
(2)在设备2中NO与O2反应产生NO2,NO2被H2O吸收反应产生HNO3、NO,反应方程式为:2NO+O2=2NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO,将这两个方程式叠加,可得总反应方程式为:4NO+3O2+2H2O=4HNO3。若设备1中通入的NH3氧化产生的NO在设备2中完全转化为HNO3,反应消耗的O2的物质的量的比是5:3。根据阿伏伽德罗定律,在同温同压下,气体的体积比等于气体的物质的量的比,故同温同压下,理论上设备1与设备2中消耗氧气(或空气)的体积比为5:3;
(3)NO2不能与空气反应,但溶于水,与水反应产生HNO3、NO,反应方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO。根据方程式可知:NO2在被H2O吸收时只有转化为HNO3,还有NO2反应后变为有毒的NO,NO仍然是大气污染物,故不能被完全吸收转化;
(4)除了NO、NO2与NaOH溶液发生归中反应产生NaNO2外, NO2还会发生歧化反应,NO2中+4价的N部分化合价降低,转化为NaNO2中+3价的N,还应有部分N化合价升高,转化为NaNO3中+5价的N,因此另一个化学方程式为:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O;
(5)①A.当NaOH溶液浓度一定时, NO2含量越大,氮氧化物的吸收率越大,A正确;
B.根据上述图像可知:随着NaOH溶液浓度增大,氮氧化物的吸收率先增加后减小,B错误;
故合理选项是A;
②根据图示可知:当混合气体中NO2含量小于50%时,通入具有氧化性的O2,会将NO氧化成NO2,使NO2的含量增大,从而使氮氧化物的吸收率增大;
(6)①只有气体入口,不能吸收的气体不能排出,因此不能用于NH3的吸收,①错误;
②在导气管末端安装一个倒扣的漏斗,使NH3的吸收面积扩大,这样既可以使氨气被充分吸收,同时也可以防止倒吸现象的发生,②正确;
③导气管末端直接插入水中,NH3在水中溶解导致导气管中气体压强减小,烧杯中的水在外界大气压强作用下会进入导气管而引起倒吸现象,不能用于吸收NH3,③错误;
④导气管末端安装一个干燥管,干燥管的下端伸入到水中,既可以使氨气被充分吸收,同时也可以防止倒吸现象的发生,可用于NH3的吸收,④正确;
⑤导气管伸入到CCl4中,NH3不能在其中溶解,就可以避免引起倒吸现象,NH3在CCl4中上升,溶解在密度比CCl4小,与CCl4互不相溶的H2O层中,也可以使NH3被充分吸收,⑤正确;
综上所述可知:装置②④⑤均可以防止倒吸,故合理选项是②④⑤。
29.(1)粉碎炼钢废渣、适当提高硫酸浓度、适当提高温度、搅拌等(任写两条)
(2)SiO2、CaSO4
(3)Fe3+、H+
(4)
(5)Fe2++HCO+NH3·H2O=FeCO3↓+NH+H2O
(6) 温度较高时,H2O2会发生大量分解 22.4L
【分析】“酸浸过滤”加入过量稀硫酸,Fe3O4与硫酸反应:Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O,CaO与硫酸反应CaO+H2SO4=CaSO4+H2O,CaSO4微溶于水,MgO与硫酸反应MgO+2H+=Mg2++H2O,SiO2不与硫酸反应,且不溶于水,过滤,滤渣中有SiO2和CaSO4;
“还原”加入铁粉,发生Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=H2↑+Fe2+;
“除钙镁”加入氟化铵,生成难溶物氟化钙、氟化镁;
“沉铁”加入氨水-碳酸氢铵,发生Fe2++HCO+NH3·H2O=FeCO3↓+NH+H2O;
据此分析;
【详解】(1)为加快“酸浸”的反应速率可以采取措施粉碎炼钢废渣、适当提高硫酸浓度、适当提高温度、搅拌等;故答案为粉碎炼钢废渣、适当提高硫酸浓度、适当提高温度、搅拌等(任写两条);
(2)根据上述分析,滤渣1为SiO2、CaSO4;故答案为SiO2、CaSO4;
(3)“酸浸过滤”滤液中有Fe3+、Fe2+、Mg2+和H+,向滤液中加入铁粉,发生Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=H2↑+Fe2+;故答案为Fe3+、H+;
(4)
“除钙镁”步骤中加入氟化铵,生成难溶物氟化钙、氟化镁,加入浓硫酸,利用酸性强的制取酸性弱的,会生成HF气体,其电子式为 ;故答案为 ;
(5)根据流程铁元素转化成FeCO3沉淀,其离子方程式为Fe2++HCO+NH3·H2O=FeCO3↓+NH+H2O;故答案为Fe2++HCO+NH3·H2O=FeCO3↓+NH+H2O;
(6)该反应中有过氧化氢参与,过氧化氢不稳定受热易分解,温度超过90℃,H2O2会发生大量分解,导致原料损失;根据原理,H2O2作氧化剂,H2S作还原剂,根据得失电子数目守恒,有1ml×2×[(-1)-(-2)]=n(H2S)×[0-(-2)],解得n(H2S)=1ml,标准状况下,能处理硫化氢的体积为1ml×22.4L/ml=22.4L;故答案为温度较高时,H2O2会发生大量分解;22.4L。
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