【题目】大气中CO2含量的增加会加剧温室效应,为减少其排放,需将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用。
(1)CO2溶于水生成碳酸,碳酸和亚硝酸(HNO2)的电离常数如下表所示,下列事实中,能说明亚硝酸酸性比碳酸强的是(填字母代号)____________。
弱酸 | HNO2 | H2CO3 |
电离常数 | Ka=5.1×10-4 | Ka1=4.6×10-7 |
Ka2=5.6×10-11 |
A 常温下,亚硝酸电离常数比碳酸一级电离常数大
B 亚硝酸的氧化性比碳酸的氧化性强
C 亚硝酸与碳酸钠反应生成CO2
D 相同浓度的碳酸钠溶液的pH比亚硝酸钠的大
(2).CO2与NH3反应可合成尿素[化学式为CO(NH2)2],反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(1)+H2O(g)在合成塔中进行,图中Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ三条曲线分别表示温度为T℃时,按不同氨碳比和水碳比投料时,二氧化碳平衡转化率的情况。
①曲线Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ中水碳比的数值分别为0.6~0.7,1~1.1,1.5~1.6,则生产中应选用的水碳比数值范围是____________。
②推测生产中氨碳比应控制在____________(选填“4.0”或“4.5”)左右比较适宜。
③若曲线Ⅱ中水碳比为1,初始时CO2的浓度为1mol/L,则T℃时该反应的平衡常数K=____________(保留有数数字至小数点后两位)。
(3)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化为乙酸,请写出该反应的化学方程式:____________。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图所示。在温度为____________时,催化剂的活性最好,效率最高。请解释图中250~400℃时乙酸生成速率变化的原因:250~300℃时____________;300~400℃时____________。
【答案】AC 0.6~0.7 4.0 0.59 250℃ 催化剂效率下降是影响乙酸生成速率的主要原因 温度升高是影响乙酸生成速率的主要原因
【解析】
(1)A、相同条件下,酸的电离平衡常数越大,酸性越强,根据表中数据,HNO2的电离平衡常数大于碳酸的一级电离常数,说明HNO2的酸性强于H2CO3,故A符合题意;
B、氧化性强弱与酸性强弱无关,故B不符合题意;
C、利用酸性强的制取酸性弱的,亚硝酸与碳酸钠反应生成CO2,说明亚硝酸的酸性强于碳酸,故C符合题意;
D、利用越弱越水解,Na2CO3对应的是HCO3-,NaNO2对应的是HNO2,相同浓度碳酸钠溶液的pH比亚硝酸的大,说明HCO3-电离出H+能力弱于HNO2,不能说明HNO2和H2CO3的酸性强弱,故D不符合题意;
(2)①氨碳比相同时,曲线I的CO2的转化率大,因此生产中选用水碳比数值范围是0.6~0.7;
②氨碳比在4.5时,需要氨气较多,根据图像分析,CO2的转化率增大不多,提高生产成本,所以氨碳比控制在4.0左右;
③曲线Ⅱ中水碳比为1,初始时CO2浓度为1mol·L-1,则c(H2O)=1mol·L-1,氨碳比为4时,CO2的转化率为63%,c(NH3)=4mol·L-1,则
2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O,
起始: 4 1 1
变化: 1.26 0.63 0.63
平衡: 2.74 0.37 1.63
平衡常数K=≈0.59;
(3)CO2和CH4发生反应:CO2+CH4CH3COOH;根据图像,当温度为250℃时,乙酸的生成速率最大,催化剂的催化效率最大;在250℃~300℃过程中,催化剂是影响速率的主要因素,因此催化效率的降低,导致反应速率也降低;而在300℃~400℃时催化效率低且变化程度小,但反应速率增加较明显,因此该过程中温度是影响速率的主要因素,温度越高,反应速率越大。
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【题目】实验室利用如图装置进行中和热的测定,取50ml 0.50 mol/L 盐酸、50ml 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应, 请回答下列问题:
(1)该装置还缺少的玻璃仪器为 _________________ ,若做1次完整的中和热测定实验,则温度计需使用_______ 次,
(2)倒入NaOH溶液的正确操作是______________。
A.一次迅速倒入 B.分三次少量倒入 C.沿玻璃棒缓慢倒入
(3)下列操作使测得中和热偏大的是_________
A.测量酸的温度后没有清洗温度计在测量碱 B.在量取盐酸时仰视读数
C. 使用铜棒搅拌反应液 D.将盐酸的体积量取为52.0ml
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【题目】氮化硼(BN)晶体有多种相结构.六方相氮化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结构,可作高温润滑剂.立方相氮化硼是超硬材料,有优异的耐磨性.它们的晶体结构如图所示.关于这两种晶体的说法正确的是
A. 两种晶体均为原子晶体
B. 六方相氮化硼层结构与石墨相似却不导电,原因是层状结构中没有自由移动的电
C. 立方相氮化硼含有σ键和π键,所以硬度大
D. 两种晶体中的B原子的杂化类型相同
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【题目】设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述一定正确的是
A. 在Al3+数目为NA的AlCl3溶液中,Cl-总数为3NA
B. 400mL 1mol/L稀硝酸与Fe完全反应(还原产物只有NO),转移电子数目为0.3NA
C. 0.2mol NH3与0.3mol O2在催化剂的作用下加热充分反应,所得NO的分子数为0.2NA
D. pH=1的硫酸溶液中含有SO42-的数目为0.05NA
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【题目】在容积固定的密闭容器中充入一定量的X、Y两种气体,一定条件下发生反应并达到平衡:3X(g)+Y(g)2Z(g) △H<0。若测得平衡时X的转化率为37.5 %,Y的转化率是X的,则下列叙述正确的是
A.升高温度,平衡向正反应方向移动
B.起始时刻n(X) : n(Y)= 2 : 1
C.充入氦气增大容器内的压强,Y的转化率提高
D.若以X表示的反应速率为0.2mol/(L·s),则以Z表示的反应速率为0.3mol/(L·s)
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【题目】X、Y、Z、W为短周期元素,若W原子的最外层电子数是其内层电子的,如图所示,下列说法不正确的是
X | Y | |
Z | W |
A.X元素的氢化物分子间可以形成氢键
B.Y元素的两种同素异形体常温下都是气体
C.阴离子半径从大到小的顺序为X>Y>Z>W
D.最高价氧化物对应的水化物的酸性:W>Z
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【题目】碳酸亚铁可用于治疗缺铁性贫血。实验室里先制得硫酸亚铁,后将硫酸亚铁与碳酸氢铵反应制得碳酸亚铁(Fe2++2HCO3—===FeCO3↓+CO2↑+H2O)。实验装置如下图所示(部分夹持仪器略去)。回答下列问题:
(1)配制溶液所用的蒸馏水必须先除去溶解的氧气,具体方法是________.
(2)实验过程中,将生成的FeSO4溶液和NH4HCO3溶液混合的操作是________.
(3)装置B中的NH4HCO3需过量的原因________(填字母标号).
a.除去FeSO4溶液中残留的硫酸 b.Fe2+充分转化为FeCO3
c.NH4HCO3溶解度比较大 d.NH4HCO3受热分解损失
(4)碳酸亚铁在潮湿的空气中逐渐被氧化生成氢氧化铁和一种气体,反应的化学方程式为________.
(5)有同学提出该实验可用FeSO4,与Na2CO3反应制取FeCO3,经查阅:0.1mol/LNa2CO3溶液pH约为11.6;25℃时,Ksp[FeCO3]=3.1×10—11,Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10—17,向10mL0.1mol/LNa2CO3溶液中滴加0.1mol/L FeSO4溶液,先析出的沉淀是________.
(6)NaHCO3与NH4HCO3均可作为Fe2+的沉淀剂,但更常用NH4HCO3,理由是________。(写出一点即可)
(7)设计实验检验制得的产品中是否含Fe3+________.
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【题目】以煤、天然气和生物质为原料制取有机化合物日益受到重视。E是两种含有碳碳双键的酯的混合物。相关物质的转化关系如下(含有相同官能团的有机物通常具有相似的化学性质):
请回答:
(1) A→B的反应类型________,C中含氧官能团的名称________。
(2) C与D反应得到E的化学方程式________。
(3) 检验B中官能团的实验方法________。
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