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科目: 来源: 题型:实验题

11.某实验小组拟用50mL NaOH溶液吸收CO2气体,制备Na2CO3溶液.

(I)向50mL NaOH溶液中逐渐通入一定量的CO2(假设溶液体积不变),随后取此溶液10mL,将其稀释至100mL,并向此稀释后的溶液中逐滴加入0.1mol•L-1的盐酸,产生CO2气体的体积(标准状况下)与所加入的盐酸的体积关系如图1所示.
(1)写出OA段所发生反应的离子方程式:H++OH-═H2O、CO32-+H+═HCO3-
(2)NaOH在吸收CO2后,所得溶液中溶质的物质的量浓度之比为1:1.
(3)产生的CO2体积(标准状况下)为0.056L.
(4)原NaOH溶液的物质的量浓度为0.75mol/L
(II)为了防止通入的CO2气体过量生成NaHCO3,设计了如下实验步骤:
①用25mL NaOH溶液吸收CO2气体,至CO2气体不再溶解;
②小火煮沸溶液1min~2min;
③在得到的溶液中加入另一半(25mL)NaOH溶液,使其充分混合,此方案能制得较纯净的Na2CO3(第一步的实验装置如图2所示)
(1)写出①、③两步的化学反应方程式①NaOH+CO2=NaHCO3.③NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
(2)装置B中盛放的试剂是饱和NaHCO3溶液,作用是除去二氧化碳中HCl.
(3)有人认为将实验步骤②、③的顺序对调,即先混合再煮沸更合理,你认为对吗?不对(填“对”或“不对”),理由若不先除去溶液中溶解的CO2气体,则实验③加入的NaOH溶液将有一部分与CO2气体反应,使NaOH溶液不能完全转化为Na2CO3.这样制取的Na2CO3中就会混有NaHCO3
(4)实验室中吸收尾气的方法很多.如图装置中可以用来吸收氨气的是ACE.

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10.利用N2和H2可以实现NH3的工业合成,而氨又可以进一步制备硝酸,在工业上一般可进行连续生产.请回答下列问题:
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ/mol
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol
若有17g 氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为226.3kJ.
(2)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)反应的影响.
实验结果如图1所示:(图中T表示温度,n表示物质的量)

①图象中T2和T1的关系是:T2低于T1(填“高于”、“低于”、“等于”“无法确定”)
②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是c(填字母).
③在起始体系中加入N2的物质的量为$\frac{n}{3}$mol时,反应后氨的百分含量最大;  若容器容积为1L,n=3mol反应达到平衡时H2的转化率为60%,则此条件下(T2),反应的平衡常数K=2.08.
(3)N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注.
①一定温度下,在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应:
2N2O5(g)?4NO2(g)+O2(g)△H>0下表为反应在T1温度下的部分实验数据
t/s05001000
c(N2O5)/mol•L-15.003.522.48
则500s内NO2的平均生成速率为0.00592 mol•(L-1•s-1 ).
②现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池,采用电解法制备N2O5,装置如图2所示,其中Y为CO2
写出石墨I电极上发生反应的电极反应式H2+CO32--2e-=CO2+H2O.
在电解池中生成N2O5的电极反应式为N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+

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9.醇与氢卤酸反应是制备卤代烃的重要方法.实验室制备溴乙烷和1-溴丁烷的反应如下:
NaBr+H2SO4═HBr+NaHSO4                 ①
R-OH+HBr?R-Br+H2O                     ②
可能存在的副反应有:醇在浓硫酸的存在下脱水生成烯和醚,Br-被浓硫酸氧化为Br2等.有关数据列表如下;
乙醇溴乙烷正丁醇1-溴丁烷
密度/g•cm-30.78931.46040.80981.2758
沸点/℃78.538.4117.2101.6
请回答下列问题:
(1)溴乙烷和1-溴丁烷的制备实验中,下列仪器最不可能用到的是d.(填字母)
a.圆底烧瓶    b.量筒    c.锥形瓶    d.蒸发皿
(2)溴代烃的水溶性大于(填“大于”、“等于”或“小于”)醇.
(3)将1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物在下层(填“上层”、“下层”或“不分层”).
(4)制备操作中,加入的浓硫酸必需进行稀释,其目的是abc.(填字母)
a.减少副产物烯和醚的生成         b.减少Br2的生成
c.减少HBr的挥发               d.水是反应的催化剂
(5)欲除去溴代烷中的少量杂质Br2,下列物质中最适合的是c.(填字母)
a.NaI    b.NaOH    c.NaHSO3    d.KCl
(6)在制备溴乙烷时,采用边反应边蒸出产物的方法,其有利于平衡向生成溴乙烷的方向移动;但在制备1-溴丁烷时却不能边反应边蒸出产物,其原因是1-溴丁烷和正丁醇的沸点相差不大.

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8.实验室制备1,2-二溴乙烷的反应原理如下:
CH3CH2OH$→_{170℃}^{H_{2}SO_{4}(浓)}$CH2=CH2
CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br
可能存在的主要副反应有:乙醇在浓硫酸的存在下在l40℃脱水生成乙醚.用少量的溴和足量的乙醇制备1,2-二溴乙烷的装置如图所示:
有关数据列表如下:
    乙醇1,2-二溴乙烷    乙醚
    状态  无色液体   无色液体  无色液体
密度/g•cm-3    0.79    2.2    0.71
  沸点/℃    78.5    132    34.6
  熔点/℃    一l30    9-1l6
回答下列问题:
(1)在此制各实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,其最主要目的是D;(填正确选项前的字母)
A.引发反应    B.加快反应速度     C.防止乙醇挥发   D.减少副产物乙醚生成
(2)在装置C中应加入C,其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体:(填正确选项前的字母)
A.水        B.浓硫酸      C.氢氧化钠溶液       D.饱和碳酸氢钠溶液
(3)判断该制备实验中各反应已经结束的最简单方法是溴的颜色完全褪去;
(4)将1,2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗(填仪器名)中加水,振荡后静置,产物应在下层(填“上”、“下”);
(5)若产物中有少量未反应的Br2,最好用B洗涤除去;(填正确选项前的字母)
A.水        B.氢氧化钠溶液    C.碘化钠溶液    D.乙醇
(6)若产物中有少量副产物乙醚.可用蒸馏的方法除去;
(7)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是冷却,避免溴的大量挥发;但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是1,2-二溴乙烷的凝固点较低(9℃),过度冷却会使其凝固而使气路堵塞.

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7.CO在人类社会的发展过程中扮演着多重角色.既有其为人类服务”功臣”的一面,也有作为大气重要污染物“罪人”的一面.请回答下列问题:
(1)CO是工业冶炼金属的重要还原剂之一,已知下列热化学方程式:
①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-24.8KJ/mol
②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)△H=-47.2KJ/mol
③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)△H=+19.3KJ/mol
则CO还原FeO的热化学方程式是CO(g)+FeO(s)=Fe(g)+CO2(g)△H=-11KJ/mol.
(2)工业上可利用甲烷与水蒸气反应制备CO原料气:CH4(g)+H2O(g)═CO(g)+3H2(g).图1是CH4(g)与H2O(g)体积比为1:3时,平衡体系中甲烷的体积分数受温度、压强影响的关系图:

①甲烷与水蒸气制备CO的反应为吸热(填“放热”或“吸热”)反应,压强:P2<P1(填“>”或“<”).
②在恒温、恒压的条件下,向上述平衡体系中通人氮气,平衡向正反应方向(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动.
(3)CO与水蒸气反应可制备氢气:CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H<0.已知800℃时,在容积为2L的恒容密闭容器中充入0.2mol水蒸气和0.2molCO发生上述可逆反应.经过5min,反应达到平衡状态,此时测得平均反应速率v(CO2)=0.01mol/(L•min),则该温度下的平衡常数K=1,达到平衡时CO的转化率为50%.
(4)一氧化碳报警器(如图2)可检测环境中一氧化碳的浓度,其化学反应原理是CO与O2反应生成CO2,其工作原理是当CO通过外壳上的气孔经透气膜扩散到电极上时,在电极表面催化剂的作用下,在水的参与下被氧化,该电极的电极反应式为CO+H2O-2e-=CO2+2H+

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6.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一.

(1)图1是1mol NO2气体和1mol CO气体反应生成CO2气体和NO气体过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ•mol-1
已知:N2 (g)+2NO2 (g)?4NO(g)△H=+292.3kJ•mol-1
则反应:2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g) 的△H=-760.3kJ•mol-1
(2)一定温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中充入20mol NO2和5mol O2发生反应:4NO2(g)+O2(g)?2N2O5(g);已知体系中n(NO2)随时间变化如表:
t(s)050010001500
n(NO2)(mol)2013.9610.0810.08
①写出该反应的平衡常数表达式:K=$\frac{{c}^{2}({N}_{2}{O}_{5})}{{c}^{4}(N{O}_{2})•c({O}_{2})}$,已知:K3000C>K3500C,则该反应是放热反应(填“放热”或“吸热”);
②反应达到平衡后,NO2的转化率为49.6%,若要增大NO2的转化率,可采取的措施有AD
A.降低温度      B.充入氦气,使体系压强增大
C.再充入NO2    D.再充入4mol NO2和1mol O2
③图2中表示N2O5的浓度的变化曲线是c,用O2表示从0~500s内该反应的平均速率v=1.51×10-3mol•L-1•s-1

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5.在10L密闭的容器中充入2molA和1molB,发生的化学反应为:3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),2min后反应达到平衡,在相同温度下,测得平衡时容器内气体的压强是反应前的$\frac{5}{6}$,试填写下列空白:
(1)x的值为1
(2)写出该反应的化学平衡常数表达式K=$\frac{c(C)•{c}^{2}(D)}{{c}^{3}(A)•c(B)}$
(3)平衡时,A的浓度为0.05mol/L
(4)用气体B表示的2min内的平均反应速率为0.025mol.L-1.min-1

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4.甲醇是一种重要的化工原料,又是一种可再生资源,具有开发和应用的广阔前景.
(1)已知:
CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g)△H=+84kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-484kJ/mol
①工业上常以甲醇为原料制取甲醛,请写出CH3OH(g)与O2(g)反应生成HCHO(g)和H2O(g)的热化学方程式:2CH3OH(g)+O2(g)=2HCHO(g)+2H2O(g)△H=-316kJ•mol-1
②在上述制备甲醛时,常向反应器中通入适当过量的氧气,其目的是提高甲醇的转化率.
(2)工业上可用如下方法合成甲醛,化学方程式为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),已知某些化学键的键能数据如下表:
化学键C-CC-HH-HC-OC≡OO-H
键能/kJ/mol348413436358x463

请回答下列问题:
①如图中曲线a到曲线b的措施是加入催化剂.
②已知CO中的C与O之间为三键,其键能为xkJ/mol,则x=1097.
(3)由甲醇、氧气和NaOH溶液构成的新型手机电池,可使手机连续使用一个月才充一次电.
①该电池正极的电极反应式为O2+2H2O-4e-=4OH-
②若以该电池为电源,用石墨作电极电解200mL含有如下离子的溶液.
离子Cu2+H+Cl-SO42-
c/mol/L0.5220.5
电解一段时间后,当两极收集到相同体积(相同条件下)的气体时(忽略溶液体积的变化及电极产物可能存在的溶液现象)阳极上收集到氧气的质量为3.2g.
(4)电解水蒸气和CO2产生合成气(H2+CO),较高温度下(700-1000℃),在SOEC两侧电极上施加一定的直流电压,H2O和CO2在氢电极发生还原反应产生O2-,O2-穿过致密的固体氧化物电解质层到达氧电极,在氧电极发生氧化反应得到纯O2.由右图可知A为直流电源的负极(填“正极”或“负极”),请写出以H2O为原料生成H2的电极反应式:H2O+2e-=H2↑+O2-

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3.合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义.其原理为:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol
据此回答以下问题:
(1)①该反应的化学平衡常数表达式为K=$\frac{{c}^{2}(N{H}_{3})}{c({N}_{2})•{c}^{3}({H}_{2})}$.
②根据温度对化学平衡的影响规律可知,对于该反应,温度越高,其平衡常数的值越小.
(2)某温度下,若把1mol N2与3mol H2置于体积为1L的密闭容器内,反应达到平衡状态时,测得混合气体中氨的体积分数为$\frac{1}{3}$,则该温度下反应的K的计算式=$\frac{1^2}{0.5×1.5^3}$(用分数表示).能说明该反应达到化学平衡状态的是bd(填字母).
a.容器内的密度保持不变
b.容器内压强保持不变
c.v正(N2)=2v逆(NH3
d.混合气体中c(NH3)不变
(3)对于合成氨反应而言,下列有关图象一定正确的是(选填序号)ac.

(4)相同温度下,有恒容密闭容器A和恒压密闭容器B,两容器中均充入1mol N2和3mol H2,此时两容器的体积相等.在一定条件下反应达到平衡状态,A中NH3的体积分数为a,放出热量Q1 kJ;B中NH3的体积分数为b,放出热量Q2 kJ.则:a<b(填“>”、“=”或“<”,下同),Q1<Q2,Q1<92.4.

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2.在2L密闭容器内,800℃时反应:2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如下表:
时间(s)    0    1    2    3    4    5
n(NO)(mol) 0.020  0.010  0.008  0.007  0.007 0.007
(1)800℃时,反应达到平衡时,NO的物质的量浓度是0.0035mol/L.
(2)图中表示NO2的变化的曲线是b.用O2表示从0~2s内 该反应的平均速率v=1.5×10-3mol•L-1•s-1
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是bc.
a.v(NO2)=2v(O2)    b.容器内压强保持不变  c.v正(NO)=2v逆(O2) d.容器内密度保持不变
(4)能使该反应的反应速率增大的是bcd.
a.及时分离出NO2气体 b.适当升高温度  c.增大O2的浓度        d.选择高效催化剂.
(5)平衡时NO的转化率为:65%.

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