【題目】鎳的全球消費(fèi)量?jī)H次于銅、鋁、鉛、鋅,居有色金屬第五位,常用于各種高光澤裝飾漆和塑料生產(chǎn),也用作催化劑,制取原理:Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g),實(shí)驗(yàn)室用如圖所示裝置制取 Ni(CO)4。
已知:CO + PdCl2 + H2O = CO2 + Pd↓(黑色) + 2HCl;Ni(CO)4 熔點(diǎn)-25℃,沸點(diǎn) 43℃,60℃以上與空氣混合易爆炸;Fe(CO)5 熔點(diǎn)-20℃,沸點(diǎn) 103℃;卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)裝置 A 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____。
(2)裝置 C 用于合成 Ni(CO)4(夾持裝置略),最適宜選用的裝置為________(填標(biāo)號(hào))。
①②③
(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中為了防止_________,必須先觀察________(填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)再加熱 C 裝置。
(4)利用“封管實(shí)驗(yàn)”原理可獲得(高純鎳。如圖所示的石英)玻璃封管中充有 CO 氣體,則高純鎳粉在封管的________溫度區(qū)域端生成 填“323K”或“473K” 。
(5)實(shí)驗(yàn)中加入 11.50 g HCOOH,C 裝置質(zhì)量減輕 2.95 g(設(shè)雜質(zhì)不參加反應(yīng)),E 裝置中盛有 PdCl2 溶液100 mL,則 PdCl2 溶液的物質(zhì)的量濃度至少為________mol·L-1。
【答案】HCOOHH2O+CO↑ ③ CO 及 Ni(CO)4 與裝置中空氣混合在加熱條件下爆炸 E 裝置中產(chǎn)生黑色沉淀 473K 0.50
【解析】
A裝置中甲酸和濃硫酸反應(yīng)生成CO,經(jīng)B裝置中濃硫酸進(jìn)行干燥,根據(jù)方程式Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g),溫度在50~80℃是更有利于Ni(CO)4的生成,為了更好的控制溫度可選用水浴加熱,Ni(CO)4的沸點(diǎn)為43℃,所以反應(yīng)生成的Ni(CO)4會(huì)變成氣體,在D裝置中進(jìn)行冷凝得到Ni(CO)4液體,之后利用E裝置吸收未反應(yīng)的CO,同時(shí)為了防止Ni(CO)4與空氣混合加熱,需先通一段時(shí)間的CO,通過(guò)觀察E裝置中是否有黑色成生成可判斷裝置中是否充滿(mǎn)CO。
(1)裝置A中甲酸與在濃硫酸的作用下生成CO和水,反應(yīng)方程式為HCOOHH2O+CO↑;
(2)溫度在50~80℃是更有利于Ni(CO)4的生成,為了更好的控制溫度,且可避免溫度過(guò)高,可選用水浴加熱,所以選用③裝置;
(3)CO 及 Ni(CO)4 與裝置中空氣混合在加熱條件下會(huì)發(fā)生爆炸,所以要先觀察到E裝置中生成黑色沉淀,再加熱C裝置;
(4)323K是49.85℃,473K是199.85℃,根據(jù)方程式Ni(CO)4 (g)Ni(s)+4CO(g)可知180~200℃時(shí)生成Ni單質(zhì),所以高純鎳粉在封管的473K溫度區(qū)域端生成;
(5)n(HCOOH)==0.25mol,則生成的n(CO)=0.25mol,C裝置中發(fā)生Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g),則C管減輕的質(zhì)量即反應(yīng)的Ni的質(zhì)量,則反應(yīng)n(Ni)==0.05mol,則消耗n(CO)=0.2mol,所以PdCl2 溶液至少要吸收CO的物質(zhì)的量為0.25mol-0.2mol=0.05mol,根據(jù)方程式CO + PdCl2 + H2O = CO2 + Pd↓(黑色) + 2HCl可知所需n(PdCl2)=0.05mol,所以其濃度至少為=0.5mol/L。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在一體積固定的密閉容器中加入反應(yīng)物A、B,發(fā)生如下反應(yīng):A(g)+2B(g)3C(g)。反應(yīng)過(guò)程中的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示:下列說(shuō)法正確的是( )
A.在0~2min內(nèi),B的反應(yīng)速率為0.1mol·Lˉ1·minˉ1
B.2min時(shí),C的物質(zhì)的量濃度為0.4mol·L-1
C.4min時(shí),反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)正、逆反應(yīng)的速率都為0
D.在4~6min內(nèi),容器內(nèi)氣體分子的總物質(zhì)的量不變
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】室溫下進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象所得到的結(jié)論正確的是( )
選項(xiàng) | 實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象 | 結(jié)論 |
A | 向某溶液中先滴加稀硝酸,再滴加溶液,出現(xiàn)白色沉淀 | 該溶液中一定含有 |
B | 向溶液中滴加少量溶液,再滴加幾滴淀粉溶液,溶液變藍(lán)色 | 的氧化性比的強(qiáng) |
C | 向、的混合溶液中滴加少量溶液,有黑色沉淀生成 | |
D | 用試紙測(cè)得的溶液與的溶液的分別為3、5 | 酸性: |
A.AB.BC.CD.D
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】中國(guó)第二化工設(shè)計(jì)院提出,用間接電化學(xué)法對(duì)大氣污染物 NO 進(jìn)行無(wú)害化處理,其原理示意如圖,下列相關(guān)判斷正確的是
A.電極 I為陰極,電極反應(yīng)式為 2H2O+2e-=2OH-+H2↑
B.電解池中質(zhì)子從電極 I 向電極Ⅱ作定向移動(dòng)
C.每處理 1 mol NO 電解池右側(cè)質(zhì)量減少 16 g
D.吸收塔中的反應(yīng)為 2NO+2S2O42-+H2O=N2+4HSO3-
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】今年是門(mén)捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z為短周期主族元素,W與X的最高化合價(jià)之和為8。下列說(shuō)法不正確的是
A.原子半徑:W<XB.常溫常壓下,Y單質(zhì)為固態(tài)
C.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性:Y<ZD.X的最高價(jià)氧化物的水化物是強(qiáng)堿
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】PtCl2(NH3)2可以形成兩種固體,一種為淡黃色,在水中的溶解度較;另一種為黃綠色,在水中的溶解度較大。
(1)PtCl2(NH3)2為__________結(jié)構(gòu)(填“平面四邊形”或“四面體”)。
(2)黃綠色固體的立體構(gòu)型圖為____________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】2019年國(guó)際非政府組織“全球碳計(jì)劃”12月4日發(fā)布報(bào)告:研究顯示,全球二氧化碳排放量增速趨緩。CO2的綜合利用是解決溫室問(wèn)題的有效途徑。
(1)一種途徑是將CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)物實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)。如:
C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l) ΔH1=-44.2kJ·mol-1
2CO2(g)+2H2O(l)=C2H4(g)+3O2(g) ΔH2=+1411.0kJ·mol-1
2CO2(g)+3H2O(l)=C2H5OH(l)+3O2(g) ΔH3=___。
(2)CO2甲烷化反應(yīng)是由法國(guó)化學(xué)家Sabatier提出的,因此,該反應(yīng)又叫Sabatier反應(yīng)。CO2催化氫化制甲烷的研究過(guò)程如圖:
上述過(guò)程中,產(chǎn)生H2反應(yīng)的化學(xué)方程式為__。
②HCOOH是CO2轉(zhuǎn)化為CH4的中間體:CO2HCOOHCH4。當(dāng)鎳粉用量增加10倍后,甲酸的產(chǎn)量迅速減少,當(dāng)增加鎳粉用量時(shí),CO2鎳催化氫化制甲烷的兩步反應(yīng)中反應(yīng)速率增加較大的一步是__(填“I”或“Ⅱ”)。
(3)CO2經(jīng)催化加氫可以生成低碳烴,主要有兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng):
反應(yīng)I:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)
反應(yīng)Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)
在1L恒容密閉容器中充入1molCO2和4molH2,測(cè)得平衡時(shí)有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量隨溫度變化如圖所示。520℃時(shí),CO2的轉(zhuǎn)化率為__,520℃時(shí),反應(yīng)I的平衡常數(shù)K=__。
(4)已知CO2催化加氫合成乙醇的反應(yīng)原理為2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) ΔH。m代表起始時(shí)的投料比,即m=。圖1中投料比相同,溫度T3>T2>T1,則ΔH___(填“>”或“<”)0。
②m=3時(shí),該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后p(總)=20Mpa,恒壓條件下各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖2。則曲線b代表的物質(zhì)為___(填化學(xué)式),T4溫度時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)物質(zhì)d的分壓p(d)=___。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】
我國(guó)科學(xué)家最近成功合成了世界上首個(gè)五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表);卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)氮原子價(jià)層電子對(duì)的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為_____________。
(2)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個(gè)電子形成氣態(tài)負(fù)一價(jià)離子時(shí)所放出的能量稱(chēng)作第一電子親和能(E1)。第二周期部分元素的E1變化趨勢(shì)如圖(a)所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是___________;氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是__________。
(3)經(jīng)X射線衍射測(cè)得化合物R的晶體結(jié)構(gòu),其局部結(jié)構(gòu)如圖(b)所示。
①?gòu)慕Y(jié)構(gòu)角度分析,R中兩種陽(yáng)離子的相同之處為_________,不同之處為__________。(填標(biāo)號(hào))
A.中心原子的雜化軌道類(lèi)型 B.中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)
C.立體結(jié)構(gòu) D.共價(jià)鍵類(lèi)型
②R中陰離子N5-中的σ鍵總數(shù)為________個(gè)。分子中的大π鍵可用符號(hào)表示,其中m代表參與形成的大π鍵原子數(shù),n代表參與形成的大π鍵電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為),則N5-中的大π鍵應(yīng)表示為____________。
③圖(b)中虛線代表氫鍵,其表示式為(NH4+)N-H┄Cl、____________、____________。
(4)R的晶體密度為d g·cm-3,其立方晶胞參數(shù)為a nm,晶胞中含有y個(gè)[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]單元,該單元的相對(duì)質(zhì)量為M,則y的計(jì)算表達(dá)式為______________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】空氣中有豐富的氮?dú),科學(xué)家展開(kāi)了向空氣要氨氣的系列研究。
(1)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=a kJ·mol-1
N2(g)+O2(g) =2NO(g) ΔH=b kJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g) =4NO(g)+6H2O(l) ΔH=c kJ·mol-1
工業(yè)上合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH= _______ kJ·mol-1
(2)以懸浮的納米Fe2O3作催化劑,H2O和N2為原料直接常壓電化學(xué)合成氨方面取得了突破性進(jìn)展。其工作原理如圖所示:
①Ni電極處發(fā)生的總反應(yīng)為: N2+6e-+6H2O=2NH3+6OH-
已知該反應(yīng)分為兩步,其中第二步的反應(yīng)為2Fe+3H2O+N2=2NH3+Fe2O3,則第一步反應(yīng)為 _______ 。
②蒙乃爾篩網(wǎng)處發(fā)生的電極反應(yīng)為: _______ 。
(3)NH3可以合成尿素,反應(yīng)為2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(g)+H2O(g)。向一體積可變的恒壓容器中充入一定量的NH3和CO2,保持容器的溫度不變,NH3和CO2的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化如圖所示。
①下列情況能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 _______ 。
A NH3和CO2的物質(zhì)的量之比為2∶1
B 容器內(nèi)氣體的密度保持不變
C 2v正(NH3)=v逆(CO2)
D 各氣體的體積分?jǐn)?shù)保持不變
②起始時(shí)NH3和CO2的物質(zhì)的量之比為 _______ 。
③維持容器的溫度和壓強(qiáng)不變,向上述平衡后的容器中充入NH3(g)、CO(NH2)2(g)和H2O(g)各1 mol,則達(dá)到新平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)為 _______ 。
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