限时提分13+1(七)
1. 材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥着巨大作用。下列说法正确的是( )
A. 在钢中加入某些稀土元素,可增强钢的强度、韧性和塑性
B. “深地一号”装备中制造钻头用的金刚石为金属晶体
C. 部分汽车机盖上使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料
D. 用来生产电闸、灯口和开关等产品的酚醛树脂属于聚酯类化合物
2. 利用反应:LiH+NH3H2+LiNH2可制备化工试剂LiNH2。下列说法正确的是( )
A. LiH的电子式为
B. 基态N原子的价层电子轨道表示式为
C. H2为共价化合物
D. NH的VSEPR模型为平面三角形
3. 某化学兴趣小组拟探究碳与浓硫酸反应,并检验气体产物。下列说法正确的是( )
甲 乙 丙 丁
A. 用装置甲进行碳与浓硫酸反应
B. 将检验过CO2后的气体再通入装置丁中检验产物H2O
C. 将反应产生的气体通入装置丙,可直接检验产物SO2
D. 将反应产生的气体通入装置乙,可直接检验产物CO2
4. 联氨(N2H4)为二元弱碱,在水中性质与氨相似,可用于处理锅炉水中的溶解氧,防止锅炉被腐蚀,其中一种反应机理如图所示。下列说法正确的是( )
A. 结合H+能力:NH3>N2H4
B. 电负性:χ(N)>χ(O)>χ(H)
C. 第一电离能:I1(O)>I1(N)>I1(Cu)
D. 离子半径:r(Cu2+)>r(Cu+)
5. 反应:Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g) ΔH=-225 kJ/mol。下列说法不正确的是( )
A. 该反应在低温下能自发进行是由于ΔH<0的影响
B. 该反应的平衡常数K=
C. 实际生产中选择高温是因为高温时Si的平衡转化率比低温时大
D. 其他条件不变时,可通过缩小容积增大压强提高Si的转化率
6. 下列有关说法正确的是( )
A. H2S的空间结构为直线形
B. Cu2+的价层电子排布式为3d9
C. SO2的键角比SO3的大
D. 1 mol [Cu(H2O)4]2+中含有8 mol σ键
7. 卤素互化物(如ICl、IF3)具有强氧化性。下列化学反应表示正确的是( )
A. Cl2溶于水:Cl2+H2O2H++ClO-+Cl-
B. ICl溶于NaOH溶液:ICl+2OH-===Cl-+IO-+H2O
C. SOCl2水解:SOCl2+2H2O===4H++SO+2Cl-
D. Br2用Na2CO3溶液吸收:3Br2+CO===5Br-+BrO+CO2↑
8. 物质的转化具有重要应用。下列说法正确的是( )
A. 在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,若再加入NaNO3,铜粉溶解
B. 实验室检验SO2的漂白性:酸性KMnO4溶液紫红色褪去
C. 工业上通过NH3生产HNO3的物质转化:NH3NO2HNO3
D. 在实验室中向饱和FeCl3溶液中滴加少量稀氨水制备Fe(OH)3胶体
9. 查尔酮是合成治疗胃炎药物的中间体,其合成路线中的一步反应如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 该反应为取代反应
B. X中所有碳原子不可能共平面
C. 利用银氨溶液可以鉴别X与Y
D. Z存在顺反异构体
10. 如图是实现对天然气中CO2和H2S高效去除的协同转化装置,电极材料是ZnO-石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯。下列有关该电化学装置的说法正确的是 ( )
A. 装置工作时将化学能转化为电能
B. 石墨烯电极反应式:H2S-2e-===S+2H+
C. 总反应:CO2+H2SCO+H2O+S↓
D. 装置工作过程中每转移2 mol电子,理论上可处理标准状况下CO2和H2S气体总体积为22.4 L
11. 室温下,下列实验探究方案能达到实验目的的是( )
选项 探究方案 实验目的
A 向某溶液中滴加少量氯水,然后滴入几滴KSCN溶液,观察现象 探究溶液中是否含有Fe2+
B 淀粉溶液加入稀硫酸,加热,冷却后滴入碘水,观察溶液颜色变化 探究淀粉是否发生水解
C 向Fe(NO3)2溶液中滴入硫酸酸化的H2O2溶液,观察溶液颜色变化 验证氧化性:H2O2>Fe3+
D 将Na[Al(OH)4]溶液与NaHCO3溶液混合,观察现象 验证结合质子能力:[Al(OH)4]->CO
12. 某废水中含有Ni2+和Cd2+,可通过保持c(H2S)=0.1 mol/L时调节pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分离,体系pH与lgc关系如图所示,c为HS-、S2-、Ni2+、Cd2+的浓度,单位为mol/L。下列说法正确的是( )
A. 0.1 mol/L H2S 溶液中:c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+c(S2-)
B. Ka1(H2S)=10-7.1
C. 调节pH沉淀Ni2+和Cd2+时,=10-7.6
D. 除杂后的上层清液中一定存在:c(Ni2+)<
13. 二甲醚和水蒸气制氢气可作为燃料电池的氢能源,发生的主要反应如下:
反应 Ⅰ. CH3OCH3(g)+H2O(g)===2CH3OH(g) ΔH1>0
反应 Ⅱ. CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g) ΔH2>0
反应 Ⅲ. CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g) ΔH3>0
在恒压下,将一定比例的二甲醚和水蒸气混合后,以一定流速通过装有催化剂的反应器,反应相同时间测得的CH3OCH3实际转化率、CO2实际选择性与CO2平衡选择性随温度的变化如图所示。CO2的选择性=×100%。下列说法不正确的是( )
A. 曲线a表示CH3OCH3实际转化率随温度的变化
B. 200 ℃时,反应Ⅱ的速率大于反应Ⅲ的速率
C. 适当增加,有利于提高H2的产率
D. 一定温度下,若增大压强,CO的平衡产量不变
14. 燃煤烟气中90%以上的NOx是NO,脱硝技术主要就是指NO的脱除技术。
Ⅰ. 络合脱硝法
六氨合钴溶液中的[Co(NH3)6]2+能与烟气中的NO和O2反应形成的两种配位化合物在溶液中极易发生反应,实现NO的脱除。在吸收液中加入活性炭可有效催化[Co(NH3)6]2+的再生,维持溶液脱除NO的能力,原理如图1所示。
图1
(1)写出上述络合脱硝法总反应的离子方程式: 。
(2)在不同温度下,将含0.01 mol/L [Co(NH3)6]3+的溶液以一定流速通过装有活性炭的催化器,[Co(NH3)6]3+的转化率随温度升高而增大,其原因可能是 。
Ⅱ. 氧化脱硝法
ClO2溶液常用于氧化脱除烟气中的NO、SO2等污染物。
(3)隔膜电解NaClO3制备ClO2的装置如图2所示。制备时先在NaClO3溶液中通入少量ClO2气体,结合化学方程式简述ClO2的制备过程:
。
图2
(4)ClO2氧化脱硝过程发生的反应如下:
5NO+2ClO2+H2O===5NO2+2HCl
2NO2+H2O===HNO2+HNO3
随着ClO2溶液初始浓度的增加,脱硝时从溶液中逸出的NO2却随之增加。研究表明,溶液中的ClO2不能吸收NO2,且在一定程度上阻碍水对NO2的吸收。
①设计实验验证ClO2对NO2的吸收有抑制作用:
(NO2的浓度可由仪器直接测定)。
②其他条件相同,当NO烟气中含有SO2时,用ClO2溶液处理烟气的实验结果如图3所示。脱硝处理含SO2的NO烟气时逸出的NO2明显减少,其原因是
。
图3(共28张PPT)
第二篇
限时微模拟(30 min)
限时提分13+1(七)
1. 材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥着巨大作用。下列说法正确的是( )
A. 在钢中加入某些稀土元素,可增强钢的强度、韧性和塑性
B. “深地一号”装备中制造钻头用的金刚石为金属晶体
C. 部分汽车机盖上使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料
D. 用来生产电闸、灯口和开关等产品的酚醛树脂属于聚酯类化合物
【解析】 金刚石为共价晶体,B错误;碳纤维属于碳单质,不是新型有机高分子材料,C错误;酚醛树脂是由酚类和醛类发生缩聚反应而得,不属于聚酯化合物,D错误。
A
C. H2为共价化合物
B
3. 某化学兴趣小组拟探究碳与浓硫酸反应,并检验气体产物。下列说法正确的是( )
甲
乙
丙
丁
A. 用装置甲进行碳与浓硫酸反应
B. 将检验过CO2后的气体再通入装置丁中检验产物H2O
C. 将反应产生的气体通入装置丙,可直接检验产物SO2
D. 将反应产生的气体通入装置乙,可直接检验产物CO2
C
【解析】 二氧化硫为有毒气体,应使用分液漏斗加液,A错误;碳与浓硫酸的反应产物有H2O,应先检验H2O,即将反应产生的气体先通入装置丁中检验产物H2O,B错误;SO2可以使品红褪色,可以用装置丙直接检验产物SO2,C正确;SO2和CO2均可使澄清石灰水变浑浊,应除去SO2后再用装置乙检验CO2,D错误。
4. 联氨(N2H4)为二元弱碱,在水中性质与氨相似,可用于处理锅炉水中的溶解氧,防止锅炉被腐蚀,其中一种反应机理如图所示。下列说法正确的是( )
【解析】 NH3分子中共用电子对更偏向N原子,N原子上的电子云密度大,更易结合质子(H+),A正确;电负性:O>N>H,B错误;第一电离能:N>O>Cu,C错误;Cu2+和Cu+核电荷数相同,电子层数相同,但Cu+核外电子数多,半径大,D错误。
A. 结合H+能力:NH3>N2H4
B. 电负性:χ(N)>χ(O)>χ(H)
C. 第一电离能:I1(O)>I1(N)>I1(Cu)
D. 离子半径:r(Cu2+)>r(Cu+)
A
A. 该反应在低温下能自发进行是由于ΔH<0的影响
C. 实际生产中选择高温是因为高温时Si的平衡转化率比低温时大
D. 其他条件不变时,可通过缩小容积增大压强提高Si的转化率
【解析】 反应自发进行应满足ΔG=ΔH-TΔS<0,该反应的ΔS>0,所以该反应在低温下能自发进行是由于ΔH<0的影响,A正确;硅为固体,不能体现在平衡常数中,该平衡常数表示正确,B正确;该反应为放热反应,升温会使平衡逆向移动,Si的平衡转化率会减小,C错误;该反应是气体分子数减小的反应,缩小容积增大压强会使反应平衡向正向进行,提高Si的转化率,D正确。
C
6. 下列有关说法正确的是( )
A. H2S的空间结构为直线形
B. Cu2+的价层电子排布式为3d9
C. SO2的键角比SO3的大
D. 1 mol [Cu(H2O)4]2+中含有8 mol σ键
B
7. 卤素互化物(如ICl、IF3)具有强氧化性。下列化学反应表示正确的是( )
B. ICl溶于NaOH溶液:ICl+2OH-===Cl-+IO-+H2O
B
8. 物质的转化具有重要应用。下列说法正确的是( )
A. 在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,若再加入NaNO3,铜粉溶解
D. 在实验室中向饱和FeCl3溶液中滴加少量稀氨水制备Fe(OH)3胶体
A
【解析】 铜是不活泼金属,不能与稀硫酸反应,但酸性条件下加入NaNO3,相当于铜与稀硝酸的反应,即铜粉溶解,A正确;SO2具有还原性,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应使溶液褪色,溶液褪色与SO2的漂白性无关,B错误;催化剂作用下氨气与氧气共热发生催化氧化反应只能生成一氧化氮,不能生成二氧化氮,C错误;饱和氯化铁溶液与少量稀氨水反应生成氢氧化铁沉淀,不能生成氢氧化铁胶体,D错误。
9. 查尔酮是合成治疗胃炎药物的中间体,其合成路线中的一步反应如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 该反应为取代反应
B. X中所有碳原子不可能共平面
C. 利用银氨溶液可以鉴别X与Y
D. Z存在顺反异构体
A
【解析】 X中的醛基与Y中的醛基先发生加成反应生成醇羟基,然后醇羟基发生消去反应生成碳碳双键,故该反应不是取代反应,A错误;X中饱和碳原子具有甲烷结构特点,甲烷为正四面体形结构,故X中所有碳原子不可能共平面,B正确;醛基可以发生银镜反应,X中含有醛基,Y中不含醛基,故可用银氨溶液鉴别X、Y,C正确;Z中碳碳双键两端的碳原子上连接不同的原子或原子团,故Z存在顺反异构体,D正确。
10. 如图是实现对天然气中CO2和H2S高效去除的协同转化装置,电极材料是ZnO-石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯。下列有关该电化学装置的说法正确的是 ( )
A. 装置工作时将化学能转化为电能
B. 石墨烯电极反应式:H2S-2e-===S+2H+
D. 装置工作过程中每转移2 mol电子,理论上可处理标准状况下CO2和H2S气体总体积为22.4 L
C
11. 室温下,下列实验探究方案能达到实验目的的是( )
D
12. 某废水中含有Ni2+和Cd2+,可通过保持c(H2S)=0.1 mol/L时调节pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分离,体系pH与lgc关系如图所示,c为HS-、S2-、Ni2+、 Cd2+的浓度,单位为mol/L。下列说法正确的是( )
A. 0.1 mol/L H2S 溶液中:c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+c(S2-)
B. Ka1(H2S)=10-7.1
B
13. 二甲醚和水蒸气制氢气可作为燃料电池的氢能源,发生的主要反应如下:
反应 Ⅰ. CH3OCH3(g)+H2O(g)===2CH3OH(g) ΔH1>0
反应 Ⅱ. CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g) ΔH2>0
反应 Ⅲ. CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g) ΔH3>0
A. 曲线a表示CH3OCH3实际转化率随温度的变化
B. 200 ℃时,反应Ⅱ的速率大于反应Ⅲ的速率
D. 一定温度下,若增大压强,CO的平衡产量不变
D
14. 燃煤烟气中90%以上的NOx是NO,脱硝技术主要就是指NO的脱除技术。
Ⅰ. 络合脱硝法
六氨合钴溶液中的[Co(NH3)6]2+能与烟气中的NO和O2反应形成的两种配位化合物在溶液中极易发生反应,实现NO的脱除。在吸收液中加入活性炭可有效催化[Co(NH3)6]2+的再生,维持溶液脱除NO的能力,原理如图1所示。
图1
(1)写出上述络合脱硝法总反应的离子方程式:____________________________ ___________。
(2)在不同温度下,将含0.01 mol/L [Co(NH3)6]3+的溶液以一定流速通过装有活性炭的催化器,[Co(NH3)6]3+的转化率随温度升高而增大,其原因可能是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
温度升高,反应速率加快,提高[Co(NH3)6]3+的转化率;温度升高,O2在水中的溶解度下降,有利于[Co(NH3)6]3+的还原;温度升高,促进[Co(NH3)6]3+解离为Co3+,有利于Co3+的还原
Ⅱ. 氧化脱硝法
ClO2溶液常用于氧化脱除烟气中的NO、SO2等污染物。
(3)隔膜电解NaClO3制备ClO2的装置如图2所示。制备时先在NaClO3溶液中通入少量ClO2气体,结合化学方程式简述ClO2的制备过程:________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
图2
ClO2先在阴极上发生反应,
(4)ClO2氧化脱硝过程发生的反应如下:
5NO+2ClO2+H2O===5NO2+2HCl
2NO2+H2O===HNO2+HNO3
随着ClO2溶液初始浓度的增加,脱硝时从溶液中逸出的NO2却随之增加。研究表明,溶液中的ClO2不能吸收NO2,且在一定程度上阻碍水对NO2的吸收。
①设计实验验证ClO2对NO2的吸收有抑制作用:___________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(NO2的浓度可由仪器直接测定)。
分别取等体积的蒸馏水和一定
浓度的ClO2溶液,在相同时间内以相同的流速向两份溶液中通入NO2,比较逸出NO2的浓度,若通过蒸馏水逸出的NO2的浓度较小,则说明ClO2对NO2的吸收有抑制作用
②其他条件相同,当NO烟气中含有SO2时,用ClO2溶液处理烟气的实验结果如图3所示。脱硝处理含SO2的NO烟气时逸出的NO2明显减少,其原因是____________________________________________________________________________________________。
图3
ClO2溶液中的部分ClO2与SO2发生反应,溶液中剩余的ClO2浓度减小,减弱了水对NO2吸收的阻碍作用
谢谢观赏限时提分13+1(七)
1. 材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥着巨大作用。下列说法正确的是(A)
A. 在钢中加入某些稀土元素,可增强钢的强度、韧性和塑性
B. “深地一号”装备中制造钻头用的金刚石为金属晶体
C. 部分汽车机盖上使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料
D. 用来生产电闸、灯口和开关等产品的酚醛树脂属于聚酯类化合物
【解析】 金刚石为共价晶体,B错误;碳纤维属于碳单质,不是新型有机高分子材料,C错误;酚醛树脂是由酚类和醛类发生缩聚反应而得,不属于聚酯化合物,D错误。
2. 利用反应:LiH+NH3H2+LiNH2可制备化工试剂LiNH2。下列说法正确的是(B)
A. LiH的电子式为
B. 基态N原子的价层电子轨道表示式为
C. H2为共价化合物
D. NH的VSEPR模型为平面三角形
【解析】 LiH的电子式为,A错误;H2是单质,C错误;NH的价层电子对数=2+=4,为sp3杂化,VSEPR模型为四面体形,D错误。
3. 某化学兴趣小组拟探究碳与浓硫酸反应,并检验气体产物。下列说法正确的是(C)
甲 乙 丙 丁
A. 用装置甲进行碳与浓硫酸反应
B. 将检验过CO2后的气体再通入装置丁中检验产物H2O
C. 将反应产生的气体通入装置丙,可直接检验产物SO2
D. 将反应产生的气体通入装置乙,可直接检验产物CO2
【解析】 二氧化硫为有毒气体,应使用分液漏斗加液,A错误;碳与浓硫酸的反应产物有H2O,应先检验H2O,即将反应产生的气体先通入装置丁中检验产物H2O,B错误;SO2可以使品红褪色,可以用装置丙直接检验产物SO2,C正确;SO2和CO2均可使澄清石灰水变浑浊,应除去SO2后再用装置乙检验CO2,D错误。
4. 联氨(N2H4)为二元弱碱,在水中性质与氨相似,可用于处理锅炉水中的溶解氧,防止锅炉被腐蚀,其中一种反应机理如图所示。下列说法正确的是(A)
A. 结合H+能力:NH3>N2H4
B. 电负性:χ(N)>χ(O)>χ(H)
C. 第一电离能:I1(O)>I1(N)>I1(Cu)
D. 离子半径:r(Cu2+)>r(Cu+)
【解析】 NH3分子中共用电子对更偏向N原子,N原子上的电子云密度大,更易结合质子(H+),A正确;电负性:O>N>H,B错误;第一电离能:N>O>Cu,C错误;Cu2+和Cu+核电荷数相同,电子层数相同,但Cu+核外电子数多,半径大,D错误。
5. 反应:Si(s)+3HCl(g)??SiHCl3(g)+H2(g) ΔH=-225 kJ/mol。下列说法不正确的是(C)
A. 该反应在低温下能自发进行是由于ΔH<0的影响
B. 该反应的平衡常数K=
C. 实际生产中选择高温是因为高温时Si的平衡转化率比低温时大
D. 其他条件不变时,可通过缩小容积增大压强提高Si的转化率
【解析】 反应自发进行应满足ΔG=ΔH-TΔS<0,该反应的ΔS>0,所以该反应在低温下能自发进行是由于ΔH<0的影响,A正确;硅为固体,不能体现在平衡常数中,该平衡常数表示正确,B正确;该反应为放热反应,升温会使平衡逆向移动,Si的平衡转化率会减小,C错误;该反应是气体分子数减小的反应,缩小容积增大压强会使反应平衡向正向进行,提高Si的转化率,D正确。
6. 下列有关说法正确的是(B)
A. H2S的空间结构为直线形
B. Cu2+的价层电子排布式为3d9
C. SO2的键角比SO3的大
D. 1 mol [Cu(H2O)4]2+中含有8 mol σ键
【解析】 H2S与水结构相似,为V形结构,A错误;基态铜原子的价层电子排布式为3d104s1,失去2个电子得到铜离子,则铜离子的价层电子排布式为3d9,B正确;SO2中S原子的价层电子对数=2+=3,SO3中S原子的价层电子对数=3+=3,前者为V形结构,后者为平面三角形结构,孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,故键角:SO2<SO3,C错误;该配离子中每个水分子中含有2个σ键,铜离子和4个水分子的O原子形成4个配位键,故1 mol [Cu(H2O)4]2+中含有12 mol σ键,D错误。
7. 卤素互化物(如ICl、IF3)具有强氧化性。下列化学反应表示正确的是(B)
A. Cl2溶于水:Cl2+H2O??2H++ClO-+Cl-
B. ICl溶于NaOH溶液:ICl+2OH-===Cl-+IO-+H2O
C. SOCl2水解:SOCl2+2H2O===4H++SO+2Cl-
D. Br2用Na2CO3溶液吸收:3Br2+CO===5Br-+BrO+CO2↑
【解析】 次氯酸是弱酸,Cl2溶于水的离子方程式为Cl2+H2O??HClO+Cl-+H+,A错误;ICl中Cl元素为-1价,I元素为+1价,ICl与NaOH反应生成氯化钠和NaIO,离子方程式为ICl+2OH-===Cl-+IO-+H2O,B正确;SOCl2极易水解生成H2SO3和HCl,离子方程式为SOCl2+2H2O===H2SO3+2H++2Cl-,C错误;溴在碳酸钠溶液中发生歧化反应,反应的离子方程式为3Br2+6CO+3H2O===5Br-+BrO+6HCO或3Br2+3CO===5Br-+BrO+3CO2↑,D错误。
8. 物质的转化具有重要应用。下列说法正确的是(A)
A. 在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,若再加入NaNO3,铜粉溶解
B. 实验室检验SO2的漂白性:酸性KMnO4溶液紫红色褪去
C. 工业上通过NH3生产HNO3的物质转化:NH3NO2HNO3
D. 在实验室中向饱和FeCl3溶液中滴加少量稀氨水制备Fe(OH)3胶体
【解析】 铜是不活泼金属,不能与稀硫酸反应,但酸性条件下加入NaNO3,相当于铜与稀硝酸的反应,即铜粉溶解,A正确;SO2具有还原性,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应使溶液褪色,溶液褪色与SO2的漂白性无关,B错误;催化剂作用下氨气与氧气共热发生催化氧化反应只能生成一氧化氮,不能生成二氧化氮,C错误;饱和氯化铁溶液与少量稀氨水反应生成氢氧化铁沉淀,不能生成氢氧化铁胶体,D错误。
9. 查尔酮是合成治疗胃炎药物的中间体,其合成路线中的一步反应如图所示。下列说法不正确的是(A)
A. 该反应为取代反应
B. X中所有碳原子不可能共平面
C. 利用银氨溶液可以鉴别X与Y
D. Z存在顺反异构体
【解析】 X中的醛基与Y中的醛基先发生加成反应生成醇羟基,然后醇羟基发生消去反应生成碳碳双键,故该反应不是取代反应,A错误;X中饱和碳原子具有甲烷结构特点,甲烷为正四面体形结构,故X中所有碳原子不可能共平面,B正确;醛基可以发生银镜反应,X中含有醛基,Y中不含醛基,故可用银氨溶液鉴别X、Y,C正确;Z中碳碳双键两端的碳原子上连接不同的原子或原子团,故Z存在顺反异构体,D正确。
10. 如图是实现对天然气中CO2和H2S高效去除的协同转化装置,电极材料是ZnO-石墨烯(石墨烯包裹的ZnO)和石墨烯。下列有关该电化学装置的说法正确的是 (C)
A. 装置工作时将化学能转化为电能
B. 石墨烯电极反应式:H2S-2e-===S+2H+
C. 总反应:CO2+H2SCO+H2O+S↓
D. 装置工作过程中每转移2 mol电子,理论上可处理标准状况下CO2和H2S气体总体积为22.4 L
【解析】 该装置为电解池,将电能转化为化学能,A错误;石墨烯作阳极,EDTA-Fe2+失电子生成EDTA-Fe3+,EDTA-Fe3+与硫化氢反应生成硫、氢离子和EDTA-Fe2+,则该电极反应式为EDTA-Fe2+-e-===EDTA-Fe3+,B错误;ZnO@石墨烯为阴极,电极反应式为CO2+2e-+2H+===CO+H2O,阳极区的总反应为H2S-2e-===S↓+2H+,则总反应为CO2+H2SCO+H2O+S↓,C正确;由总反应可知,电池工作过程中,每转移2 mol 电子,理论上可处理标准状况下CO2和H2S气体总体积为2×22.4 L=44.8 L,D错误。
11. 室温下,下列实验探究方案能达到实验目的的是(D)
选项 探究方案 实验目的
A 向某溶液中滴加少量氯水,然后滴入几滴KSCN溶液,观察现象 探究溶液中是否含有Fe2+
B 淀粉溶液加入稀硫酸,加热,冷却后滴入碘水,观察溶液颜色变化 探究淀粉是否发生水解
C 向Fe(NO3)2溶液中滴入硫酸酸化的H2O2溶液,观察溶液颜色变化 验证氧化性:H2O2>Fe3+
D 将Na[Al(OH)4]溶液与NaHCO3溶液混合,观察现象 验证结合质子能力:[Al(OH)4]->CO
【解析】 原溶液中只含有Fe3+时也会具有此现象,Fe3+会干扰亚铁离子的检验,应该先加KSCN溶液,无明显现象,再加氯水,溶液变红,证明含有Fe2+,A错误;检验淀粉是否水解,应该检验淀粉的水解产物葡萄糖,应选用银氨溶液或新制氢氧化铜,B错误;酸性条件下,硝酸根离子也能氧化亚铁离子,C错误;Na[Al(OH)4]溶液与NaHCO3溶液混合,发生反应:[Al(OH)4]-+HCO===Al(OH)3↓+CO+H2O,则结合质子能力:[Al(OH)4]->CO,D正确。
12. 某废水中含有Ni2+和Cd2+,可通过保持c(H2S)=0.1 mol/L时调节pH使Ni2+和Cd2+形成硫化物而分离,体系pH与lgc关系如图所示,c为HS-、S2-、Ni2+、Cd2+的浓度,单位为mol/L。下列说法正确的是(B)
A. 0.1 mol/L H2S 溶液中:c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+c(S2-)
B. Ka1(H2S)=10-7.1
C. 调节pH沉淀Ni2+和Cd2+时,=10-7.6
D. 除杂后的上层清液中一定存在:c(Ni2+)<
【解析】 氢硫酸是二元弱酸,在溶液中分步电离,随溶液pH增大,电离平衡右移,溶液中c(HS-)、c(S2-)浓度均增大,酸性条件下,当pH相同时,溶液中c(HS-)>c(S2-),则图中偏上实线代表lgc(HS-)与体系pH变化、偏下实线代表lgc(S2-)与体系pH变化。0.1 mol/L H2S 溶液中存在电荷守恒关系:c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-),A错误;由图可知,pH为1.6时,lgc(HS-)=-6.5,在c(H2S)=0.1 mol/L的溶液中,根据Ka1===10-7.1,B正确;溶液pH为4.9时,溶液中lgc(S2-)=lgc(Cd2+)=-13,则Ksp(CdS)=10-26,同理Ksp(NiS)=10-18.4,则调节溶液pH沉淀溶液中的Cd2+和Ni2+时,溶液中====107.6,C错误;除杂后的上层清液可能是硫化镍的饱和溶液,溶液中c(Ni2+)=,D错误。
13. 二甲醚和水蒸气制氢气可作为燃料电池的氢能源,发生的主要反应如下:
反应 Ⅰ. CH3OCH3(g)+H2O(g)===2CH3OH(g) ΔH1>0
反应 Ⅱ. CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g) ΔH2>0
反应 Ⅲ. CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g) ΔH3>0
在恒压下,将一定比例的二甲醚和水蒸气混合后,以一定流速通过装有催化剂的反应器,反应相同时间测得的CH3OCH3实际转化率、CO2实际选择性与CO2平衡选择性随温度的变化如图所示。CO2的选择性=×100%。下列说法不正确的是(D)
A. 曲线a表示CH3OCH3实际转化率随温度的变化
B. 200 ℃时,反应Ⅱ的速率大于反应Ⅲ的速率
C. 适当增加,有利于提高H2的产率
D. 一定温度下,若增大压强,CO的平衡产量不变
【解析】 CO2实际选择性与CO2平衡选择性随温度的变化的走势变化应该相同,故可知曲线b为CO2实际选择性,则曲线a为CH3OCH3实际转化率,A正确;由图可知,在200 ℃时,CH3OCH3实际转化率比较低,CO2选择性比较大,说明反应Ⅱ的速率比较大,且大于反应Ⅲ的速率,B正确;适当增加的量,CH3OCH3的转化率会提高,还能使反应Ⅱ正向进行,从而提高氢气的产率,C正确;三个反应中,只有反应Ⅱ为气体分子数增多的反应,则增大压强会导致反应Ⅱ平衡逆向移动,从而导致反应Ⅲ逆向移动,CO的平衡产率会减小,D错误。
14. 燃煤烟气中90%以上的NOx是NO,脱硝技术主要就是指NO的脱除技术。
Ⅰ. 络合脱硝法
六氨合钴溶液中的[Co(NH3)6]2+能与烟气中的NO和O2反应形成的两种配位化合物在溶液中极易发生反应,实现NO的脱除。在吸收液中加入活性炭可有效催化[Co(NH3)6]2+的再生,维持溶液脱除NO的能力,原理如图1所示。
图1
(1)写出上述络合脱硝法总反应的离子方程式: 2NO+O2+2OH-===NO+NO+H2O 。
(2)在不同温度下,将含0.01 mol/L [Co(NH3)6]3+的溶液以一定流速通过装有活性炭的催化器,[Co(NH3)6]3+的转化率随温度升高而增大,其原因可能是 温度升高,反应速率加快,提高[Co(NH3)6]3+的转化率;温度升高,O2在水中的溶解度下降,有利于[Co(NH3)6]3+的还原;温度升高,促进[Co(NH3)6]3+解离为Co3+,有利于Co3+的还原 。
Ⅱ. 氧化脱硝法
ClO2溶液常用于氧化脱除烟气中的NO、SO2等污染物。
(3)隔膜电解NaClO3制备ClO2的装置如图2所示。制备时先在NaClO3溶液中通入少量ClO2气体,结合化学方程式简述ClO2的制备过程: ClO2先在阴极上发生反应,电极反应式为ClO2+e-===ClO,产生的ClO在溶液中再与ClO发生反应,即ClO+ClO+2H+===2ClO2↑+H2O,生成的ClO2部分逸出,部分继续循环反应 。
图2
(4)ClO2氧化脱硝过程发生的反应如下:
5NO+2ClO2+H2O===5NO2+2HCl
2NO2+H2O===HNO2+HNO3
随着ClO2溶液初始浓度的增加,脱硝时从溶液中逸出的NO2却随之增加。研究表明,溶液中的ClO2不能吸收NO2,且在一定程度上阻碍水对NO2的吸收。
①设计实验验证ClO2对NO2的吸收有抑制作用: 分别取等体积的蒸馏水和一定浓度的ClO2溶液,在相同时间内以相同的流速向两份溶液中通入NO2,比较逸出NO2的浓度,若通过蒸馏水逸出的NO2的浓度较小,则说明ClO2对NO2的吸收有抑制作用 (NO2的浓度可由仪器直接测定)。
②其他条件相同,当NO烟气中含有SO2时,用ClO2溶液处理烟气的实验结果如图3所示。脱硝处理含SO2的NO烟气时逸出的NO2明显减少,其原因是 ClO2溶液中的部分ClO2与SO2发生反应,溶液中剩余的ClO2浓度减小,减弱了水对NO2吸收的阻碍作用 。
图3