W(固态)+I2(气态)
WI2(气态);WI2(气态)
W(固态)+I2(气态)
简述碘钨循环延长灯泡寿命的原理。
23.氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。
随着能源问题的进一步突出,利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐。
利用太阳能进行热化学硫碘循环法分解水的反应过程主要涉及如下三步反应:
①SO2+I2+2H2O→H2SO4+2HI;②2HI→H2+I2③2H2SO4→2SO2+O2+2H2O
(1)反应①中保持I2过量,产物溶液分为两层:
含低浓度I2的硫酸层和高浓度I2的HI层。
已知碘盐的溶解性与盐酸盐类似,鉴别两层溶液的化学方法是________________。
(2)在上述循环过程中,可以看做水分解的催化剂的物质是____________。
(3)从理论上讲,使用热化学硫碘循环法,1molH2O能制氢气_____mol。
(4)相比电解法,该热化学循环制氢的优点有______________________(任写一点)。
24.工业上用N2和H2在500℃左右、200~500个大气压和催化剂条件下合成氨。
(1)合成塔中N2与H2在催化剂表面发生反应,其过程可表示如下(Cat表示催化剂):
其中图①表示__________(填化学式)的解离过程。
首先发生的是①和②,然后依次发生_____、_____、_____、_____。
(2)合成氨的原料气可以由焦炭在高温下与水和空气反应而得。
涉及的主要反应如下:
①C(s)+H2O(g)→CO(g)+H2(g);②2C(s)+O2(g)→2CO(g)
③CO(g)+H2O(g)→H2(g)+CO2(g)
若每步反应都完全,将反应后的混合气除去CO2和H2O后,剩余气体恰好为纯净的N2和H2,且两者的物质的量之比为1:
3。
则起始气体中H2O和空气的物质的量之比应不少于___:
1。
(设空气中O2和N2的物质的量之比为1:
4)
(3)用不同原料生产氨气的经济指标如下表所示。
甲烷
石脑油
重油
焦炭
投资(亿元)
5.6
6.5
8.0
—
能耗(×106千焦/吨氨)
28~30
35.5
41.8
54.4
成本(元/吨氨)
257
390~447
220~280
500
从上表数据及自然资源来看,最具有发展前景原料的是_______。
25.某些稀溶液的性质与浓度有关而和溶质性质无关。
图①反映的是稀溶液沸点与溶质浓度的关系:
取1.8g葡萄糖(C6H12O6)溶于0.1kg蒸馏水中,完全溶解后再加热至沸腾。
(1)该葡萄糖溶液开始沸腾的温度是_______℃(精确到0.001)。
(2)在图②中绘制出从开始沸腾到维持溶液沸腾一段时间(未蒸干)过程中,溶液温度的大致变化情况。
三、实验题(本题包括3个小题,共21分)
26.某同学在进行“铝与氯化铜溶液反应”实验时观察到反应一段时间后,溶液温度升高,有大量气泡逸出。
经检验,生成的气体为氢气。
该同学先从理论上猜想产生上述现象的多种可能原因,再设计实验证实自己的猜想。
他取了四根洁净的铝丝分别与不同试剂反应,现象记录如下:
实验编号
①
②
③
④
试剂
氯化铜溶液
热水
硫酸铜溶液
饱和氯化钠热溶液
溶液酸碱性
酸性
中性
酸性
中性
现象
气泡较多,反应剧烈
只有在开始时有少量气泡
气泡较多,但比氯化铜溶液少
气泡比热水稍多,但比硫酸铜溶液少
(1)请分析设置实验②③④各是为了验证何种猜想?
实验②:
________________实验③:
__________________实验④:
____________________
(2)从上述实验现象可知,生成氢气的主要原因是_________________________。
27.资料显示:
在煤中加入适量石灰石粉可使煤(含S)燃烧时产生的SO2转化成钙盐,从而减少SO2排放,该方法被称为钙基固硫。
某实验小组利用下列实验装置和药品对其可行性进行了模拟探究。
已知:
SO2与CO2均为酸性氧化物,但SO2有毒,能与品红作用使其褪色。
【实验一】取S粉与CaCO3粉末的混合物装入A中。
连续通入过量O2,加热至500℃左右,充分反应发现,B中红色消失、C中出现大量白色浑浊。
(1)停止实验的正确操作是___________________________________。
(2)取反应后D中溶液滴加过量盐酸,无CO2产生。
C中上层清液呈强酸性。
由此得知C中反应的化学方程式是___________________________________________________。
【实验二】取S粉与CaCO3粉末的混合物装入A中。
连续通入过量O2,并迅速加热升温,控制在1000℃左右,充分反应发现,B中红色消失,C中出现白色浑浊。
(3)取反应后D中溶液滴加过量盐酸,出现大量无色气泡。
反应结束后,将A中余下固体溶于水中,取其上层清液,滴加BaCl2溶液,立即有白色沉淀出现。
由此得知实验二过程中A中发生的反应有三个:
①S+O2SO2;②CaCO3CaO+CO2↑;③_______________________。
【实验三】取CaSO4粉末装入A中。
连续通入过量O2,加热至1200℃左右,充分反应,B中红色消失。
(4)比较实验一、二、三可知,如用该方法固硫,适宜的温度条件是__________。
28.某兴趣小组用两支规格相同的注射器与一支具支试管对“测定空气中氧气的含量”的实验装置进行了改进(如下图):
具体实验步骤如下:
步骤一:
装配仪器(但不加入药品),使注射器1中不留空气,注射器II中留有一定体积空气,检查装置气密性。
步骤二:
在具支试管中加入足量的试剂X,塞上橡胶塞,记录注射器II中气体体积(记为V1)。
步骤三:
用酒精灯加热,使试剂X与氧气反应充分。
步骤四:
停止加热,冷却至室温。
将注射器I中的气体全部挤入具支试管,待注射器II的活塞稳定后,读取并记录气体体积(记为V2)。
步骤五:
实验结束后,清洗仪器。
将具支试管装满水并塞上塞子,使注射器I和II中均无气体或液体残留。
将试管中的水倒入量筒,测定体积(记为V3)。
(1)步骤一中检查装置气密性的方法是:
_________________________________________。
(2)步骤二中加入的试剂X可能是_________(选填序号)
①水银②硫粉③碳粉④铜粉
(3)步骤三中,为使试剂X与氧气反应充分,可以采取的操作是:
_____________________________________________________________________________
(4)根据测定数据可以计算空气中氧气的体积分数为(用V1、V2、V3表示):
__________________________________________________________________________
(5)若空气中氧气体积分数为a,该实验要取得成功,对V1的大小有何要求?
(用含有V1、V2或V3的代数式表示)__________________________________________
四、计算题(本题包括2个小题,共10分)
29.自然界存在的碳酸盐类铜矿(如孔雀石、石青等)的化学式可表示为:
aCuCO3·bCu(OH)2(a、b均为正整数。
且均不大于2)。
(1)已知孔雀石中C元素与O元素的质量比为3:
20,则其化学式为____________。
(2)已知石青用足量盐酸溶解后,生成的CuCl2与CO2的物质的量之比为3:
2,则其化学式为___________________。
(3)某碳酸盐类铜矿样品加酸完全溶解后,产生13.2gCO2。
若将相同质量的矿样加热使其完全分解,请对可能得到的CuO的质量进行估算。
30.甲烷与氢气的燃料混合气在燃烧炉内完全燃烧后,炉气成分如下:
N2
CO2
O2
H2O
物质的量分数
0.7110
0.0810
0.0225
0.1710
若空气中N2与O2的物质的量分数分别0.79和0.21。
计算:
(1)燃料混合气中甲烷与氢气的物质的量之比。
(2)燃料混合气与空气的物质的量之比。
2018年(第十八届天原杯)复赛试题
一、选择题(本题包括15个小题,每小题2分,共30分。
每小题有1个或2个选项符合题意。
若有两个答案的错1个不得分,漏选1个扣1分。
请将答案填在下表相应题号的空格内。
)
1.2018年10月24日,我国使用“长征三号甲”运载火箭将“嫦娥1号”送上月球轨道,其任务之一是探测月球上氦–3(质子数为2,中子数为1的原子)资源。
下列氦–3原子的原子结构示意图中正确的是()
2.第29届奥林匹克运动会将于2018年8月8日在北京举行。
下列措施不符合绿色奥运理念的是( )
A.奥运场馆周围的路灯采用太阳能光伏发电技术
B.在奥运场地使用电动汽车和新型清洁燃料汽车
C.场馆附近的绿化采用微灌或滴灌智能控制技术
D.将奥运村的生活垃圾全部集中深埋
3.1991年碳纳米管被发现。
碳纳米管是由石墨中的碳原子层卷曲而成的管状的材料,管的直径一般为几纳米到几十纳米,管的厚度仅为几纳米。
碳纳米管由于其独有的结构和奇特的物理、化学特性以及潜在的应用前景而受到人们的关注。
下列有关碳纳米管的说法中正确的是()
A.碳纳米管是一种新型的高分子化合物
B.碳纳米管的化学性质常温时很稳定
C.碳纳米管导电属于化学变化
D.碳纳米管的结构和性质与金刚石均相同
4.闪电时空气中有臭氧(O3)生成。
下列说法中正确的是()
A.O3和O2混合得到的是纯净物B.O2比O3稳定
C.等质量的O3和O2含有的氧原子数之比是2︰3D.O3与O2的相互转化是物理变化
5.“三效催化转换器”可将汽车尾气中的有毒气体处理为无污染的气体,下图为该反应的微观示意图(未配平),其中不同符号的球代表不同种原子。
下列说法不正确的是()
A.乙和丙中所含元素种类相同B.甲和丁中同种元素化合价不相等
C.该反应中共有三种元素D.化学方程式中乙、丁的化学计量数均为1
6.常温常压下,10mL某气态物质含有2.68×10
个分子,而在这些分子里又含有8.04×10
个原子,则判断该物质是一种( )
A.单质B.化合物C.混合物D.以上都有可能
7.对于反应:
X+2NaOH==2Y+Cu(OH)2↓,下列分析中正确的是()
A.Y中一定含有钠元素B.X和Y的相对分子质量之差为18
C.X可能是CuCl2或Cu(NO3)2D.Y可能是Na2SO4
8.法国化学家肖万、美国化学家格拉布斯和施罗克在有机化学领域研究中作出了重要贡献,其研究成果可以简单描述为如下的反应(R1~R8为H–、CH3–、C2H5–……等)。
上述反应类似于无机反应中的( )
A.置换反应B.分解反应C.复分解反应D.化合反应
9.产生下列现象,只和空气中的水蒸气有关的是()
A.固体烧碱要密封存放B.浓硫酸露置于空气中会增重、变稀
C.夏季空调冷气吹到的地方可看到有“冷气雾”
D.铜制品长期放在空气中会产生“铜锈”[又称“铜绿”,化学式为Cu2(OH)2CO3]
10.如图,将两支燃着的蜡烛罩上茶杯,一会儿后高的蜡烛先熄灭,低的蜡烛后熄灭,同时还观察到茶杯内壁变黑。
由此我们可以得到启发:
从着火燃烧的高层房间中逃离,下列方法中正确的是()
A.用湿毛巾捂住鼻子B.成站立姿势跑出
C.沿墙角伏低身子迅速爬向门外D.打开窗户跳出
11.右图是两组物质之间在一定的条件下相互转化的过程。
下列绿色植物通过光合作用说法不正确的是()
A.X是O2
B.C6H12O6是有机物
C.绿色植物通过光合作用,将太阳能转化成化学能
D.C6H12O6与X反应生成CO2和H2O属于置换反应
12.某工厂废液中含有少量硫酸,拟选用下列物质中和后再排放:
物质
CaCO3
Ca(OH)2
NH3
NaOH
市场参考价(元/kg)
1.8
2.0
6.5
11.5
如果要求花最少的钱来中和相同量的废硫酸,则应选择()
A.CaCO3B.Ca(OH)2C.NH3D.NaOH
13.烧杯中盛满一定浓度的醋酸溶液(溶液密度约为1g/cm3),全部倾倒后烧杯内仍残留0.5mL溶液,用每次20mL蒸馏水冲洗了2次,此时烧杯中残留的醋酸溶液的浓度约为原先的( )
A.1/81B.1/820C.1/1681D.无法确定
14.今有一混合物的水溶液,只可能含有以下离子中的若干种:
Na+、NH4+、Ba2+、Cl-、CO32-、SO42-。
现取两份200mL溶液进行如下实验:
①第一份加足量NaOH溶液,加热,收集到气体0.68g;②第二份加足量BaCl2溶液后,得