【题目】氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点。
(1)以CO2与NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);ΔH=-159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=a kJ·mol-1
③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=-86.98 kJ·mol-1
则a为 。
(2)反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) 在合成塔中进行。下图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线为合成塔中按不同氨碳比 [n(NH3)/n(CO2)]和水碳比[n(H2O)/n(CO2)]投料时二氧化碳转化率的情况。
图1 图2 图3
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的数值分别为:
A. 0.6~0.7 B. 1~1.1 C. 1.5~1.61
生产中应选用水碳比的数值为 (选填序号)。
②生产中氨碳比宜控制在4.0左右,而不是4.5的原因可能是 。
(3)尿素可用于湿法烟气脱氮工艺,其反应原理为:
NO+NO2+H2O=2HNO2;2HNO2+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+3H2O。
①当烟气中NO、NO2按上述反应中系数比时脱氮效果最佳。若烟气中V(NO)∶V(NO2)=5∶1时,可通入一定量的空气,同温同压下,V(空气)∶V(NO)= (空气中氧气的体积含量大约为20%)。
②图2是尿素含量对脱氮效率的影响,从经济因素上考虑,一般选择尿素浓度约为 %。
(4)图3表示使用新型电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl-NH4Cl为电解质溶液制造出既能提供能量,同时又能实现氮固定的新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式 。生产中可分离出的物质A的化学式为 。
【答案】20.(14分)
(1)+72.49(2分)
(2)①A (2分)
②氨碳比在4.5时,NH3的量增大较多,而CO2的转化率增加不大,提高了生产成本(2分)
(3)①1∶1(2分) ②5(±0.2)% (2分)
(4)N2+6e—+8H+=2NH4+(2分) NH4Cl(2分)
【解析】试题解析: 依据热化学方程式和盖斯定律①+②=③,得到-159.47KJ/mol+a=-86.98KJ/mola=+72.49KJ/mol;答案为:+72.49;(2)①氨碳比相同时曲线Ⅰ二氧化碳的转化率大,所以生产中选用水碳比的数值为A;答案为:A;②氨碳比在4.5时,需要氨气较多,但依据图象分析二氧化碳转化率增大不多,工业合成氨生成工艺较复杂,提高生产成本;答案为:氨碳比在4.5时,NH3的量增大较多,而CO2的转化率增加不大,提高了生产成本;(3)①当烟气中NO、NO2按上述反应中系数比时脱氮效果最佳,即1:1,若烟气中V(NO):V(NO2)=5:1时,设通入空气中氧气体积为x;则2NO+O2=2NO2(5×2x)/(1+2x) =1:1,计算得到x=1;空气体积为5;所以同温同压下,V(空气):V(NO)=1:1②图象分析可知,当尿素浓度为5mol/L左右时,脱氮效率基本不变,所以从经济因素上考虑,一般选择尿素浓度约为5%左右大达到较大的脱氮效率;(4)以N2、H2为原料,以HCl-NH4Cl为电解质溶液构成新型燃料电池,正极发生还原反应,即氮气被还原生成NH4+,电极反应式为N2+6e-+8H+=2NH4+;负极是氢气失电子生成氢离子,政绩生成铵根离子在电解质溶液溶液中可以分离出氯化铵;
考点: 盖斯定律应用;燃料电池极反应;化学平衡理论应用;
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【题目】下表是元素周期表的一部分。
已知A、B、C、D、E、X、Y是由表中给出元素组成的常见单质或化合物,并存在如图所示的转化关系(部分生成物和反应条件已略去):
(l)⑧的元素符号是______;
(2)⑤与As两种元素中,非金属性较强的是______(填元素符号);
(3)用元素符号表示②⑤⑥⑦四种元素的简单离子半径由大到小顺序是_______;
(4)元素③与②的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式是_______;
(5)若A为红棕色气体,则A、X、D的化学式分别为_____、_____、_____;
(6)Y由②⑥⑦三种元素组成,它的水溶液是一种生活中常见的消毒剂。As可与Y的碱性溶液反应,当消耗1mol还原剂时,消耗2.5mol氧化剂,转移5mol电子。该反应的离子方程式为__________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】X、Y、Z是短周期的三种主族元素,在周期表中的位置如图,下列说法正确的是
A. 原子半径:X<Y<Z
B. X的气态氢化物热稳定性强于Z的气态氢化物
C. 若Z的最高正价为+m,则X的最高正价也一定为+m
D. Y和Z的最高价氧化物对应水化物可能均为强碱
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】化学与生产、生活、社会密切相关。下列有关说法正确的是
A.沾附在试管内壁上的油脂,用热碱液洗涤
B.“春蚕到死丝方尽”里“丝”的主要成分是纤维素
C.淀粉和蛋白质水解最终产物都只有一种
D.毛织品可以用弱碱性洗涤剂或肥皂洗涤
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某些有机物的转化如图l所示。已知:A是营养物质之一,米饭、馒头中富含A,在酸性条件下水解的最终产物是B。C是白酒的主要成分,能直接氧化成酸性物质D。
请回答下列问题:
(1)C中官能团的名称是__________。
(2)下列有关B的性质说法正确的是____(填字母序号,下同)。
a.燃烧时有烧焦的羽毛味
b.在人体中氧化的最终产物是CO2和H2O
c.在碱性、加热条件下,能与银氨溶液反应析出银
d.在加热条件下,能与新制的氢氧化铜反应产生砖红色沉淀
(3)工业上用乙烯与水反应制备C,该反应的化学方程式是_____,反应类型是______。
(4)反应④的化学方程式是_______。
(5)若实验室利用图2制备E,试管N中盛放的试剂是_______,导气管不伸入液面下的理由是______________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】25℃时,用0.10 mol L-1的氨水滴定10.00 mL a mol L-1的盐酸,溶液的pH与氨水的体积(V)的关系如图所示。已知:N点溶液中存在:c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O),下列说法正确的是
A. M点溶液中存在:c(H+)=c(OH-)+2c(NH3·H2O)+ c(NH4+)
B. N、Q两点溶液中NH3 H2O的电离常数:N<Q
C. P 点氨水过量,c(NH4+)> c(Cl-)
D. a=0.054
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列说法正确的是(NA表示阿伏伽德罗常数)
A. 物质的量浓度为0.5 molL-1的MgCl2溶液中,含有Cl-个数为NA
B. 标准状况下,lmol H2所占体积约为22.4L,lmol H2和N2混合气体的体积也约为22.4L
C. 0.1L0.5molL-1 CH3COOH溶液中含有的H+数为0.05NA
D. 2.3gNa在足量O2中燃烧,转移的电子数为0.2NA
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