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工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下:
(1)简述原料气N2、H2的 。(2)下列可以代替硝酸镁加入到蒸馏塔中的是:
A.浓硫酸 B.氯化钙 C.氯化镁 D.生石灰
(3)氨气和氧气145℃就开始反应,在不同温度和催化剂时生成不同产物(如图所示):
4NH3+5O24NO+6H2O K1=1×1053(900℃)
4NH3+3O22N2+6H2O K2=1×1067(900℃)
温度较低时以生成 为主,温度高于900℃时,
NO产率下降的原因 。
吸收塔中需要补充空气的原因 。
(4)尾气处理时小型化工厂常用尿素作为氮氧化物的吸收剂,此法运行费用低,吸收效果好,不产生二次污染,吸收后尾气中NO和NO2的去除率高达99.95%。其主要的反应为氮氧化物混合气与水反应生成亚硝酸,亚硝酸再与尿素[CO(NH2)2]反应生成CO2 和N2,请写出有关反应化学方程式:
, 。
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偏二甲肼与N2O4 是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应:
(CH3)2NNH2 (l )+2N2O4 (l )=2CO2 (g )+3N2 (g )+4H2O (l ) (Ⅰ)
(1)若将反应(Ⅰ)设计成原电池,则正极的电极反应式为
(酸性电解质)。
(2)火箭残骸中常现红棕色气体,原因为:N2O4 (g) 2NO2 (g) (Ⅱ)
当温度升高时,气体颜色变深,则反应(Ⅱ)为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)一定温度下,反应(Ⅱ)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4 充入一恒压密闭容器中,
下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________.
若在相同温度下,上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行,平衡常数________(填“增大”“不变”或“减小”),反应3s后NO2的物质的量为0.6mol,则0~3s内的平均反应速率v(N2O4)=________mol·L-1·s-1。
(4)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3 。25℃时,将amol NH4NO3溶于水,溶液显酸性,原因是 (用离子方程式表示)。向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中的水的电离平衡将______(填“正向”“不”或
“逆向”)移动,所滴加氨水的浓度为_______mol·L-1。(NH3·H2O的电离平衡常数
Kb=2×10—5 mol·L-1)
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下列关于各图的叙述正确的是
A.甲表示H2与O2发生反应过程中的能量变化,则H2的标准然烧热为△H=-241.8 kJ·mol-1
B.乙表示恒温恒容条件下发生的可逆反应2NO2(g) N2O4(g)中,各物质的浓度与其消耗速率之间的关系,其中交点A对应的状态为化学平衡状态
C.丙表示A、B两物质的溶解度随温度变化情况,将t1℃时A、B的饱和溶液分别升温至t2℃时,溶质的质量分数B>A
D.丁表示常温下,稀释HA、HB两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化,则NaA溶液的pH小于同浓度的NaB浓液的pH
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目前“低碳减排”备受关注,CO2的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题。
(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(I)的变化曲线如图所示。
据此判断:
①该反应的△H_____________0(填“>”或“<”)。
②在T2温度下,0-2s内的平均反应速率v(N2) =____________mol/(L·s)。
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可增大化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在答题卡相应图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是_______________(填代号)。
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
例如:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ/mol
2NO2(g)=N2O4(g) △H=-867kJ/mol
写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式:_____________________。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用,以CO2(g)和H2O(g)为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应为_________________。
③常温下0. 1 mol/L的HCOONa溶液pH为10,则HCOOH的电离常数Ka =_______________mol·L-1(填写最终计算结果)。
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甲醇是一种可再生燃料。在容积为2L的密闭容器中进行反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ,其他条件不变,在300℃和500℃时,物质的量n(CH3OH)-反应时间t的变化曲线如图所示。
(1)该反应的△H 0 (填>、<或=)
(2)300℃时,0-t1 min内 CH3OH的平均生成速率为
(3)若要提高甲醇的产率,可采取的措施有_________ 。(填字母)
A.缩小容器体积 B.降低温度
C.升高温度 D.使用合适的催化剂
E.甲醇从混合体系中分离出来
(4)300℃时,CO、H2的起始物质的量分别为2mol和3mol,若图中n1数据为0.5mol,试计算300℃下,该反应的平衡常数(写出计算过程,保留两位有效数字)
(5)工业上也可以用CO2和H2反应制得甲醇。在2×105Pa、300℃的条件下,若有440g CO2与H2恰好完全反应生成甲醇和水,放出495kJ的热量,试写出该反应的热化学方程式 。
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工业上研究燃料脱硫的过程中,涉及如下反应:
CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g),K1,△H1= 218.4 kJ·mol-l(反应I)
CaSO4(s)+2CO(g) CaS(s)+2CO2(g),K2,△H2= -87.8 kJ·mol-l(反应II)
(1)反应CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g)的△H= ;平衡常数K= (用K1,K2表示)。
(2)某温度下在一密闭容器中若只发生反应I,测得数据如下:
前100 s 内v(SO2)= mo1·L-1·s-l,平衡时CO的转化率为 。
(3)若只研究反应II,在不同条件下其反应能量变化如下图所示:图中曲线a到曲线b的措施是________,恒温恒容时,下列说法能说明反应Ⅱ到达平衡状态的是____ 。
A.体系中气体的平均摩尔质量不再改变
B.v(CO)=v(CO2)
C.CO的转化率达到了最大限度
D.体系内气体压强不再发生变化
(4)某科研小组研究在其它条件不变的情况下,改变起始一氧化碳物质的量[用n(CO)表示]对CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g)反应的影响,实验结果如右图所示(图中T表示温度):
①比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物SO2的转化率最高的是____ 。
②图像中T2 T1(填“高于”、“低于”、“等于”或“无法确定”):判断的理由是____ 。
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NH4Al(SO4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂,用于焙烤食品中;NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题:
(1)NH4Al(SO4)2可作净水剂,其理由是_________________________________
______________(用必要的化学用语和相关文字说明)。
(2)相同条件下,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2中c(NH)________(填“等于”、“大于”或“小于”)0.1 mol·L-1NH4HSO4中c(NH)。
(3)如图是0.1 mol·L-1电解质溶液的pH随温度变化的图像。
①其中符合0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2的pH随温度变化的曲线是________(填写序号),导致pH随温度变化的原因是________________________________;
②20 ℃时,0.1 mol·L-1NH4Al(SO4)2中2c(SO)-c(NH)-3c(Al3+)=________。
(4)室温时,向100 mL 0.1 mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液,得到溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示:
试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是____________;在b点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是____________________。
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(1)已知25 ℃时0.1 mol·L-1醋酸溶液的pH约为3,向其中加入醋酸钠晶体,等晶体溶解后发现溶液的pH增大。对上述现象有两种不同的解释:甲同学认为醋酸钠水解呈碱性,增大了c(OH-),因而溶液的pH增大;乙同学认为醋酸钠溶于水电离出大量醋酸根离子,抑制了醋酸的电离,使c(H+)减小,因此溶液的pH增大。
①上述两种解释中________(填“甲”或“乙”)正确。
②为了验证上述哪种解释正确,继续做如下实验:向0.1 mol·L-1的醋酸溶液中加入少量下列物质中的________(填写编号),然后测定溶液的pH。
A.固体CH3COOK B.固体CH3COONH4
C.气体NH3 D.固体NaHCO3
③若________(填“甲”或“乙”)的解释正确,溶液的pH应________(填“增大”“减小”或“不变”)。(已知25 ℃时CH3COONH4溶液呈中性)
(2)有甲、乙两同学做了如下实验:甲同学在制得的Mg(OH)2沉淀中加入浓的NH4Cl溶液,结果沉淀溶解;乙同学在制得的Mg(OH)2沉淀中加入浓CH3COONH4溶液,结果沉淀也完全溶解。对此甲、乙两同学用学过的有关知识各自解释了上述实验事实:
甲同学的解释为:因为NH4Cl溶液中,NH+H2ONH3·H2O+H+,且Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq);又H++OH-===H2O,所以Mg(OH)2溶解平衡向右移动,促进Mg(OH)2的溶解。
乙同学的解释为:因为CH3COONH4===CH3COO-+NH,且Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),NH+OH-===NH3·H2O,所以Mg(OH)2溶液平衡向右移动,促进Mg(OH)2的溶解。
你认为哪一位同学的解释是正确的?________,为什么?
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
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10 ℃时加热NaHCO3饱和溶液,测得该溶液的pH发生如下变化:
温度(℃) | 10 | 20 | 30 | 加热煮沸后冷却到50 ℃ |
pH | 8.3 | 8.4 | 8.5 | 8.8 |
(1)甲同学认为,该溶液的pH升高的原因是HCO的水解程度增大,故碱性增强,该反应的离子方程式为____________________________________。乙同学认为:该溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解,生成了Na2CO3,并推断Na2CO3的水解程度________(填“大于”或“小于”)NaHCO3。
(2)丙同学认为甲、乙的判断都不充分。
丙认为:只要在加热煮沸的溶液中加入足量的试剂X,若产生沉淀,则________(填“甲”或“乙”)的判断正确。试剂X是________。
A.Ba(OH)2溶液 B.BaCl2溶液
C.NaOH溶液 D.澄清的石灰水
(3)将加热后的溶液冷却到10 ℃,若溶液的pH________8.3(填“高于”、“低于”或“等于”),则________(填“甲”或“乙”)判断正确。
(4)查阅资料,发现NaHCO3的分解温度为150 ℃,丙断言________(填“甲”或“乙”)的判断是错误的,理由是__________________________________。
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25 ℃,NaOH和Na2CO3两溶液的pH均为11。
(1)两溶液中,由水电离出的c(OH-)分别是:
①NaOH溶液中___________________________________________________;
②Na2CO3溶液中__________________________________________________;
③在1 L水中加入上述溶液中的________会使水的电离程度减小。
(2)各取10 mL上述两种溶液,分别加水稀释到100 mL,pH变化较大的是________(填化学式)溶液。
(3)纯碱溶液呈碱性的原因是(用离子方程式表示_____________________。
(4)为探究纯碱溶液呈碱性是由CO水解引起的,请你设计一个简单的实验方案。
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