氮的固定对工农业及人类生存具有重大意义。
Ⅰ.合成氨是最重要的人工固氮:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。
(1)下列关于该反应的说法中,正确的是 。
A.△H>0,△S>0 B.△H>0,△S<0
C.△H<0,△S>0 D.△H<0,△S<0
(2) —定温度下,在容积为1L的密闭容器中,加入ImolN2和3molH2,反应达到平衡时H2的转化率为60%,则此条件下反应的平衡常数K= (此处不要求写单位);保持容器体积不变,再向容器中加入lmolN2,3molH2反应达到平衡时,氢气的转化率将 (填“增大”、“减小”或“不变”)
(3)标准状况下,若将22.4mL的氨气通入100mLpH为2的盐酸中.则溶液中各离子浓度的顺序由大到小为 。
(4)将氨气通入盛有CaSO4悬浊液的沉淀池中,再通入适量的CO2气体,充分反应后,过滤所得滤液为(NH4)2SO4溶液,该过程的化学方程式为 。
II.随着研究的不断深入,科学家发明了越來越多有关氮的固定方法。
(5)20世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现常压、570℃高温的电解法合成氨,提高了反应物的转化率,其实验简图如下,阴极的电极反应式为 。
(6)近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为:
2N2(g)+6H2O(I) 4NH3(g)+3O2(g),则其反应热△H= 。(已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1;2H2(g)+O2(g) 2H2O(I) △H=-571.6kJ·mol-1)
常用于印染工业的连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,可溶于水,但不溶于甲醇,其固体受热、遇水都会发生反应放出大量的热,甚至引起燃烧,工业制备流程如下:
请回答下列问题:
(1)保险粉应如何保存? (填一个注意事项)。
(2)由锌块制备锌粉的目的是 ;向液锌中鼓入M气体,使液态锌雾化,冷却得到粒度约为180μm(1m=106μm)的锌粉.鼓入气体M为常见的双原子单质分子,则M的化学式为 ;分散系A为 (填“溶液”“胶体”或“悬浊液”)。
(3)流程②的化学方程式为 。
(4)流程③的分离方法步骤为 、洗涤、干燥,其中洗涤所用试剂是 ;实验室加入NaCl固体的作用是 。
(5)保险粉可以用于除去废水中的重铬酸根离子(Cr2O72-被转化为Cr3+,S2O42-被转化为SO42-),这是目前除去酸性废水中重铬酸根离子的有效方法之一,写出该反应的离子方程式 。
(6)保险粉在空气中容易吸收氧气而发生氧化。其方程式为:
①2Na2S2O4+O2+H2O=4NaHSO3或②2Na2S2O4+O2+H2O==4NaHSO3+NaHSO4
若在此条件下NaHSO3不会被氧化,请设计实验证明氧化时发生的反应是② 。
三氯化磷(PCl3)是一种用于有机合成的重要催化剂。实验室常用红磷与干燥的Cl2制取PCl3,装置如图所示。
已知:红磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5。PCl3遇O2会生成POCl3(三氯 氧磷), POCl3溶于PCl3,PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3和HCl。PCl3、POCl3的熔沸点见下表。
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ |
PCl3 | -112 | 75.5 |
POCl3 | 2 | 105.3 |
请答下面问题:
(1)玻璃管之间的连接需要用到胶皮管,连接的方法是:先把 ,然后稍稍用力即可把玻璃管插入橡皮管。
(2)B中所盛试剂是 ,F中碱石灰的作用是 。
(3)实验时,检查装置气密性后,向D装置的曲颈瓶中加入红磷,打开K3通入干燥的CO2,一段时间后,关闭K3,加热曲颈瓶至上部有黄色升华物出现时通入氯气,反应立即进行。通干燥CO2的作用是 ,C装置中的K1、 K2的设计也出于类似的目的,为了达到这—实验目的,实验时与K1、K2有关的操作是 。
(4)实验制得的粗产品中常含有POCl3、PCl5等。加入红磷加热除去PCl5后,通过 (填实验操作名称),即可得到较纯净的PCl3。
(5)通过下面方法可测定产品中PCl3的质量分数:
①迅速称取1.00g产品,加水反应后配成250mL溶液:
②取以上溶液25.00mL,向其中加入10.00mL0.1000mol/L碘水(足量),充分反应;
③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液,用0.1000 mol/L的Na2S2O3溶液滴定;
④重复②、③操作,平均消耗0.1000 mol/L Na2S2O3溶液8.00mL.
己知:H3PO3+I2+H2O=H3PO4+2HI,I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6,根据上述数据,假设测定过程中没有其他反应,该产品中PCl3的质量分数为 。
如图为KNO3和NaCl的溶解度曲线,请回答下列问题:
(1)20℃时, KNO3的溶解度为 。
(2)a点处KNO3和NaCl两种溶液中溶质的质量分数 (填“相等”或“不相等”)
(3)若固体KNO3中混有的少量NaCl,可采用 (填“蒸发结晶”或“降温结晶“)的方法提纯。
(4)40℃时,将35.0gNaCl溶于100g水中,降温至0℃时,可析出晶体 g。
设NA阿伏伽德罗常数的值。己知反应
(1)CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l) △H1=a kJ/mol
(2)CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g) △H2=b kJ/mol,其它数据如表:
化学键 | C═O | O═O | C-H | O-H |
键能kJ·mol-1 | 798 | x | 413 | 463 |
下列说法正确的是
A.上表中 x=(1796+b)/2
B.H2O(g)═H2O(l) △S<0,△H═(a-b )kJ/mol
C.当有4NA个C-H键断裂时,该反应放出热量一定为a kJ
D.利用反应(1)设计的原电池电解精炼铜时,当负极输出0.2NA个电子时,电解槽的阳极质量一定减轻6.4g
常温下,CaSO4[Ksp(CaSO4)=9×10-6] 在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法正确的是
A.在任何溶液中,c(Ca2+)·c(SO42-)均相等
B.d点溶液通过蒸发可以变到c点
C.b点对应的Ksp大于a点对应的Ksp
D.b点将有沉淀生成,平衡后溶液中c(SO42-)一定小于3×10-3 mol·L-1