(11 分)科学家一直致力研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3,反应的化学方程式如下:N2(g)+ 3H2O(l) 2NH3(g)+ O2(g)。回答下列问题:
(1)进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105 Pa、反应时间3 h),则该反应的正反应为 反应(填“吸热”或“放热”)
T/K |
303 |
313 |
323 |
NH3生成量/(10-6 mol) |
4.8 |
5.9 |
6.0 |
(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议: 。
(3)合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得。甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)。部分物质的燃烧热数
据如下:
H2(g) :△H =-285.8 kJ・mol-1;
CO(g) : △H =-283.0 kJ・mol-1;
CH4(g) :△H =-890.3 kJ・mol-1 。
已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和H2O在高温下反应的热化学方程式__________________________________。
(4)有人设想寻求适合的催化剂和电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl——NH4Cl为电解质溶液制成新型燃料电池,请写出该电极的正极反应式
(5)生成的NH3可用于制铵态氮肥,如(NH4)2SO4、NH4Cl,这些肥料显 性,原因是(用离子方程式表示)___________________________,使用时避免与________________物质合施。
(14分) 常温下,将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表:
实验编号 |
HA物质的量浓度(mol/L) |
NaOH物质的量浓度(mol/L) |
混合后溶液的pH |
甲 |
0.2 |
0.2 |
pH = a |
乙 |
C1 |
0.2 |
pH = 7 |
丙 |
0.2 |
0.1 |
pH >8 |
丁 |
0.1 |
0.1 |
pH = 9 |
请回答
(1)不考虑其他组的实验结果,单从甲组情况分析,如何用a来说明HA是强酸还是弱酸。
_______________________________________________________________________________。
(2)不考虑其他组的实验结果,单从乙组情况分析,C1是否一定等于0.2 mol/L________ , 混合后溶液中离子浓度c(A-)和c(Na+)的大小关系是c(A-)_______ c(Na+) (填>、<、=)。
(3)从丙组实验结果分析,HA是_______酸(强、弱),该混合液中的离子浓度由大到小的顺序是______________________________________
(4)丁组混合液中,由水电离的c(H+) = mol·L-1,c (Na+)-c (A-)= mol·L-1;
(5)已知NH4A溶液为中性,又知将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断(NH4)2CO3溶液的pH 7 (填>、<、= );
(6)将相同温度下相同浓度的四种盐溶液:
A.NH4HCO3 B.NH4A C.(NH4)2SO4 D.NH4Cl
按c(NH4+)由大到小的顺序排列 (填序号)
(8分)
(1) 体积相同,pH相同的盐酸和醋酸溶液分别与足量的颗粒大小相同的锌粒反应,开始时产生氢气的速率_____________,充分反应后,产生氢气的量_____________(相同、盐酸的多、醋酸的多)
(2) 在一定量的盐酸溶液中加入足量的锌粒,若使产生氢气的量保持不变,但反应速率加快,可加入__________晶体,要使产生氢气的量不变,但反应速率减慢,可加入____________晶体。
可选择的晶体有:
(A) 纯碱 (B)烧碱 (C)胆矾 (D) 醋酸钠 (E) KHSO4
(3)某研究小组拟用定量的方法测量Al和Fe分别与酸反应的快慢,设计了如下图1所示的装置。
① 在虚线框内连接合适的装置___________________
②若要比较产生气体的快慢,可以测量相同时间段内产生气体的体积,也可以测量____________________________________。
③实验测得铝丝产生气体的速率(v)与时间(t)的关系如图2所示,则t1~t2时间段内反应速率逐渐加快的主要原因是__________________________________。
(7分)用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度。(锥形瓶中装待测液)
配制待测液:将2.0g含有少量杂质(杂质不与盐酸反应)的固体烧碱样品配制200mL溶液。
(1) 滴定:盛装0.20mol/L盐酸标准液应该用酸式滴定管;滴定时,先向盛待测液的锥形瓶中加酚酞作为指示剂;滴定过程中两眼应该注视__________________________________。
滴定终点的现象是:________________ ___________________
(2) 有关数据记录如下:
滴定序号 |
待测液体积(ml) |
所消耗盐酸标准液的体积(ml) |
|
滴定前 |
滴定后 |
||
1 |
20.00 |
0.50 |
20.55 |
2 |
20.00 |
6.00 |
25.95 |
纯度计算:烧碱样品的纯度为________________。
(3) 对几种假定情况的讨论:(填无影响、偏高、偏低)(说明:测定的结果指烧碱样品的纯度)
①若用蒸馏水冲洗锥形瓶,则会使测定的结果___________________
②若滴定前用蒸馏水冲洗酸式滴定管后即装标准盐酸,则会使测定结果__________
③滴加盐酸速度过快,未充分振荡,刚看到溶液变色,立刻停止滴定,则会使测定结果__________。
(10分)FeCl3溶液中,加入难溶于水的CaCO3粉末,观察到CaCO3逐渐溶解,产生无色气体和红褐色沉淀。则:
(1)气体为 ,红褐色沉淀为 。
(2)上述现象产生的理由是(用离子方程式及简要文字表 。
在Na2CO3溶液中滴加酚酞显红色。
(3)溶液显红色的原因是(写离子方程式) 。
(4)将溶液加热观察到的现象为 。
(5)在溶液中加足量BaCl2溶液,观察到的现象为 。
某温度下,在容积固定不变的密闭容器中发生下列可逆反应:X(g) + 2Y(g)2Z(g)。
平衡时,X、Y、Z的物质的量分别为1 mol、1 mol、2 mol,保持温度不变,再向容器中分别充入1 mol、1 mol、2 mol的X、Y、Z,则下列叙述中正确的是
A.刚充入时,反应速率V (正)减小,V (逆)增大
B.达到新平衡时,容器内气体的平均相对分子质量增大
C.达到新平衡时,容器内气体的压强是原来的两倍
D.达到新平衡时,容器内气体的百分组成和原来相同