(14分)科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。
(1)目前合成氨的技术原理为:
该反应的能量变化如图所示。
①在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是: 。(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②将一定量的N2(g)和H2(g)放入2L的密闭容器中,在500℃、2×107Pa下发生如下反应:
5分钟后达到平衡,测得N2为0.2 mol,H2为0.6 mol,NH3为0.2 mol。氮气的平均反应速率v(N2)= ,H2的转化率为 ,该反应在此温度下的化学平衡常数为 。(后两空保留小数点后一位)
③欲提高②容器中H2的转化率,下列措施可行的是 。
A.向容器中按原比例再充入原料气
B.向容器中再充入惰性气体
C.改变反应的催化剂
D.液化生成物分离出氨
(2)1998年希腊亚里士多德大学的两位科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传导H+),从而实现了高转化率的电解法合成氨。其实验装置如图所示。阴极的电极反应式为 。
(3)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生下列反应:
进一步研究NH3生成量与温度关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下:
T/K |
303 |
313 |
323 |
NH3生成量/(10-6mol) |
4.8 |
5.9 |
6.0 |
此合成反应的a 0。(填“大于”、“小于”或“等于”)
(10分)现有浓度均为0.1 mol/L的下列溶液:①硫酸 ②醋酸 ③氢氧化钠 ④氯化铵⑤硫酸铝 ⑥碳酸氢钠。请回答下列问题:
(1)①②③④四种溶液中由水电离出的H+浓度由大到小的顺序是 (填序号)。
(2)已知T℃,Kw = 1×10-13,则T℃ 25℃(填“>”、“<”、“=”);在T℃时,将pH=11的③溶液a L与pH = 2的①溶液b L混合(忽略混合后溶液体积的变化),若所得溶液的pH = 10,则a:b = 。
(3)将⑤溶液和⑥溶液混合时,可看到的实验现象是 ,产生该现象的原因是 (用离子方程式解释原因)。
(12分)某课外兴趣小组欲测定某NaOH溶液的浓度,其操作步骤如下:
①将碱式滴定管用蒸馏水洗净,待测溶液润洗2~3次后,再注入待测溶液,调节滴定管的尖嘴部分充满溶液,并使液面处于“0”刻度以下的位置,记下读数;将锥形瓶用蒸馏水洗净后,用待测溶液润洗锥形瓶2~3次;从碱式滴定管中放出20.00mL待测溶液到锥形瓶中。
②将酸式滴定管用蒸馏水洗净,再用标准酸液润洗2~3次后,向其中注入0.10 mol·L-1标准浓度的盐酸,调节滴定管的尖嘴部分充满溶液,并使液面处于“0”刻度以下的位置,记下读数。
③向锥形瓶中滴入酚酞作指示剂,进行滴定。滴定至指示剂刚好由浅红色变为无色,且半分钟内颜色不再改变,测得所耗盐酸的体积为V1 mL。
④重复以上过程,但在滴定过程中向锥形瓶加入5mL的蒸馏水,测得所耗盐酸的体积为V2 mL。
试回答下列问题:
(1)配制标准盐酸时,除量筒外还需用下列哪些仪器? 。
A.托盘天平 B.容量瓶 C.酸式滴定管 D.玻璃棒 E.烧杯 F.胶头滴管
(2)该小组在步骤①中的错误是 ,由此造成的测定结果 (偏高、偏低或无影响)。
(3)排去碱式滴定管中气泡的方法应采用如图所示操作中的__________,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。
(4)右图,是某次滴定时的滴定管中的液面,其读数为 mL。
(5)根据下列数据:
滴定次数 |
待测液体积(mL) |
标准盐酸体积(mL) |
|
滴定前读数(mL) |
滴定后读数(mL) |
||
第一次 |
20.00 |
0.50 |
25.40 |
第二次 |
20.00 |
4.00 |
29.10 |
请计算待测烧碱溶液的浓度为 。
(10分)为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果甲乙两组同学分别设计了如图一、图二所示的实验。
(1) 图一可通过观察_____________________________ 现象来定性比较得出结论。有同学提出将CuSO4改为CuCl2更为合理,其理由是__________________________,
你认为还可以作其他何种改进? _____________________________________________。
(2) 图二可用于定量比较反应的快慢,检查图二装置气密性的方法是 。
利用图二做实验时需测量的数据是 。
(6分)依据氧化还原反应:2Ag+(aq) + Cu(s) === Cu2+(aq) + 2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题:
(1)电极X的材料是 ;电解质溶液Y是 。
(2)外电路中的电子是从 电极流向 电极。
(3)银电极上发生的电极反应式为 。
(3分)25℃时,50mL 0.10mol/L的醋酸中存在着如下平衡:
CH3COOH CH3COO―+H+
加入少量冰醋酸,平衡将______(填“向右移动”、“向左移动”或“不移动”),溶液中C(H+)将_______(填“增大”、“减小”或“不变”),醋酸的电离程度将__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。