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合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重大影响.合成氨...

合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重大影响.合成氨反应的化学方程式为:N2(g)+3H2(g)manfen5.com 满分网3NH3(g)△H=-92.2kJ/mol.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.我国合成氨工业目前的生产条件为:催化剂-铁触媒,温度-400~500℃,压强-30~50MPa.
回答下列问题:
(1)合成氨工业中原料气压缩到30~50MPa的原因是______.从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,实际生产中采用400~500℃的高温,原因之一是考虑到催化剂的催化活性,原因之二是______
(2)500℃、50MPa时,在容积为VL的容器中加入n mol N2、3n mol H2,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时N2的转化率为x.则K和x的关系满足K=______
(3)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表:
物  质燃烧热
H2(g)-285.8
CO(g)-283.0
CH4(g)-890.3
已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0kJ热量.写出CH4和H2O在高温下反应的热化学方程式______
(4)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl-NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池.请写出该电池的正极反应式______
(1)由外界条件对化学平衡以及化学反应速率的影响分析; (2)计算平衡时各物质的浓度,进而计算平衡常数; (3)根据燃烧热写出热化学方程式,利用盖斯定律计算; (4)N2在正极发生还原反应生成NH4+,以此书写电极反应式. 【解析】 (1)合成氨反应的化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.2kJ/mol,反应物气体的化学计量数大于生成物气体的化学计量数,则加压有利于平衡正向移动,提高原料气的转化率,升高温度虽然不利于平衡向正反应方向移动,但能增大反应速率,缩短达到平衡的时间. 故答案为:加压有利于平衡正向移动,提高原料气的转化率;增加反应速率,缩短达到平衡的时间;          (2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 起始:mol/L    mol/L         0 转化:mol/L    mol/L       mol/L 平衡:mol/L mol/L mol/L k==, 故答案为:; (3)已知:①H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ•mol-1 ②CO(g)+O2(g)=CO2(g) )△H=-283.0kJ•mol-1 ③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l))△H=-890.3kJ•mol-1, ④H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ•mol-1, 利用盖斯定律将④+③-②-3×①可得:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=(-44.0kJ•mol-1)+(-890.3kJ•mol-1)-(-283.0kJ•mol-1)-3×(-285.8kJ•mol-1)=+206.1 kJ•mol-1, 故答案为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1 kJ•mol-1; (4)N2在正极发生还原反应生成NH4+,电极反应式为N2+6e-+8H+=2NH4+,故答案为:N2+6e-+8H+=2NH4+.
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考点分析:
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(3)溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多,四氯化碳与水不互溶,故可用于萃取______

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2007年3月,温家宝总理在十届人大五次会议上指出要大力抓好节能降耗、保护环境.请你分析并回答下列问题:
(1)“绿色化学”的最大特点在于它是在始端就采用预防实际污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,具有“原子经济性”.下列化学反应不符合“绿色化学”思想的是______
A.制备环氧乙烷:2CH2=CH2+O2manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网
B.制备硫酸铜:Cu+2H2SO4 manfen5.com 满分网 CuSO4+SO2↑+2H2O
C.制备甲醇:2CH4+O2 manfen5.com 满分网 2CH3OH
D.制备硝酸铜:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O
(2)冶金废水中含有[Au(CN)2]-,其电离出的CN-有毒,当与H+结合生成HCN时,其毒性更强.工业上处理这种废水是在碱性条件下,用NaClO将CN-氧化为CO32-和一种无毒气体,该反应的方程式为______,在酸性条件下,ClO-也能将CN-氧化,但实际处理时却不在酸性条件下进行的主要原因是______
(3)工业上目前使用两种方法制取乙醛--“乙炔水化法”和“乙烯氧化法”.下面两表提供生产过程中原料、反应条件、原料平衡转化率和产量等的有关信息:
乙炔水化法乙烯氧化法
原料乙炔、水乙烯、空气
反应条件HgSO4、100~125℃PdCl2-CuCl2、100~125℃
平衡转化率乙炔平衡转化率90%左右乙烯平衡转化率80%左右
日产量2.5吨(某设备条件下)3.6吨(相同设备条件下)
表一:原料、反应条件、平衡转化率、日产量
表二:原料来源生产工艺
原料生产工艺过程
乙炔CaCO3manfen5.com 满分网CaOmanfen5.com 满分网CaC2manfen5.com 满分网C2H2
乙烯来源于石油裂解气
从两表中分析,现代工业上“乙烯氧化法”将逐步取代“乙炔水化法”的可能原因.
①从产率和产量角度分析______
②从环境保护和能耗角度分析______
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最近,我国利用生产磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸并联产水泥的技术研究获得成功.具体生产流程如下:manfen5.com 满分网
回答下列问题:
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(2)装置a用磷酸吸收NH3.若该过程在实验室中进行,请画出装置a的示意图.
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[交流讨论]
(1)实验操作②中称量操作至少进行______次.
(2)给Na2SO3•7H2O加热时要隔绝空气,请以简要的文字和化学方程式给以说明.______
(3)猜想Na2SO3在高温强热下发生分解反应的化学方程式是______ Na2S+3Na2SO4 查看答案
(1)下面所列的是中学化学实验室中几种常见的仪器:容量瓶、酸式滴定管、碱式滴定管、温度计、量筒、托盘天平、普通漏斗、玻璃棒、烧杯.
①若要进行中和滴定实验,还缺少的玻璃仪器是______
②若要用碳酸钠固体配制一定物质的量浓度的碳酸钠溶液,还缺少的玻璃仪器是______
(2)某学生往一支试管中按一定的顺序分别加入下列几种溶液(一种溶液只加一次):
A.KI溶液  B.淀粉溶液  C.NaOH溶液  D.稀H2SO4  E.氯水.
发现溶液颜色按如下顺序变化:无色→棕黄色→蓝色→无色→蓝色.
依据溶液颜色的变化,判断加入以上药品的顺序是(填写序号)______
(3)众所周知,氢气燃烧生成水.然而,资料表明,氢气燃烧时除生成水外,还生成另一产物.某同学用如图所示的实验装置,验证该产物的存在.实验步骤及现象如下:制H2、验纯,将火焰对着冰块.
①在小烧杯内加入用硫酸酸化的稀KI淀粉溶液,将小烧杯放在冰块下方,
观察到烧杯中溶液由无色变成了蓝色.
②在另一个小烧杯内加入用硫酸酸化的稀KMn04溶液,将小烧杯放在冰块下方,观察到烧杯中溶液变成了无色.请你写出另一产物的结构式:______
由上述实验中可以归纳出该产物的化学性质有______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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