纯碱和小苏打是厨房中两种常见的用品,它们都是白色固体,下列区分这两种物质的方法中正确的是 ( )。
A.分别用砂锅加热两种样品,全部分解挥发没有残留物的是小苏打
B.用洁净铁丝蘸取两种样品在煤气火焰上灼烧,使火焰颜色发生明显变化的是小苏打
C.用两只小玻璃杯,分别加入少量的两种样品,再加入等量的食醋,产生气泡快的是小苏打
D.先将两样品配成溶液,分别加入澄清石灰水,无白色沉淀生成的是小苏打
(1)1791年,法国医生路布兰首先获得制碱专利,以食盐、浓硫酸、石灰石、煤为原料制碱,该方法分三步:
①用NaCl与H2SO4反应制Na2SO4;2NaCl+H2SO4 Na2SO4+2HCl↑
②用焦炭还原Na2SO4制Na2S;Na2SO4+4CNa2S+4CO↑
③用硫化钠与石灰石反应制Na2CO3;Na2S+CaCO3Na2CO3+CaS
(2)下列说法正确的是 ( )。
A.②③两步都是氧化还原反应
B.只有第②步是氧化还原反应
C.该方法对生产设备基本没有腐蚀
D.该方法对环境污染较小
如图所示“合成氨”的演示实验(夹持仪器均已省略)。在Y形管的一侧用Zn粒和稀H2SO4反应制取H2,另一侧用NaNO2固体和NH4Cl饱和溶液反应制取N2,N2和H2混合后通过还原铁粉来合成NH3,再将产生的气体通入酚酞试液中,若酚酞试液变红,则说明产生了氨气。
某课外活动小组通过查阅资料和多次实验,得到了如下信息:
信息一:NaNO2固体和饱和NH4Cl溶液混合加热的过程中发生如下反应:
①NaNO2+NH4Cl NH4NO2+NaCl
②NH4NO2NH3↑+HNO2
③2HNO2N2O3↑+H2O
④2NH3+N2O32N2+3H2O
信息二:查阅资料,不同体积比的N2、H2混合气体在相同实验条件下合成氨,使酚酞试液变红所需要的时间如下:
N2和H2的体积比 | 5∶1 | 3∶1 | 1∶1 | 1∶3 | 1∶5 |
酚酞变红色所需时间/min | 8~9 | 7~8 | 6~7 | 3~4 | 9~10 |
据此回答下列问题:
(1)Y形管左侧管中发生反应的离子方程式________________________。
(2)铁粉撒在石棉绒上的目的是_________________________________
(3)课外活动小组的同学们认为,该实验中即使酚酞变红也不能说明N2和H2反应合成了NH3,得出此结论的理由是________________________。
请你另设计一个简单的实验验证你的理由____________________。欲解决这一问题,可以选用下图中的________装置连接在原装置中的________和________之间。
(4)在上述实验过程中,为尽快观察到酚酞试液变红的实验现象,应该控制N2和H2的体积比为________比较适宜;但该装置还难以实现此目的,原因是______________________________________。
(5)实验过程中通入试管C中的气体成分有________。
四川有丰富的天然气资源,以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示(图中某些转化步骤及生成物未列出):
请填写下列空白:
(1)已知0.5 mol甲烷与0.5 mol水蒸气在t ℃、p kPa时,完全反应生成一氧
化碳和氢气(合成气),吸收了a kJ热量,该反应的热化学方程式是:______________________。
(2)在合成氨的实际生产过程中,常采取的措施之一是:将生成的氨从混合气体中及时分离出来,并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用,同时补充氮气和氢气。请运用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取该措施的理由:
________________________________________________________________。
(3)当甲烷合成氨气的转化率为75%时,以5.60×107 L甲烷为原料能够合成________L氨气。(假设体积均在标准状况下测定)
(4)已知尿素的结构简式为,请写出两种含有碳氧双键的尿素的同分异构体的结构简式:
①__________________; ②_________________。
氨是重要的氮肥,是产量较大的化工产品之一。课本里介绍的合成氨技术称为哈伯法,是德国人哈伯在1905年发明的,其合成原理为:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1
他因此获得了1918年诺贝尔化学奖。试回答下列问题:
(1)合成氨工业中采取的下列措施可用勒夏特列原理解释的是________。
A.采用较高压强
B.采用500 ℃的高温
C.用铁触媒作催化剂
D.将生成的氨液化并及时从体系中分离出来,剩余N2和H2循环到合成塔
中,并补充N2和H2
(2)下图是实验室模拟工业合成氨的简易装置,简述检验有氨气生成的方法:
_________________________________________________________________。
(3)在298 K时,将10 mol N2和30 mol H2通入合成塔中,放出的热量小于924kJ,原因是______________________________
(4)1998年希腊亚里斯多德大学的Marmellos和Stoukides采用高质子导电性
的SCY陶瓷(能传递H+),实现了高温、常压下高转化率的电化学合成氨。其
实验装置如下图,则其阴极的电极反应式为____________________________。
哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现将氢气和氮气充入某密闭容器中,在一定条件下反应的有关数据为:
项目 | H2 | N2 | NH3 |
起始时 | 5 mol·L-1 | 3 mol·L-1 | 0 |
2 s末 | 2 mol·L-1 |
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(1)氢气和氮气反应生成氨气(在2 s内)的反应速率v(H2)=__________。若此时已达平衡,则可求得平衡常数为__________。
(2)下图表示合成NH3反应在时间t0→t6中反应速率与反应过程曲线图,则在下列达到化学平衡的时间段中,化学平衡常数最大的一段时间是__________。
①t0→t1 ②t2→t3 ③t3→t4 ④t5→t6
若t1时改变的条件是升高温度,则说明合成NH3反应的焓变ΔH________0(填“大于”或“小于”)。