二氧化碳是一种宝贵的碳氧资源。以CO2和NH3为原料合成尿素是固定和利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s) △H1=a kJ·mol-1
反应Ⅱ:NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2=+72.49kJ·mol-1
总反应Ⅲ:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3=-86.98kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的△H1= (用具体数据表示)。
(2)反应Ⅱ的△S (填>或<)0,一般在 情况下有利于该反应的进行。
(3)反应Ⅲ中影响CO2平衡转化率的因素很多,下图1为某特定条件下,不同水碳比n(H2O)/n(CO2)和温度影响CO2平衡转化率变化的趋势曲线。
①其他条件相同时,为提高CO2的平衡转化率,生产中可以采取的措施是 (填提高或降低)水碳比。
②当温度高于190℃后,CO2平衡转化率出现如图所示的变化趋势,其原因是 。
(4)某研究小组为探究反应Ⅰ中影响c(CO2)的因素,在恒温下将0.4molNH3和0.2molCO2放入容积为2L的密闭容器中,t1时达到平衡过程中c(CO2)随时间t变化趋势曲线如上图所示。若其他条件不变,t1时将容器体积压缩到1L,请画出t1后c(CO2)随时间t变化趋势曲线(t2达到新的平衡)。
(5)尿素在土壤中会发生反应CO(NH2)2+2H2O(NH4)2CO3。下列物质中与尿素有类似性质的是
A.NH2COONH4 B.H2NOCCH2CH2CONH2
C.HOCH2CH2OH D.HOCH2CH2NH2
石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯与综合利用工艺如下:
(注:SiCl4的沸点为57.6 ℃,金属氯化物的沸点均高于150 ℃)
(1)向反应器中通入Cl2前,需通一段时间N2,主要目的是 。
(2)高温反应后,石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物。气体Ⅰ中的碳氧化物主要为 。由气体Ⅱ中某物得到水玻璃的化学反应方程式为 。
(3)步骤①为:搅拌、 。所得溶液Ⅳ中的阴离子有 。
(4)由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的总反应的离子方程式为 ,
100kg初级石墨最多可能获得Ⅴ的质量为 kg。
(5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐,完成如图防腐示意图,并作相应标注。
烃的含氧衍生物A,能发生如下图所示的变化。在同温同压下,A蒸气的密度是H2密度的45倍,其中氧元素的质量分数为53.3%; C能使溴的四氯化碳溶液褪色,C在一定条件下转化为高分子化合物D, A中不含甲基,B不属于醚类。
已知: CH3CH2OH→CH2=CH2 + H2O
请填写下列空白:
(1)A的结构简式 C分子中的官能团名称 。
(2)C→D的反应类型是 。A→B的反应类型是 。
(3)A转化为B的化学方程式是 。
(4)3.6克A物质与足量金属钠反应生成的气体在标况的体积 升 。
元素单质及其化合物有广泛用途,请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题:
(1)按原子序数递增的顺序(稀有气体除外),以下说法正确的是
a.原子半径和离子半径均减小
b.金属性减弱,非金属性增强
c.氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强
d.单质的熔点降低
(2)原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为 ,氧化性最弱的简单阳离子是 。
(3)已知:
化合物 | MgO | Al2O3 | MgCl2 | AlCl3 |
类型 | 离子化合物 | 离子化合物 | 离子化合物 | 共价化合物 |
熔点/℃ | 2800 | 2050 | 714 | 191 |
工业制镁时,电解MgCl2而不电解MgO的原因是 ;
制铝时,电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是 。
(4)晶体硅(熔点1410 ℃)是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下:
写出SiCl4的电子式: ;在上述由SiCl4制纯硅的反应中,测得每生成1.12 kg纯硅需吸收a kJ热量,写出该反应的热化学方程式:
(5)P2O5是非氧化性干燥剂,下列气体不能用浓硫酸干燥,可用P2O5干燥的是
a.NH3 b.HI c.SO2 d.CO2
(6)KClO3可用于实验室制O2,若不加催化剂,400 ℃时分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,另一种盐的阴阳离子个数比为1∶1。写出该反应的化学方程式:
(7)工业上,通过如下转化可制得KClO3晶体:
完成Ⅰ中反应的总化学方程式:
Ⅱ该反应过程能析出KClO3晶体而无其他晶体析出的原因是 。
暗紫色化合物A具有绿色、高电压和高能量的特点,近年来引起了电化学界的高度重视。在常温和干燥的条件下,化合物A可以稳定的存在,但它在水溶液中不稳定,一段时间后转化为红褐色沉淀,同时产生一种气体单质。某兴趣小组的同学对化合物A进行组成分析,确定A中仅含有O、K、Fe三种元素。取3.96g化合物A的粉末溶于水,滴加足量的稀硫酸,向反应后的溶液中加入含有0.08mol KOH的溶液,恰好完全反应。过滤,将洗涤后的沉淀充分灼烧,得到红棕色固体粉末1.60g;将所得滤液在一定条件下蒸发可得到一种纯净的不含结晶水的盐10.44g。
(1)化合物A的化学式为 ;化合物A与H2O反应的离子方程式为 。
(2)化合物A还可作为一种“绿色高效多功能”水处理剂。原因是 。
(3)化合物A的制备还可通过氧化法,试写出在KOH存在条件下用次氯酸钾氧化氢氧化铁制备A的化学方程式 。
(4)目前,人们针对化合物A的稳定性进行了大量的探索,并取得了一定的进展。下列物质中有可能提高化合物A水溶液稳定性的是
A.亚硫酸钠 B.KOH C.醋酸 D.Fe(NO3)3
(5)为研究温度对化合物A水溶液稳定性的影响,请设计一个实验方案 。
在恒容密闭容器中通入X并发生反应:2X(g) Y(g),温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是
A.该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量
B.T2下,在0~t1时间内,v(Y)=mol·L-1·min-1
C.M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆
D.M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率减小