氨在工农业及国防工业上有广泛的用途。
(1)已知:
①4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H=-1266.2k/mol
②2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
则合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=___________kJ/mol,该反应属于___________。
A.高温自发 B.低温自发 C.恒自发 D.恒不自发
(2)在甲、乙、丙三个容积均为2L的密闭装置中,均充人4mol合成气,但N2、H2的投料比不同,在400℃时反应,测定N2的体积百分含量,得到下图一。
①乙装置中N2、H2的投料比为___________。
②反应达到平衡后,测得乙装置中H2的体积百分含量为25%,则400℃时,合成氨反应的平衡常数为___________(不须注明单位)。
(3)在M、N两个装置中分别充入相同投料比的N2、H2,进行合成氨反应,各反应1小时,测定不同温度下N2的转化率,得到上图二。
①N2、H2在M、N两装置中反应时,不同的条件可能是______________________。
②在300℃时,a、b两点转化率差异的原因是______________________。
(4)氨法烟气脱硫技术渐趋成熟,回收SO2,并产出氮肥,其流程分两步:
①氨水吸收烟气中的SO2:xNH3+SO2(g)+H2O====(NH4)xH2-xSO3
②加入足量的磷酸得到纯净的SO2。写出该反应的化学方程式:______________________。
二氧化碳的捕集与利用是实现温室气体减排的重要途径之一。
(1)目前工业上使用的捕碳剂有 NH3 和(NH4)2CO3,它们与 CO2 可发生如下可逆反应:
2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) (NH4)2CO3(aq) K1
NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) NH4HCO3(aq) K2
(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g) 2NH4HCO3(aq) K3
则 K3=________(用含 K1、K2 的代数式表示)。
(2)利用 CO2 制备乙烯是我国能源领域的一个重要战略方向,具体如下:
方法一:
CO2 催化加氢合成乙烯,其反应为:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g) △H=a kJ·mol-1起始时按 n(CO2)∶n(H2)=1∶3的投料比充入20 L的恒容密闭容器中,不同温度下平衡时H2和H2O的物质的量如图甲所示:
①a______0(选填“>”或“<”)。
②下列说法正确的是______(填字母序号)。
A 、使用催化剂,可降低反应活化能,加快反应速率
B 、其它条件不变时,若扩大容器容积,则 v正减小,v逆增大
C 、测得容器内混合气体密度不随时间改变时,说明反应已达平衡
③393 K下,H2的平衡转化率为________(保留三位有效数字)。
④393 K下,该反应达到平衡后,再向容器中按 n(CO2)∶n(H2)=1∶3 投入 CO2 和 H2 ,则n(H2)/n(C2H4)将____(填“变大”、“不变”或“变小”)。
方法二:
用惰性电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯,其原理如图乙所示。
⑤b电极上的电极反应式为_______。
⑥该装置中使用的是__________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。
某课外学习小组对日常生活中不可缺少的调味品M进行探究。已知C可在D中燃烧发出苍白色火焰。M与其他物质的转化关系如图所示(部分产物已略去):
(1)写出B的电子式________。
(2)写出由M溶液制B、C、D的化学方程式___________________________________。
(3)若A是一种常见的酸性氧化物,且可用于制造玻璃,写出A和B水溶液反应的离子方程式___________________________________。
(4)若A是CO2气体,A与B溶液能够反应,反应后所得的溶液再与盐酸反应,生成的CO2物质的量与所用盐酸体积如图所示,则A与B溶液反应后溶液中溶质的化学式为_______。
(5)若A是一种常见金属单质,且A与B溶液能够反应,则将过量的F溶液逐滴加入E溶液,边加边振荡,所看到的实验现象是_________________________________。
(6)若A是一种氮肥, A和B反应可生成气体E,E与F、E与D相遇均冒白烟,且利用E与D的反应检验输送D的管道是否泄露,写出E与D反应的化学方程式为________________。
(7)若A是一种溶液,可能含有H+、NH4+、Mg2+、Fe3+、Al3+、CO32- 、SO42-中的某些离子,当向该溶液中加入B溶液时发现生成沉淀的物质的量随B溶液的体积发生变化如图所示,由此可知,该溶液中肯定含有的离子的物质的量浓度之比为______________。
甘氨酸亚铁络合物[(NH2CH2COO)2Fe]是一种新型的铁营养强化剂,广泛用于缺铁性贫血的预防和治疗。某学习小组模拟其合成方法如下:
已知:
甘氨酸(NH2CH2COOH ) | 异抗坏血酸 | 甘氨酸亚铁 | FeSO4.7H2O | FeCl2.4H2O |
易溶入水 | 易溶于水和乙醇 | 易溶于水 | 易溶于水 | 易溶于水 |
微溶于乙醇 | 有弱酸性和强氧化性 | 难溶于乙醇 | 难溶于乙醇 | 易溶于乙醇 |
请回答:
(1)合成装置中仪器b的名称是____________
(2)合成过程中,为了防止亚铁被氧化,本实验中采取的措施是____________
(3)下列说法正确的是____________
A.滴入液体前,应先打开滴液漏斗a的上口玻璃塞
B.根据题给信息,亚铁盐应选用FeSO4·7H2O
C.步骤Ⅲ、步骤Ⅳ都有固液分离,可采用常压过滤,也可采用减压过滤
D.粗产品提纯操作为重结晶,过滤,洗涤,干燥,其中干燥过程最好选用真空干燥
(4)合成过程需控制pH=5.5,pH过低或过高都会使产率下降,试说明理由_________________
(5)步骤Ⅲ加入无水乙醇的目的是___________________________________________________
(6)产品纯度可用“凯氏定氮法”测定,测定过程分为以下四步:
I、将有机氮转换为硫酸铵 II、将铵盐转化为氨气蒸出
III、用试剂吸收氨气 IV、滴定
①以下装置可以完成II,III两步操作
②将下列操作按合理顺序排入:
仪器清洗后,在g中加入吸收剂,然后将第I步获得的铵盐试样由d注入e→(_________)→(_________)→(_________)→(_________)→使水蒸气进入e,蒸馏几分钟后,将f下端提离液面并用少量蒸馏水洗涤清洗管口,停止加热c ,移去锥形瓶,立即用标准盐酸溶液进行滴定。
A.打开k1 B.关闭k3、k2 C.加热c D.由d注入氢氧化钠溶液,蒸馏水冲洗,并留少量液体作水封
②关于滴定过程下列说法正确的是____________
A.滴定管必须经检漏、洗涤、润洗后才能使用
B.标准盐酸溶液装入滴定管后,发现下端有气泡,可将橡皮管稍向上弯曲,挤压玻璃珠,气泡可被流水带出
C.滴定刚开始时,左手可以离开旋塞,让溶液自然流下
D.因为本测定方法较为精密和准确而操作过程繁琐,故产品纯度测定一次就可
铁在生产生活中应用最广泛,炼铁技术和含铁新材料的应用倍受关注。
(1)高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应有:
反应 | △H(kJ/mol) | K |
i. Fe2O3(s)+3C(s) 2Fe(s)+3CO(g) | +489 | K1 |
ii. Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) | X | K2 |
iii. C(s)+CO2(g) 2CO(g) | +172 | K3 |
试计算,X=_____,K1、K2与K3之间的关系为____________。
(2)T1℃时,向某恒温密闭容器中加入一定量的Fe2O3和C,发生反应i,反应达到平衡后,在t1时刻,改变某条件,V(逆)随时间(t)的变化关系如图1所示,则t1时刻改变的条件可能是_____(填写字母)。
a.保持温度不变,压缩容器 b.保持体积不变,升高温度
c.保持体积不变,加少量碳粉 d.保持体积不变,增大CO浓度
(3)在一定温度下,向某体积可变的恒压密闭容器(p总)加入1molCO2 与足量的碳,发生反应ⅲ,平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图2 所示。
①650℃时,该反应达平衡后吸收的热量是______。(计算时不考虑温度对△H的影响)
②T℃时,若向平衡体系中再充入一定量按V(CO2):V(CO) =5:4的混合气体,平衡_____(填“ 正向”、“ 逆向”或“ 不” )移动。
③925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp为_____。[气体分压(p分)=气体总压(p总) ×体积分数,用某物质的平衡分压代替物质的量浓度也可以表示化学平衡常数,记作Kp]
(4)用原电池原理可以除去酸性废水中的三氯乙烯、AsO3-,其原理如图3所示( 导电壳内部为纳米零价铁)。
在除污过程中,纳米零价铁中的Fe为原电池的______极 (填“正"或“负”),写出C2HCl3在其表面被还原为乙烷的电极反应式为_____________。
二草酸合铜(II)酸钾晶体{K2[Cu(C2O4)2]·2H2O}(其相对式量为354),是一种工业用化工原料。微溶于冷水,可溶于热水,微溶于酒精,干燥时较为稳定,加热时易分解。现以胆矾和草酸为原料制备二草酸合铜( II)酸钾晶体流程如下:
(已知:H2C2O4CO↑十CO2↑+H2O)
请回答:
(1)第①步操作要微热溶解,其原因是加快溶解速率和________。
(2)为了将滤纸上的黑色固体充分转移到热的KHC2O4溶液中,以下操作方案中最合理的是______。
A.用水溶解滤纸上的黑色固体,然后将溶液转入热的KHC2O4溶液中
B.用硫酸溶液溶解滤纸上的氧化铜,然后转入热的KHC2O4溶液中
C.黑色固体连同滤纸一起加入到热的KHC204溶液中,待充分反应后趁热过滤
D.先将黑色固体转入溶液中,再在空气中灼烧滤纸,将剩余的固体转入热的KHC2O4溶液中
(3)50℃水浴加热至反应充分,写出该反应的化学方程式___________。
(4)步骤③所用的洗涤剂最合适的是_______。
(5)二草酸合铜(II)酸钾晶体的制备也可以用CuSO4晶体和K2C2O4溶液反应得到。从硫酸铜溶液中获得硫酸铜晶体的实验步骤为:加入适量乙醇、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
①加入适量乙醇的优点有:
a.缩短加热的时间,降低能耗;b.________ 。
②在蒸发浓缩的初始阶段可通过_______(填操作名称)回收乙醇。
(6)准确称取制取的晶体试样l.000g溶于NH3·H2O中,并加水定容至250mL,取试样溶液25.00mL于锥形瓶中,再加入l0mL 3.000mol/L的H2SO4溶液,用0.01000mol/L的KMnO4溶液滴定,消耗KMnO4标准液20.00mL,则该产品的纯度是_______ 。