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) 2NH3(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(kJ·mol-1) |
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44.0 kJ热量。写出CH4和H2O(g)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 。
(6分)已知25℃、101kpa时,一些物质的燃烧热为:
化学式 |
CO(g) |
H2(g) |
CH3OH(l) |
CH4(g) |
△H/(kJ/mol) |
-283.0 |
-285.8 |
-726.5 |
-890.3 |
请回答下列问题。
(1)写出该条件下CH3OH(l)完全燃烧的热化学方程式:。
(2)根据盖斯定律完成下列反应的热化学方程式:
CO(g)+ 2H2(g)= CH3OH(l);△H=。
(3)现有H2和CH4的混合气体112 L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),共放出热量3242.5 kJ,则原混合气体中H2和CH4的物质的量之比是:
A.1∶1 | B.1∶3 | C.1∶4 | D.2∶3 |
标准状况下,1.68L无色无味的可燃性气体在足量氧气中完全燃烧。若将产物通入足量澄清石灰水.得到的白色沉淀质量为15.0g;若用足量碱石灰吸收燃烧产物,增重9.3g。
(1)计算燃烧产物中水的质量:_______________
(2)若原气体是单一的烃类气体,通过计算推断它的化学式:______________________
(3)若原气体是两种等物质的量的气态烃的混合物,请写出它们的结构简式(要求写出两组符合条件的物质的结构简式):______和______、________和_______
X、Y和W为原子序数依次递增的短周期元素,X和Y同主族,Y和W的气态氢化物具有相同的电子数,X元素的最外层电子数是次外层电子数的三倍。
(1)写出实验室制取W2的离子方程式;
(2)某小组设计如图所示的实验装置图(图中夹持和加热装置略去),分别研究YX2和W2 的性质。
①分别通入YX2和W2 时,在装置A中观察到的现象是否相同(填“相同”或“不相同”)。
装置D中装的是五氧化二钒,当通入YX2时,打开K放入适量的氧气,在D装置中发生化学反应方程式为,
②若装置B中装有5.0 mL 1.0×10-3 mol/L的碘水,当通入足量W2完全反应后,转移了5.0×10-5 mol电子,该反应的化学方程式为。
(3)某同学将足量的YX2通入一支装有氯化钡溶液的试管,未见沉淀生成,向该试管中加入适量(填字母),可以看到白色沉淀产生。
A.氨水 | B.稀盐酸 | C.稀硝酸 | D.氯化钙 |
现有A、B、C、D、E五种烃,作如下实验:
(1)各取0.01mol上述五种烃,分别使之充分燃烧,其中B、C、E燃烧所得的CO2均为448mL(标况)。A、D燃烧所得的CO2都是B、C、E的三倍。
(2)在适当的条件下,A、B、C都能跟氢气发生加成反应。其中A可直接转变为D,B可转变为c或E,C可转变为E
(3)B和c都能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色,而A、D、E则无此性质。
(4)用铁屑作催化剂时,A可与液态溴发生取代反应。请判断后填写下表:
A |
B |
C |
D |
E |
|
结构简式 |
(10分)甲、乙、丙、丁是四种短周期元素,它们的原子序数依次增大,其中甲和丙、乙和丁分别是同主族元素,又知乙、丁两元素的原子核中质子数之和是甲、丙两元素原子核中质子数之和的2倍,甲元素的一种同位素核内无中子。
(1)写出甲、乙、丙三种元素组成的化合物的电子式________,指出其中含有的化学键的类型_______、_______。
(2)写出乙与丙按原子个数比1:1组成的化合物与水反应的化学方程式_________。
(3)用甲元素的单质与乙元素的单质可以制成电池,电池中装有KOH浓溶液,用多孔的金属惰性电极浸入KOH溶液,两极均有特质的防止透过的隔膜,在A极通入甲的单质,B极通入乙的单质,则A极是该电池的_______极,B极的电极反应式是 ___________