氨是一种重要的化工原料,氨的合成与应用是当今重要研究内容之一。不同温度、压强下,合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表(N2和H2起始物质的量之比为1∶3)。
![]() ![]() 衡含量(%) 温度(℃) |
0.1 |
10 |
20 |
30 |
60 |
100 |
200 |
15.3 |
81.5 |
86.4 |
89.9 |
9![]() |
98.8 |
300 |
2.2 |
52.0 |
64.2 |
71.0 |
84.2 |
92.6 |
400 |
0.4 |
25.1 |
38.2 |
47.0 |
65.2 |
79.8 |
500 |
0.1 |
10.6 |
19.1 |
26.4 |
42.2 |
57.5 |
600 |
0.05 |
4.5 |
9.1 |
13.8 |
23.1 |
31.4 |
回答下列有关问题:
(1)利用表中数据推断得出合成氨的反应是__________反应(填“放热”、“吸热”或“无热量变化”)。
(2)根据表中数据,在200℃和100MPa时,平衡体系中NH3的物质的量分数最高,而实际工业生产不选用该条件的主要原因是___________________________________。
(3)一定条件下,对在密闭容器中进行的合成氨反应达平衡后,其他条件不变时,若同时压缩容器的体积和升高温度达新平衡后,与原平衡相比,请将有关物理量的变化的情况填入下表中(填“增大”、“减小”或“可能增大也可能减小”):
|
反应速率 |
平衡常数K |
氨的体积分数 |
变化情况 |
|
|
|
(4)将1molH2和1molN2通入一体积不变的密闭容器中,在一定温度和催化剂作用下,反应达到平衡,测得NH3的物质的量为0.3mol,此时若移走0.5molH2和0.5molN2,则反应达到新的平衡时,NH3的物质的量为_____________(选填答案编号)。
A.0.3mol | B.0.15mol | C.小于0.15mol | D.大于0.15mol,小于0.3mol |
(12分) 诺贝尔物理学奖曾授予Henry Bragg和Lawrence Bragg,以表彰他们用X射线对晶体结构的分析所作的贡献。
(1)在硼酸[B(OH)3]分子中,B原子与3个羟基相连,其晶体具有与石墨相似的层状结构。
则分子中B原子杂化轨道的类型为 ▲,同层分子间的主要作用为 ▲。
(2)K3[Fe(CN)6]晶体中含有的化学键类型为 ▲,Fe3+与CN-之间能够形成化学键的原因是 ▲。
(3)等物质的量的氧化物MO与SiC的电子总数相等,则M2+离子的核外电子排布式为 ▲。MO是优良的耐高温材料,其晶体结构与NaCl晶体相似,晶体中与每个M2+等距离且最近的几个O2-所围成的空间几何构型为 ▲。MO的熔点比CaO的高,原因是 ▲ 。
(12分)分子筛可用于物质的分离提纯。某种型号的分子筛的工业生产流程可简单表示如下:
|
(10分) 空气中微量的臭氧对人有益,浓度过大则是一种污染气体,臭氧作为强氧化剂,几乎能与任何生物组织反应。
(1)下列有关说法正确的是 ▲。
A.停止使用氟里昂是为保护臭氧层 |
B.光化学烟雾与大气臭氧的生成有关 |
C.家用电器消毒柜中产生的臭氧能够高效杀菌消毒 |
D.臭氧能使湿润的碘化钾-淀粉试纸变蓝 |
(2)臭氧的化学性质极不稳定,在空气和水中都会慢慢分解成氧气,臭氧常用于自来水的消毒,臭氧的溶解度及在水中的分解速度与水温及水的pH关系如下图:
用臭氧消毒自来水,适宜的条件是 ▲。
(3)2O3(g)→3O2(g)△H=-285kJ/mol,2Ag2O(s) = 4Ag(s)+ O2(g)△H="+62.2" kJ/mol,臭氧能与银化合为Ag2O,该反应的热化学方程式为: ▲。
(4)臭氧在有机合成有广泛用途,可将烯烃氧化为醛同时生成氧气,试写出2-丁烯与臭氧反应的化学方程式: ▲ 。
(12分)高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示。
湿法 |
强碱性介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液 |
干法 |
Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物 |
(1)工业上用湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如下图所示:
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(10分)钨是高熔点金属,工业上用黑钨铁矿[(Fe,Mn)WO4]冶炼金属钨有多种方法,同时还可制得副产品高锰酸钾。已知WO3是钨的稳定氧化物,它不溶于水也不溶于酸,可用钨酸(H2WO4,黄色,不溶于水)或某些钨酸盐分解制得。其主要的工艺流程如下:
请根据图示及所学知识回答下列问题:
(1)写出反应④的化学方程式: ▲。
(2)写出反应⑨的离子方程式: ▲。
(3)方法二制WO3的过程中,需洗涤CaWO4,如何检验CaWO4已洗涤干净: ▲。
(4)整个工艺流程所涉及的物质中,属于酸性氧化物的有 ▲。
(5)写出反应⑩中阳极反应的电极反应式: ▲。