氮是地球上含量丰富的一种元素,氮元素的单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
(1)根据下面的能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式 。
(2)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H < 0 ,
其平衡常数K与温度T的关系如下表:
T/K |
298 |
398 |
498 |
平衡常数K |
4.1×106 |
K1 |
K2 |
①该反应的平衡常数表达式:K=
②试判断K1 K2(填写“>”,“=”或“<”)
③下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母)
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2 b.v(N2)正 = 3v(H2)逆
c.容器内压强保持不变 d.混合气体的密度保持不变
(3)对反应N2O4(g)2NO2(g) △H > 0 ,在温度分别为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示,下列说法正确的是 。
a.A、C两点的反应速率:A>C
b.A、C两点的化学平衡常数:A>C
c.A、C两点N2O4的转化率:A>C
d.由状态B到状态A,可以用加热的方法
(4)一定温度下,在1L密闭容器中充入1molN2和3molH2并发生反应。若容器容积恒定,10min达到平衡时,气体的总物质的量为原来的7/8,则N2的转化率a(N2)= ,以NH3表示该过程的反应速率v(NH
3)= 。
工业上合成氨的主要生产过程有:
(1)原料气的制备、净气和压缩。氮气来源于________,氢气来源于________,净化原料气的原因是__________________________________________________________。
(2)氨的合成。在________中进行,反应的最佳条件是_______________________________________________________________。
(3)氨的分离。如将N2、H2按体积比1∶3进入合成塔,从合成塔出来的混合气中通常含体积分数为15%左右的氨气,则出来的混合气体中含H2的体积分数为________,N2的体积分数为________。
实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下:
已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO2)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。
(1)从下图中选择制取气体的合适装置:氮气________、氢气________。
(2)氮气和氢气通过甲装置,甲装置的作用除了将气体混合外,还有________、________。
(3)氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨,________(“会”或“不会”)发生倒吸,原因是:
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(4)用乙装置吸收一段时间氨后,再通入空气,同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内,能使铂丝保持红热的原因是:________________,锥形瓶中还可观察到的现象是:_______________________________________________________________。
(5)写出乙装置中氨氧化的化学方程式:__________________________________________。
(6)反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H+、OH-、________、________等离子。
某综合实践活动小组到自来水厂进行参观,了解到源水处理成自来水的工艺流程示意图如下:
(1)源水中含Ca2+、Mg2+、HCO3-、Cl-等,加入CaO后生成Ca(OH)2,进而发生若干个复分解反应,试写出其中任意一个反应的离子方程式
_____________________________________________________________。
(2)加入凝聚剂可以除去其中的悬浮固体颗粒,该过程是________(填写下列各项的序号)
①只有物理过程,无化学过程
②只有化学过程,无物理过程
③既有化学过程又有物理过程
FeSO4·7H2O是常用的凝聚剂,加入后最终生成红褐色胶状沉淀,则这种沉淀是________。
(3)通入二氧化碳的目的是________和________。
(4)气体A的作用是______________________________________________________。
(5)下列物质中,________(填写下列各项的序号)可以作为气体A的代替品。
①ClO2 ②浓氨水 ③SO2 ④浓硫酸
在一条鱼虾几乎绝迹的小河边从上游到下游依次有四座工厂,甲、乙、丙、丁四厂排放的废液中含有Na2CO3、FeCl3、Ca(OH)2、HCl中的一种;某中学环保小组对河水检测时发现:甲处河水呈乳白色,乙处河水呈红褐色,丙处河水变浑浊,丁处产生气泡,河水仍然澄清。试回答:
(1)四处河水排放的污染物分别是:甲________,乙________,丙________,丁________。
(2)在丁处的下游取出的河水中,肯定含有的离子是_____________________________。
(3)小河中鱼虾绝迹的原因是_______________________________________________。
某城市用水中含c(Ca2+)为1.0×10-3 mol·L-1,c(Mg2+)为5.0×10-4 mol·L-1,c(HCO3-)为8.0×10-4 mol·L-1。如用药剂软化该水1 000 L,应加入Ca(OH)2________g,Na2CO3________g;如果水中含Mg2+,加入Na2CO3后,为尽量减少水中的Mg2+的浓度,可将水加热至沸,加热时反应的化学方程式为________。