工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下:
(1)工业生产时,制取氢气的一个反应为:CO+H2O(g)
CO2+H2。t℃时,往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气。反应建立平衡后,体系中c(H2)=0.12mol·L-1。该温度下此反应的平衡常数K=_____(填计算结果)。
(2)合成塔中发生反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H<0。下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中T1____300℃(填“>”、“<”或“=”)。
| T/℃ |
T1 |
300 |
T2 |
| K |
1.00×107 |
2.45×105 |
1.88×103 |
(3)N2和H2在铁作催化剂作用下从145℃就开始反应,不同温度下NH3产率如图所示。温度高于900℃时,NH3产率下降的原因 。
(4)在上述流程图中,氧化炉中发生反应的化学方程式为___________。
(5)硝酸厂的尾气直接排放将污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水,反应机理为:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= -574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g) +2H2O(g) △H= -1160kJ·mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为:________________________。
(6)氨气在纯氧中燃烧,生成一种单质和水,试写出该反应的化学方程式____________________,科学家利用此原理,设计成氨气-氧气燃料电池,则通入氨气的电极是__________(填“正极”或“负极”);碱性条件下,该电极发生反应的电极反应式为_______________________。
(1)将一束灼热的细铜丝立刻放进盛有氯气的集气瓶中,产生的现象是,反应的方程式是。若将一束擦亮的细铜丝伸进装有硫蒸气的大试管内,产生的现象是,反应的方程式是,由此得出Cl2与S的氧化性比较是。
(2)某学生在做铜丝在硫蒸气中燃烧的实验时,先将铜丝用砂纸磨光,在酒精灯上预热后迅速插入试管内靠近熔化的硫的液面上方,结果未见铜丝燃烧。实验失败的可能原因是:①,②。
(3)汞蒸气有毒。①万一把汞洒出,可以在溅洒有微细汞滴的部位撒一层硫磺粉,这时发生反应的化学方程式是:。②室内有汞蒸气时,应进行通风以降低汞蒸气浓度,这时通风口装在墙的(填“上”或“下”)部的效率高。
(4)举出两个实验事实,说明氧的非金属性比氟弱:①;②。
在下图装置中,烧瓶中充满干燥气体A,将滴管中的液体B挤入烧瓶内,轻轻振荡烧瓶,然后打开弹簧夹,尖嘴管有液体呈喷泉状喷出,最终几乎充满烧瓶。
(1)若A为HCl气体,B为石蕊试液,则形成红色的喷泉。试分析红色喷泉形成的原因。
(2)请你根据喷泉形成的原理,选择适当的A和B来完成喷泉实验(至少通过三种途径且其中一种喷泉为有色)。将你的选择填入下表。
| A |
B |
喷泉颜色 |
|
| 途径1 |
|||
| 途径2 |
|||
| 途径3 |
(3)已知气体压强p、体积V、温度T、物质的量n之间的关系可用克拉珀龙方程式表示:pV=nRT(R为常数).你能否根据此关系再找出能够完成喷泉实验的其他条件?
图2-27为短周期元素组成的中学常见A—J 10种物质的转换关系。已知A、B、C、D均为单质,通常状况下只有A、C、D为气态。它们在一定条件下发生图示化学反应,得到E—J等化合物(图中物质的状态均为常温常压下)。
图2-27
有关反应的化学计量关系为:
①A与B按物质的量之比n(A)/n(B)=1/2完全反应生成G
②B与C按物质的量之比n(B)/n(C)=3/1完全反应生成F
③C与D按物质的量之比n(C)/n(D)=1/3完全反应生成E
请填空:
(1)构成上述物质各元素的离子中,电子层结构相同且按其离子半径由大到小排列的顺序是(用离子符号表示)_______________。
(2)物质G的电子式是____________,其化学键类型是____________。
(3)B和C反应生成F的化学方程式为______________________________________________。
(4)实验室中制取E反应的化学方程式为____________________________________________,干燥E时常用干燥剂的名称是____________。
(5)常温下将F投入J中可生成E和一种白色难溶物X,该反应的化学方程式为
______________________________________________;若将I通入J中可生成H和某物质Y,X与Y溶液可发生中和反应,该反应的离子方程式为_________________________________。
A、B、C、D四种元素都是短周期元素,A元素的离子具有黄色的焰色反应。B元素的离子结构和Ne具有相同的电子层排布;5.8 g B的氢氧化物恰好能与100 mL 2 mol·L-1盐酸完全反应;B原子核中质子数和中子数相等。H2在C单质中燃烧产生苍白色火焰。D元素原子的电子层结构中,最外层电子数是次外层电子数的3倍。根据上述条件完成下列问题:
(1)元素C位于第________周期第________族,它的最高价氧化物的化学式为________。
(2)A元素是________,B元素是________,D元素是________。
(3)A与D形成稳定化合物的化学式是________,该化合物中存在化学键类型为________,判断该化合物在空气中是否变质的简单方法是
________________________________________。
(4)C元素的单质有毒,可用A的最高价氧化物对应的水化物的溶液吸收,其离子方程式为______________________________________________________________________________。
某研究性学习小组为证明在同温同压下,相同浓度相同体积的酸性不同的一元酸与足量镁带反应时,生成氢气的体积相同而反应速率不同,同时测定实验室条件下的气体摩尔体积。设计的简易实验装置如图2-26所示。该实验的主要操作步骤如下:
图2-26
①配制浓度均为1 mol·L-1盐酸和醋酸溶液;
②用_________量取10.00 mL 1 mol·L-1盐酸和醋酸溶液分别加入两个锥形瓶中;
③分别称取除去表面氧化膜的镁带a g,并系于铜丝末端,a的数值至少为_________;
④在广口瓶中装足量的水,按图连接好装置,检查装置的气密性;
⑤将铜丝向下移动,使足量镁带浸入酸中(铜丝不与酸接触)至反应完全,记录_____________________________;
⑥反应结束后待温度恢复到室温,若丙中液面高于乙中液面,读取量筒中水的体积前,应___________________________________,读出量筒中水的体积为V mL。
请将上述步骤补充完整并完成下列问题:
(1)用文字表述④检查该装置气密性的操作与观察方法:_______________________________。
(2)本实验中应选用______________(填序号)的量筒。
A.100 mL B.200 mL C.500 mL
(3)若水蒸气的影响忽略不计,在实验室条件下,气体摩尔体积的计算式为:
Vm=_________________。
(4)上述速率不等的原因是_______________________________________________________,
铜丝不与酸接触的原因是_______________________________________________________。