(12分)150 ℃时,向如图所示的容器(密封的隔板可自由滑动,整个过程中保持隔板上部压强不变)中加入4 L N2和H2的混合气体,在催化剂作用下充分反应(催化剂体积忽略不计),反应后恢复到原温度。平衡后容器体积变为3.4 L,容器内气体对相同条件的氢气的相对密度为5。
(1)反应前混合气体中V(N2):V(H2)=____________;反应达平衡后V(NH3)=____________L;该反应中N2转化率为____________。
(2)向平衡后的容器中充入0.2 mol的NH3,一段时间后反应再次达到平衡,恢复到150 ℃时测得此过程中从外界吸收了6.44 kJ的热量。
①充入NH3时,混合气体的密度将____________,在达到平衡的过程中,混合气体的密度将____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。反应重新达平衡的混合气体对氢气的相对密度将____________5(填“>”、“<”或“=”)。
②下列哪些实验现象或数据能说明反应重新到达了平衡____________。
| A.容器不再与外界发生热交换 |
| B.混合气体的平均相对分子质量保持不变 |
| C.当V(N2):V(H2):V(NH3)=1:3:2时 |
| D.当容器的体积不再发生变化时 |
③写出该反应的热化学方程式:__________________________________。
硫酸盐主要来自地层矿物质,多以硫酸钙、硫酸镁的形态存在。
(1)已知:①Na2SO4(s)=Na2S(s)+2O2(g) ; ΔH1=" +1011.0" kJ · mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ; ΔH2=-393.5 kJ · mol-1
③2C(s)+O2(g)="2CO(g)" ;ΔH3=-221.0 kJ · mol-1
则反应④Na2SO4(s)+4C(s)=Na2S(s)+4CO(g);ΔH4=kJ · mol-1,该反应能自发进行的原因是;工业上制备Na2S不用反应①,而用反应④的理由是。
(2)已知不同温度下2SO2+O2
2SO3的平衡常数见下表。
| 温度(℃) |
527 |
758 |
927 |
| 平衡常数 |
784 |
1.0 |
0.04 |
1233℃时,CaSO4热解所得气体的主要成分是SO2和O2,而不是SO3的原因是。
(3)高温时,用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。
①750℃时,测得气体中含等物质的量SO2和SO3,此时反应的化学方程式是。
②将上述反应获得的SO2通入含PtCl42-的酸性溶液,可还原出Pt,则反应的离子方程式是。
③由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池,其装置示意图如图,则正极的电极反应式为。
利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应,既能净化尾气,又能获得应用广泛的Ca(NO2)2,其部分工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)一定条件下,NO与NO2存在下列反应:NO(g)+NO2(g)
N2O3(g),其平衡常数表达式为K=。
(2)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底部进入,石灰乳从吸收塔顶部喷淋),其目的是;滤渣可循环利用,滤渣的主要成分是(填化学式)。
(3)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近1︰1。若n(NO):n(NO2)>1︰1,则会导致;若n(NO):n(NO2)<1︰1,则会导致。
(4)生产中溶液需保持弱碱性,在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解,产物之一是NO,其反应的离子方程式。
某化学兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体,以探索工业废料的再利用。其实验方案如下:
请回答下列问题:
(1)由滤液A制得AlCl3溶液有途径Ⅰ和Ⅱ两条,你认为合理的是,理由是:
。
(2)从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是。
(3)请用一个总反应式表示由滤渣F制备胆矾晶体过程中发生的变化:
。
(4)有同学提出可将方案中最初溶解合金的烧碱改用盐酸,重新设计方案,也能制得三种物质,你认为后者的方案是否更合理,理由是
。
已知有机物A、B、C、D、E、F、G有如下转化关系,其中C的产量可用来衡量一个国家的石油化工发展水平,G的分子式为C9H10O2,试回答下列有关问题。
(1)G的结构简式为__________。
(2)指出下列反应的反应类型:A转化为B:______,C转化为D:__________。
(3)写出下列反应的化学方程式:
D生成E的化学方程式:________________________。
B与F生成G的化学方程式:____________________。
(4)符合下列条件的G的同分异构体数目有____种:①苯环上有3个取代基,且有两个取代基相同;②能够与新制的银氨溶液反应产生光亮的银镜。其中氢原子共有四种不同环境的所有物质的结构简式为__________、____________。
孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe、Si的化合物。实验室以孔雀石为原料制备 CuSO4·5H2O及纳米材料G,步骤如下:
请回答下列问题:
(1)溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。从下列所给试剂中选择:实验步骤中试剂①最佳为_____(填代号)。
a.KMnO4 b.(NH4)2S c.H2O2 d.KSCN
向溶液B中加入CuO的作用是。
(2)由溶液C获得CuSO4·5H2O,需要经过 、过滤等操作。除烧杯、漏斗外,过滤操作还用到另一玻璃仪器,该仪器在此操作中的主要作用是 。
(3)写出制备G的化学反应方程式。若实验过程中有氨气逸出,应选用下列 装置回收(填代号)。
(4)欲测定溶液A中Fe2+的溶液,可用KMnO4标准溶液滴定,取用KMnO4标准溶液应使用。取A溶液稀释一定倍数后,用KMnO4标准溶液滴定,终点现象为。