在一定温度下, 把2molN2和6molH2通入体积不变的容器中。容器中发生以下反应: N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) ,△H= —QKJ/mol。若反应达平衡后, 测得混合气体为7mol。据此回答下列问题:
保持上述反应温度不变, 设a.b.c分别代表起始加入的N2.H2和NH3的物质的量。如果反应达平衡后混合气体中各物质的百分含量仍与上述平衡时完全相同, 那么:
(1)若a = 1.c =" 2," 则b = 。在此情况下, 反应起始时将向 方向进行(填“正”或“逆”)。
(2)若需规定起始时反应向逆方向进行,则c的范围是 。
氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示:
(1)溶液A的溶质是;
(2)电解饱和食盐水的离子方程式是;
(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3,用化学平衡移动原理解释盐酸的作用;
(4)电解所用的盐水需精制。去除有影响的Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42-[c(SO42->c(Ca2+)]。精致流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池):
①盐泥a除泥沙外,还含有的物质是。
②过程Ⅰ中将NH4+转化为N2的离子方程式是。 ③BaSO4的溶解度比BaCO3的小,过程Ⅱ中除去的离子有。
以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等。实验室模拟工业以硫酸渣制备铁红(Fe2O3),过程如下:
(1)硫酸渣的成分中属于两性氧化物的是,写出酸溶过程Fe2O3与稀硫酸反应的离子反应方程式;
(2)生产过程中,为了确保铁红的纯度,氧化过程需要调节溶液的pH的范围是(部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表)
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Mg(OH)2 |
开始沉淀 |
2.7 |
3.8 |
7.5 |
9.4 |
完全沉淀 |
3.2 |
5.2 |
9.7 |
12.4 |
(3)滤渣A的主要成分为,滤液B可以回收的物质有____________;
(4)简述洗涤过程的实验操作;
(5)已知硫酸渣质量为w kg,假设铁红制备过程中,铁元素损耗25%,最终得到铁红的质量为m kg,则原来硫酸渣中铁元素质量分数为(用最简分数表达式表示)。
亚氯酸钠(NaClO2)主要用于棉纺、造纸业的漂白剂,也用于食品消毒、水处理等,亚氯酸钠受热易分解。以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下:
(1)提高“反应l”反应速率的措施有______________(写出一条即可)。
(2)“反应2”的氧化剂是________,该反应的化学方程式为__________。
(3)采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”,原因是__________________。
(4)从 “母液”中可回收的主要物质是__________________________。
(5)“冷却结晶”后经_____________(填操作名称)即可获得粗产品。
2013年诺贝尔化学奖授予三位美国科学家,以表彰他们在开发多尺度复杂化学系统模型方面所做的贡献。可以用量子化学计算小区间内(如光合作用叶绿体光反应时酶中、生物固氮时固氮酶中)的化学反应。
(1)固氮酶有由铁蛋白和钼铁蛋白两种,它们不仅能够催化N2还原成NH3以外,还能将环境底物乙炔催化还原成乙烯,下列说法正确的有(不定项选择)。
a.C2H2、C2H4都是非极性分子
b.碳负离子CH3-呈三角锥形
c.NO+电子式为
d.NH3沸点比N2高,主要是因为前者是极性分子
(2)钒可合成电池电极也可人工合成的二价钒(V)固氮酶(结构如下图)。
①V2+基态时核外电子排布式为。
②钒固氮酶钒的配位原子有(写元素符号)。
③熔融空气电池钒硼晶体晶胞结构如下图所示,该晶胞中含有钒原子数目为。
(3)烟酰胺(结构式如图)可用于合成光合辅酶NADPH,烟酰胺分子中氮原子的杂化轨道类型有,1mol该分子中含σ键数目为。
镁是海水中含量较多的金属,镁、镁合金及其镁的化合物在科学研究和工业生产中用途非常广泛。
(1)Mg2Ni是一种储氢合金,已知:
Mg(s) + H2(g)=MgH2(s) △H1=-74.5kJ·mol-1
Mg2Ni(s) + 2H2(g)=Mg2NiH4(s) △H2=-64.4kJ·mol-1
Mg2Ni(s)+2MgH2(s) = 2Mg(s)+Mg2NiH4(s)△H3
则△H3 =kJ·mol-1。
(2)工业上可用电解熔融的无水氯化镁获得镁。其中氯化镁脱水是关键工艺之一,一种正在试验的氯化镁晶体脱水的方法是:先将MgCl2·6H2O转化为MgCl2·NH4Cl·nNH3(铵镁复盐),然后在700℃脱氨得到无水氯化镁,脱氨反应的化学方程式为;电解熔融氯化镁,阴极的电极反应式为。
(3)储氢材料Mg(AlH4)2在110-200°C的反应为:Mg(AlH4)2=MgH2 +2A1+3H2↑每生成27gAl转移电子的物质的量为。
(4)工业上用MgC2O4·2H2O热分解制超细MgO,其热分解曲线如图。
图中隔绝空气条件下B→C发生反应的化学方程式为。
(5)一种有机镁化合物可用于制造光学元件的涂布液,化学式可表示为:,它可发生如下反应:
ROH与B的核磁共振氢谱如下图:
ROH由C、H、O、F四种元素组成的含氟有机物,分子中只有1个氧原子,所有氟原子化学环境相同,相对分子质量为168,则ROH的结构简式为; B的结构简式为。