人工固氮是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程。
I.最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实验氮的固定一电解法合成氨,大大提高了氮气和氢气的转化率。总反应式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),则在电解法合成氨的过程中,应将H2不断地通入_________极(填“阴”或“阳”) ;向另一电极通入N2,该电极的反应式为__________________________。
II.据报道,在一定条件下,N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应,主要产物为NH3,相应的反应方程式为:2N2(g)+6H2O(g)4NH3(g)+3O2(g) △H=Q。
(1)上述反应的平衡常数表达式为_______________。
(2)取五份等体积N2和H2O的混合气体(物质的量之比均为1:3),分别加入体积相同的恒容密闭容器中,在温度不相同的情况下发生反应,反应相同时间后,测得氮气的体积分数与反应温度T的关系曲线如图所示,则上述反应的Q________0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)若上述反应在有催化剂的情况下发生,则下图所示的a、b、c、d四条曲线中,能表示反应体系能量变化的是_______(选填字母代号),图中△H的绝对值为1530kJ·mol-1。
III.目前工业合成氨的原理是:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-93.0kJ/mol。
回答下列问题:
(1)结合II中的数据,则O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)的△H=______________。
(2)在一定温度下,将1molN2和3mol H2混合置于体积不变的密闭容器中发生反应,达到平衡状态时,测得气体总物质的量为2.8mol。
①达平衡时,H2的转化率α1=______________。
②在相同条件下,若起始时只将NH3置于该容器中,达到平衡状态时NH3的转化率为α2,当α1+α2=1时,则起始时NH3的物质的量n(NH3)=_____________mol。
锂被誉为“金属味精”,以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以β-锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6,还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下:
已知:①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH:
氢氧化物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Mg(OH)2 |
开始沉淀pH |
2.7 |
3.7 |
9.6 |
完全沉淀pH |
3.7 |
4.7 |
11 |
②Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表:
温度/℃ |
0 |
10 |
20 |
50 |
75 |
100 |
Li2CO3的溶解度/g |
1.539 |
1.406 |
1.329 |
1.181 |
0.866 |
0.728 |
请回答下列问题:
(1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成:________________________。
(2)反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是_________________________________。
(3)写出反应Ⅲ中生成沉淀A的离子方程式:______________________________________。
(4)反应Ⅳ生成Li2CO3沉淀,写出在实验室中得到Li2CO3沉淀的操作名称___________,洗涤所得Li2CO3沉淀要使用______________ (选填“热水”或“冷水”),你选择的理由是。
(5)电解熔融氯化锂生产锂时,阳极产生的氯气中会混有少量氧气,原因是:__________________________。
.(共16分) 化合物Ⅰ是重要的化工原料,可发生下列反应生成Ⅲ和Ⅳ
化合物Ⅰ可用石油裂解气中的2-戊烯来合成,流程如下:
(1)a的结构简式是;②步的反应类型是。
(2)写出反应①的化学反应方程式该反应类型
(3)ⅰ、用甲醇与某有机物发生酯化反应可合成化合物Ⅱ,写出该反应的化学方程式
。
ⅱ、化合物Ⅱ与新制的氢氧化铜悬浊液反应的方程式
(4)化合物Ⅳ是Ⅲ的同分异构体,也有同样的六元环。Ⅳ的结构简式为。
已知2X2(g)+Y2(g) 2Z(g) ΔH=-akJ·mol-1(a>0),在一个容积固定的容器中加入2mol X2和1mol Y2在500℃时充分反应达平衡后Z的浓度为W mol·L-1,放出热量b kJ。
⑴此反应平衡常数表达式为______________;若将温度降低到300℃,则反应平衡常数将_____(填增大、减少或不变)。
⑵若原来容器中只加入2mol Z,500℃充分反应达平衡后,吸收热量c kJ,则Z浓度_______Wmol·L—1(填“>”、“<”或“=”),a、b、c之间满足关系___________(用代数式表示)。
⑶能说明反应已达平衡状态的是___________________。
A.浓度c(Z)=2c(Y2) | B.容器内压强保持不变 | C.v逆(X2)=2v正(Y2) | D.容器内的密度保持不变 |
⑷若将上述容器改为恒压容器(反应器开始体积相同),相同温度下起始加入2mol X2和1mol Y2达到平衡后,Y2的转化率将_____(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(10分)下图中A~J分别代表相关反应中的一种物质,已知A分解得到等物质的量的B、C、D,已知B、D为常温下气态化合物,C为常温下液态化合物,图中有部分生成物未标出。请填写以下空白:
(1)A的化学式B的电子式。
(2)写出下列反应的化学方程式:
D+G→ H,
F+J → B + C + I。
(3)写出A+NaOH→D的离子方程式。
. 金晶体是面心立方体,立方体的每个面上5个金原子紧密堆砌(如图3,其余各面省略),金原子半径为A cm,求:
(1)金晶体中最小的一个立方体含有___________个金原子。
(2)金的密度为___________。(用带A计算式表示)
(3)金原子空间占有率为___________。(Au的相对原子质量为197,
用带A计算式表示)