下面涉及的是工业生产硝酸铵的过程。
(1)写出NO2和水反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目。 。
(2)已知:
4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H= 一1266.8kJ/mol
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H= +180.5 kJ/mol
写出氨高温催化氧化的热化学方程式: ,
氨催化氧化生成NO反应的化学平衡常数表达式K= 。
(3)已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H="-92" kJ/mol。为提高氢气的转化率,宜采取的措施有 。(填字母)
A.升高温度 | B.使用催化剂 |
C.及时移出氨 | D.循环利用和不断补充氮气 |
(4)在一定温度和压强下,将H2和N2按3:1(体积比)在密闭容器中混合,当该反应达到平衡时,测得平衡混合气中NH3的气体体积分数为17.6%,此时H2的转化率为 。
(5)许多有机物在特定的装置内进行氧化的同时还可产生电能,这种装置即为燃料电池。
例如,乙烯被氧化生成乙醛的化学反应:2CH2=CH2 + O2 →2CH3CHO可设计成燃料电池:
正极为:O2+4H++4e-=2H2O 负极为:
电池工作时,负极附近溶液的pH (填“升高”、“降低”或“不变”)。
随着不断向化工、石油、电力、海水淡化、建筑、日常生活用品等行业推广,钛金属日益被人们重视,被誉为“现代金属”和“战略金属”,是提高国防装备水平不可或缺的重要战略物资。工业主要以二氧化钛为原料冶炼金属钛。
Ⅰ.二氧化钛可由以下两种方法制备:
方法1:可用含有Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3,其中Ti元素化合价为+4价)制取,其主要流程如下:
(1)由滤液获得绿矾晶体的操作过程是。
(2)甲溶液中除含TiO2+之外还含有的金属阳离子有。
(3)已知10kg该钛铁矿中铁元素的质量分数为33.6%,能够得到绿矾晶体22.24kg,试计算最少加入铁粉的质量。
方法2:TiCl4水解生成TiO2·XH2O,过滤、水洗除去其中的Cl-,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2,此方法制备得到的是纳米二氧化钛。
(4)①TiCl4水解生成TiO2·XH2O的化学方程式为。
②检验TiO2·XH2O中Cl-是否被除净的方法是。
Ⅱ.二氧化钛可用于制取钛单质
(5)TiO2制取单质Ti,涉及到的步骤如下:
反应②的化学方程式是,该反应成功需要的其他条件及原因是。
二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁燃料气,其储运、燃烧安全性、理论燃烧温度等性能指标均优于液化石油气,也可用作燃烧电池的燃料,具有很好的好展前景。
(1)已知H2、CO和CH3OCH3的燃烧热(ΔH)分别为-285.5kJ/mol、-283kJ/mol和-1460.0 kJ/mol,则工业上利用水煤气成分按1:1合成二甲醚的热化学方程式为。
(2)工业上采用电浮远凝聚法处理污水时,保持污水的pH在5.0,通过电解生成Fe(OH)3胶体,吸附不溶性杂质,同时利用阴极产生的H2,将悬浮物带到水面,利于除去。实验室以二甲醚燃料电池模拟该方法设计的装置如下图所示:
①乙装置以熔融碳酸盐为电解质,稀土金属材料为电极。写出该燃料电池的正极电极反应式;下列物质可用做电池熔融碳酸盐的是。
A.MgCO3 B.Na2CO3 C.NaHCO3 D.(NH4)2CO3
②写出甲装置中阳极产物离子生成Fe(OH)3沉淀的离子方程式:。
③已知常温下Kap[Fe(OH)3]=4.0×10—38,电解一段时间后,甲装置中c(Fe3+)=。
④已知:H2S的电离平衡常数:K1=9.1×10—8、K2=1.1×10—12;H2CO3的电离平衡常数:K1=4.31×10—7、K2=5.61×10—11。测得电极上转移电子为0.24mol时,将乙装置中生成的CO2通入200mL 0.2mol/L的Na2S溶液中,下列各项正确的是
A.发生反应的离子方程式为:CO2+S2—+H2O=CO32—+H2S
B.发生反应的离子方程式为:CO2+S2—+H2O=HCO3—+HS—
C.c(Na+)=2[c(H2S)+c(HS—)+c(S2—)]
D.c(Na+)+c(H+)=2c(CO32—)+2c(S2—)+c(OH—)
E.c(Na+)>c(HCO3—)>c(HS—)>c(OH—)
A~H均为短周期元素,A~F在元素周期表中的相对位置如图1所示,G与其它七种元素
图1 |
|||
A |
B |
C |
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D |
E |
F |
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图2 |
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![]() |
不在同一周期,H是短周期中原子半径最大的主族元素。由B、G构成的最简单化合物常为氮肥工业和纯碱工业的原料。由上述某些元素组成的物质甲~戊的转化关系如图2所示。请回答下列问题:
(1)已知图2中反应①是复分解反应,生成物中水已略去。
a.若戊是含有18电子的双原子分子,则甲的电子式为:_________。实验室制取气体丙的化学方程式为:___________________________。
b.若甲的水溶液呈碱性,丙的凝胶经干燥脱水后,常用做干燥剂,写出甲的一种用途。
c.若将a和b中甲的饱和溶液混合,会出现白色胶状沉淀,同时伴有刺激性气味的气体产生,则该反应的离子方程式: 。
(2)已知图2中反应①是置换反应,戊是单质,则戊可能是或,分别写出一个对应的反应①的化学方程式、。
短周期元素A、B、C、D、E、F六种元素,它们的原子序数由A到F依次增大。在周期表中,A的原子半径最小。B元素的原子最外层电子数是内层电子数的两倍,C为地壳中含量最多的元素,D是原子半径最大的短周期主族元素,D单质燃烧时呈现黄色火焰,D的单质在高温下与C的单质充分反应,可以得到与E单质颜色相同的淡黄色固态化合物。D与F形成的离子化合物DF是常用的调味品。试根据以上叙述回答:
(1)元素名称:
A________、B________、C________、D________。
(2)E在元素周期表中的位置:_________________________________________________。
(3)F离子结构示意图:_____________________________________________________。
(4)A、B组成的最简单化合物的名称是____________________________________________。
(5)C、D按原子个数比1∶1组成的一种化合物与水发生反应的化学方程式为___________________________________________________________。
(6)能说明E的非金属性比F的非金属性____(填“强”或“弱”)的事实是________(举一例)。
元素周期表是学习化学的重要工具,它隐含许多信息和规律。下表所列是五种短周期的原子半径及主要化合价(已知铍的原子半径为0.089 nm)。
元素代号 |
A |
B |
C |
D |
E |
原子半径/nm |
0.16 |
0.143 |
0.102 |
0.099 |
0.074 |
主要化合价 |
+2 |
+3 |
+6,-2 |
-1 |
-2 |
(1)用元素代号标出它们在元素周期表中对应的位置(以下为周期表的一部分)。
(2)B元素处于周期表中第__________周期、第________族。
(3)B的最高价氧化物对应的水化物与C的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为______________。
(4)上述五种元素的最高价氧化物对应水化物酸性最强的是________(填化学式)。
(5)C、E形成的化合物为________(填化学式)。