某新型无机非金属材料A,由两种非金属元素组成,其中所含元素的化合价为其最高正价或最低负价,它是一种超硬物质,具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特征。A可由化合物B经下列反应制得:①B+NH3→C[C的化学式为Si(NH2)4];②C经隔绝空气高温分解得到A。为探究B的组成,进行了下图所示的转化实验,图中G、F、H均为难溶于水的物质,且为白色粉末,图中字母代表的均为中学化学常见的物质。
请回答下列问题:
(1)写出化合物B和化合物G的化学式________、________。
(2)A可能所属的晶体类型是________,在A晶体中,每个显正价原子周围结合的另一种原子的个数是________。
(3)写出反应②的离子方程式:_____________________________________________。
(4)写出C经隔绝空气高温分解得到A的化学方程式:_________________________________________________。
(5)分析反应③,你能得出的结论是________(合理即可)。
哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现将氢气和氮气充入某密闭容器中,在一定条件下反应的有关数据为:
项目 |
H2 |
N2 |
NH3 |
起始时 |
5 mol·L-1 |
3 mol·L-1 |
0 |
2 s末 |
2 mol·L-1 |
(1)氢气和氮气反应生成氨气(在2 s内)的反应速率v(H2)=__________。若此时已达平衡,则可求得平衡常数为__________。
(2)下图表示合成NH3反应在时间t0→t6中反应速率与反应过程曲线图,则在下列达到化学平衡的时间段中,化学平衡常数最大的一段时间是__________。
①t0→t1 ②t2→t3 ③t3→t4 ④t5→t6
若t1时改变的条件是升高温度,则说明合成NH3反应的焓变ΔH________0(填“大于”或“小于”)。
合成氨工业中,原料气(N2、H2、混有少量CO、NH3)在进入合成塔之前,常用醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收CO,其反应为CH3COO[Cu(NH3)2]+CO+NH3
CH3COO[Cu(NH3)3]·CO(正反应为放热反应)。
(1)必须除去CO的原因是___________________________。
(2)醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液吸收原料气中CO的适宜条件是______________________。
(3)吸收CO后的醋酸铜(Ⅰ)氨溶液经适当处理又可再生,恢复其吸收CO的能力而循环使用,其再生的条件是______________________________。
硫酸工业在国民经济中占有极其重要的地位。
(1)硫酸的最大消费渠道是化肥工业,用硫酸制造的常见化肥有________(任写一种)。
(2)硫酸生产中,根据化学平衡原理来确定的条件或措施有________(填写序号)。
A.矿石加入沸腾炉之前先粉碎 |
B.使用V2O5作催化剂 |
C.转化器中使用适宜的温度 |
D.净化后的炉气中要有过量的空气 |
E.催化氧化在常压下进行
F.吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3
(3)在硫酸工业中,通过下列反应使二氧化硫转化为三氧化硫:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)ΔH=-98.3 kJ·mol-1。在实际工业生产中,常采用“二转二吸法”,即将第一次转化生成的SO2分离后,将未转化的SO2进行二次转化,假若两次SO2的转化率均为95%,则最终SO2的转化率为________。
(4)硫酸的工业制法过程涉及三个主要的化学反应及相应的设备(沸腾炉、转化器、吸收塔)。
①三个设备分别使反应物之间或冷热气体之间进行“对流”。请简单描述吸收塔中反应物之间是怎样对流的。______________________________。
②工业生产中常用氨-酸法进行尾气脱硫,以达到消除污染、废物利用的目的。用化学方程式表示其反应原理。(只写出2个方程式即可)
________________________________________________________________________
工业接触法制硫酸的简单流程图如下:
(1)写出装置甲的名称________。要使黄铁矿充分和迅速地燃烧,工业上常采取的措施为__________________________________。
(2)接触室中二氧化硫与氧气的反应采用________(填“常压”或“高压”),原因是________________________________。
(3)刚通入接触室中的SO2和O2在热交换器的管道________(填“里”或“外”)流动,在催化剂表面接触反应的SO2和O2在热交换器的管道________(填“里”或“外”)流动,这样两种流体通过管壁进行热交换。
(4)在吸收塔中为什么用98.3%的浓硫酸而不是用水吸收三氧化硫?
______________________________________________________________。
(5)工业接触法制硫酸的过程中,有两个操作过程采用了逆流的原理,它们分别是_____________________________________
工业上以硫铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外,还含有SO2、微量的SO3和酸雾。为了保护环境,同时提高硫酸工业的综合经济效益,应尽可能将尾气中的SO2转化为有用的副产品。请按要求回答下列问题:
(1)将尾气通入氨水中,能发生多个反应,写出其中可能发生的两个氧化还原反应的化学方程式:__________________、__________________。
(2)在尾气与氨水反应所得到的高浓度溶液中,按一定比例加入氨水或碳酸氢铵,此时溶液的温度会自行降低,并析出晶体。①导致溶液温度降低的原因可能是______________;②析出的晶体可用于造纸工业,也可用于照相用显影液的生产。已知该结晶水合物的相对分子质量为134,则其化学式为______________。