二氧化碳是一种宝贵的碳氧资源。以CO2和NH3为原料合成尿素是固定和利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s) △H1="a" kJ·mol-1
反应Ⅱ:NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2=+72.49kJ·mol-1
总反应Ⅲ:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3=-86.98kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的△H1=__________kJ·mol-1(用具体数据表示)。
(2)反应Ⅱ的△S______(填>或<)0,一般在__________情况下有利于该反应的进行。
(3)反应Ⅲ中影响CO2平衡转化率的因素很多,下图1为某特定条件下,不同水碳比n(H2O)/n(CO2)和温度影响CO2平衡转化率变化的趋势曲线。
①其他条件相同时,为提高CO2的平衡转化率,生产中可以采取的措施是________(填提高或降低)水碳比。
②当温度高于190℃后,CO2平衡转化率出现如图1所示的变化趋势,其原因是__________。
(4)反应Ⅰ的平衡常数表达式K1=____________________;如果起始温度相同,反应Ⅰ由在恒温容器进行改为在绝热(与外界没有热量交换)容器中进行,平衡常数K1将__________(填增大、减少、不变)。
(5)某研究小组为探究反应Ⅰ中影响c(CO2)的因素,在恒温下将0.4molNH3和0.2molCO2放入容积为2L的密闭容器中,t1时达到平衡过程中c(CO2)随时间t变化趋势曲线如上图2所示。若其他条件不变,t1时将容器体积压缩到1L,请画出t1后c(CO2)随时间t变化趋势曲线(t2达到新的平衡)。
(6)尿素在土壤中会发生反应CO(NH2)2+2H2O(NH4)2CO3。下列物质中与尿素有类似性质的是______。
A.NH2COONH4 | B.H2NOCCH2CH2CONH2 |
C.HOCH2CH2OH | D.HOCH2CH2NH2 |
为了探究Cl2、SO2同时通入H2O中发生的反应,某校化学兴趣小组同学设计了如下图所示的实验装置。
(1)该组同学为了制取Cl2,SO2气体,现采用Na2SO3与70%的浓硫酸为原料制取SO2,采用MnO2和浓盐酸(12mol/L)为原料制取Cl2。在此实验中,发生装置B应选择三种装置中的___________(选填序号),F的作用是_____________。
(2)D装置中主要反应的离子方程式为__________________________。
(3)为检验通入D装置中的Cl2是否过量,该组同学取适量D溶液滴加至盛有少量紫色石蕊的试管中,若出现___________现象,则Cl2过量,此时E中发生的离子反应方程式为______________________,若D中出现__________________实验现象,则氯气不过量。
A、B、C、D、E五种化合物,均含有前18号元素中某种常见元素,它们的转化关系如图所示,其中A为澄清溶液,C为难溶的白色固体,E则易溶于水,若取A溶液灼烧,焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。
(1)写出化学式:A________,B________,C________,D________.
(2)写出下列反应的离子方程式:
B→D___________________,C→E_______________________
粗盐中除含有Ca2+、Mg2+、SO42-等可溶性杂质外,还含有泥砂等不溶性杂质。
(1)检验溶液中含有SO42-的方法是 。
(2)将粗盐溶解过滤除去不溶性杂质后,在滤液中依次滴加过量NaOH溶液、BaCl2溶液和Na2CO3溶液,直至不再产生沉淀。这些操作的目的是 , 滴加Na2CO3溶液时发生反应的化学方程式为
。
(3)用提纯后的NaCl固体配制100mL 1.0 mol/L NaCl溶液,所用仪器除托盘天平、烧杯、玻璃棒、药匙外,还需要 (填仪器名称)。转移溶液时没有洗涤烧杯会造成所配溶液浓度偏________(填“高”或“低”,下同);定容时仰视刻度线会造成所配溶液浓度偏________。
下图是各种不同密度的硝酸与铁反应(相同温度)时主要还原产物的分布图。请认真读图分析,回答有关问题。
(1)下列叙述中正确的是(填序号) 。
A.图中横坐标是硝酸的密度,硝酸的密度越大,其浓度越小。 |
B.当还原剂和温度相同时,不同浓度的硝酸被还原的产物不是单一的,只是在某浓度时,以某种产物为主而已。 |
C.硝酸的浓度越大,还原产物中N元素低化合价产物越少。 |
D.当硝酸密度大于1.3 g·cm-3时,还原产物主要为NO、NO2 |
(2)当硝酸溶液的密度为1.36 g·cm-3时,Fe与过量硝酸反应的化学方程式是_________________。
(3)限用下列仪器、药品验证由铁和过量1.36 g·cm-3硝酸反应产生的气体中含有NO(不考虑N2O4)。设计一个合理而简单的实验方案(仪器可选择使用,N2的用量可自由控制,加热装置和固定装置省略)。
第1步:反应并收集生成的气体:
①实验中气体发生装置应选择 (填装置序号),理由是 。
②装置的连接顺序是(填各装置接口的序号):[ ]→[ ] [ ]→[8] [9]→[ ]。
③检查装置气密性后,开始反应。待E中充满红棕色气体,停止实验。
第2步:验证E中有NO。
④取下试管E,倒立在F中,轻轻摇动试管。
确认生成的气体中有NO的现象是 。
(4)某工厂生产硝酸的流程简要表示如下:
①氧化炉中反应的化学方程式为__________________________________。
②工业上通常用质量分数为15%的Na2CO3水溶液(密度1.16 g·mL-1)作为NOx吸收剂,它的物质的量浓度为_____________ mol·L-1(保留2位小数)。
含硫化合物的种类很多,现有SO2、Na2SO3、H2SO4、CuSO4四种常见的含硫化合物。
回答下列问题:
(1)将SO2通入酸性KMnO4溶液中,溶液由紫色褪至无色。反应结束后,硫元素存在形式合理的是 。
A.S2- | B.S | C.SO32- | D.SO42- |
(2)亚硫酸钠中的硫呈+4价,它既有氧化性又有还原性,现有试剂:溴水、H2S、稀硫酸。请选取合适的试剂证明Na2SO3具有还原性。所选试剂是__________,该反应的离子方程式为: 。
(3)常温下,将铁棒置于浓硫酸中,无明显现象,有人认为未发生反应。为验证此过程,某同学经过思考,设计了如下实验:将经浓硫酸处理过的铁棒洗净后置于CuSO4溶液中,若铁棒表面 ,则发生了钝化;若铁棒表面 ,则未发生反应。
(4)用铜制备CuSO4溶液,可设计以下三种途径:
写出途径①中反应的离子方程式 ,最佳途径是__________(填序号),理由是 。