合成氨尿素工业生产过程中涉及的物质转化过程如下图所示。
(1)天然气在高温、催化剂作用下与水蒸气反应生成H2和CO的化学方程式为___________________________________。
(2)在合成氨生产中,将生成的氨气及时从反应后的气体中分离出来。运用化学平衡的知识分析这样做是否有利于氨的合成,说明理由:___________。
(3)下图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下,初始时氮气、氢气的体积比为1:3时,平衡混合物中氨的体积分数。
①若分别用vA(NH3)和vB(NH3)表示从反应开始至平衡状态A、B时的化学反应速率,则vA(NH3)________vB(NH3)(填“>”、“<”或“=”)。
②在相同温度下,当压强由p1变为p3时,合成氨反应的化学平衡常数________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
③在250°C、1.0×104kPa下,H2的转化率为________%(计算结果保留小数点后1位)。
开发利用清洁能源具有广阔的开发和应用前景,可减少污染解决雾霾问题。甲醇是一种可再生的清洁能源,一定条件下用CO和H2合成CH3OH:CO(g)+2H2 (g)CH3OH(g) ∆H ="-105" kJ·mol-1。向体积为2 L的密闭容器中充入2mol CO和4mol H2,测得不同温度下容器内的压强(P:kPa)随时间(min)的变化关系如下左图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲线所示:
(1)①Ⅱ和Ⅰ相比,改变的反应条件是 。
②反应Ⅰ在6 min时达到平衡,在此条件下从反应开始到达到平衡时v (CH3OH) = 。
③反应Ⅱ在2 min时达到平衡,平衡常数K(Ⅱ)= 。在体积和温度不变的条件下,在上述反应达到平衡Ⅱ时,再往容器中加入1 mol CO和3 mol CH3OH后v(正)_______ v (逆)。(填“>”“<”“=”),原因是:_______________________。
④比较反应Ⅰ的温度(T1)和反应Ⅲ的温度(T3)的高低:T1 T3(填“>”“<”“=”),判断的理由是________________________。
(2)某研究所组装的CH3OH﹣O2燃料电池的工作原理如图1所示。
①该电池负极的电极反应式为: 。
②以此电池作电源进行电解,装置如图2所示。发现溶液逐渐变浑浊并有气泡产生,其原因是 (用相关的离子方程式表示)。
氯化铁是常见的水处理剂,工业上制备无水FeCl3的一种工艺如下:
(1)试写出吸收塔中吸收剂Q反应的离子方程式: 。
(2)六水合氯化铁在水中的溶解度如下:
温度/℃ |
0 |
10 |
20 |
30 |
50 |
80 |
100 |
溶解度(g/100gH2O) |
74.4 |
81.9 |
91.8 |
106.8 |
315.1 |
525.8 |
535.7 |
从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的操作步骤是:加入少量盐酸、 、 、过滤、洗涤、干燥。再由FeCl3·6H2O晶体得到无水FeCl3的操作是: 。
(3)常温下,若溶液的pH控制不当会使Fe3+沉淀,pH=4时,溶液中c(Fe3+)= mol·L-1。(常温下Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38)。
(4)氯化铁溶液称为化学试剂中的“多面手”,写出SO2通入氯化铁溶液中反应的离子方程式 。
(5)向氯化铜和氯化铁的混合溶液中加入氧化铜粉末会产生新的沉淀,写出该沉淀的化学 。请用平衡移动的原理,结合必要的离子方程式,对此现象作出解释 。
(1)2015年8月12日天津港危化品爆炸,教训极为深刻。其中化学品之一是氰化钠(NaCN):白色固体,可溶于水,剧毒,致死量50~250mg。氰化钠遇水或酸生成剧毒易燃的氰化氢(HCN)气体。处理氰化物可用碱性氯化法,该方法发生三步反应,写出其离子方程式。
①氯气与氢氧化钠溶液反应生成次氯酸盐(ClO-): 。
②次氯酸盐氧化氰化物(CN-)生成氰酸盐(CNO-):ClO-+CN-=CNO-+2Cl-
③过量的次氯酸盐氧化氰酸盐生成CO32-和N2: 。
(2) 用ClO2处理泄漏的氰化钠(NaCN),得到无毒的NaCl、N2和CO2。若处理含NaCN 4×10-5mol·L-1的废水 1000L,至少需要ClO2的质量为___________g。
(3)化学是一门以实验为基础的科学,下列叙述正确的是______(填写序号).
①将0.2mol•L-1FeCl3溶液滴加到沸水中,然后继续加热并不断搅拌可制得氢氧化铁胶体.
②分液时,分液漏斗中下层液体从下口流出,上层液体从上口倒出。
③用NaOH固体配制100g 10%的氢氧化钠溶液时,用到的玻璃仪器主要有玻璃棒、烧杯、量筒和胶头滴管。
④托盘天平、容量瓶、量筒、滴定管等定量仪器均标有0刻度线。
⑤除去CO2中HCl,可将混合气体通过盛有饱和Na2CO3溶液的洗气瓶。
⑥纯净的氢气在氯气中安静地燃烧,产生苍白色火焰,瓶口伴有白雾。
⑦加入盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的无色气体,则试样中一定有。
(4)化学实验中,常将溶液或试剂进行酸化,下列酸化处理的措施中正确的是
A.定性检验SO32-,可用HNO3酸化的BaCl2溶液 |
B.配制FeCl2溶液时通常加少量HNO3酸化,减小其水解程度 |
C.检验某溶液中是否含Cl-,用HNO3酸化的AgNO3溶液 |
D.检验氧化铁中的氧化亚铁,先用硫酸溶液溶解,然后加入盐酸酸化的高锰酸钾溶液 |
现有4.6gNa、2.4gMg、2.7gAl和6.4gCu,分别将其投入盛有100mL1.5mol/L盐酸的4个烧杯。
(1)各烧杯中可能发生反应的化学方程式为:___________、_____________、__________、______________。
(2)反应结束后,没有剩余的金属是:__________(填元素符号);
(3)反应结束后,产生气体的物质的量分别为:
①投入Na的烧杯,生成气体________mol;
②投入Mg的烧杯,生成气体________mol;
③投入Al的烧杯,生成气体________mol;
④投入Cu的烧杯,生成气体________mol;
物质A~E均含同种元素,都是中学化学中常见的物质,它们可发生如图所表示的反应。已知A是一种淡黄色的固体,B是银白色金属单质。
(1)反应⑤可用于潜水艇中制取氧气,相关的化学方程式为:_________,氧化剂是________,还原剂是__________;
(2)根据反应②相关的现象,从表格下方找出相应性质序号填在表格中,并在对应的位置写上该反应的化学方程式。
现象 |
单质B的相关性质(填序号) |
相关的化学方程式 |
|
I |
单质B浮在水面上 |
||
II |
熔成一个小球 |
||
III |
四处游动,发出嘶嘶的声音 |
||
IV |
滴入酚酞试剂,溶液变红 |
与反应现象相应的性质:①反应后生成了酸性物质;②反应后生成了碱性物质;③单质B的熔点低;④单质B的密度比水的小;⑤生成了气体;⑥单质B的密度比水的密度大;
(3)D和E分别与等浓度的盐酸反应,相同条件下生成等体积的气体,则以下说法正确的是:
________(填序号)
①消耗D的质量较多;②消耗E的质量较多;③D消耗盐酸的体积更大 ④E消耗盐酸的体积更大