利用N2和H2可以实现NH3的工业合成,而氨又可以进一步制备硝酸,在工业上一般可进行连续生产。请回答下列问题:
(1)已知:N2(g)+O2(g) = 2NO(g) △H=+180.5kJ/mol
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
写出氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式为
。
(2)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)反应的影响。
实验结果如图所示:
(图中T表示温度,n表示物质的量)
①图像中T2和T1的关系是:T2 T1(填“高于”“低于”“等于”“无法确定”)
②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2 的转化率最高的是(填字母)。 。
③若容器容积为1L,在起始体系中加入1mol N2 ,n=3mol反应达到平衡时H2的转化率为60%,则此 条件下(T2),反应的平衡常数K= 。保持容器体积不变,再向容器中加入1mol N2,3mol H2反应达到平衡时,氢气的转化率将
(填“增大”、“减”或“不变”)。
(3)N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注。
①一定温度下,在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应:
2N2O5(g)
4NO2(g)+O2(g) ΔH>0下表为反应在T1温度下的部分实验数据
| t/s |
0 |
50 |
100 |
| c(N2O5)/mol·L—1 |
5.0 |
3.5 |
2.4 |
则50s内NO2的平均生成速率为 。
②现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池,采用电解法制备N2O5,装置如图所示,其中Y为CO2。
写出石墨I电极上发生反应的电极反应式 。
在电解池中生成N2O5的电极反应式为 。
已知某有机物的结构简式为:
(1)该有机物中所含官能团的名称是______ 、_________。
(2)该有机物发生加成聚合反应后,所得产物的结构简式为 。
(3)写出该有机物发生消去反应的化学方程式(注明反应条件):____________。
如图是某种只含有C、H、O、N的有机物简易球棍模型。请回答下列各题。
(1)该分子属氨基酸,其分子式为________。
(2)在一定条件下,该分子可以通过聚合反应生成________(填“糖类”“油脂”或“蛋白质”)。
(3)在一定条件下,该分子可以与乙醇发生反应,请写出该反应的化学方程式_________。
化学式为C6H12的某烯烃的所有碳原子都在同一平面上,则该烯烃的结构简式为_________,其名称为______________;在核磁共振氢谱图上应该出现_____个峰。
(本小题14分)氮气是制备含氮化合物的一种重要物质,而含氮化合物的用途广泛。
(1)图中表示两个常见的固氮反应:
①N2+3H2
2NH3
②N2+O2
2NO的平衡常数(lg K)与温度的关系,
根据图中的数据判断下列说法正确的是________(填序号)。
| A.反应②为放热反应 |
| B.常温下,反应①的反应速率很大,而反应②的反应速率很小 |
| C.升高温度,反应①的反应速率增大,反应②的反应速率减小 |
| D.在常温下,利用反应①固氮和利用反应②固氮反应程度相差很大 |
(2)工业上也可在碱性溶液中通过电解的方法实现由N2制取NH3:2N2+6H2O
4NH3+3O2,通入N2的一极是________(填“阴极”或“阳极”),阳极的电极反应式是____ ___。
(3)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应:
①N2(g)+3H2O(l)
2NH3(g)+
O2(g) ΔH=a kJ/mol。
已知:②N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol,
2H2(g)+O2(g)
2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol,则a=__________。
(4)已知:4NH3(g)+3O2(g)
2N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1316 kJ·mol-1,氨是一种潜在的清洁能源,可用作碱性燃料电池的燃料。
①当温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图像正确的是________(填代号)。
②该燃料电池的负极反应式是____________。
(5)工业上合成氨时,温度过高,氨气的产率降低,试从化学平衡移动原理的角度加以解释:_____________。
有关元素X、Y、Z、D、E的信息如下
| 元素 |
有关信息 |
| X |
元素主要化合价为—2,原子半径为0.074nm |
| Y |
所在主族序数与所在周期序数之差为4 |
| Z |
原子半径为0.102nm,核外最外层电子数是其电子层数的2倍,其单质在X的单质中燃烧,产生的气体通入品红中,品红褪色。 |
| D |
最高价氧化物对应的水化物,是强电解质,能电离出电子数相等的阴、阳离子 |
| E |
单质是生活中常见金属,其制品在潮湿空气中易被腐蚀或损坏 |
请回答下列问题:
(1)X的一种氢化物可用于实验室制取X的单质,其反应的化学方程式为 。
(2)E元素与Y元素可形成EY2和EY3两种化合物,下列说法正确的是(填序号) 。
①保存EY2溶液时,需向溶液加入少量E单质
②通常实验室配制EY3溶液时,直接用水溶解EY3固体即可
③EY2只能通过置换反应生成,EY3只能通过化合反应生成
④铜片、碳棒和EY3溶液组成原电池,电子由铜片沿导线流向碳棒
(3)用电子式表示D2Z的形成过程: ,D2Z水溶液显 性用离子方程式表示其原因 。
(4)2009年3月,墨西哥、美国等多国连接暴发甲型H1N1型流感,防控专家表示,含Y消毒剂和过氧化物可防甲型H1N1流感。YO2是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂,它可由KYO3在H2ZO4存在下与D2ZO3反应制得。请写出反应的离子方程式: 。
(5)将一定量的Y单质通入一定浓度的苛性钾溶液中,两者恰好完全反应(已知反应过程放热),生成物中有三种含Y元素的离子,其中两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的变化示意图如图所示。
该苛性钾溶液中KOH的质量是 g,该反应中转移电子的物质的量是 mol。