工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下:
(1)工业生产时,制取氢气的一个反应为:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。t℃时,往10L密闭容器中充入2mol CO和3mol水蒸气。反应建立平衡后,体系中c(H2)=0.12mol·L-1。则该温度下此反应的平衡常数K= (填计算结果)。
(2)合成塔中发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中T1 300℃(填“>”、“<”或“=”)。
T/℃ |
T1 |
300 |
T2 |
K |
1.00×107 |
2.45×105 |
1.88×103 |
(3)氨气在纯氧中燃烧生成一种单质和水,科学家利用此原理,设计成“氨气-氧气”燃料电池,则通入氨气的电极是 (填“正极”或“负极”);碱性条件下,该电极发生反应的电极反应式为 。
(4)用氨气氧化可以生产硝酸,但尾气中的NOx会污染空气。目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮的氧化物还原为氮气和水,反应机理为:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= -574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= -1160kJ·mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。
(5)某研究小组在实验室以“Ag-ZSM-5”为催化剂,测得将NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图。据图分析,若不使用CO,温度超过775K,发现NO的转化率降低,其可能的原因为 ;在n(NO)/n(CO)=1的条件下,应控制的最佳温度在 左右。
(10分)化学电池是将化学能转变成电能的装置,包括一次电池、二次电池和燃料电池等几大类。燃料电池是目前正在探索的一种新型电池,已经使用的氢氧燃料电池的基本反应是:
X极:O2+2H2O+4e-=4OH- Y极:2H2+4OH—=4H2O+4e- 请回答下列问题 :
(1)X是极;Y极发生反应(填“氧化”或“还原”)
(2)该电池总反应方程式为
(3)若反应后的得到5.4 g液态水,此时氢氧燃料电池转移的电子数为。
(4)实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水,若制得Cl20.30 mol,电池内至少消耗H2SO4mol。
(7分)常温下,将0.01 mol CH3COONa和0.002 mol HCl溶于水,形成1 L的混合溶液。
(1)该溶液中存在着三个平衡体系,用电离方程式或离子方程式表示
,,。
(2)该溶液中,浓度为0.01 mol/L的粒子是,浓度为0.002 mol/L的粒子是。
(3)和两种粒子物质的量之和等于0.01 mol。
(7分)(1)用系统命名法给下列物质命名名称:
名称:
(2)分子式为C5H10的烯烃的结构有种,其中有三个—CH3的结构简式为:。一氯丁烯的同分异构体有8种,分子里含有
结构的有种
在恒容密闭容器中充入A(g)和B(g),发生反应A(g)+B(g)C(g)+D(g),所得实验数据如下表:
实验 编号 |
温度/℃ |
起始时物质的量/mol |
平衡时物质的量/mol |
||
n(A) |
n(B) |
n(D) |
|||
① |
700 |
0.40 |
0.10 |
0.090 |
|
② |
800 |
0.10 |
0.40 |
0.080 |
|
③ |
800 |
0.20 |
0.30 |
a |
|
④ |
900 |
0.10 |
0.15 |
b |
请回答下列问题
(1)表中2(选填“>”、“=”或“<”)
(2)800℃时,若起始时向该容器中充入0.5molA(g)、1.0molB(g)、0.3molC(g)、1.8molD(g),则反应开始时的反应速率 v (正)v (逆) (选填“>”、“=”或“<”)。
(3)实验③中,达到平衡时X的转化率为多少?(写出解题过程)
(8分)孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3,还含少量铁的氧化物和硅的氧化物。以下是实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O晶体的流程图:
请回答下列问题:
(1)研磨孔雀石的目的是。
(2)加入双氧水的目的是将溶液中的Fe2+转化为Fe3+,相应的离子方程式为。
(3)固体c中主要成分的化学式为。加入氧化铜的作用是。