合成氨是人类研究的重要课题,目前工业合成氨的原理为:
合成氨是人类研究的重要课题,目前工业合成氨的原理为:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H=-93.0kJ•mol-1,在3个2L的密闭容器中,使用相同的催化剂,按不同方式投入反应物,分别进行反应:
相持恒温、恒容,测的反应达到平衡时关系数据如下:
| 容器 |
甲 |
乙 |
丙 |
| 反应物投入量 |
3molH2、2molN2 |
6molH2、4molN2 |
2mol NH3 |
| 达到平衡的时间/min |
|
6 |
8 |
| 平衡时 N2的体积密度 |
C1 |
1.5 |
|
| 混合气体密度/g·L-1 |
![]() |
![]() |
|
| 平衡常数/ L2·mol-2 |
K甲 |
K乙 |
K丙 |
(1)下列各项能说明该反应已到达平衡状态的是 (填写序号字母)
a.容器内H2、N2、NH3的浓度只比为1:3:2 b.容器内压强保持不变
c.
d.混合气体的密度保持不变
e.混合气体的平均相对分子质量不变
(2)容器乙中反应从开始到达平衡的反应速度为
=
(3)在该温度下甲容器中反应的平衡常数K (用含C1的代数式表示)
(4)分析上表数据,下列关系正确的是 (填序号):
a.
b.氮气的转化率:
c.
d.
(5)另据报道,常温、常压下,N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应,生成NH3和O2。已知:H2的燃烧热△H=-286KJ/mol,则由次原理制NH3反应的热化学方程式为
(6)希腊阿里斯多德大学的George Mamellos和Michacl Stoukides,发明了一种合成氨的新方法,在常压下,把氢气和用氨气稀释的氮气分别通入一个加热到
的电解池,利用能通过的氢离子的多孔陶瓷固体作电解质,氢气和氮气在电极上合成了氨,转化率达到78%,在电解法合成氨的过程中,应将N2不断地通入 极,该电极反应式为 。
在一定温度下,体积为2 L的密闭容器中,NO2和N2O4之间发生反应:2NO2 (g) (红棕色)
N2O4(g) (无色),如图所示。
(1)曲线(填“X”或“Y”)表示NO2的物质的量随时间的变化曲线。
(2)若升高温度,则v(正),v(逆)。(填“加快”或“减慢”)。
(3)若上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行,分别测得甲中v(NO2)=18 mol/(L·min),乙中v(N2O4)=0.2 mol/(L·s),则中反应更快。
(4)在0到1 min中内用X表示该反应的速率是,该反应达限度时,Y的转化率,反应开始时与反应达平衡状态时的压强之比为。
A、B、C、D四种短周期元素。原子序数依次增大,A原子的最外层上有4个电子;B的阴离子和C的阳离子具有相同的电子层结构,两元素的单质反应,生成一种淡黄色的固体甲;D的L层电子数等于K、M两个电子层上的电子数之和。
(1)写出下列元素的名称:A_______,B,C_______,D。
(2)D的质子数和中子数相等,D的原子组成符号为,它的最高价为___________价。
(3)用电子式表示A、D两元素形成AD2的过程:;
写出C2B2的电子式。
(4)氢元素与B、D 均可以形成原子个数比为2:1的化合物,H2B的熔沸点高于H2D的原因是
。
(5)写出甲和A的最高价氧化物反应的化学方式:。
(9分)(1)写出下列反应的化学方程式,并注明反应条件和反应类型。
①乙烯和氯化氢反应的化学方程式:_______________________________________,
反应类型:_____________________________________________________________;
②苯和浓硝酸反应的化学方程式:__________________________________________,
反应类型:______________________________________________________________;
③苯和溴反应的化学方程式:_______________________________,
反应类型:______________________________________________________________。
为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组用碳素钢(即铁和碳的合金)进行了以下探究活动:
[探究一](1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是。
(2)称取碳素钢6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+之外还可能含有Fe2+。若要确认其中的Fe2+,应选用(选填序号)。
A.KSCN溶液和氯水 B.铁粉和KSCN溶液
C.浓氨水 D.酸性KMnO4溶液
②乙同学取560 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体4.66 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为。
[探究二]根据上述实验中SO2体积分数的分析,丙同学认为气体Y中还可能含有Q1和Q2两种气体,其中Q1气体,在标准状况下,密度为0.0893 g·L-1。为此设计了下列探究实验装置(假设有关气体完全反应)。
(3)装置B中试剂的作用是。
(4)分析Y气体中的Q2气体是如何生成的(用化学方程式表示)。
(5)已知洗气瓶M中盛装澄清石灰水,为确认Q2的存在,需在装置中添加洗气瓶M于(填序号)。
A.A之前B.A—B间
C.B—C间 D.C—D间
(6)如果气体Y中含有Q1,预计实验现象应是。
(8分)无论是从在国民经济中的地位来看,还是从科学发展的角度来看,硅都发挥着重要的作用。
(1)人类使用硅酸盐产品(陶瓷等)的历史已经快一万年了,但在1823年才获得单质硅,瑞典化学家贝采尼乌斯用金属钾还原SiF4获得单质硅,写出化学方程式_______________ 。
(2)由于制取方法和条件的不同,得到的单质硅形态不同,其性质也不同。
①用铝热法还原氟硅酸钾制得较纯净的晶体硅:4Al+3K2SiF6高温3Si+2KAlF4+2K2AlF5,关于该反应的说法正确的是________(填序号)。
| A.Al是还原剂 | B.氧化产物只有KAlF4 |
| C.每转移6NA电子,得到42 g Si | D.Al元素在KAlF4和K2AlF5中化合价不同 |
②用白砂子与镁粉混合在高温条件下得到无定形硅,反应的化学方程式为___________ 。
(3)在野外,为了迅速得到氢气,用硅粉与干燥的Ca(OH)2和NaOH混合,并加强热,即可迅速得到H2、Na2SiO3、CaO。这种混合物叫做生氢剂。请写出该反应的化学方程式___________________________。