硝酸是一种重要的工业原料,工业制硝酸的关键是氨的催化氧化,与硝酸工业相关的过程中产生的氮氧化物的处理与应用也是科学研究的热点。
I.图1、图2分别是实验室模拟合成氨及氨催化氧化的装置
(1)氮气和氢气通过图1装置,该装置中浓硫酸的作用是控制气体流速和 。
(2)用图2装置吸收一段时间氨后,再通入空气,同时将已经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内,铂丝保持红热的原因是 ,写出该装置中氨氧化的化学方程式 。反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H+、OH-、 离子、 离子。
II.下列有关硝酸事实的解释合理的是
A.浓硝酸通常保存在棕色的试剂瓶中,说明浓硝酸不稳定 |
B.足量铁与稀硝酸反应后溶液呈浅绿色,说明稀硝酸不能氧化亚铁离子 |
C.不用浓硝酸与铜屑反应来制取硝酸铜,说明浓硝酸具有挥发性 |
D.不用锌与稀硝酸反应制取氢气,说明稀硝酸能将锌钝化工业生产硝酸的尾气中含有氮氧化物NOx(NO和NO2的混合物,假设不含N2O4),对生态环境和人类健康带来较大的威胁。 |
(1)工业上常用Na2CO3溶液吸收法处理NOx 。
已知:NO不能与Na2CO3溶液反应
NO + NO2 + Na2CO3 = 2NaNO2 + CO2 ①
2NO2 + Na2CO3 = NaNO2 + NaNO3 + CO2 ②
用足量的Na2CO3溶液完全吸收NOx,每产生5.6L(标准状况)CO2(全部逸出)时,吸收液质量就增加10g,则NOx中的x值为 。
(2)尿素也可用于吸收处理NOx,其反应原理为:
NO+NO2+H2O=2HNO2
2HNO2+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+3H2O。
当混合气体中NO、NO2按上述反应中系数比时吸收效果最佳。若混合气体中V(NO)∶V(NO2)=3∶1时,可通入一定量的空气,同温同压下,V(空气)∶V(NO)= (空气中氧气的体积含量约为20%)。
在T℃条件下,向1L固定体积的密闭容器M中加入2 mol X和1 mol Y,发生如下反应: 2X(g) + Y(g) a Z(g) + W(g) △H = -Q kJ·mol-1 (Q>0)
当反应达到平衡后,反应放出的热量为Q1 kJ,物质X的转化率为α;若平衡后再升高温度,混合气体的平均相对分子质量减小,则
(1)、化学计量数a的值为;此反应的逆反应△S__________0 (填﹤,﹥,﹦)。
(2)、下列说法中能说明该反应达到了化学平衡状态的是。
A、容器内压强一定B、v(X)正=2 v (Y)逆
C、容器内Z分子数一定D、容器内气体的质量一定
E、容器内气体的密度一定 F:X、Y、Z、W的浓度之比为2∶1∶a∶1
(3)、维持温度不变,若起始时向该容器中加入的物质的量如下列各项,则反应达到平衡后放出的热量仍为Q1kJ的是(稀有气体不参与反应);与之是等效平衡的是______________。
A.2 mol X、1mol Y、1mol Ar B.a mol Z、1mol W
C.1 molX、0.5mol Y、0.5a mol Z、0.5 mol WD.2 mol X、1mol Y、1mol Z
(4)、维持温度不变,若起始时向容器中加入4mol X和6 mol Y,若达平衡时容器内的压强减小了15%,则反应中放出的热量为kJ。
(5)、维持T℃条件不变,若在一个和原容器体积相等的恒压容器N 中,加入2 mol X和1 mol Y发生如上反应并达平衡,则(选填M或N)容器中的反应先达到平衡状态,容器中X的质量分数MN(选填>、<、=符号)。
(6)已知:该反应的平衡常数随温度的变化如下表:
温度/℃ |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
平衡常数K |
9.94 |
5.2 |
1 |
0.5 |
0.21 |
试回答下列问题:
若在某温度下,2 mol X和1 mol Y在该容器中反应达平衡, X的平衡转化率为50%,则该温度为℃。
现有A、B、C、D四种物质,B、D的焰色反应均为黄色。C是一种强酸的酸式盐,将C加入BaCl2溶液有不溶于盐酸的白色沉淀生成,D晶体在干燥空气中容易逐渐失去结晶水变成白色粉末。对A、B、C、D进行下列实验,实验过程和记录如下图所示(无关物质已略去),请回答:
(1)将A溶液蒸干并灼烧得到的固体是: (写化学式)。
(2)Y的电子式是 ,Z的结构式是 。
(3)若B、C的稀溶液混合后(不加热)溶液呈中性,则该溶液中离子浓度从大到小的顺序:。
(4)有人设想在适当大小的管道中填充一定量的D的晶体(摩尔质量在280∽300之间),管道环绕在一个房子的周围,这样的房子白天晚上室内温度可保持相对恒定,请简述其原理: 。
(5)写出过量的Z与W反应生成X的化学方程式 。
(6)写出C与过量B反应(加热)的离子方程式 。
有机物A~F之间的转化关系如下图所示(部分产物已略去),其中B的相对分子质量是D的2倍。
提示:会自动脱水形成R—CHO
根据以上信息回答下列问题:
(1)B的分子式是
(2)检验D中官能团可使用的试剂名称是,写出D的相邻同系物与该试剂反应的化学方程式_______________________________。
(3)C遇FeCl3溶液显紫色,核磁共振氢谱中有四个峰,其峰面积比为1:2:2:1。写出C的结构简式_______________________。
(4)写出符合下列条件的C的同分异构体的结构简式_______、______、______、________。
①苯环上存在对位取代基;②遇FeCl3溶液显紫色;
③能与银氨溶液反应。
(5)写出A的结构简式__________________________。
(6)若1molA和足量NaOH反应,最多能消耗___________mol NaOH。
A、B、C、D为原子序数依次增大的短周期元素。A原子核外电子有5种运动状态,B是地壳中含量最多的元素,A、C、D未成对电子数比为1:3:1。E有“生物金属”之称,E4+和氩原子的核外电子排布相同,请回答下列问题:(各元素用相应的元素符号表示)
(1)五种元素所形成的XY3型化合物的化学式可能为,
其中心原子杂化方式依次为。
(2)在元素周期表中与C同周期但不同区的金属元素有种。
(3)B与D形成的以D为中心三原子分子中,B的质量分数约为47%,则分子的空间构型为。
(4)E的一种氧化物M的晶胞结构如图所示,则M的
化学式为,该晶体中氧原子的配位数为。
(5)下列晶体的堆积方式与E的单质晶体的堆积方式
相同的有。
①Po②Zn③Ag④K
(6)B可形成两种同素异形体,其中在水中溶解度更大的是(填化学式),原因是。
晶体硅是信息科学和能源科学的一种重要材料,可用作制芯片和太阳能电池等。下列流程图是工业上制取纯硅的一种方法:
请回答下列问题:(各元素用相应的元素符号表示)
(1)在上述生产过程中,属于置换反应的有(填反应的代号“I~IV”)
(2)A、B、C三种气体,在上述生产过程中可循环利用的是;在“节能减排”中作为减排目标的一种气体是。
(3)化合物甲的用途很广,有些已应用于高、精、尖科技领域。通常可作建筑工业和造纸工业上的黏合剂,可作肥皂的填料,是天然水的软化剂。将石英砂和纯碱按一定比例混合加热至1373~1623K反应生成化合物甲,其化学方程式为。
(4)利用反应III能制得纯硅的原因是。
(5)已知反应IV中产物的总能量比反应物的总能量低,则在密闭容器内反应IV建立平衡,改变下列的一个条件,气体B的物质的量增大的是。
a.缩小容器的容积
b.降低反应体系的温度
c.加入少量NaOH固体(生成物在此温度下不分解)
d.加入少量催化性能更好的催化剂
(6)金属镍(Ni)与气体A能形成常温下为液态的Ni(A)4、利用Ni(A)4的生成与分解可以制得纯度很高的纳米镍,写出Ni(A)4在423K分解的化学方程式