碳、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。请回答下列问题:
(1)用CH4 催化还原NOx 可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g) + 4NO2(g) =4NO(g)+CO2(g) + 2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·molˉ1
CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g)+CO2(g) + 2H2O(g) ΔH2
若2 mol CH4 还原NO2 至N2,整个过程中放出的热量为1734 kJ,则ΔH2= ;
(2)据报道,科学家在一定条件下利用Fe2O3与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁。其反应为:Fe2O3(s) + 3CH4(g)2Fe(s) + 3CO(g) +6H2(g) ⊿H>0
①若反应在5L的密闭容器中进行,1min后达到平衡,测得Fe2O3在反应中质量减少3.2g。则该段时间内CO的平均反应速率为________________。
②若该反应在恒温恒压容器中进行,能表明该反应达到平衡状态的是__________
A.CH4的转化率等于CO的产率
B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.v(CO)与v(H2)的比值不变
D.固体的总质量不变
③该反应达到平衡时某物理量随温度变化如图所示,当温度由T1升高到T2时,平衡常数KA KB(填“>”、“<”或“=”)。纵坐标可以表示的物理量有哪些 。
A.H2的逆反应速率
B.CH4的的体积分数
C.混合气体的平均相对分子质量
D.CO的体积分数
(3)工业合成氨气需要的反应条件非常高且产量低,而一些科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实现氨的电化学合成,从而大大提高了氮气和氢气的转化率。电化学合成氨过程的总反应式为:N2+3H22NH3,该过程中还原反应的方程式为 。
(4)若往20mL 0.0lmol·L-l的弱酸HNO2溶液中逐滴加入一定浓度的烧碱溶液,测得混合溶液的温度变化如图所示,下列有关说法正确的是
①该烧碱溶液的浓度为0.02mol·L-1
②该烧碱溶液的浓度为0.01mol·L-1
③HNO2的电离平衡常数:b点>a点
④从b点到c点,混合溶液中一直存在:c(Na+)>c(NO)>c(OH
)> c(H+)
如图是一个制取氯气并以氯气为原料进行特定反应的装置。
(l)A是氯气发生装置,写出其中的化学反应方程式。
(2)a仪器的名称为。
(3)实验开始时,先点燃A处的酒精灯,打开活塞K,让氯气充满整个装置,再点燃D处酒精灯,连接上E装置。D装置的硬质玻璃管内盛有炭粉,反应产物为CO2和HC1。写出D中反应的化学方程式,装置C的作用是。
(4)在E处,若漏斗内气体带有黄绿色,则紫色石蕊试液的颜色变化为。
(5)若将E处烧杯中溶液改为澄清石灰水,反应过程中现象为(填序号)。
①有白色沉淀生成;②无白色沉淀生成;③先生成白色沉淀,而后白色沉淀消失。
(6)D处反应完毕后,关闭活塞K,移去酒精灯,由于余热的作用,A处仍有Cl2产生,则装置B
中的现象是;若发现装置B中该现象不明显,可能的原因是;查找原因时可用肥皂水或湿润的碘化钾淀粉试纸等,若用蘸有浓氨水的玻璃棒检查时观察到有白烟产生,写出该氧化还原反应的化学方程式。
碳和碳的化合物广泛的存在于我们的生活中。
(1)根据下列反应的能量变化示意图,2C(s) +O2(g) =2CO(g)△H=。
(2)在体积为2L的密闭容器中,充人1 mol CO2和3mol H,一定条件下发生反应: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H<O测得CO2(g)和CH3OH(g)的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
①从反应开始到平衡,H2O的平均反应速率v(H2O)=。
②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是(填编号)。
A.升高温度 B.将CH3OH(g)及时液化移出
C.选择高效催化剂 D.再充入l mol CO2和4 mol H2
(3)CO2溶于水生成碳酸。已知下列数据:
弱电解质 |
H2CO3 |
NH3.H2O |
电离平衡常数( 25℃) |
Ka1 = 4.30 × 10一7 Ka2= 5.61× 10一11 |
Kb = 1.77× 10一5 |
现有常温下1 mol·L-1的( NH4)2CO3溶液,已知:水解的平衡常数Kh=Kw/Kb,
第一步水解的平衡常数Kh=Kw/Ka2。
①判断该溶液呈(填“酸”、“中”、 “碱”)性,写出该溶液中发生第一步水解的离子方程式。
②下列粒子之间的关系式,其中正确的是。
A.
B.
C.
D.
(4)据报道,科学家在实验室已研制出在燃料电池的反应容器中,利用特殊电极材料以CO和O2为原料做成电池。原理如图所示:通入CO的管口是(填“c”或“d”),写出该电极的电极反应式:。
某工厂用软锰矿(含MnO2约70%及Al2 O3)和闪锌矿(含ZnS约80%及FeS)共同生产MnO2,和Zn(干电池原料)。流程如下:
已知:①A是MnSO4、ZnSO4、Fe2(SO4)3,Al2(SO4)3的混合液。
②IV中的电解反应式为MnSO4+ZnSO4+2H2O MnO2+Zn +2H2SO4。
(1)A中属于还原产物的是。
(2)加入MnCO3、Zn2(OH)2CO3的作用是:C的化学式是。
(3)该生产中除得到Na2SO4、S等副产品外,还可得到的副产品是。
(4)副产品S可用于制硫酸,转化过程是:S→SO2→SO3→H2SO4。写出第二步转化的化学方程式。
(5)要从Na2SO4溶液中得到芒硝( Na2SO4.10H2O),需进行的操作有蒸发浓缩、、
过滤、洗涤、干燥等。
(6)从生产MnO2和Zn的角度计算,软锰矿和闪锌矿投料的质量比大约是。
下图是利用丙烯和对二甲苯合成有机高分子材料W的转化关系示意图。
已知:①C不含甲基,B可以发生银镜反应,1mol D与足量钠可生成22.4L H2(标准状况下)。
②
(1)A的结构简式是________。
(2)C中所含官能团的名称为。
(3)B→C反应类型为________。
(4)写出下列反应的化学方程式:
A→B:_________________________。
D+E→W:_________________________。
(5)写出满足以下条件的一个E的同分异构体:___________________。
①遇FeCl3溶液显紫色 ②可发生银镜反应 ③可与NaHCO3溶液生成CO2
碳、氮、氧是构成生命物质的三种主要元素。
(1)碳、氮、氧三种元素中,原子核外电子未成对电子数最多的是________(用元素符号表示)。
(2)已知CN-与N2结构相似,则HCN分子中键与
键数目之比为。
(3)H2O2分子中氧原子的杂化方式为___________。
(4)与NO2+互为等电子体的微粒有______、_______(举2例),NO3-的空间构型是_________。
(5)已知元素A的氧化物的晶胞结构如图所示,则该氧化物的化学式为_________。