发展储氢技术是氢氧燃料电池推广应用的关键。研究表明液氨是一种良好的储氢物质,其储氢容量可达17.6% (质量分数)。液氨气化后分解产生的氢气可作为燃料供给氢氧燃料电池。氨气分解反应的热化学方程式如下:
2NH3(g) N2 (g) + 3H2(g) ΔH =" +92.4" kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)氨气自发分解的反应条件是 。(填“高温”、“低温”或“任何条件下”)
(2)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH =" -" 483.6 kJ·mol-1
NH3(l)NH3(g) ΔH =" +23.4" kJ·mol-1
则,反应4NH3(l)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)的ΔH = 。
(3)研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。图1为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率。
①不同催化剂存在下,氨气分解反应的活化能最大的是 (填写催化剂的化学式)。
②恒温(T1)恒容时,用Ni催化分解初始浓度为c0的氨气,并实时监测分解过程中氨气的浓度。计算后得氨气的转化率α(NH3)随时间t变化的关系曲线(见图2)。请在图2中画出:在温度为T1,Ru催化分解初始浓度为c0的氨气过程中α(NH3) 随t变化的总趋势曲线(标注Ru-T1)。
③如果将反应温度提高到T2,请在图2中再添加一条Ru催化分解初始浓度为c0的氨气过程中α(NH3) ~ t的总趋势曲线(标注Ru-T2)
(4)用Pt电极对液氨进行电解也可产生H2和N2。阴极的电极反应式是 。(已知:液氨中2NH3(l) NH2- + NH4+)
A.B.C.D.E是中学化学常见单质,构成它们的元素的原子序数分别为α、b. c.d.е;且3 (a+b) =" 2" (a+c) =" 3" (d-a);X、Y、Z、M、N、W、H、K是常见化合物,X是B和C的化合产物,它们之间有如下转化关系(图中反应物和产物中的H2O已略去):
(1)Y的电子式为,构成D单质的元素在周期表中位于周期族。
(2)反应③的离子方程式为E的氧化物与D在一定条件下反应的化学方程式为:。
(3)固体N常温下即挥发,183℃升华,几乎溶于所有的有机溶剂和H2O中,据此判断
N为型晶体。
(4)25℃时,PH=5的W和N的水溶液中由H2O电离出来的H+离子浓度之比为。
(12 分)卤素化学丰富多彩,能形成卤化物、卤素互化物、多卤化物等多种类型的化合物。
(1)基态溴原子的电子排布式为。
(2)卤素互化物如BrI、ICl等与卤素单质结构相似、性质相近。Cl2、BrI、ICl沸点由高到低的顺序为。
(3)多卤化物RbICl2加热时会分解为晶格能相对较大的卤化物A和卤素互化物或卤素单质,A的化学式为。
(4)I3+属于多卤素阳离子,根据VSEPR模型推测I3+的空间构型为。
(5)气态氟化氢中存在二聚分子(HF)2,这是由于。
(6)①HClO4、②HIO4、③H5IO6[可写成(HO)5IO]的酸性由强到弱的顺序为 (填序号)。
合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破,目前工业上用氢气和氮气直接合成氨,制得的氨通过催化氧化可生产硝酸。
在一定条件下,若N2和H2以体积比1:3的比例充入一体积不变的密闭容器中反应,达到平衡状态时,测得混合气体中氨的体积分数为20.0%,则:
(1)合成氨反应达到平衡的标志 ▲。
A.容器内气体压强保持不变 |
B.容器内各物质的浓度不随时间变化 |
C.当υ(H2,正)=0.3mol·L-1·min-1,υ(NH3,逆)=0.2mol·L-1·min-1时 |
D.1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键形成 |
(2)达到平衡时,N2和H2的转化率分别为 ▲。
(3)用氨催化氧化可生产硝酸,取所生产的硝酸溶液100mL,与足量的铜反应,生成的NO2和NO混合气体在标准状况下体积为6.72L,物质的量之比为2:1,求所生产硝酸的物质的量浓度?(请写出该小题的计算过程)
▲。
(4)某厂用NH3生产硝酸,然后再制硝酸铵,其过程如下:
其中反应②为:4NO+3O2+2H2O4HNO3,原料气为氨气和空气的混合物。
若实际生产中,反应①、②、③的转化率(或利用率)分别为a、b、c,则生产硝酸的氨气占所用氨气总量的体积分数为 ▲。
(12 分)某芳香烃的分子式为C12H14,其苯环上的一氯代物只有一种,A能发生如下图所示的转化,并最终制得合成纤维J和合成橡胶K。(某些反应条件已略去)
已知:
Ⅰ.请回答下列问题:
(1)A的结构简式 ▲。
(2)上述转化发生的反应中,属于消去反应的是 ▲。
(3)反应⑨的化学方程式是 ▲。
(4)请写出两种符合下列条件的B的同分异构体的结构简式:
①能与FeCl3溶液反应显色;②能与溴的CCl4溶液发生加成反应;③苯环上有三个取代基。
▲、 ▲。
Ⅱ.3-戊醇可作香料。以甲醛和乙炔钠为原料,其他试剂自选,完成其合成路线。 ▲。
(10 分)SO2和NOx的排放是造成酸雨的两大罪魁祸首。下图表示了某地区在1940~2002年间,空气中SO2和NOx含量因燃料燃烧、工业生产、交通运输以及其他因素的影响而发生变化的基本统计数据。
(1)结合上图数据,判断下列说法正确的是 ▲。
A.在交通运输中排放的NOx与燃料的不充分燃烧有关 |
B.在上世纪60年代以前,在交通运输中排放的SO2主要是使用燃煤的内燃机所致 |
C.近年来在工业生产中SO2排放量的下降,主要是减少了燃烧的煤的质量 |
D.随着汽车工业的发展,在形成酸雨的因素中,NOx所占比重在逐渐增大 |
(2)在上图表示的历史进程中,由工业生产所导致的SO2的排放量明显地在逐年减少。请用化学方程式说明人类在为解决SO2污染问题中所进行的一个反应过程:
▲。
(3)汽车排放的尾气中含有未燃烧充分的CmHn、以及N2、CO2、NO、CO等。有人设计利用反应2NO + 2CO N2 + 2CO2将有害的污染物转化为可参与大气循环的N2和CO2。
在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
时间/h |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
c(NO)/mol·L-1 |
1.00×10-3 |
4.5×10-4 |
2.5×10-4 |
1.5×10-4 |
1.00×10-4 |
1.00×10-4 |
c(CO)/mol·L-1 |
3.6×10-3 |
3.05×10-3 |
2.85×10-3 |
2.75×10-3 |
2.70×10-3 |
2.70×10-3 |
在上述条件下反应能够自发进行,则反应的
▲0(“>”、“<”、“=”)。
在该温度下,反应的平衡常数K= ▲。
(4)某次降雨过程收集到10L的雨水,向雨水中滴加1mL6mol/L的H2O2,充分反应后测得溶液的pH="3.62" [c(H+) =2.4×10-4 mol/L ]),再向溶液中加入足量的Ba(OH)2溶液,经过滤、晾干、称重,得沉淀的质量为0.1864g。若假设雨水的酸性仅由NOx和SO2的排放所致。请计算排放在空气中的NOx和SO2的物质的量之比接近于 ▲。