氨气是生产化肥、硝酸等的重要原料,围绕合成氨人们进行了一系列研究
(1)氢气既能与氮气又能与氧气发生反应,但是反应的条件却不相同。
(2)已知:2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g) ΔH =" -483.6" kJ/mol
3H2 (g) + N2 (g)
2NH3 (g) ΔH =" -92.4" kJ/mol
(1)计算断裂1 mol N≡N键需要能量 kJ,氮气分子中化学键比氧气分子中的化学键键 (填“强”或“弱”),因此氢气与二者反应的条件不同。
(2)固氮是科学家致力研究的重要课题。自然界中存在天然的大气固氮过程:
N2 (g) + O2 (g) =" 2NO" (g) ΔH =" +180.8" kJ/mol ,工业合成氨则是人工固氮。分析两种固氮反应的平衡常数,下列结论正确的是 。
| 反应 |
大气固氮 |
工业固氮 |
||||
| 温度/℃ |
27 |
2000 |
25 |
350 |
400 |
450 |
| K |
3.84×10-31 |
0.1 |
5×108 |
1.847 |
0.507 |
0.152 |
A.常温下,大气固氮几乎不可能进行,而工业固氮非常容易进行
B.人类大规模模拟大气固氮是无意义的
C.工业固氮温度越低,氮气与氢气反应越完全
D.K越大说明合成氨反应的速率越大
(3)在恒温恒容密闭容器中按照甲、乙两种方式分别投料(物质的量如下表)所示,发生反应:3H2 (g) + N2 (g)
2NH3 (g)测得甲容器中H2的转化率为40%。
| |
N2 |
H2 |
NH3 |
| 甲 |
1 |
3 |
0 |
| 乙 |
0.5 |
1.5 |
1 |
①3H2 (g) + N2 (g)
2NH3 (g)的平衡常数表达式 。
②判断乙容器中反应进行的方向 。(填“正向”或“逆向”)
(4)氨气是合成硝酸的原料,写出氨气与氧气反应生成一氧化氮和气态水的热化学方程式 。
构成物质的微粒很多,离子就是构成物质的基本微粒之一,下表是中学化学中常见的几种离子:
回答下列问题:
(1)K+离子的结构示意图,Cl在周期表中的位置是。
(2)将含OH-离子的溶液滴入浓度为0.1mol/L的Al3+和NH+4的混合溶液中,若测得溶液中NH+4减少了一半,则此时溶液中(填“存在”或“不存在”)大量的Al3+。
(3)物质A和B分别由上表中的两种离子组成,将它们分别溶于水中,A的溶液显酸性,B的溶液显碱性且B的焰色反应呈紫色(透过蓝色钻玻璃观察),将A、B两溶液混合,既有白色沉淀生成,又有无色无味的气体生成。则A中含有的阳离子是,B溶液显碱性的原因是(用离子方程式和必要的文字说明)。
(4)常温下,将(NH4)2CO3溶于水,得到含有大量NH4+和CO2-3的溶液,往溶液中滴入少量氨水,测得溶液中NH+4和CO2-3的浓度比为2:1,则此时该溶液的pH(填“<”、 “=”或“>”)7。
(5)在微生物作用下的条件,NH+4可被空气氧化成NO-3。写出该反应的离子方程式
。
(9分)已知:A、B、C、D四种短周期元素,A与D的原子序数之和等于B与C的原子序数之和,由D元素组成的单质在通常状况下呈黄绿色,B、C、D三种元素位于同一周期,A、B、C三种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为X、Y、Z,且存在如下转化关系,试推断回答下列问题。
(1)D元素原子的结构示意图为 ;
(2)A、B、C三种元素的原子半径由小到大的顺序为 (用元素符号表示);
(3)Y与C元素的最高价氧化物可以发生反应,该反应的离子方程式为 ;
(4)A与D两元素的气态氢化物之间可以反应生成一种盐,该盐的水溶液呈
(填“酸”、“碱”或“中”)性;
(5)实验室中,应将X的浓溶液保存在棕色试剂瓶中,其原因是
(用化学方程式表示)。
(10分)含有弱酸HA和其钠盐NaA的混合溶液,在化学上用作缓冲溶液。向其中加入少量酸或碱时,溶液的酸碱性变化不大。
(1)向该溶液中加入少量盐酸时,发生反应的离子方程式是 ,
向其中加入少量KOH溶液时,发生反应的离子方程式是 ;
(2)现将0.04 mol·L-1HA溶液和0.02 mol·L-1NaOH溶液等体积混合,得到缓冲溶液。
①若HA为HCN,该溶液显碱性,则溶液
中c(
Na+) c(CN-)(填“<”、“=”或“>”),你得出该结论的依据是 ;
②若HA为CH3COOH,该溶液显酸性。溶液中所有的离子按浓度由大到小排列的顺序是 。
(14分)下图是煤化工产业链的一部分,试运用所学知识,解决下列问题:
(1)已知该产业链中某反应的平衡表达式为:K=
它所对应的化学反应为:
(2)已知在一定温度下,各反应的平衡常数如下:
C(s)+C02(g)
2C0(g) △H>O,K1 ①
CO(g)+H20(g)
H2(g)+C02(g),K2 ②
C(s)+H20(g)
CO(g)+H2(g),K3 ③
则K1、K2、K3,之间的关系是: 。
反应①的平衡常数K随温度的升高而 (增大/减小/不变)。
一定温度下,在三个容积均为2L的容器中均进行着③反应,各物质的物质的量浓度及正逆反应速率关系如下表所示。请填写表中相应的空格。
简述理由:
(3)该产业链中氨催化氧化可以制硝酸,此过程中涉及氮氧化物,如N0、N02、N204等。对反应N2O4(g)
2N02(g) △H>O,在温度为T1、T2时,平衡体系中N02的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.A、C两点的反应速率:A>C
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
D.由状态B到状态A,可以用加热的方法
(4)如果(3)中的反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N204、N02的量),反应速率v与时间t关系如右图所示。图中t4时引起平衡移动的条件可能是;图中表示平衡混合物中N02的含量最高的一段时间是。
(10分)、Ⅰ:(1)肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。已知在101kPa时,32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量624kJ(25℃时),N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是。
(2)肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%一30%的KOH溶液。肼—空气燃料电池放电时:正极的电极反应式是。
Ⅱ:探究家庭制备次氯酸钠溶液的发生器如右图,原理是用石墨做电极电解饱和食盐水。
(1)若通电后,为使氯气被全部吸收,则电源的a极的名称是。
(2)电解饱和食盐水的离子方程式为,所得的次氯酸钠溶液中加入几滴石蕊试液,观察到的现象是 ,
用离子方程式和简要文字说明理由。