(15分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,其反应原理为:
N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) △H = -92.4 kJ·mol-1 ,一种工业合成氨的简易流程图如下:
(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式 。
(2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:
①CH4 (g) + H2O (g) CO (g) + 3H2 (g) △H = +206.4 kJ·mol-1
②CO (g) + H2O (g) CO2 (g) + H2 (g) △H = -41.2 kJ·mol-1
写出氢气和二氧化碳气体反应生成甲烷和水蒸气的热化学方程式 。
对于反应①,一定可以提高平衡体系中H2百分含量,又能加快反应速率的措施是 。
a.升高温度 b.增大水蒸气浓度 c.加入催化剂 d.降低压强
利用反应②,将CO进一步转化,可提高H2产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应,得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体,则CO转化率为 。
(3)图1表示500℃、60.0 M Pa条件下,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数___________。
(4)上述流程图中,使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号) 。
简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法(任写一种) 。
(5)依据温度对合成氨反应的影响,在图2坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。
综合利用CO2对环境保护及能开发意义重大。
(1)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2。如果寻找吸收CO2的其他物质,下列建议合理的是______。
a. 可在碱性氧化物中寻找
b. 可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中寻找
c. 可在具有强氧化性的物质中寻找
(2)Li2O吸收CO2后,产物用于合成Li4SiO4,Li4SiO4用于吸收、释放CO2。原理是:在500℃,CO2与Li4SiO4接触后生成Li2CO3;平衡后加热至700℃,反应逆向进行,放出CO2,Li4SiO4再生,说明该原理的化学方程式是______。
(3)利用反应A可将释放的CO2转化为具有工业利用价值的产品。
反应A:
已知:
反应A的热化学方程式是_______。
(4)高温电解技术能高效实现(3)中反应A,工作原理示意图如下:
① 电极b发生 (填“氧化”或“还原”)反应。
② CO2在电极a放电的反应式是______。
(5)CO与H2在高温下合成C5H12(汽油的一种成分)减少碳排放。已知燃烧1 mol C5H12(g)生成H2O(g)放出约3540 kJ的热量。根据化学平衡原理,说明提高合成C5H12的产率可采取的措施是______。
工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下:
(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的 吸收。
a.浓H2SO4b.稀HNO3 c.NaOH溶液d.氨水
(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加KSCN溶液后呈红色,说明溶液中存在 (填离子符号),检验溶液中还存在Fe2+需要加入的试剂是 。
(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为 。
(4)利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为原电池,其正极电极反应式为 。
下表为元素周期表的一部分,请参照元素①-⑧在表中的位置,用化学用语回答下列问题:
(1)④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序为 。
(2)②、⑧、⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是 。
(3)③的气态氢化物的电子式 。
(4)⑤的最高价氧化物对应水化物的溶液与单质⑥、单质⑧分别反应的离子方程式
、 。
(5)单质①在单质⑧中燃烧,火焰为 色。
按照要求填空
(1)下面列出了几组物质,请将物质的合适组号填写在空格上。
同位素 ,同素异形体 ,同分异构体 ,同系物 。
①金刚石与“足球烯”C60; ②D与T;
③16O、17O和18O;④氧气(O2)与臭氧(O3);
⑤ ⑥乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3);
⑦和
; ⑧
和
;
(2)完成离子方程式:( )MnO4-+( )C2O42-+ =( )Mn2++( )CO2↑+
(3)命名有机物:
(4)写出乙酸与甲醇(CH3OH)酯化的化学方程式 。
(5)将铂丝插入KOH溶液中做电极,并在两极片上分别通入甲烷和氧气,形成一种燃料电池:
通甲烷的铂丝为原电池的 极,发生的电极反应为 。
(6)PET是涤纶的主要成分,可用作饮料瓶、磁带和胶片的片基等,其结构简式如图:。该高分子材料是由两种单体通过缩聚反应制备而成,其单体的结构简式为 和 .
银铜合金广泛应用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜的化工产品工艺如下:
(注:Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃)
(1)电解精炼银时,阴极反应式为 ;滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学方程式为 。
(2)固体混合物B的组成为 ;在生成固体B的过程中,需控制NaOH的加入量,若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为 。
(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式:
CuO + Al2O3 Cu AlO2 + ↑
(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%,理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为______mol CuAlO2,至少需要1.0mol·L-1的Al2(SO4)3溶液 L。
(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是 、 、过滤、洗涤和干燥。