选考[化学—选修2:化学与技术]工业合成氨技术是对人类的巨大贡献之一。下面是合成氨的简要流程示意图:
(1)设备I的名称是 ,沿X路线循环的物质是 (填字母)。
A.N2和H2 | B.催化剂 | C.NH3 | D.N2、H2和NH3 |
(2)合成氨中H2可以由焦炭和水蒸汽反应获得。请写出该反应的化学方程式:_______。
(3)原料气中往往含有H2S、CO、CO2等杂质,必须除去这些杂质的目的是 ,常用K2CO3溶液除去CO2,其反应的离子方程式为 。
(4)近年有人将电磁场直接加在氮气和氢气反应的容器内,在较低的温度和压强条件下合成氨,获得了较高的产率。电磁场对合成氨反应本质的影响是_______,该方法的优点是_________________。
(5)合成氨工业往往含有大量含氨废水,为了防止对环境造成污染,可以利用电解法将NH3·H2O转化为对环境无污染的加以处理。电解时以石墨做电极,以硝酸作为电解质,则理论上处理1mol NH3·H2O,电路中转移电子 mol,阳极的电极反应式为 。
.在2 L密闭容器中进行反应:mX(g)+nY(g)pZ(g)+qQ(g),式中m、n、p、q为物质系数。在0 min~3 min 内,各物质物质的量的变化如下表所示:
已知2 min内 v(Q)="0.075" mol·L-1·min-1,且 v(z):v(Y)=1:2
(1)试确定以下物质的相关量:起始时n(Y)=________,n(Q)=_________。
(2)方程式中m =______,n =______,p=______,q=_______。
(3)用Z表示2 min内的反应速率_____________。
(4)2 min末Q的转化率为_____________
(5)试判断在2 min内v(正)______v(逆)(填“>”、“<”或“=”),在2 min末~3 min末v(正)_____ v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
.设计总反应为:2Fe3++Fe==3Fe2+原电池,在框内画出图示。并写出两极反应式。
正极:_______________________负极:_______________________
成熟的苹果中含有淀粉、葡萄糖和无机盐等,某课外兴趣小组设计了一组实验证明某些成份的存在,请你参与并协助他们完成相关实验。
(1)用小试管取少量的苹果汁,加入 ,溶液变蓝,则苹果中含有淀粉。
(2)用小试管取少量的苹果汁,加入新制Cu(OH)2悬浊液,并加热,产生砖红色的沉淀,则苹果中含有 (写分子式)。
(3)葡萄糖在一定条件下可以得到化学式为C2H6O的化合物A。
A + CH3COOH→有香味的产物
① 含A的体积分数为75%的水溶液可以用做 。
②写出化合物A与CH3COOH反应的化学方程式为 ,该反应的类型为 。
(4)苹果中含有苹果酸,测得其相对分子质量为134。取0.02mol苹果酸,使其完全燃烧,将燃烧后的产物先后通过足量的无水CaCl2和碱石灰,两者分别增重1.08g 和 3.52g。则分子中C、H原子的个数比 。苹果酸的分子式是 。
直接甲醇燃料电池(DNFC)被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源。
(1)101 kPa时,1 mol CH3OH完全燃烧生成稳定的氧化物放出热量726.51 kJ/mol,则甲醇燃烧的热化学方程式为。
(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应原理是:
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H1="+49.0" kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)= CO2(g)+2H2(g) △H2
已知H2(g)+O2(g)===H2O(g) △H ="-241.8" kJ·mol-1
则反应②的△H2= 。
(3)甲醇燃料电池的结构示意图如右。甲醇进入 极(填“正”或“负”),该极发生的电极反应为 。
(4)已知H—H键能为436 KJ/mol,H—N键能为391KJ/mol,根据化学方程式:
N2 (g)+ 3H2 (g)= 2NH3(g)ΔH=" —92.4" KJ/mol,则N≡N键的键能是。
依据氧化还原反应:2Ag+ (aq)+Cu(s)=Cu2+ (aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。
请回答下列问题:
(1)电极X的材料是 ;电解质溶液Y是 ;
(2)银电极为电池的 极,发生的电极反应为 ;X电极上发生的电极反应为 ;
(3)外电路中的电子是从 电极流向 电极。外电路中每通过0.1 mol电子,银电极的质量理论上增加g。
(4)原电池工作时,盐桥(装有琼脂-KCl的U型管)里的Cl-移向电极。