1902年德国化学家哈博研究出合成氨的方法,其反应原理为:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H(△H<0)
一种工业合成氨的简易流程图如下:
完成下列填空:
(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。NH4HS的电子式是___________,写出再生反应的化学方程式:__________________。NH3的沸点高于H2S,是因为NH3分子之间存在着一种比_________力更强的作用力。
(2)室温下,0.1 mol/L的氯化铵溶液和0.1 mol/L的硫酸氢铵溶液,酸性更强的是_______,其原因是___________________________________________________________。
已知:H2SO4:H2SO4 = H++HSO4-;
HSO4-H++SO42- :
K =1.2×10-2 NH3·H2O:K=1.8×10-5
(3)图甲表示500℃、60.0MPa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:______(保留3位有效数字)。
(4)依据温度对合成氨反应的影响,在图乙坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从常温下通入原料气开始,随温度不断升高,NH3物质的量变化的曲线示意图。
(5)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(只答一种即可):_________________。
已知下列热化学方程式:
①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1 =-393.5 kJ·mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H2 =-566.0 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H3 =-571.6 kJ·mol-1
通过计算(要有计算过程),写出1 mol C与液态H2O反应生成CO和H2的热化学方程式。
C、N、O是中学化学常见的三种元素,请回答下列问题:
(1)写出基态O2-的核外电子排布式______________________________。
(2)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_____________________________。
(3)光气()分子中含有______个
键,____个
键,其中C原子的杂化方式为_______。
(4)水的熔点比H2S的熔点高,其原因是________________。
(5)超硬材料氮化销的晶胞如图所示,则氮化铂的化学式为_______。
运用化学反应原理研究碳、氮、硫、氯等单质及其化合物的反应,对生产、生活、环境保护等领域有着重要的意义。
(1)下列措施中,不利于环境保护的有(填编号)。
a.大量开采使用化石燃料
b.使用无氟冰箱、空调
c.多步行多乘公交车,少用专车和私家车
d.将工业“废气”、“废液”、“废渣”直接排放
(2)工业上的“脱碳”指的是从“脱硝”、“脱硫”后的烟气用碱液吸收并得到浓缩的二氧化碳。利用二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向。
①写出吸收二氧化碳的离子方程式。
②常温下,0.1mol/LNaHCO3溶液的pH>8,则溶液中c(H2CO3) _______c(CO32-) (填“>”、“<”或“=”)。
③合成的甲醇可以做为新型燃料电池的原料,若电解液是碱性的,则其负极的电极反应式为。
(3)二氧化氯(ClO2),为一种黄绿色气体,是公认的高效、广谱安全的杀菌消毒剂。工业上制备ClO2的反应原理为:4HC1(浓)+2NaClO3=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl。上述反应中,产生1 mol ClO2,则被氧化的HC1为。
(4)SO2溶于水可以得到二元弱酸H2SO3(亚硫酸)。
①25℃时,将NaOH深液与亚硫酸混合至恰好中和,则混合液中各种离子浓度的大小关系为。
②25℃时,当NaOH溶液与H2SO3等物质的量混合时,发现混合液pH<7,请你简要解释其原因。
化学肥料在农业生产中有重要作用。农业生产中,大量施用的化肥主要是氮肥、磷肥、钾肥。
(1)普钙是磷肥,它的有效成分是__________________(写化学式)。
(2)尿素是一种含氮量较高的氮肥,工业生产尿素是将氨气与二氧化碳在加压、加热的条件下反应生成氨基甲酸铵(H2NCOONH4),再使氨基甲酸铵脱水得到尿素。反应的化学方程式为_________、___________。
(3)某化肥厂用NH3制备NH4NO3,已知由NH3制NO的产率是96%、NO制HNO3的产率是92%,则制HNO3所用去NH3的质量占耗用全部NH3质量的__________%。
(4)合成氨气是生产氮肥的重要环节。合成氨生产简易流程示意图如下:
从示意图可知其存在循环操作。简要说明为什么在化工生产中经常采用循环操作___________。合成氨的反应需在500℃进行,其主要原因是_________。
某校化学小组的同学将一批废弃的线路板简单处理后,得到Cu、Al、Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计了如下制备强酸铜和硫酸铝晶体的方案:
回答下列问题:
(1)第②步加入H2O2是为了除云Fe2+,该反应的离子方程式为_________;
(2)滤渣2的主要成分是Fe(OH)3和Al(OH)3。由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O实验过程的最后步骤是__________________。
(3)用第③步所得CuSO4·5H2O可制得Cu(OH)2。化学活动小组为探究Cu(OH)2受热分解产物及产物性质,设计如下实验过程:取0.98g Cu(OH)2固体加热,有铜的氧化物生成,其质量随温度变化如图所示,产物A、B的化学式分别为____和Cu2O。通过以上实验和图像可以得出如下结论:高温时B______(填“较稳定”或“不稳定”)。
活动小组同学还进行了如下实验:
①甲同学用下列装置进行实验(夹持装置末画出),最终得出的结论是加热时A可将NH3氧化为N2,A被还原为单质Cu,支持甲同学结论的现象是______;
②乙同学用下列实验装置进行实验,实验中观察到混合粉末最终变成红色物质,同时生成一种无色、有刺激性气味的气体,该气体化学式为_______;有人认为乙同学的实验装置中在装B物质的试管与烧杯之间需加一个防倒吸装置,你认为是否有必要_____,若有必要请简述原因并加以改进____________。