(14分)氮的氢化物NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。
(1)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨的燃烧实验涉及下列两个相关的反应:
①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) △H1
②4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l) △H2
则反应 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) △H= 。(请用含有△H1、△H2的式子表示)
(2)合成氨实验中,在体积为3 L的恒容密闭容器中,投入4 mol N2和9 mol H2在一定条件下合成氨,平衡时仅改变温度测得的数据如下表所示:
| 温度(K) |
平衡时NH3的物质的量(mol) |
| T1 |
2.4 |
| T2 |
2.0 |
已知:破坏1 mol N2(g)和3 mol H2(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH3(g)中的化学键消耗的能量。
①则T1 T2(填“>”、“<”或“=”)
②在T2 K下,经过10min达到化学平衡状态,则0~10min内H2的平均速率v(H2)= ,平衡时N2的转化率α(N2)= 。
③下列图像分别代表焓变(△H)、混合气体平均相对分子质量(
)、N2体积分数φ(N2)和气体密度(ρ)与反应时间的关系,其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是 。
(3)某N2H4(肼或联氨)燃料电池(产生稳定、无污染的物质)原理如图1所示。
①M区发生的电极反应式为 。
②用上述电池做电源,用图2装置电解饱和氯化钾溶液(电极均为惰性电极),设饱和氯化钾溶液体积为500mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),若该燃料电池的能量利用率为80%,则需消耗N2H4的质量为 g(假设溶液电解前后体积不变)。
根据下列框图回答问题(答题时,方程式中的
、
用所对应的元素符号表示):
(1)写出
溶于稀
和
混合液的化学方程式:
(2)某同学取
的溶液,酸化后加入
、淀粉溶液,变为蓝色。写出与上述变化过程相关的离子方程式:、。
(3)写出
将
氧化为
的化学方程式:。
(4)由
制备的
的结构如右图,其中氢原子的化学环境完全相同。但早期人们却错误地认为它的结构为:
。核磁共振法能够区分这两种结构。在核磁共振氢谱中,正确的结构有种峰,错误的结构有种峰。
你注意到汽车加油站内的标牌了吗?某些省市加油站提供的汽油标号由90号、93号换成了E90、E93,后者是在汽油中加入了10%的燃料乙醇而制得的乙醇汽油。
| 1. |
燃料乙醇的生产过程可由下图表示:
(4)发酵产生的CO2纯度可达到99%,能回收利用,请举出它的两项用途:。 |
| 2. |
到目前为止,我国已有上百个地市使用乙醇汽油。 |
| 3. |
右图是燃料乙醇的生产和消费过程示意图。虽然燃料乙醇的使用缓解了汽车能源的紧张状况,但仍存在一些问题。由此可知,燃料乙醇()
|
| 4. |
除了燃料乙醇,二甲醚(CH3OCH3)和甲醇(CH3OH)也可作为汽车燃料,其中与乙醇互为同分异构体的是。 |
在干燥纯净的集气瓶中盛有CH4和Cl2的混合气体,将此瓶放在有漫射日光的地方,可观察到的现象是_______________________,反应方程式为_____________________;
打开玻璃片盖,将蘸有浓氨水的玻璃棒伸入集气瓶中,产生的现象是______________,由此证明有_______生成。
目前,我市居民使用的燃料主要是管道煤气,其主要成分是CO、H2和少量烃类。随着“西气东输”工程的完成,将有更多的居民使用天然气作燃料。
(1)天然气主要成分燃烧的化学方程式________________________。
(2)燃烧相同体积的管道煤气和天然气,消耗空气体积较大的是____________。若将燃烧管道煤气的灶具改烧天然气,对灶具的改进方法可以是_______________________________或______________________________。
(3)管道煤气中含有的烃类,除甲烷外,还有少量乙烷、丙烷、丁烷等,它们的某些性质见下表:
| 乙烷 |
丙烷 |
丁烷 |
|
| 熔点/℃ |
-183.3 |
-189.7 |
-138.4 |
| 沸点/℃ |
-88.6 |
-42.1 |
-0.5 |
试根据以上某个关键数据说明在严寒的冬天,有时管道煤气火焰很小,并且呈现断续状态的原因________________________。
在1支大试管中收集1/5体积的甲烷和4/5体积的氯气,将其倒置于饱和食盐水中,放在光亮的地方,经过一段时间后可观察到混合气的颜色___________,试管中液面___________,试管内壁附着___________。写出有关反应方程式_________________________________。