(8分)氨的合成是最重要的化工生产之一。
(1)工业上可用甲烷与水反应得到合成氨用的H2:其热化学反应方程式为
CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) △H4,已知有关反应的能量变化如下图所示:
则△H4=______________(用a、b、c表示)
(2)在2个恒压的密闭容器中,同温度下、使用相同催化剂分别进行反应:
3H2(g)+N2(g)
2NH3(g),按不同方式投入反应物,保持恒温,反应达到平衡时有关数据为:
| 容 器 |
甲 |
乙 |
| 反应物投入量 |
3 mol H2、2 mol N2 |
6 mol H2、4mol N2 |
| 达到平衡的时间(min) |
t |
5 |
| 平衡时N2的浓度(mol·L-1) |
3 |
c |
①甲容器达到平衡所需要的时间t 5min(填“>”、“<”或“=”,下同);乙容器达到平衡时N2的浓度c 3 mol·L-1。
②下图中虚线为该反应在使用催化剂条件下,关于起始N2与H2投料比和H2平衡转化率的关系图。当其他条件完全相同时,用实线画出不使用催化剂情况下H2平衡转化率的示意图。
在某无色溶液里,只含有下列8种离子中的某几种:Na+、H+、Ag+、Mg2+、Cl-、OH-、HCO3—、NO3—。已知该溶液能跟铝粉反应,且放出的气体只有H2。试回答:
(1)若溶液和铝粉反应后有AlO2-生成,则溶液中一定含有大量的_____________离子,还可能含有大量的________离子。
(2)若溶液和铝粉反应后有Al3+生成则溶液中一定含有大量的________离子,原溶液中一定不含有大量的________离子。
四川盛产五倍子。以五倍子为原料可以制得化合物A。A的结构简式如下图所示:
请回答下列问题:
(1)A中有哪些官能团(写出名称)_______。
(2)有机物B在硫酸催化条件下加热发生酯化反应可得到A。请写出B的结构简式_________。
(3)1molA最多能消耗 molNaOH;请写出A与过量的NaOH溶液反应的化学方程式________。
(4)有机化合物C是合成治疗禽流感药物的原料之一。C可以看做是B与氢气按物质的量之比1:2发生加成反应得到的产物。C分子中无羟基与碳碳双键直接相连的结构,它能使溴水褪色。请写出C与溴水反应的化学方程式________。
钛和钛的合金已被广泛用于制造电讯器材、人造骨骼、化工设备、飞机等航天航空材料,被誉为“未来世界的金属”。试回答下列问题:
(1)钛有
Ti和
Ti两种原子,它们互称为 。Ti元素在元素周期表中的位置是第 周期,第 族;基态原子的电子排布式为 ;按电子排布Ti元素在元素周期表分区中属于 区元素
(2)偏钛酸钡在小型变压器、话筒和扩音器中都有应用。偏钛酸钡晶体中晶胞的结构如图所示,它的化学式是
(3)二氧化钛作光催化剂能将居室污染物甲醛、苯等有害气体可转化为二氧化碳和水,达到无害化。有关甲醛、苯、二氧化碳及水说法正确的是 。
| A.苯与B3N3H6互为等电子体 |
| B.甲醛、苯分子中碳原子均采用sp2杂化 |
| C.苯、二氧化碳是非极性分子,水和甲醛是极性分子 |
| D.水的沸点比甲醛高得多,是因为水分子间能形成氢键 |
以沉淀法除去工业级偏钒酸铵(NH4VO3)中硅、磷元素杂质的流程如下:
(1)碱熔时,下列措施有利于NH3逸出的是 。
a.升温 b.加压c.增大NaOH溶液浓度
(2)滤渣主要成分为Mg3(PO4)2、MgSiO3,已知Ksp[Mg3(PO4)2] = 6.4×10-26,Ksp(MgSiO3) = 2.3×10-5。若滤液中c(PO43-)≤10-6 mol·L-1,则c(Mg2+)至少为 mol·L-1。
(3)由图可知,加入一定量的MgSO4溶液作沉淀剂。随着温度升高,除磷率下降,其原因是Mg3(PO4)2溶解度增大、 ;随着温度升高,除硅率增大,其原因是 (用离子方程式表示)。
(4)沉钒时,反应温度需控制在50℃,在实验室可采取的措施为 。在此温度和pH=8的最佳条件下,探究NH4Cl的浓度对沉钒率的影响,设计实验步骤(常见试剂任选):取两份10 mL一定浓度的滤液A和B,分别加入1 mL和 10 mL的1 mol·L-1NH4Cl溶液,向 , 控制两份溶液温度均为50℃、pH均为8,由专用仪器测定沉钒率。(忽略混合过程中溶液体积的变化)
(5)高纯的偏钒酸铵灼烧可制备新型光电材料V2O5,该反应的化学方程式为 。
电解饱和食盐水所得溶液经多次循环使用后,ClO-、ClO3-含量会增加。
已知:Ⅰ.NaHCO3固体50℃开始分解,在溶液中分解温度更低。
Ⅱ.碱性条件下,ClO-有强氧化性,ClO3-性质稳定。
Ⅲ.酸性条件下,ClO3-被Fe2+还原为Cl-,MnO4-被Fe2+还原为Mn2+。
(1)氯酸盐产生的原因可表示为3ClO-
2Cl-+ClO3-,该反应的平衡常数表达式为 。
(2)测定电解盐水中ClO3-含量的实验如下:
步骤1:量取盐水样品V mL,调节pH至9~10,再稀释至500 mL。
步骤2:取10.00 mL稀释后的试液,滴加5%的双氧水,至不再产生气泡。
步骤3:加入饱和NaHCO3溶液20 mL,煮沸。
步骤4:冷却,加足量稀硫酸酸化。
步骤5:加入a mol·L-1 FeSO4溶液V1 mL(过量),以如图所示装置煮沸。
步骤6:冷却,用c mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点,消耗KMnO4标准溶液V2 mL。
①稀释时用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、 。
②步骤2用双氧水除去盐水中残留ClO-的离子方程式为 ,还原剂不用Na2SO3的原因为 。
③与步骤5中通N2目的相同的实验是 (填写步骤号)。
④
该盐水试样中ClO3-的浓度为 mol·L-1(用含字母的代数式表示)。
⑤为提高实验结果的精确度,还需补充的实验是 。