(14分)氨的合成是最重要的化工生产之一。
Ⅰ.工业上合成氨用的H2有多种制取的方法:
①用焦炭跟水反应:C(s)+H2O(g)CO(g) + H2(g);
②用天然气跟水蒸气反应:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
已知有关反应的能量变化如下图,且方法②的反应为吸热反应,则方法②中反应的ΔH =________kJ/moL。
Ⅱ.在3个1L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、恒容,反应达到平衡时有关数据为:
容 器 |
甲 |
乙 |
丙 |
反应物投入量 |
3 mol H2、2 mol N2 |
6 mol H2、4mol N2 |
2 mol NH3 |
达到平衡的时间(min) |
t |
5 |
8 |
平衡时N2的浓度(mol·L-1) |
c1 |
3 |
c2 |
(1)下列能说明该反应已达到平衡状态的是 。
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1︰3︰2
b.v(N2)正=3v(H2)逆
c.容器内压强保持不变
d.混合气体的密度保持不变
(2)甲容器中达到平衡所需要的时间t 5min,表中c1 c2(填“>”、“<” 或“=”)。
(3)用氨合成尿素的反应为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)。工业生产时,原料气带有水蒸气。图1表示CO2的转化率与氨碳比
、水碳比
的变化关系。
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是 。
②测得B点氨的转化率为30%,则x1= 。
Ⅲ.有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图2所示。
电池正极的电极反应式是 ,A是 。
实验室用 98%、密度为1.84g/cm3的浓硫酸配制0.2mol/L的 H2SO4溶液1000mL.
(1)需要使用的主要仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、、。
(2)其操作步骤可分解为以下几步:
A.用量筒量取mL浓硫酸,缓缓注入装有约50mL蒸馏水的烧杯里,
并用玻璃棒搅拌。
B.用适量蒸馏水分三次洗涤烧杯和玻璃棒,将每次的洗液都移入容量瓶里。
C.将稀释后的硫酸小心地用玻璃棒引流容量瓶里。
D.检查容量瓶是否漏水。
E.将蒸馏水直接加入容量瓶,至液面接近刻度线1-2cm处。
F.盖紧瓶塞,反复颠倒振荡,摇匀溶液。
G.用胶头滴管向容量瓶里逐滴加入蒸馏水,到液面最低点恰好与刻线相切。
请据此填写:
①完成上述步骤中的空白处。
②补充完成正确的操作顺序(用字母填写):
( D )→( A )→( C )→()→()→()→( F )。
③将浓硫酸在烧杯中稀释后移入容量瓶时,必须_________________方可移液.
(3)试分析下列操作对所配溶液的浓度有何影响
①量取浓硫酸时眼睛俯视刻度线,会导致所配溶液浓度会;(填:偏高、偏低、或无影响,下同)
②定容时,眼睛俯视刻度线,所配溶液浓度会;
③定容后,加盖倒转摇匀后,发现溶面低于刻度线,又滴加蒸馏水至刻度。所配溶液浓度会.
下图是中学化学中常用于混合物的分离和提纯的装置,请根据装置回答问题:
(1)从氯化钠溶液中得到氯化钠固体,选择装置(填代表装置图的字母,下同);除去自来水中的Cl-等杂质,选择装置;从碘水中分离出I2,选择装置,该分离方法的名称为。
(2)装置A中①的名称是,进冷却水的方向是。
装置B在分液时为使液体顺利下滴,应进行的具体操作是
。(3)实验室中制取的Fe(OH)3胶体中常常含有杂质Cl-离子。可用的方法除去
Fe(OH)3胶体中混有的杂质Cl-离子。
(10分)在实验室里可用如图所示装置制取氯酸钾和探究氯水的性质。图中:①为氯气发生装置;②的试管里盛有15 mL 30% KOH溶液,并置于水浴中;③的试管里加有紫色石蕊试液;④为尾气吸收装置。请填写下列空白:
⑴制取氯气时,先在烧瓶里加入一定量的二氧化锰,再通过_____________(填写仪器名称)向烧瓶中加入适量的浓盐酸。实验时为了除去氯气中的HCl气体,可在①与②之间安装盛有_____________(填写下列编号字母)的净化装置。
A.碱石灰 B.饱和食盐水 C.浓硫酸
⑵如果将过量二氧化锰与20 mL 12 mol·L-1的盐酸混合加热,充分反应后生成的氯气明显少于0.06 mol。其主要原因有:①_______________________________________________,
②__________________________________________________________________________。
⑶反应完毕经冷却后,②的试管中有大量晶体析出。下图中符合该晶体溶解度曲线的是_______(填写编号字母);从②的试管中分离出该晶体的方法是__________(填写实验操作名称)。
⑷实验中可观察到③的试管里溶液的颜色发生了如下变化,请填写下表中的空白。
实验现象 |
原因 |
溶液最初从紫色逐渐变为_______色 |
氯气与水反应生成的H+使石蕊变色 |
随后溶液逐渐变为无色 |
______________________________________ |
然后溶液从无色逐渐变为_______色 |
______________________________________ |
(10分)实验室配制240ml 0.2mol·L-1的Na2CO3溶液,回答下列问题:
(1)应用托盘天平称取Na2CO3·10H2O晶体g。
(2)配制时应除选用托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要用到的仪器有。
(3)容量瓶上标有:①温度、②浓度、③容量、④压强、⑤刻度线、⑥酸式或碱式这六项中的。(填序号)
(4)配制时,一般可分为以下几个步骤:①称量②计算③溶解
④摇匀⑤转移⑥洗涤⑦定容⑧冷却。其正确的操作顺序为。
(5)若实验时遇到下列情况,将使溶液的浓度偏低的是。(多选)
A.忘记将洗涤液转入容量瓶; |
B.容量瓶洗涤后内壁有水珠而未作干燥处理; |
C.定容、摇匀、静置后发现凹面低于刻度线又加水至刻度线; |
D.定容时俯视刻度线; |
E、Na2CO3·10H2O已失去部分结晶水
(17分) 某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体M的成分,设计了如右图装置。倾斜A使稀硫酸(足量)与固体M充分反应,待反应停止后,B装置增重,C装置中溶液无变化,反应后进入量气管气体的体积为VmL(已折算成标准状况)
由上述实验事实可知:
(1)①固体M中一定有的物质是______________(填化学式);
②其中一种物质的质量可以确定为___________g(用代数式表示)。
(2)B装置的名称是_______。写出B装置中反应的离子方程式__________________。
(3)C装置的作用是_________________________,如果实验中没有B装置,则C装置中产生的现象是_________________________________________________。
(4)稀硫酸和固体M反应后溶液中还残留淡黄色固体,该固体是_____________,要分离出该固体,在实验操作中,除烧杯外还需要用到的玻璃仪器是_________。
(5)通过进一步实验,测得固体M中各种成分的质量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和,产生这种现象的原因可能是_____________
A M中有未反应的铁和硫
B测定气体体积时水准管的水面高于量气管的水面
C A中留有反应生成的气体
D气体进入D装置前未用浓硫酸干燥