联合生产是实现节能减排的重要措施,工业上合成氨和硝酸的联合生产具有重要的意义。下面是工业上合成氨的简易流程:
(1)设备A中含有电加热器,触媒和热交换器,设备A的名称是______________,其中发生的化学反应方程式为_________________________________________________;
(2)设备B的名称是_______________,其中m和n是两个通水口,入水口是___________(填“m” 或“n”);不宜从相反方向通水的原因是__________________________________;
(3)设备C的作用是_______________________________________________。
(4)原料气中往往含有CO等杂质,在进行反应前要先净化,净化的原因是_________。
(5)氮气和氢气的混合气体通过压缩机压缩的原因是____________________________。
(6)生产出来的NH3可以用来生产硝酸。在制备硝酸的过程中,由于二氧化氮不能一次性被水完全吸收,因此生成的气体须经过多次氧化、吸收的循环操作,使其充分转化为硝酸(不考虑生产过程中的其它损失)。
①从理论上分析,要使氨气完全转化为硝酸,则原料中氧气和氨气物质的量的投料比至少为________。
②如果按理论上的原料比将原料放在特定条件的密闭容器中进行反应,所有物质不与外界交换,则最后所得溶液的质量分数为____________________。(保留三位有效数字)
(18分) A、B、C、D是四种短周期元素,它们的原子序数依次增大,其中,A、C及B、D分别是同主族元素;A元素的原子半径是所有主族元素中原子半径最小的;B、D两元素的原子核中质子数之和是A、C两元素原子核中质子数之和的2倍;四种元素所形成的单质中A、B单质是气体,C、D单质是固体。(1)写出以下元素的名称: B____________;C___________。
(2)写出B的原子结构示意图若一个B原子中有8个中子,写出B的原子符号(3)由B、C两元素所形成的原子个数比为1:1的化合物属于__________(填“离子” 或“共价”)化合物,存在的化学键的种类有________(若有共价键需要写出具体的共价键类型),写出它与水反应的离子方程式____。
(4)用电子式表示C2D的形成过程:___________。
(5)实验室常用A、B两元素所形成的原子个数为1:1的化合物来制备一种常见气体,写出实验室中用固体药品制备该气体的的化学方程式______________。
(6)写出均由A、B、C、D四种元素组成的两种物质之间发生反应的离子方程式:
(7)由A、B两元素形成的单质在以铂作电极稀硫酸作电解液形成的燃料电池中,正极的电极方程式为,若以氢氧化钾为电解液则负极的电极方程式为。
约6cm长,2cm宽的铜片和铝片各一片,分别用接线柱平行地固定在一块塑料板上(间隔2cm),将铜片与铝片分别和电流表的“+”、“–”端相连结,电流表指针调到中间位置,取50 mL两只小烧杯,在一只烧杯中注入40mL浓HNO3,另一只烧杯中注入40mL稀硫酸,试回答下列问题:
①两电极同时插入稀H2SO4中,原电池的负极为______(填“铝”或“铜”)极,铝片上的电极反应式为:____________________________。
②两电极同时插入浓HNO3中,原电池的负极为_________(填“铝”或“铜”)极,铝片上的电极反应式为:_____________________________。
(6分)按下列要求回答:现有①BaCl2;②金刚石;③NH4Cl;④Na2SO4;⑤干冰;⑥碘
(1)熔化时不需要破坏化学键的是__________(填序号,下同),沸点最低的是__________。
(2)属于离子化合物的是__________,属于共价化合物的是。
(3)①的电子式是________________,⑤的电子式是________________。
(共6分)如下图所示的装置,C、D、E、F都是惰性电极。将电源接通后,向乙中滴入酚酞试液,在F极附近显红色。试回答以下问题:
(1)电极A的名称是
(2)甲装置中电解反应的总化学方程式
是
(3)若用惰性电极电解饱和NaCl溶液一段时间,当阳极产生56 mL(标准状况下)气体,电解后溶液体积为500 mL时,求所得溶液在25℃时的pH =__________。
(共14分)实现 “节能减排” 和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),下图1表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化:
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是____________(填字母)。
A.DH>0,DS>0B.DH>0,DS<0 C.DH<0,DS<0D.DH<0,DS>0
(2)为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为l L的密闭容器中,充入l mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如上图2所示。
①从反应开始到平衡,CH3OH的平均反应速率v(CH3OH) =mol·(L·min)-1;
H2的转化率w(H2) =
②该反应的平衡常数表达式K=
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是(填字母)。
A.升高温度 B.将CH3OH(g)及时液化抽出
C.选择高效催化剂D.再充入l molCO2和3 molH2
(3)25℃,1.01×105Pa时,16g液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出363.3kJ的热量,写出表示CH3OH燃烧热的热化学方程式:
(4)选用合适的合金为电极,以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料,可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池,此电池的负极电极反应式