1905年德国化学家哈伯发明了合成氨的方法,他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖。氨的合成不仅解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿与死亡问题,在国防、能源、轻工业方面也有广泛用途。
Ⅰ.以氨为原料,合成尿素的反应原理为:
2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) ΔH =" a" kJ/mol。
为研究平衡时CO2的转化率与反应物投料比()及温度的关系,研究小组在10 L恒容密闭容器中进行模拟反应,并绘出下图(Ⅰ、Ⅱ曲线分别表示在不同投料比时,CO2的转化率与温度之间的关系)。
(1)a 0 (填“>”或“<”),判断依据是__________________。
(2)①投料比:Ⅰ Ⅱ(填“>”或“<”)。
②若n(CO2)起始="10" mol,曲线Ⅱ的投料比为0.4,在100℃条件下发生反应,达平衡至A点,则A点与起始压强比为_________________。
③A点平衡常数与B点平衡常数间的关系:KA KB (填“>”或“<”或“=”)。B点正反应速率与C点正反应速率间的关系为:v (B)_________v (C) (填“>”或“<”或“=”)。
(3)若按曲线Ⅰ的投料比投料,在上述实验中压缩容器体积至5L,在上图中画出反应达平衡时的二氧化碳的转化率与温度之间的关系曲线。
(4)为提高CO2转化率可以采取的措施是 。
a.使用催化剂
b.及时从体系中分离出部分CO(NH2)2
c.将体系中的水蒸气液化分离
Ⅱ.氨气可用于工业上生产硝酸,其尾气中的NO2可用氨水吸收生成硝酸铵,25℃时,将10molNH4NO3溶于水,溶液显酸性,向该溶液中滴加1L某浓度的氨水,溶液呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将_________(填“正向”、“逆向”或“不”) 移动, 此中性溶液中NH3·H2O的物质的量为________mol。(25℃时,NH3·H2O的电离平衡常数Kb=2×10-5)
下面是用98%的浓H2SO4(ρ=1.84g/cm3)配制成0.5mol/L的稀H2SO4 500 mL的操作,请按要求填空:
(1)需量取浓H2SO4的体积为
(2)如果实验室有20mL、50mL、100mL量筒,应选用mL量筒最好。量取时发现量筒不干净,用水洗净后直接量取,所配溶液浓度将(偏高、偏低、无影响)。
(3)将稀释并冷却后的硫酸溶液沿注入中,并用蒸馏水洗涤__________2~3次,洗涤液要中,并摇匀。
(4)加水至距刻度处,改用加水,使溶液的凹液面正好跟刻度相平。
某课外小组同学用下图所示装置进行实验(夹持装置已省略)。
(1)用该装置制备NO2并研究其性质。
①收集一试管NO2,取下试管B倒立在水中,观察到的现象是________________。
②该反应的化学方程式是________________________________。
③C中NaOH溶液吸收NO2,生成两种盐,且被氧 化与被还原的NO2的物质的量之比是1:1,请写出该反应的离子方程式________________________________。
(2)该装置也可用于制备Cl2并研究其性质。
①若A中固体为漂白粉,滴入浓盐酸,则A中发生反应的化学方程式是___________。
②在B中放一小块湿润的淀粉碘化钾试纸,可观察到试纸变蓝,请结合离子方程式解释原因________________________________________。
③硫代硫酸钠(Na2S2O3)可替代NaOH溶液吸收氯气,已知25.0mL 0.1 mol·L-1的Na2S2O3溶液恰好把标准状况下224 mL Cl2完全转化为Cl-时,S2O32-转化成_____(填选项)。
a. S2- b. S c. SO32- d. SO42-
有一无色透明溶液,欲确定是否含有下列离子:Na+、Mg2+、Ba2+、NO3-、SO42-、Cl-、CO32-,实验如下:
实验步骤 |
实验现象 |
①取少量原溶液,加入几滴酚酞试液 |
溶液变成红色 |
②取少量原溶液加热浓缩,加入Cu片和一定浓度的H2SO4 |
有无色气体产生,该气体遇空气变成红棕色 |
③取少量原溶液,加入BaCl2溶液 |
有白色沉淀生成 |
④取③中上层清液,先加入稀硝酸,再加入AgNO3溶液 |
有白色沉淀生成 |
由此判断:
(1)溶液中肯定存在的离子是________________________,肯定不存在的离子是________________,可能存在的离子是________________。
(2)实验②中生成无色气体的离子方程式是________________________________。
(3)为进一步确定可能存在的阴离子,应该补充的实验设计是__________________。
经精选后的铝土矿A(主要成份为Al2O3,含有一定量的Fe2O3、SiO2杂质),可用A来制备电解铝原料——氧化铝,某课外小组同学模拟该过程,设计了如下方案:
请回答:
(1)A中Al2O3与过量氢氧化钠溶液反应的化学方程式是________________
(2)操作I的名称是________________。
(3)下列说法中正确的是________(填选项)。
a 操作Ⅱ是灼烧 b. 滤液3所含阳离子是Fe3+、Al3+
c. 试剂b可用氢氧化钠 d. 为保证转化完全,所加试剂a和试剂b均应过量
(4)写出滤液2、4混合后生成Al(OH)3的离子方程式是______________________ __
钠、铝和铁是三种重要的金属。请回答:
(1)钠原子的结构示意图是________________。
(2)三种金属中,既能与盐酸又能与氢氧化钠溶液反应的是_________(填化学式),写出其与氢氧化钠溶液反应的离子方程式________。
(3)三种金属在一定条件下均能与水发生反应。其中,铁与水蒸气反应的化学方程式是_____________________。取一小块金属钠放在滴有酚酞的水中,实验现象正确的是________(填选项)。
①钠浮在水面迅速反应②钠沉在水底迅速反应③钠熔成小球并快速游动
④反应中可以听到嘶嘶的响声⑤反应后的溶液变为红色
a. ①④⑤ b. ②③④⑤ c. ①③④⑤
(4)铁、铝是常用的金属材料,在空气中铝比铁更耐腐蚀。对此合理的解释是______ __________________________。