氨是一种重要的化工产品,是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱等的原料。

(1)以氨为燃料可以设计制造氨燃料电池,因产物无污染,在很多领域得到广泛应用。若电极材料均为惰性电极,KOH溶液作电解质溶液,则该电池负极电极反应式为          

(2)在一定温度下,在固定体积的密闭容器中进行可逆反应:N2+3H22NH3。该可逆反应达到平衡的标志是________________。

A.3v(H2)=2v(NH3)

B.单位时间生成m mol N2的同时消耗3m mol H2

C.容器内的总压强不再随时间而变化

D.混合气体的密度不再随时间变化

E.a molN≡N键断裂的同时,有6amolN—H键断裂

F.N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2

(3)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L的密闭容器内充入1molN2和3molH2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度压强下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:

反应时间/min

0

5

10

15

20

25

30

压强/MPa

16.80

14.78

13.86

13.27

12.85

12.60

12.60

则从反应开始到25min时,以N2表示的平均反应速率=          ;该温度下平衡常数K=          

(4)以CO2与NH3为原料合成尿素[化学式为CO(NH2)2]的主要反应如下,已知:

①2NH3(g)+CO2(g) == NH2CO2 NH4(s)      △H= —l59.5 kJ·mol-1

②NH2CO2NH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g)   △H=+116.5 kJ·mol-1

③H2O(1) == H2O(g)                       △H=+44.0kJ·mol-1

写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式                         

对于上述反应②在密闭容器中将过量NH2CO2NH4固体于300K下分解,平衡时P[H2O(g)]为a Pa,若反应温度不变,将体系的体积增加50%,则P[H2O(g)]的取值范围是_________________(用含a的式子表示)。(分压=总压×物质的量分数)


目前“低碳减排”备受关注,CO2的产生及有效开发利用成为科学家研究的重要课题。

(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(I)的变化曲线如图所示。

据此判断:

①该反应的△H_____________0(填“>”或“<”)。

②在T2温度下,0-2s内的平均反应速率v(N2) =____________mol/(L·s)。

③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可增大化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在答题卡相应图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。

④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是_______________(填代号)。

(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。

  ①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。

  例如:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H=-867kJ/mol

  2NO2(g)=N2O4(g)  △H=-867kJ/mol

 写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式:_____________________。

②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用,以CO2(g)和H2O(g)为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应为_________________。

③常温下0. 1 mol/L的HCOONa溶液pH为10,则HCOOH的电离常数Ka =_______________mol·L-1(填写最终计算结果)。


工业上研究燃料脱硫的过程中,涉及如下反应:

    CaSO4(s)+CO(g)    CaO(s)+SO2(g)+CO2(g),K1,△H1= 218.4 kJ·mol-l(反应I)

    CaSO4(s)+2CO(g)    CaS(s)+2CO2(g),K2,△H2= -87.8 kJ·mol-l(反应II)

(1)反应CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)    CaS(s)+3CO2(g)的△H=              ;平衡常数K=            (用K1,K2表示)。

(2)某温度下在一密闭容器中若只发生反应I,测得数据如下:

   前100 s 内v(SO2)=          mo1·L-1·s-l,平衡时CO的转化率为                

(3)若只研究反应II,在不同条件下其反应能量变化如下图所示:图中曲线a到曲线b的措施是________,恒温恒容时,下列说法能说明反应Ⅱ到达平衡状态的是____     

   A.体系中气体的平均摩尔质量不再改变

   B.v(CO)=v(CO2

   C.CO的转化率达到了最大限度

   D.体系内气体压强不再发生变化

(4)某科研小组研究在其它条件不变的情况下,改变起始一氧化碳物质的量[用n(CO)表示]对CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g)反应的影响,实验结果如右图所示(图中T表示温度):

①比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物SO2的转化率最高的是____   

②图像中T2     T1(填“高于”、“低于”、“等于”或“无法确定”):判断的理由是____                      


某校化学研究性学习小组在学习了金属的知识后,探究Cu的常见化合物的性质。过程如下:

提出问题:

①在周期表中,Cu、Al位置接近,Cu不如Al活泼,Al(OH)3具有两性,Cu(OH)2也具有两性吗?

②通常情况下,Fe2的稳定性小于Fe3的,Cu的稳定性也小于Cu2的吗?

③CuO有氧化性,能被H2、CO等还原,也能被NH3还原吗?

实验方案:

(1)解决问题①需用到的药品有CuSO4溶液、________(填试剂名称),同时进行相关实验。

(2)解决问题②的实验步骤和现象如下:取98 g Cu(OH)2固体,加热至80~100℃时,得到 80 g黑色固体粉末,继续加热到1 000℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末A。冷却后称量,A的质量为72 g,A的化学式为________。向A中加入适量的稀硫酸,得到蓝色溶液,同时观察到容器中还有红色固体存在,则反应的离子方程式为___________________。

(3)为解决问题③,设计的实验装置如图所示(夹持及尾气处理装置未画出):实验中观察到CuO变为红色物质。查资料可知,同时生成一种无污染的气体,该气体的化学式为

__________________________________________________。

实验结论:

(4)Cu(OH)2具有两性。证明Cu(OH)2具有两性的实验现象是_____________________。

(5)根据实验方案(2),得出的Cu和Cu2稳定性大小的结论:高温时________;在酸性溶液中________。

(6)CuO能被NH3还原。

问题讨论:

有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu,也有同学认为NH3与CuO反应后生成的红色物质是Cu和A的混合物。请你设计一个简单的实验方案验证NH3与CuO反应后生成的红色物质中是否含有A:__________________________________________________。


MnO2在酸性溶液中具有强氧化性,可被还原为Mn2,它还对H2O2的分解具有良好的催化效果。某兴趣小组通过实验研究MnO2的性质。

(1)该小组设计了如下4个方案以验证MnO2的氧化性,可行的是________。

A.把MnO2固体加入到FeSO4溶液中,再加入KSCN溶液,观察溶液是否变红

B.把MnO2固体加入到FeCl3溶液中,再加入KSCN溶液,观察溶液是否变红

C.把MnO2固体加入到Na2SO3溶液中,再加入BaCl2溶液,观察是否有白色沉淀生成

D.把MnO2固体加入到稀盐酸中,观察是否有黄绿色气体生成

(2)该小组为研究在不同酸碱性的溶液中MnO2的氧化能力,他们控制KI溶液的浓度和MnO2固体的质量相同,恒定实验温度在298 K,设计如下对比实验。

实验

酸或碱[

现象

A

1滴0.2 mol/L NaOH溶液

不变色

B

1滴水

缓慢变浅棕褐色

C

1滴0.1 mol/L硫酸

迅速变棕褐色

该小组从上述对比实验中,可以得出的结论是____________________________

__________________________________________________。

写出在酸性条件下,MnO2氧化I的离子方程式_____________________________

__________________________________________________。

(3)为了探究MnO2的催化效果,需要用30%的H2O2溶液(密度近似为1 g/cm3)配制浓度约为3%的H2O2溶液(密度近似为1 g/cm3)100 mL。其配制方法是:用量筒量取________mL 30% H2O2溶液放入________(填仪器名称)中,再加入一定量的水,搅拌均匀。

(4)在实验时,某同学把1滴KI溶液误滴入到过量的5 mL 3%的H2O2溶液中,发现产生了大量气泡。该小组查阅到KI与H2O2可发生如下反应:2KI+H2O2===2KOH+I2,认为有可能是反应产物I2起了催化H2O2分解的作用。请设计一个简单实验证明该假设是否正确________。

(5)实验室用二氧化锰和浓盐酸共热制取氯气,下列仪器可作为该反应的反应容器的是________(填序号)。

(6)二氧化锰可用于制作干电池,电池总反应为:Zn+2MnO2+2NH===Zn2+Mn2O3+2NH3+H2O,则其正极的电极反应式为________________________________________。

 0  143220  143228  143234  143238  143244  143246  143250  143256  143258  143264  143270  143274  143276  143280  143286  143288  143294  143298  143300  143304  143306  143310  143312  143314  143315  143316  143318  143319  143320  143322  143324  143328  143330  143334  143336  143340  143346  143348  143354  143358  143360  143364  143370  143376  143378  143384  143388  143390  143396  143400  143406  143414  203614 

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