工业制得的氮化铝(AlN)产品中常含有少量Al4C3、Al2O3、C等杂质。某同学设计了如下实验分别测定氮化铝(AlN)样品中AlN和Al4C3的质量分数(忽略NH3在强碱性溶液中的溶解)。

(1)实验原理        

①Al4C3与硫酸反应可生成CH4;

②AlN溶于强酸产生铵盐,溶于强碱生成氨气,请写出AlN与NaOH溶液反应的化学方程式                               。

(2)实验装置(如图所示)

(3)实验过程

①连接实验装置,检验装置的气密性。称得D装置的质量为yg,滴定管的读数为amL。

②称取xg AlN样品置于锥形瓶中;塞好胶塞,关闭活塞         ,打开活塞         ,通过分液漏斗加入稀硫酸,与烧瓶内物质充分反应。

③待反应进行完全后,关闭活塞       ,打开活塞      ,通过分液漏斗加入过量       

 (填化学式),与烧瓶内物质充分反应。

④                                                                                       (填入该步应进行的操作)。

⑤记录滴定管的读数为bmL,称得D装置的质量为zg。

(4)数据分析

①AlN的质量分数为                                      。

②若读取滴定管中气体的体积时,液面左高右低,则所测气体的体积                               (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

③Al4C3的质量分数为                                    (该实验条件下的气体摩尔体积为Vm)。


天然气是一种重要的清洁能源和化工原料,其主要成分为甲烷。

(1)工业上可用煤制天然气,生产过程中有多种途径生成CH4。

   ①写出CO2与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式                       

    已知: CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)  ΔH=-41kJ·mol-1 

    C(s)+2H2(g)CH4(g)         ΔH=-73kJ·mol-1

    2CO(g)C(s)+CO2(g)       ΔH=-171kJ·mol-1

   ② 科学家用氮化镓材料与铜组装如右图的人工光合系统,

利用该装置成功地实现了以CO2和H2O合成CH­4。

   写出铜电极表面的电极反应式                。为提高该人工光合系统的工作效率,可向装置中加入少量      (选填“盐酸”或“硫酸”)。

  ③ 另一生成CH4的途径是CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)。某温度下,将0.1 mol CO和0.3 molH2充入10L的密闭容器内发生反应CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g),平衡时H2的转化率为80%,求此温度下该反应的平衡常数K=                  。(计算结果保留两位有效数字)

天然气中的H2S杂质常用氨水吸收,产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入

空气,得到单质硫并使吸收液再生,写出再生反应的化学方程式                           。 

(3)天然气的一个重要用途是制取H2,其原理为:CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g) 。

   在密闭容器中通入物质的量浓度均为0.1mol·L-1的CH4与CO2,在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图1所示,则压强P1        P2(填“大于”

或“小于”);压强为P2时,在Y点:v(正)       v(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(4)天然气也可重整生产化工原料,最近科学家们利用天然气无氧催化重整获得芳香烃X。由质谱分析得X的相对分子质量为106,其核磁共振氢谱如下图2,则X的结构简式为          。

 0  144961  144969  144975  144979  144985  144987  144991  144997  144999  145005  145011  145015  145017  145021  145027  145029  145035  145039  145041  145045  145047  145051  145053  145055  145056  145057  145059  145060  145061  145063  145065  145069  145071  145075  145077  145081  145087  145089  145095  145099  145101  145105  145111  145117  145119  145125  145129  145131  145137  145141  145147  145155  203614 

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