科学家一直致力研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105Pa、反应时间3 h):
| T/K | 303 | 313 | 323 | 353 |
| NH3生成量/(10-6mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
相应的热化学方程式如下:
N2(g)+3H2O(1)=2NH3(g)+
O2(g) ΔH=+765.2kJ?mol-1
回答下列问题:
(1)画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图,并进行必要标注。
(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提
高其反应速率且增大NH3生成量的建议: 。
(3)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)。设在容积为2.0L的密
闭容器中充入0.60mol N2(g)和1.60 mol H2(g).反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为
。计算
① 该条件下N2的平衡转化率;
②该条件下反应2NH3(g)
N2(g)+3H2(g)的平衡常数。
铜在自然界存在于多种矿石中,如:
| 矿石名称 | 黄铜矿 | 斑铜矿 | 辉铜矿 | 孔雀石 |
| 主要成分 | CuFeS2 | Cu5FeS4 | Cu2S | CuCO3?Cu(OH)2 |
请回答下列问题:
(1)上表所列铜化合物中,铜的质量百分含量最高的是 。
(2)工业上以黄铜矿为原料。采用火法溶炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应:2Cu2O+Cu2S
6Cu+SO2↑,反应的氧化剂是 。
(3)SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是 ;处理该尾气可得到有价值的化学品,写出其中1种酸和1种盐的名称 。
(4)黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质,需进一步采用电解法精制。请简述粗铜电解得到精铜的大批量: 。
(5)下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是 (填字母)。
| 选项 | 陈述Ⅰ | 陈述Ⅱ | 判断 |
| A | 铜绿的主要分是碱式碳酸铜 | 可用稀盐酸除铜器表面的铜绿 | Ⅰ对;Ⅱ 对;有 |
| B | 铜表易形成致密的氧化膜 | 铜容器可以盛放浓硫酸 | Ⅰ对;Ⅱ 对;有 |
| C | 铁比铜活泼 | 例在铜板上的铁钉在潮湿空气中不易生锈 | Ⅰ对;Ⅱ 对;有 |
| D | 蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化 | 硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂 | Ⅰ错;Ⅱ 对;无 |
某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 mol?L-1、2.00 mol?L-1,大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,实验温度为298 K、308 K,每次实验HNO3的用量为25.0 mL、大理石用量为10.00 g。
(1)请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:
| 实验编号 | T/K | 大理石规格 | HNO3浓度/mol?L-1 | 实验目的 |
| ① | 298 | 粗颗粒 | 2.00 | (Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响; (Ⅱ)实验①和 探究温度对该反应速率的影响; (Ⅲ)实验①和 探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响;) |
| ② | ||||
| ③ | ||||
| ④ |
(2)实验①中CO2质量随时间变化的关系见下图:
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依据反应方程式
CaCO3+HNO3=
Ca(NO3)2+
CO2↑+
H2O,计算实验①在70-90 s范围内HNO3的平均反应速率(忽略溶液体积变化,写出计算过程)。
(3)请画出实验②、③和④中CO2质量随时间变化关系的预期结果示意图。