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反应体系中各组分的部分性质见下表:
气体 | 氮气 | 氢气 | 氨 |
熔点/℃ | -210.01 | -252.77 | -77.74 |
沸点/℃ | -195.79 | -259.23 | -33.42 |
(1)合成氨反应的平衡常数很小,所以在工业上采取气体循环的流程,即反应后通过把混合气体的温度降低到____________,使混合气体分离出产品,N2、H2继续循环。写出该反应的化学平衡常数表达式:K=____________。
(2)运用化学反应速率和化学平衡的观点说明工业上采用“使混合气体分离出产品,N2、H2继续循环”的生产措施的理由:___________________________________________________。
(3)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_____________________________。
(4)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),在673 K、30 MPa下,n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如下图甲所示。下列叙述正确的是____________。
A.点a的正反应速率比点b的大
B.点c处反应达到平衡
C.点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样
D.其他条件不变,773 K下反应至t1时刻,n(H2)比图中d点的值大
(5)1998年希腊亚里斯多德大学的Marncellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+),实现了高温常压下高转化率的电化学合成氨,其实验装置如下图乙。阴极的电极反应式为__________________________________________________________________。
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甲 乙
H
HA-+H+ K1=4.50×10
A2-+H+ K2=4.70×10-11
用0.300 mol·L-1盐酸滴定含有Na
加入的盐酸/mL | 1.00 | 10.00 | 28.00 |
pH | 10.33 | 8.34 | 6.35 |
(1)加入1.00 mL盐酸时首先与HCl反应的溶质是________,含A的产物是__________。
(2)(1)中生成的含A的产物有____________ mol。
(3)写出(1)中生成的产物与溶剂反应的离子方程式:____________________________。
(4)当pH=8.34时反应混合物有两种溶质,而pH=6.35时反应混合物只有一种含钠化合物溶质,试计算起始溶液中存在的Na
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(1)写出废铁屑与盐酸反应的离子方程式:
①__________________________________;____________________________________。
(2)学生甲对黄色溶液A和绿色溶液C进行定性实验,完成下表:
编号 | 实验内容 | 实验操作 | 预期现象和结论 |
① | 检验黄色溶液A中是否含有Fe2+ |
|
|
② | 检验绿色溶液C中是否含有Fe3+ |
|
|
(3)电解时阴极材料是____________。
(4)采用排液法收集氯气,该液体是____________。
[探究活动一]探究金属与不同酸反应的反应速率:常温下,用经过砂纸打磨的铝片中取两片质量相等、表面积相同的铝片,分别加入到盛有体积相同、c(H+)相同,足量的稀硫酸和稀盐酸溶液的两支试管中,发现铝片在稀盐酸中消失的时间比在稀硫酸中短。
[探究活动二]探究影响稀硫酸与某金属反应速率的因素。下表是某研究性学习小组探究稀硫酸与某金属反应的实验数据:
实验序号 | 金属质量/g | 金属状态 | c(H2SO4)/mol·L-1 | V(H2SO4)/mL | 溶液温度/℃ | 金属消失的时间/s | |
反应前 | 反应后 | ||||||
1 | 0.10 | 丝 | 0.5 | 50 | 20 | 34 | 500 |
2 | 0.10 | 粉末 | 0.5 | 50 | 20 | 35 | 50 |
3 | 0.10 | 丝 | 0.7 | 50 | 20 | 46 | 250 |
4 | 0.10 | 丝 | 0.8 | 50 | 20 | 35 | 200 |
5 | 0.10 | 粉末 | 0.8 | 50 | 20 | 36 | 25 |
6 | 0.10 | 丝 | 1.0 | 50 | 20 | 35 | 125 |
7 | 0.10 | 丝 | 1.0 | 50 | 35 | 50 | 50 |
8 | 0.10 | 丝 | 1.1 | 50 | 20 | 34 | 100 |
9 | 0.10 | 丝 | 1.1 | 50 | 35 | 51 | 40 |
请回答:
(1)对[探究活动一]实验现象发生的原因,请你帮该研究性学习小组提出两个假设:
假设Ⅰ_______________________________________________________________。
假设Ⅱ_______________________________________________________________。
并请你设计实验对以上假设进行验证:
验证假设Ⅰ____________________________________________________________。
验证假设Ⅱ____________________________________________________________。
(2)分析[探究活动二]的实验数据可发现有一个数据明显有错误,该数据是实验_________(填实验序号)的____________,理由是__________________________________________。
(3)分析[探究活动二]的实验数据可得出的结论是_______________________________。
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| 甲 | 乙 | 丙 | 试管中的现象 |
A | 浓盐酸 | 二氧化锰 | 石蕊溶液 | 先变红后褪色 |
B | 醋酸 | 粉状贝壳 | Na2SiO3溶液 | 无浑浊 |
C | 浓氨水 | 生石灰 | AgNO3溶液 | 无明显现象 |
D | 浓硝酸 | 铜 | 水 | 生成无色气体并在?试管口变为红棕色 |