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(14分)运用化学反应原理研究NH3的性质具有重要意义。
(1)科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。据报道,在光照条件下,N2在催化剂表面与水发生反应生成NH3和另一种单质。在使用催化剂b和不使用催化剂a时,该反应过程和能量的变化关系如图所示。
①写出该反应的化学方程式 。
②a和b相比,二者的平衡常数关系是Ka Kb(填“>”、“=”或“<”)
③升高温度,平衡时NH3的含量 (填“增大”、“不变”或“减小”)
(2)在0.5L的密闭容器中,一定量的N2和H2发生反应:N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔH <0。400℃时,K= 0.5,某一时刻测得N2、H2和NH3三种物质物质的量分别为2mol、1mol和3mol,则该反应的v正(N2) v逆(N2)(填 “>” 、“=” 或“<”)
(3)NH3的催化氧化反应是工业制HNO3的关键步骤,测得某温度下固定容积的容器中的数据为:
| 浓度mol.L-1 时间 | c(NH3) | c(O2) | c(NO) |
| 0min | 1.000 | 1.600 | 0.000 |
| 2min | 0.600 | a | 0.400 |
| 4min | 0.500 | 0.975 | 0.500 |
| 6min | 0.500 | 0.975 | 0.500 |
| 8min | 0.700 | 1.225 | 0.750 |
①则2 ~4min内,v(O2)= 。
②在第8min时改变条件,你认为改变的条件可能是 。
(4)常温下,向0.001mol·L-1的AlCl3 溶液中通入NH3直至过量,现象 ,当PH = 时,开始生成沉淀(已知:Ksp[Al(OH)3]= 1.0×10-33)。
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(14分)运用化学反应原理研究NH3的性质具有重要意义。
(1)科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。据报道,在光照条件下,N2在催化剂表面与水发生反应生成NH3和另一种单质。在使用催化剂b和不使用催化剂a时,该反应过程和能量的变化关系如图所示。
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①写出该反应的化学方程式 。
②a和b相比,二者的平衡常数关系是Ka Kb(填“>”、“=”或“<”)
③升高温度,平衡时NH3的含量 (填“增大”、“不变”或“减小”)
(2)在0.5L的密闭容器中,一定量的N2和H2发生反应:N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g) ΔH <0。400℃时,K= 0.5,某一时刻测得N2、H2和NH3三种物质物质的量分别为2mol、1mol和3mol,则该反应的v正(N2)
v逆(N2)(填 “>” 、“=” 或
“<”)
(3)NH3的催化氧化反应是工业制HNO3的关键步骤,测得某温度下固定容积的容器中的数据为:
|
浓度mol.L-1 时间 |
c(NH3) |
c(O2) |
c(NO) |
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0min |
1.000 |
1.600 |
0.000 |
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2min |
0.600 |
a |
0.400 |
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4min |
0.500 |
0.975 |
0.500 |
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6min |
0.500 |
0.975 |
0.500 |
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8min |
0.700 |
1.225 |
0.750 |
①则2 ~4min内,v(O2) = 。
②在第8min时改变条件,你认为改变的条件可能是 。
(4)常温下,向0.001 mol·L-1的AlCl3 溶液中通入NH3直至过量,现象 ,当PH = 时,开始生成沉淀(已知:Ksp[Al(OH)3]= 1.0×10-33)。
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(1)科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。据报道,在光照条件下,N2在催化剂表面与水发生反应生成NH3和另一种单质。在使用催化剂b和不使用催化剂a时,该反应过程和能量的变化关系如图所示。
①写出该反应的化学方程式 。
②a和b相比,二者的平衡常数关系是Ka Kb(填“>”、“=”或“<”)
③升高温度,平衡时NH3的含量 (填“增大”、“不变”或“减小”)
(2)在0.5L的密闭容器中,一定量的N2和H2发生反应:N2(g) + 3H2(g)
(3)NH3的催化氧化反应是工业制HNO3的关键步骤,测得某温度下固定容积的容器中的数据为:
时间 | c(NH3) | c(O2) | c(NO) |
| 0min | 1.000 | 1.600 | 0.000 |
| 2min | 0.600 | a | 0.400 |
| 4min | 0.500 | 0.975 | 0.500 |
| 6min | 0.500 | 0.975 | 0.500 |
| 8min | 0.700 | 1.225 | 0.750 |
②在第8min时改变条件,你认为改变的条件可能是 。
(4)常温下,向0.001 mol·L-1的AlCl3溶液中通入NH3直至过量,现象 ,当PH = 时,开始生成沉淀(已知:Ksp[Al(OH)3]= 1.0×10-33)。
探究活动一:取5mL0.1 的KI溶液于试管,滴加0.1 的FeCl3溶液5~6滴,振荡;
探究活动二:在上述试管中加入2mLCCl4,充分振荡、静置;
探究活动三:取上述静置分层后的上层水溶液于试管,滴加0.1 的KSCN溶液5~6滴,振荡。
(1)探究活动一和探究活动二的实验现象分别为_______、_________。写出探究活动一中的反应的离子方程式___________________。
(2)在探究活动三中,实验者的意图是通过生成血红色的Fe(SCN)3,来验证有Fe3+残留,从而证明化学反应有一定的限度。但在实验中,却未见溶液呈血红色,对此同学们提出了下列两种猜想:
猜想一:KI溶液过量,Fe3+已全部转化为Fe2+
猜想二:生成Fe(SCN)3浓度极小,肉眼无法观察其颜色
为了验证猜想,在查阅资料后,获得下列信息:
信息一:乙醚比水轻且微溶于水,Fe(SCN)3在乙醚中的溶解度比在水中大。
信息二:Fe3+可与
①各取2mL“探究活动三所得溶液”于试管A、B,请将相关的实验操作、预期现象和结论填入下表:
| 温度/℃ 溶解度/g 盐 |
0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| (NH4)2SO4 | 70.6 | 73.0 | 75.4 | 78.0 | 81.0 | - | 88.0 |
| FeSO4?7H2O | 15.7 | 20.5 | 26.5 | 32.9 | 40.2 | 48.6 | - |
| (NH4)SO4FeSO4?6H2O | 12.5 | 17.2 | 21.6 | 28.1 | 33.0 | 40.0 | - |
【实验原理】
【实验用品】
10%Na2CO3溶液、Fe屑、3mol/LH2SO4、(NH4)2SO4固体、蒸馏水、无水乙醇.锥形瓶、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、烧杯、铁架台、漏斗、托盘天平、量筒、滤纸.
【实验步骤】
(1)Fe屑的处理和称量
称取3g铁屑,放入锥形瓶,用l0%Na2CO3溶液,除去Fe屑表面的油污,将剩余的碱液倒掉,用蒸馏水把Fe冲洗干净,干燥后称其质量m1g.
(2)FeSO4的制备
将称量好的Fe屑放人锥形瓶中,加入l5mL 3mol/LH2SO4,加热10min后(有氢气生成,用明火加热注意安全).
①a处的操作是
②制取FeSO4时,加入的Fe为什么要过量?(用离子方程式表示)
(3)(NH4)2SO4?FeSO4?6H2O的制备
根据FeSO4的物质的量,计算并称取(NH4)2SO4固体,并将其加入上面实验的蒸发皿中,缓缓加热,浓缩至表面出现结晶薄膜为止.
①b处的操作是
(4)产品检验
微量Fe3+的分析.称0.5g产品置于25mL比色管中,加水溶解后加1mL 25%的KSCN溶液,继续加水至25mL刻度,摇匀,与教师所给标准对比,评价产品质量.写出该过程所发生反应的离子方程式:
【实验记录】
| 起始铁的质量m1/g | 反应后铁的质量m2/g | 莫尔盐的质量 | 产率 | |
| 理论产量/g | 实际产量m3/g | |||
| 5.0 | 2.2 | c | 14.7 | d |