【題目】氮的化合物合成、應(yīng)用及氮的固定一直是科學(xué)研究的熱點(diǎn)。
(1)以CO2與NH3為原料合成化肥尿素的主要反應(yīng)如下:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);ΔH=-159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=a kJ·mol-1
③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=-86.98 kJ·mol-1
則a為 。
(2)反應(yīng)2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) 在合成塔中進(jìn)行。下圖1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三條曲線為合成塔中按不同氨碳比 [n(NH3)/n(CO2)]和水碳比[n(H2O)/n(CO2)]投料時(shí)二氧化碳轉(zhuǎn)化率的情況。
圖1 圖2 圖3
①曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的數(shù)值分別為:
A. 0.6~0.7 B. 1~1.1 C. 1.5~1.61
生產(chǎn)中應(yīng)選用水碳比的數(shù)值為 (選填序號(hào))。
②生產(chǎn)中氨碳比宜控制在4.0左右,而不是4.5的原因可能是 。
(3)尿素可用于濕法煙氣脫氮工藝,其反應(yīng)原理為:
NO+NO2+H2O=2HNO2;2HNO2+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+3H2O。
①當(dāng)煙氣中NO、NO2按上述反應(yīng)中系數(shù)比時(shí)脫氮效果最佳。若煙氣中V(NO)∶V(NO2)=5∶1時(shí),可通入一定量的空氣,同溫同壓下,V(空氣)∶V(NO)= (空氣中氧氣的體積含量大約為20%)。
②圖2是尿素含量對(duì)脫氮效率的影響,從經(jīng)濟(jì)因素上考慮,一般選擇尿素濃度約為 %。
(4)圖3表示使用新型電極材料,以N2、H2為電極反應(yīng)物,以HCl-NH4Cl為電解質(zhì)溶液制造出既能提供能量,同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)氮固定的新型燃料電池。請(qǐng)寫出該電池的正極反應(yīng)式 。生產(chǎn)中可分離出的物質(zhì)A的化學(xué)式為 。
【答案】20.(14分)
(1)+72.49(2分)
(2)①A (2分)
②氨碳比在4.5時(shí),NH3的量增大較多,而CO2的轉(zhuǎn)化率增加不大,提高了生產(chǎn)成本(2分)
(3)①1∶1(2分) ②5(±0.2)% (2分)
(4)N2+6e—+8H+=2NH4+(2分) NH4Cl(2分)
【解析】試題解析: 依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律①+②=③,得到-159.47KJ/mol+a=-86.98KJ/mola=+72.49KJ/mol;答案為:+72.49;(2)①氨碳比相同時(shí)曲線Ⅰ二氧化碳的轉(zhuǎn)化率大,所以生產(chǎn)中選用水碳比的數(shù)值為A;答案為:A;②氨碳比在4.5時(shí),需要氨氣較多,但依據(jù)圖象分析二氧化碳轉(zhuǎn)化率增大不多,工業(yè)合成氨生成工藝較復(fù)雜,提高生產(chǎn)成本;答案為:氨碳比在4.5時(shí),NH3的量增大較多,而CO2的轉(zhuǎn)化率增加不大,提高了生產(chǎn)成本;(3)①當(dāng)煙氣中NO、NO2按上述反應(yīng)中系數(shù)比時(shí)脫氮效果最佳,即1:1,若煙氣中V(NO):V(NO2)=5:1時(shí),設(shè)通入空氣中氧氣體積為x;則2NO+O2=2NO2(5×2x)/(1+2x) =1:1,計(jì)算得到x=1;空氣體積為5;所以同溫同壓下,V(空氣):V(NO)=1:1②圖象分析可知,當(dāng)尿素濃度為5mol/L左右時(shí),脫氮效率基本不變,所以從經(jīng)濟(jì)因素上考慮,一般選擇尿素濃度約為5%左右大達(dá)到較大的脫氮效率;(4)以N2、H2為原料,以HCl-NH4Cl為電解質(zhì)溶液構(gòu)成新型燃料電池,正極發(fā)生還原反應(yīng),即氮?dú)獗贿原生成NH4+,電極反應(yīng)式為N2+6e-+8H+=2NH4+;負(fù)極是氫氣失電子生成氫離子,政績(jī)生成銨根離子在電解質(zhì)溶液溶液中可以分離出氯化銨;
考點(diǎn): 蓋斯定律應(yīng)用;燃料電池極反應(yīng);化學(xué)平衡理論應(yīng)用;
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】把 0.6molX氣體和0.4molY氣體混合于2L的密閉容器中,使它們發(fā)生如下反應(yīng)3X(g) + Y(g) nZ(g)+2W(g),5min末已生成 0.2molW,若測(cè)知以 Z 表示的平均反應(yīng)速率為 0.01mol·L﹣1·min﹣1,則 n是
A.1 B.4 C.2 D.3
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氯化亞銅(CuCl)常用作有機(jī)合成工業(yè)中的催化劑。有關(guān)資料為:
①CuCl為微溶于水的白色固體,在空氣中可被迅速氧化
②CuOH為難溶于水的黃色固體,易分解為紅色的Cu2O
③Cu+可與濃氨水反應(yīng)生成Cu(NH3)2+(無色),該無色物質(zhì)在空氣中易被氧化為藍(lán)色
I. 甲小組同學(xué)用如下裝置電解食鹽水,并對(duì)電解產(chǎn)物進(jìn)行研究。
實(shí)驗(yàn)裝置 | 電解質(zhì)溶液 | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 | |
5mol/L NaCl溶液 | a極附近 | b極附近 | |
開始時(shí),產(chǎn)生白色渾濁并逐漸增加,當(dāng)沉入U(xiǎn)型管底部時(shí)部分沉淀變?yōu)槌赛S色;隨后a極附近沉淀自下而上也變?yōu)槌赛S色 | 產(chǎn)生無色氣泡 |
(1)若a極附近生成的白色渾濁是CuCl,則銅絲a應(yīng)與電源的________極相連,銅絲a的電極反應(yīng)式是____。
(2)b極附近溶液的pH_________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(3)橙黃色沉淀中含有Cu2O,則CuCl轉(zhuǎn)化為Cu2O的原因是_____________(用方程式表示)。
(4)a極附近沉淀自下而上變?yōu)槌赛S色原因是____________。
II. 乙小組同學(xué)通過以下方案制取CuCl并對(duì)其組成進(jìn)行研究。
將Na2SO3的水溶液逐滴加入CuCl2的水溶液中,再加入少量濃鹽酸調(diào)節(jié)到pH=3左右,即可得到白色沉淀CuCl。
(1)寫出產(chǎn)生CuCl的離子方程式______________。
(2)為了提高CuCl的產(chǎn)率,可采用________法快速過濾,生產(chǎn)過程中調(diào)節(jié)溶液的pH不能過大的原因是___。
(3)為探究白色沉淀的化學(xué)組成,將制得的白色沉淀溶于濃氨水,得到無色溶液,將無色溶液分成兩份,一份放置于空氣中,一段時(shí)間后溶液變?yōu)樗{(lán)色;另一份的實(shí)驗(yàn)方法及現(xiàn)象為_____________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)室制取并收集氯氣的裝置如下圖所示.請(qǐng)回答下列問題
(1)氣體發(fā)生裝置中進(jìn)行的反應(yīng)化學(xué)方程式是______
(2)當(dāng)0.5mol MnO2參與反應(yīng)時(shí),被氧化的HCl的質(zhì)量為 ______ ,生成的Cl2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為 ______ .
(3)在裝置中:①飽和食鹽水的作用是 ______ ,②濃硫酸的作用是 ______ .
(4)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中檢驗(yàn)是否有Cl2產(chǎn)生常用濕潤(rùn)的淀粉-KI試紙.如果有Cl2產(chǎn)生,可觀察到的現(xiàn)象是______ .
(5)寫出尾氣吸收裝置中進(jìn)行的反應(yīng)的離子方程式______ .
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】海水中有取之不盡的化學(xué)資源,從海水中可提取多種化工原料,下圖是某化工廠對(duì)海水資源綜合利用的示意圖:
試回答下列問題:
(1)實(shí)驗(yàn)室里將粗鹽制成精鹽的過程中,過濾的操作需用到玻璃棒,玻璃棒的作用是:____,還需要的玻璃儀器有:____。
(2)粗鹽中含有Ca2+、 Mg2+、 SO42-等雜質(zhì),精制后可得NaCl飽和溶液,精制時(shí)通常在溶液中:①加入過量的BaC12溶液,②過量的NaOH溶液,③過量的Na2C03溶液,則添加試劑順序?yàn)?/span>____(填寫序號(hào)),最后在濾液加入鹽酸至溶液呈中性。請(qǐng)寫出加入鹽酸后可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:____。
(3)海水提取食鹽后的母液中有K+、Na+、Mg2+等陽(yáng)離子。從離子反應(yīng)的角度考慮,在母液里加入石灰乳發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:____。
(4)電解無水氯化鎂制取鎂的化學(xué)方程式為____。將鎂蒸氣冷卻后即為固體鎂,鎂蒸氣需在Ar氣氛圍中冷卻,理由:____。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】將5.10g鎂鋁合金加入120mL4.0mol·L-1的鹽酸中,待合金完全溶解后,得到溶液X。下列說法一定正確的是 ( )
A.合金完全溶解后產(chǎn)生的H2的物質(zhì)的量為0.24mol
B.合金中的鎂與鋁的物質(zhì)的量之比小于1
C.若向溶液X中加入270mL2.0mol·L-1NaOH溶液,充分反應(yīng),所得沉淀為Mg(OH)2
D.若向溶液X中加入足量的氨水,充分反應(yīng),所得沉淀經(jīng)過過濾、洗滌后充分灼燒,則殘留固體質(zhì)量大于8.50g
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列離子方程式正確的是
A. 碳酸氫銨溶液與足量氫氧化鈉溶液混合后加熱:NH4++OH-NH3↑+H2O
B. 將少量氯化鐵溶液滴入硫化鈉溶液中:2Fe3++S2-=2Fe2++S↓
C. 向Fe(NO3)2稀溶液中加入鹽酸:3Fe2++4H+ + NO3-=3Fe3++2H2O+NO↑
D. 次氯酸鈣溶液中通入過量二氧化碳:Ca2++2ClO-+H2O+CO2=CaCO3↓+2HClO
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】次磷酸(H3PO2)是一元中強(qiáng)酸,具有較強(qiáng)還原性,下列有關(guān)說法正確的是( )
A. 次磷酸的電離方程式為:H3PO2=H++H2PO2-
B. NaH2PO2是次磷酸的正鹽,其水溶液呈中性
C. 白磷與氫氧化鈉溶液反應(yīng)可得次磷酸鹽,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
P4+9NaOH=3Na2PO2+PH3↑+3H2O
D. 利用(H3PO2)進(jìn)行化學(xué)鍍銀反應(yīng)中,1mol H3PO2最多還原4mol Ag+離子
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