氮的化合物在国防建设、工农业生产和生活中有广泛的用途。请回答下列问题:
(1)已知25℃,NH3·H2O的Kb=1.8×10−5,H2SO3的Ka1=1.3×10−2,Ka2=6.2×10−8。
① 若氨水的浓度为2.0 mol·L-1,溶液中的c(OH−)=_________________mol·L−1。
②将SO2通入2.0 mol·L-1氨水中(溶液的体积保持不变),当c(OH−)降至1.0×10−7 mol·L−1时,溶液中的 =______;(NH4)2SO3溶液中的质子守恒____________。
(2)室温时,向100 mL 0.1 mol·L-1HCl溶液中滴加0.1 mol·L-1氨水,得到溶液pH与氨水体积的关系曲线如图所示:
①试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是_________;
②在b点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是___________;
③写出a点混合溶液中下列算式的精确结果(不能近似计算):c(Cl-)- c(NH4+)=____________,c(H+)- c(NH3·H2O)=____________;
(3)亚硝酸(HNO2)的性质和硝酸类似,但它是一种弱酸。常温下亚硝酸的电离平衡常数Ka=5.1×10-4;H2CO3的Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11。常温下向含有2mol碳酸钠的溶液中加入含1mol HNO2的溶液后,溶液中CO32-、HCO3-和NO2-的浓度由大到小的顺序是______ 。
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(1)盐酸中加入少量K2FeO4固体,产生黄绿色气体。该反应的化学方程式是___。
(2)用NaClO-NaOH溶液氧化AgNO3,制得高纯度的纳米级Ag2O2。写出该反应的离子方程式:___。
(3)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式:___。
(4)Cl2与热的NaOH溶液反应生成NaClO3,该反应的离子方程式为___。
(5)在酸性条件下,NaHSO3使Cr2O72-还原成为Cr3+,写出该反应的离子方程式:___。
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2019年国际非政府组织“全球碳计划”12月4日发布报告:研究显示,全球二氧化碳排放量增速趋于缓。CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。
(1)一种途径是将CO2转化为成为有机物实现碳循环。如:
C2H4 (g) + H2O (l) = C2H5OH (l) ΔH=-44.2 kJ·mol-1
2CO2(g) + 2H2O (l) =C2H4 (g) +3O2(g) ΔH=+1411.0 kJ·mol-1
2CO2(g) + 3H2O (l) = C2H5OH (l) + 3O2(g) ΔH=___________
(2)CO2甲烷化反应是由法国化学家Paul Sabatier 提出的,因此,该反应又叫Sabatier反应。CO2催化氢化制甲烷的研究过程:
①上述过程中,产生H2反应的化学方程式为:___________________________________。
②HCOOH是CO2转化为CH4的中间体:CO2 HCOOH
CH4。当镍粉用量增加10倍后,甲酸的产量迅速减少,当增加镍粉的用量时,CO2镍催化氢化制甲烷的两步反应中反应速率增加较大的一步是_______________(填I或II)
(3)CO2经催化加氢可以生成低碳烃,主要有两个竞争反应:
反应I:CO2(g) + 4H2 (g)CH4 (g) +2H2O(g)
反应II:2CO2(g) + 6H2 (g)C2H4 (g) +4H2O(g)
在1L密闭容器中冲入1molCO2和4molH2,测得平衡时有关物质的物质的量随温度变化如图所示。T1℃时,CO2的转化率为_________。T1℃时,反应I的平衡常数K=_______。
(4)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为2CO2(g) + 6H2 (g)C2H5OH (g) +4H2O(g) ΔH,m代表起始时的投料比,即m=
.
①图1中投料比相同,温度T3>T2>T1,则ΔH_____(填“>”或“<”)0.
②m=3时,该反应达到平衡状态后p(总)=20ɑ MPa ,恒压条件下各物质的物质的量分数与温度的关系如图2.则曲线b代表的物质为_______(填化学式)
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化合物Mg5Al3(OH)19(H2O)4可作环保型阻燃材料,受热时按如下化学方程式分【解析】
2Mg5Al3(OH)19(H2O)4=27H2O+10MgO+3Al2O3
(1)写出该化合物作阻燃剂的两条依据__、__;
(2)用离子方程式表示除去固体产物中Al2O3的原理__。
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目前,我国使用的能源主要是煤、石油、天然气等,这些能源都是不可再生且污染环境的能源,研究和开发清洁而又用之不竭的能源是未来发展的首要任务。科学家预测氢能将是21世纪最理想的新能源之一。
(1)为了有效发展民用氢能源,首先必须制得廉价的氢气。下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是________(填序号)。
A.电解水 B.锌和稀硫酸反应 C.光解海水
(2)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。
已知:
由甲烷制氢气的一个缺点是________。
(3)将进行热分解也可以制得氢气
。热分解制氢气时,常向反应器中通入一定比例的空气,使部分
燃烧,其目的是_________________________。
(4)镁铝合金()是一种潜在的贮氢材料,可在氩气保护下,将一定化学计量比的
、
单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为
得到的混合物
在一定条件下可释放出氢气。
①熔炼制备镁铝合金()时通入氩气的目的是____________________________________。
②在足量的的
溶液中,混合物Y能完全释放出
。
完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应,释放出
的物质的量为________。
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过碳酸钠是一种多用途的新型漂白剂,化学式可表示为aNa2CO3·bH2O2,过碳酸钠溶于水分解成Na2CO3和H2O2。
(1)FeOCl常用作过碳酸钠使用时的催化剂。FeCl3·6H2O在250℃时分解可得到FeOCl,该反应的化学方程式为______________________________________。
(2)测定某样品中过碳酸钠化学式的实验步骤如下(样品中杂质不参加反应):
步骤Ⅰ:称取样品0.800 0 g于锥形瓶中,加水溶解,滴加甲基橙作指示剂,用0.200 0 mol·L-1H2SO4溶液滴定至终点,消耗硫酸25.00 mL。
步骤Ⅱ:另称取样品0.800 0 g于锥形瓶中,加水溶解,加稀硫酸酸化,用0.100 0 mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点(滴定过程中MnO被还原为Mn2+),消耗KMnO4溶液30.00 mL。
①步骤Ⅰ中,滴定终点的现象是____________________。
②步骤Ⅱ中,若样品溶于水酸化后放置一段时间,然后再进行滴定,则过碳酸钠化学式中a∶b的测定结果将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③通过计算确定该过碳酸钠化学式(写出计算过程)。___________
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298K时,将、
和20mLNaOH溶液混合,发生反应:
。溶液中
与反应时间(t)的关系如图所示
下列可判断反应达到平衡的是________(填标号)
A.溶液的pH不再变化
B.
C.不再变化
D.
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以NOx 为主要成分的雾霾的综合治理是当前重要的研究课题。
I.汽车尾气中的 NO(g)和 CO(g)在一定条件下可发生反应生成无毒的N2 和 CO2:
(1)已知:①N2(g)+O2(g)2NO(g) △H1= +180.5 kJ·mol-1 ②CO 的燃烧热△H2 = - 283.0 kJ·mol-l,则反应③ 2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g) △H3 =_______。
(2)某研究小组在三个容积为 5 L 的恒容密闭容器中,分别充入 0.4mol NO 和 0.4 mol CO,发生反应③ 。在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变),反应体系总压强随时间的变化如图所示:
①温度:T1_____T2(填“<”“=”或“>”)。
②CO 的平衡转化率:Ⅰ_____Ⅱ_____Ⅲ(填“<”“=”或“>”)。
③反应速率:a 点的 v逆_____b 点的 v正 (填“<”“=”或“>”)。
④T2 时的平衡常数 Kc=_____。
(3)将 NO和 CO以一定的流速通过两种不同的催化剂(cat1、cat2)进行反应,相同时间内测量的脱氮率(脱氮率即 NO的转化率)如图所示。M 点_____(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率, 说明理由_________。
Ⅱ.N2O是一种强温室气体,且易形成颗粒性污染物,研究N2O的分解反应 2N2O=2N2+O2对环境保护有重要意义。
(4)碘蒸气存在能大幅度提高 N2O 的分解速率,反应历程为:
第一步 I2(g)2I(g)快速平衡,平衡常数为K
第二步 I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g) v = k1·c(N2O)·c(I) 慢反应
第三步 IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+1/2I2(g) 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)。
① k =_____(用含 K 和 k1 的代数式表示)。
②下列表述正确的是_____。
a.IO 为反应的中间产物
b.碘蒸气的浓度大小不会影响 N2O的分解速率
c.第二步对总反应速率起决定作用
d.催化剂会降低反应的活化能,从而影响△H
(5)通过 N2O 传感器可监测环境中 N2O 的含量,其工作原理如图所示
①NiO电极上的电极反应式为_____。
②N2O浓度越高,则电压表读数越_____。(填“高”或“低”)
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碳酸亚铁(白色固体,难溶于水)是一种重要的工业原料,可用于制备补血剂乳酸亚铁,也可用作可充电电池的电极。某研究小组通过下列实验,寻找利用复分解反应制备FeCO3的最佳方案:
实验 | 试剂 | 现象 | |
滴管 | 试管 | ||
| 0.8 mol/L FeSO4溶液 (pH=4.5) | 1 mol/L Na2CO3溶液 (pH=11.9) | 实验Ⅰ:立即产生灰绿色沉淀,5min后出现明显的红褐色 |
0.8 mol/L FeSO4溶液 (pH=4.5) | 1 mol/L NaHCO3溶液 (pH=8.6) | 实验Ⅱ:产生白色沉淀及少量无色气泡,2min后出现明显的灰绿色 | |
0.8 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2 溶液(pH=4.0) | 1 mol/L NaHCO3溶液 (pH=8.6) | 实验Ⅲ:产生白色沉淀及无色气泡,较长时间保持白色 |
(1)实验I中红褐色沉淀产生的原因可用如下反应表示,请补全反应:_____________
Fe2++
+
+
H2O
Fe(OH)3 +
HCO3−
(2)实验II中产生FeCO3的离子方程式为__________________。
(3)为了探究实验III中NH4+所起的作用,甲同学设计了实验IV进行探究:
操作 | 现象 | |
实验IV | 向0.8 mol/L FeSO4溶液中加入________,再加入一定量Na2SO4固体配制成混合溶液(已知Na+对实验无影响,忽略混合后溶液体积变化)。再取该溶液一滴管,与2mL 1mol/L NaHCO3溶液混合 | 与实验III现象相同 |
实验IV中加入Na2SO4固体的目的是_________。
对比实验II、III、IV,甲同学得出结论:NH4+水解产生H+,降低溶液pH,减少了副产物Fe(OH)2的产生。
乙同学认为该实验方案不够严谨,应补充的对比实验操作是:_________,再取该溶液一滴管,与2mL 1mol/L NaHCO3溶液混合。
(4)小组同学进一步讨论认为,定性实验现象并不能直接证明实验III中FeCO3的纯度最高,需要利用如图所示的装置进行定量测定。分别将实验I、II、III中的沉淀进行过滤、洗涤、干燥后称量,然后转移至A处的广口瓶中。
① 补全A中装置并标明所用试剂。____________
② 为测定FeCO3的纯度,除样品总质量外,还需测定的物理量是____________。
(5)实验反思:经测定,实验III中的FeCO3纯度高于实验I和实验II。通过以上实验分析,制备FeCO3实验成功的关键因素是____________。
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(1)油酸的化学式为,其结构中含有
、和
两种官能团,则通过实验检验
的方法是__________;通过实验检验
的方法是______。
(2)某种油脂发生氢化反应,需标准状况下氢气的体积为
;等物质的量的该油脂氢化后,再发生皂化反应共消耗
。若该油脂是简单甘油酯,则它的结构可表示为______。
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