哈伯法合成氨技术的相关反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-93kJ/mol
(1)试根据表中所列键能数据计算a的数值为_____________。
(2)在600℃下,向2L密闭容器中充入一定量的反应物并开始上述反应,图表示N2的物质的量随时间的变化曲线。
用H2表示0~10min内该反应的平均速率v(H2)= _____________,若该温度下K=0.0016L2/mol2,则在10min时c(H2)= _____________。
(3)在哈伯合成法中,平衡时NH3的体积分数与反应体系的压强(P)、温度(T)的关系如图B。则P1_____________P2(选填¨大于”、“小于”或¨不能确定”),其他条件相同,不同压强下在刚开始反应时反应物活化分子浓度较大的是_____________(选填“P1”、“P2”、“P3”或“不能确定”),在日本的合成氨工业中,选择合成温度为700℃的较高温,试从化学动力学的角度分析其理由是_____________。
(4)研究表明,合成氨的速率与相关物质的浓度的关系为v=kc(N2)c(H2)3/2c(NH3)-1,k为速率常数。能使合成氨的速率增大的措施是_____________。
A.使用更有效的催化剂
B.总压强一定,增大n(N2 )/n(H2)的值
C.升高反应温度
D.按照原来比值增大反应物的浓度
E.将原容器中NH3及时分离出来
(5)如图是利用NH3催化氧化释放出电能的电池结构示意图(氧化产物为无污染性气体),放电时O2应从_____________(填“a”或“b”)处通入,该电池负极的电极反应式为_____________。
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研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义。
⑴ 将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等。
已知:Fe2O3(s) + 3C(石墨) = 2Fe(s) + 3CO(g) ΔH 1 = +489.0 kJ·mol-1
C(石墨) + CO2(g) =2CO(g) ΔH 2 = +172.5 kJ·mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为___________________________________________。
⑵ 二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) ΔH
① 取一定体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比为1∶3),加入恒容密闭容器中,发生上述反应。反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图所示,则该反应ΔH_______0(填“>”、“<”或“=”)。
② 在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图所示,曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为:KⅠ______KⅡ(填“>” 或“<”)。
⑶ 以CO2为原料还可以合成多种物质。①工业上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为_____________________________________。当氨碳比n(NH3 )/n(CO2 )=3,达平衡时CO2的转化率为60%,则NH3的平衡转化率为______。
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(8分)短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如图所示,其中,T所处的周期序数与主族序数相等。请回答下列问题:
(1)T的原子结构示意图为________。
(2)元素的非金属性(原子的得电子能力):Q________W(填“强于”或“弱于”)。
(3)W的单质与其最高价氧化物的水化物浓溶液共热能发生反应,生成两种物质,其中一种是气体,反应的化学方程式为__________________________。
(4)原子序数比R多1的元素的一种氢化物能分解为它的另一种氢化物,此分解反应的化学方程式是__________________。
(5)R有多种氧化物,其中甲的相对分子质量最小。在一定条件下,2 L的甲气体与0.5 L的氧气相混合,若该混合气体被足量的NaOH溶液完全吸收后没有气体残留,所生成R的含氧酸盐只有一种,则该含氧酸盐的化学式是________________。
(6)在298K下,Q、T的单质各1 mol完全燃烧,分别放出热量a kJ和b kJ。又知一定条件下,T的单质能将Q从它的最高价氧化物中置换出来,若此置换反应生成3 mol Q的单质,则该反应在298K下的ΔH=________(注:题中所涉单质均为最稳定单质)。
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铬是常见的过渡金属之一,研究铬的性质具有重要意义。
(1)在上图装置中,观察到装置甲铜电极上产生大量的无色气体;而装置乙中铜电极上无气体产生,铬电极上产生大量红棕色气体。由此可得到的结论_______________。
(2)工业上使用下图装置,采用石墨作电极电解Na2CrO4溶液,使Na2CrO4转化为Na2Cr2O7,其转化原理为_____。
(3)CrO3和K2Cr2O7均易溶于水,它们是工业废水造成铬污染的主要原因。要将Cr(VI)转化为Cr(III)常见的处理方法是电解法和铁氧磁体法。
①电解法:将含Cr2O72-的废水通入电解槽内,用铁作阳极,在酸性环境中,加入适量的NaC1进行电解,使阳极生成的Fe2+和Cr2O72-发生反应,其离子方程式为___________。阴极上Cr2O72-、H+、Fe3+都可能放电。若Cr2O72-放电,则阴极的电极反应式为_________;若H+放电,则阴极区形成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀。
②铁氧磁体法:在含Cr(VI)的废水中加入绿矾,在pH<4时发生反应使Cr(VI)转化为Cr(III),调节溶液pH为6~8,使溶液中的Fe(I)、Fe(Ⅱ)、Cr(III)析出组成相当于Fe(Ⅱ)[Fe(III)x·Cr (III)2-x]O4(铁氧磁体 的沉淀,则铁氧磁体中x=_________。
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磷化铝(AlP)是一种常用于粮食仓储的广谱性熏蒸杀虫剂,遇水立即产生高毒性气体PH3(沸点-89.7℃,还原性强)。国家卫计委规定粮食中磷化物(以PH3计)的残留量不超过0.05mg/kg时为质量合格,反之不合格。某化学兴趣小组的同学用下述方法测定某粮食样品中残留磷化物的质量以判断是否合格。
在C中加入100g原粮,E中加入20.00mL2.50×10-4mol/ L KMnO4溶液(H2SO4酸化),往C中加入足量水,充分反应后,用亚硫酸钠标准溶液滴定E中过量的KMnO4溶液。回答下列问题:
(1)PH3的电子式为___________。仪器D的名称是___________。
(2)通入空气的作用是___________。
(3)装置B中盛装焦性没食子酸的碱性溶液,其作用是吸收空气中的O2。若去掉该装置,对实验的影响为___________。
(4)装置E中PH3被氧化成磷酸,则装置E中发生反应的离子方程式为__________。收集装置E中的吸收液,加水稀释至250mL,取25.00mL于锥形瓶中,用4.0×10-5mol/L的Na2SO3标准溶液滴定剩余的KMnO4溶液,消耗Na2SO3标准溶液20.00mL,Na2SO3与KMnO4溶液反应的离子方程式为:SO32-+MnO4-+H+→SO42-+Mn2++H2O(未配平),则该原粮样品中磷化物(以PH3计)的质量为__________mg。该原粮样品__________(填“合格”或“不合格”)
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现有 0.175 mol·L-1醋酸钠溶液500 mL,(已知室温下,醋酸的电离平衡常数Ka=1.75×10-5)。
⑴ 写出醋酸钠水解反应的化学方程式______________________________;
⑵ (双选) 下列图象能说明醋酸钠的水解反应达到平衡的是____________;
⑶ (双选) 向醋酸钠溶液中加入少量下列物质,水解平衡向正向移动的有______;
A.冰醋酸 B.纯碱固体 C.醋酸钠固体 D.氯化铵固体
⑷ (双选) 在醋酸钠溶液中加入冰醋酸,溶液中微粒浓度的关系式能成立的有__________;
A.c(CH3COO-) + c(CH3COOH) > c(Na+)
B.c(Na+) > c(CH3COO-) > c(H+) > c(OH-)
C.c(CH3COO-) > c(Na+) > c(H+) > c(OH-)
D.c(CH3COO-) > c(H+) > c(OH-) > c(Na+)
⑸ 欲配制0.175 mol·L-1醋酸钠溶液500 mL,可采用以下两种方案:
方案一:用托盘天平称取___________g无水醋酸钠,溶于适量水中,配成500 mL溶液。[已知:M(CH3COONa) = 82g/mol ]
方案二:用体积均为250 mL且浓度均为___________mol·L-1的醋酸与氢氧化钠两溶液混合而成(设混合后的体积等于混合前两者体积之和)。
⑹ 在室温下,0.175 mol·L-1醋酸钠(CH3COONa)溶液的pH约为__________。
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CO用途广泛,工业应用时离不开平衡思想的指导:
Ⅰ.在某一容积为5L的体积不变的密闭容器内,加入0.3 mol 的CO和0.3mol的H 2O,在催化剂存在和800℃的条件下加热,发生如下反应:CO(g)+H20(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H>0,反应中CO2的浓度随时间变化情况如下图:
(1)根据图上数据,该温度(800℃)下的平衡常数K=____________________________。
(2)在体积不变的条件下,改变下列条件能使平衡常数K增大的有______________(填字母)
A.升高温度 B.降低温度
C.增大压强 D.减小压强
E.加入催化剂 G.移出一氧化碳气体
(3)若保持温度和容器的体积不变,在(1)中上述平衡体系中,再充入0.3mol的水蒸气,重新达到平衡后,H2O的转化率______________(填“升高”、“降低”、“不变”)。
(4)在催化剂存在和800℃的条件下,在某一时刻测得c(CO)=c(H2O)=0.09mol/L;c(CO2)=c(H2)= 0.13mol/L,则此时正、逆反应速率的大小:υ正______________υ逆(填“>”、“<”或“=”)。
Ⅱ、还原法炼铅,包含反应PbO(s)+CO(g)⇌Pb(s)+C02(g) △H,该反应的平衡常数的对数值与温度的关系如下表:
温度/℃ | 300 | 727 | 1227 |
lgK | 6.17 | 2.87 | 1.24 |
(5)该反应的△H______________0(选填“>”、“〈”或“=”)。
(6)当lgK=1,在恒容密闭容器中放入PbO并通入CO,达平衡时,混合气体中CO的体积分数为____(保留两位有效数字);若向容器中充入一定量的CO气体后,平衡发生移动,再次达到平衡时,CO的百分含量______________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
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Na2SO3是常见的一种盐,工业上可作防腐剂、去氯剂和还原剂。
(1)Na2SO3固体隔绝空气加强热,反应后的固体中含有S2-。反应的化学方程式为________________;若有0.5molNa2SO3参加反应,则电子转移个数为_____________________。
(2)将0.1mol/L Na2SO3溶液先升温再降温,测定温度变化过程中的pH,数据如下:
时刻 | ① | ② | ③ | ④ |
温度/℃ | 25 | 30 | 40 | 25 |
pH | 9.66 | 9.52 | 9.37 | 9.25 |
①时刻Na2SO3溶液中水的电离程度_______同温下纯水中水的电离程度(填)“>”、“<”或“=”);应用平衡原理解释该原因_________________________________。④的pH略小于①,是由于______________________。设计一个简单实验来证明_____________________。
(3)将Na2SO3溶液中所有离子浓度由大到小排列_________________________________。
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晶体硅是良好的半导体材料,多晶硅主要采用SiHCl3还原工艺生产。
(1)硅原子核外有_____种能量不同的电子。氯离子的核外电子排布式为________________________。短周期主族元素中,氯元素及与其相邻元素的原子半径从大到小的顺序是________。
(2)从原子结构角度解释硅元素与氯元素的非金属性强弱________________________。
(3)900℃以上发生SiHCl3(g)+H2(g)Si(s)+3HCl(g)反应,平衡时H2的百分含量随温度、压强(P)变化如图(K为不同条件时得平衡常数)。从化学反应速率角度来说明上述反应已达到平衡状态_______。
(4)若反应容器的容积为2L,10min后达到平衡,测得固体的质量增加了2.8g,则HCl的平均反应速率为______________。
(5)P1____P2(选填“>”、“<”或“=”);K1、K2、K3大小关系式为___________。
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铜及其合金是人类最早使用的金属材料。
(1)基态铜原子的电子排布式为___________________。
(2)图1是Cu2O 的晶胞,Cu 原子配位数为_________________。
(3)科学家通过X射线推测胆矾中既含有配位键,又含有氢键,其结构示意图可表示如图2。
①SO42-中S原子的杂化类型为________________,写出一个与SO42-互为等电子体的分子的化学式____________________。
②胆矾的化学式用配合物的形式可表示为_______________。1mol 胆矾所含σ键的数目为:______________ 。
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