(8分)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2、压强1.0×105 Pa、反应时间3 h):
T/℃ | 30 | 40 | 50 | 60 |
NH3生成量/10-6 mol | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 6.1 |
相应的热化学方程式:N2(g)+3H2O(l) 2NH3(g)+O2(g) ΔH=+765.2 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)请画出上述反应N2(g)+3H2O(l) 2NH3(g)+O2(g) ΔH=+765.2 kJ·mol-1
在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化的示意图,并进行必要标注。
(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议:___________________________。
(3)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数为。
①该条件下N2的平衡转化率为___________
②该条件下反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数为_____________
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某同学采用如图装置进行实验,证明了铜与稀硝酸反应生成了NO。实验时,先向注射器内加入一定量的稀硝酸,排净注射器内的空气,迅速将带有铜丝的橡皮帽盖上,一段时间后,注射器内有无色气体产生。
(1)请写出铜与稀硝酸反应的化学方程式__________________。
(2)若证明无色气体是NO的实验操作和现象是________________。
一氧化氮是大气污染物之一。目前,有一种治理方法是在400 ℃左右、有催化剂存在的情况下,用氨把一氧化氮还原为氮气和水。该反应的化学方程式为4NH3+6NO5N2+6H2O,每有10mol N2生成,氧化产物与还原产物的比___________,反应中转移的电子的电子数为___________。
(3)若将上述稀硝酸换成浓硝酸,其生成的气体通入水中,发生反应的化学方程式为____________。
(4)分别将等质量的铜片与等体积过量的浓、稀硝酸反应,所得溶液前者呈绿色,后者呈蓝色。某同学认为可能是Cu2+浓度的差异引起的,你认为是否正确? (填“正确”或“不正确”),理由是 。
(5)①写出实验室由NH4Cl和Ca(OH)2加热制取氨气的化学方程式:__________________;检验氨 气已收集满的方法是: 。
②进行喷泉实验,若在水中加入酚酞,得到红色喷泉。该实验体现了氨气的两个重要性质分别是_______________、______________。
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雄黄(AS4S4)和雌黄(As2S3)是提取砷的主要矿物原料,二者在自然界中共生。
(1)As2S3和SnCl2在盐酸中反应转化为As4S4和SnCl4并放出H2S气体。上述反应中的氧化剂是 ,反应产生的气体可用 吸收。
(2)As2S3和HNO3有如下反应:As2S3+ 10H++ 10NO3—=2H3AsO4+ 3S+10NO2↑+ 2H2O若生成2mol H3AsO4,则反应中转移电子的物质的量为 。若将该反应生成的气体用烧碱溶液吸收,则该反应的离子方程式为 。
(3)若反应产物NO2与11.2L O2(标准状况)混合后用水吸收全部转化成浓HNO3,然后与过量的碳反应,反应的化学方程式为 ,所产生的CO2的量 (选填编号)。
a.小于0.5 mol b.等于0.5 mol c.大于0.5mol d.无法确定
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工业上制取冰晶石(Na3AlF6)的化学方程式如下:
2Al(OH)3+ 12HF+ 3Na2CO3=2Na3AlF6+ 3CO2↑+ 9H2O根据题意完成下列填空:
(1)在上述反应的反应物和生成物中,属于非电解质分子的电子式为 。过量该物质与偏铝酸钠溶液反应的离子方程式为 。
(2)反应物中有两种元素在元素周期表中位置相邻,下列能判断它们的金属性或非金属性强弱的是 (选填编号)。
a.气态氢化物的稳定性 b.最高价氧化物对应水化物的酸性
c.单质与氢气反应的难易 d.单质与同浓度酸发生反应的快慢
(3)反应物中某些元素处于同一周期。它们最高价氧化物对应的水化物之间发生反应的离子方程式为 。
(4)Na2CO3俗称纯碱,属于 化合物(填离子“离子”、“共价”)。工业上侯氏制碱法的原料是 。
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标准状况下,22.4LHCl气体溶于50mL水再配成250mL溶液,求:
(1)所得盐酸的物质的量浓度为 ;
(2)若将此溶液再稀释成1L溶液,则稀释后盐酸的物质的量浓度变为 ;
(3)将(2)的溶液取出250mL与足量Zn反应可以产生的H2在标准状况下的体积为 。
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将总物质的量为n mol的钠和铝(其中钠的物质的量分数为x),投入一定量的水中充分反应,共收集到标准状况下的气体V L.按要求填空:
(1)x=0.5时,V= (用含n的代数式表示)。
(2)若金属有剩余,则x的取值范围为:
(3)若金属没有剩余,则V的取值范围为: (用含n的代数式表示)。
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重大科技进展中的其中一项为:储氢碳纳米管研究获重大进展,用电弧法合成碳纳米管,常伴有大量杂质——碳纳米颗粒。这种碳纳米颗粒可用氧化汽化法提纯。其反应式为:
K2Cr2O7+C+H2SO4→Cr2(SO4)3+K2SO4+H2O+CO2↑
(1)配平上述反应的化学方程式
K2Cr2O7 + C + H2SO4 = Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O + CO2↑
(2)此反应的氧化剂为 ;氧化产物是 。(填化学式)
(3)要使10mL 1.0 mol·L-1的K2Cr2O7溶液被还原,至少要加入 ml2.0 mol·L-1的H2SO4溶液。
(4)H2SO4在上述反应中表现出来的性质是 (填选项编号)
A.酸性 B.氧化性 C.吸水性 D.还原性
(5)在配平H2O2、KMnO4、H2SO4三者反应的化学方程式时,出现多套配平系数,如:
a.7H2O2+2KMnO4+3H2SO4=2MnSO4+6O2↑+K2SO4+10H2O
b.5H2O2+2KMnO4+3H2SO4=2MnSO4+5O2↑+K2SO4+8H2O
c.9H2O2+2KMnO4+3H2SO4=2MnSO4+7O2↑+K2SO4+12H2O
用H218O2进行示踪实验(18O为示踪原子),证实生成的氧气全部是18O2,仅据这一实验事实,回答下列问题:
H2O2仅起还原剂作用的化学方程式是 (填序号a、b、c)。
研究三个化学方程式各组系数的变化规律,写出符合该规律的一个新的化学方程式 。
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(每空2分,共10分)决定物质性质的原子或原子团叫官能团,具有相同官能团的物质具有相似的性质。乙醇的官能团为羟基(-OH),乙酸的官能团为羧基(-COOH),由课本中乙醇和乙酸的性质请推测乳酸的性质。乳酸的结构简式为:
请回答下列问题:
(1)当乳酸在浓硫酸催化加热条件下发生酯化反应时,能产生多种酯类化合物,请写出两种该类产物的结构简式 、 ;
(2)请写出乳酸发生催化氧化反应时产物的结构简式: ;
(3)乳酸与金属钠反应的化学方程式: ;
(4)乳酸与Na2CO3溶液反应的化学方程式: 。
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(每空2分,共12分)已知X、Y、Z、W、L为五种短周期元素,非金属元素X最外层电子数与其周期序数相同,Y的最外层电子数是其所在周期数的2倍。Y在Z中充分燃烧能生成其最高价化合物YZ2。W+与Z2-具有相同的电子数。X在L中燃烧,产物XL溶于水得到一种强酸。请回答下列问题:
(1)X在周期表中的位置是 。请写出实验室制备单质L的化学方程式 ,尾气处理的离子方程式: 。
(2)由X分别与Y、Z形成的最简单化合物的稳定性关系为: 。
(3)由X、Y、Z、W组成的一种盐,在面食中有大量使用,其俗名为: ,在其水溶液中滴入由X、Y、Z形成的日常生活中常见的一种酸,反应的离子方程式为: 。
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(每空2分,共8分)选择下列实验方法分离物质,将分离方法的序号填在横线上。
A、萃取法
B、加热分解
C、重结晶法
D、分液法
E、蒸馏法
F、过滤法
(1) 分离饱和食盐水和沙子的混合物;
(2) 从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中获得硝酸钾;
(3) 从溴水中提取溴;
(4) 分离四氯化碳(沸点为76.75°C)和甲苯(沸点为110.6°C)的混合物,已知四氯化碳和甲苯互溶。
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