（9分）氮气是制备含氮化合物的一种重要物质，而氮的化合物用途广泛。（1）下面是利用氮气的一...

（9分）

氮气是制备含氮化合物的一种重要物质，而氮的化合物用途广泛。

（1）下面是利用氮气的一种途径

①步骤I中主要利用N2与液态空气中其它成分的________(填性质)不同。

②最新研究发现在碱性溶液中通过电解反应2N2＋6H2O4NH3＋3O2实现氮的固定，阴极上发生的电极反应式为___________________________________。

（2）氨气可以用于侯氏制碱法，其流程如下图所示：

①循环I、II中循环利用的物质X是_________，Y是__________。(填化学式)

②向沉淀池中通入气体时，需要先通入NH3，再通入CO2，其原因是______________。

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（本小题14分）氮气是制备含氮化合物的一种重要物质，而含氮化合物的用途广泛。

（1）图中表示两个常见的固氮反应：

①N2＋3H22NH3

②N2＋O22NO的平衡常数(lg K)与温度的关系，

根据图中的数据判断下列说法正确的是________(填序号)。

A．反应②为放热反应

B．常温下，反应①的反应速率很大，而反应②的反应速率很小

C．升高温度，反应①的反应速率增大，反应②的反应速率减小

D．在常温下，利用反应①固氮和利用反应②固氮反应程度相差很大

（2）工业上也可在碱性溶液中通过电解的方法实现由N2制取NH3：2N2＋6H2O4NH3＋3O2，通入N2的一极是________(填“阴极”或“阳极”)，阳极的电极反应式是____　　　　　　　　　　　 ____。

（3）根据最新“人工固氮”的研究报道，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：

①N2(g)＋3H2O(l)2NH3(g)＋O2(g) ΔH＝a kJ/mol。

已知：②N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol，

2H2(g)＋O2(g)2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ/mol，则a＝__________。

（4）已知：4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1316 kJ·mol－1 ，氨是一种潜在的清洁能源，可用作碱性燃料电池的燃料。

①当温度不同(T2＞T1)、其他条件相同时，下列图像正确的是________(填代号)。

②该燃料电池的负极反应式是____________________________________。

（5）工业上合成氨时，温度过高，氨气的产率降低，试从化学平衡移动原理的角度加以解释：__________________________________________________________________。

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氮气是制备含氮化合物的重要原料，而含氮化合物的用途广泛。回答下列问题：

（1）两个常见的固氮反应为：

N2(g)+O2(g)2NO(g)…………（Ⅰ）

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)…………（Ⅱ）

①气相反应中，某物质A 的组成习惯用分压p(A)代替浓度c(A)，相应的平衡常数用Kp表示。反应（Ⅰ）的平衡常数表达式Kp=_________________。

②反应（Ⅱ）在不同温度下的平衡常数Kp如下表：

则反应(Ⅱ) 的ΔH________0（填“＞”、“＜”或“=”）

（2）合成氨工业中原料气所含的少量CO对合成塔中的催化剂有害，可由“铜洗”工序实现对原料气精制。有关反应的化学方程式如下：

[Cu(NH3)2]Ac(aq)+CO(g) +NH3(g)[Cu(NH3)3] ]Ac·CO(aq)

ΔH=-35 kJ·mol-1，用化学平衡移动原理分析该工序生产的适宜条件为________________________。

（3）氨气是工业制硝酸的主要原料。T℃时，NH3和O2可能发生如下反应：

①4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H= -907kJ•mol-1　

②4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H= -1269kJ•mol-1

其中②是副反应。若要减少副反应，提高NO的产率，最合理的措施是___________________；

T℃时N2和O2反应生成NO的热化学方程式为________________________________。

（4）生产和实验中常采用甲醛法测定铵盐的含氢量。反应原理如下：

4NH4++6HCHO==(CH2)6N4H+（一元酸）+3H++6H2O

实验步骤如下：

①取铵盐样品溶液a mL，加入稍过量的甲醛溶液（已除去其中的酸），静置1分钟；

②滴入1-2滴酚酞溶液，用cmol·L-1的氢氧化钠溶液滴定至溶液呈粉红色且半分钟内不褪去为止，记录消耗氢氧化钠溶液的体积；

③重复以上操作2 次，三次实验平均消耗氢氧化钠溶液VmL。

则样品中的含氮量为____mg·L-1；下列铵盐不适合用甲醛法测定含氮量的是____________（填标号）。

a.NH4HCO3　　　　　　　 b. (NH4)2SO4　　　　　　 c.NH4Cl　　　　　 d.CH3COONH4

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铝及其化合物用途广泛，研究其性质具有重要意义。

（1）铝离子的结构示意图为　　　　　　　　　　 。

（2）美国普度大学研究开发出一种利用铝镓合金制备氢气的新工艺，过程如图1所示：

　　　　　　　　　　　　　　　 图1　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 图2

① 铝镓合金与水反应的化学方程式为______________________。

② 该工艺过程中，能量的转化形式分别有_______________（填“什么能转变为什么能”）。

③ 该工艺过程总反应的实质是_____________________。

（3）室温下，往0.2 mol/L Al2 ( SO4)3溶液中逐滴加入1.0 mol/L NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化的曲线如图2所示。解释c→d过程中pH增大且幅度较大的原因（请结合必要的化学用语）_____________________。

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铁的化合物有广泛用途，如碳酸亚铁(FeCO3)可作为补血剂，铁红(Fe2O3)可作为颜料。利用某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO，还有一定量的SiO2)制备碳酸亚铁的流程如下：

（1）“酸溶”时加快反应速率的方法有___________________(写出一种)。

（2）①“还原”时，FeS2与H2SO4不反应，Fe3+通过两个反应被还原，其中一个反应如下：FeS2 +14Fe3+ +8H2O＝15Fe2++2SO42－+16H+，则另一个反应的离子方程式为：___________；

②FeS2还原后，检验Fe3+是否反应完全的方法是___________。

（3）①“沉淀”时，需控制pH不宜过高，否则生成的FeCO3中可能混有___杂质；

②写出加入NH4HCO3生成“沉淀”的化学方程式：___________________；

③所得FeCO3需充分洗涤，检验沉淀已洗涤干净的方法是_________________。

（4）FeCO3浊液长时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，同时释放出CO2，则与FeCO3反应的物质为_________(填化学式)。

（5）FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3时，也会生成FeO。现煅烧34.8g的FeCO3，得到Fe2O3和FeO的混合物23.76g。则Fe2O3的质量为______ g。

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铁的化合物有广泛用途，如碳酸亚铁(FeCO3)可作为补血剂，铁红(Fe2O3)可作为颜料。利用某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO，还有一定量的SiO2)制备碳酸亚铁的流程如下：

(1)“酸溶”时加快反应速率的方法有________________________________(写出一种)。

(2)①“还原”时，FeS2与H2SO4不反应，Fe3+通过两个反应被还原，其中一个反应如下：FeS2 +14Fe3+ +8H2O＝15Fe2+ +2SO42－+16H+，则另一个反应的离子方程式为：___________________；②FeS2还原后，检验Fe3+是否反应完全的方法是_______________________。

(3)①“沉淀”时，需控制pH不宜过高，否则生成的FeCO3中可能混有____________杂质；

②写出加入NH4HCO3生成“沉淀”的化学方程式：___________________________；

③所得FeCO3需充分洗涤，检验沉淀已洗涤干净的方法是_______________________。

(4)FeCO3浊液长时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，同时释放出CO2，则与FeCO3反应的物质为___________________(填化学式)。

（5）FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3时，也会生成FeO．现煅烧23.2kg的FeCO3，得到Fe2O3和FeO的混合物15.84kg．则Fe2O3的质量为___________kg。

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铁的化合物有广泛用途，如碳酸亚铁(FeCO3)可作为补血剂，铁红(Fe2O3)可作为颜料。利用某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO，还有一定量的SiO2)制备碳酸亚铁的流程如下：

（1）“酸溶”时加快反应速率的方法有___________________(写出一种)。

（2）①“还原”时，FeS2与H2SO4不反应，Fe3+通过两个反应被还原，其中一个反应如下：FeS2 +14Fe3+ +8H2O＝15Fe2++2SO42－+16H+，则另一个反应的离子方程式为：___________；

②FeS2还原后，检验Fe3+是否反应完全的方法是___________。

（3）①“沉淀”时，需控制pH不宜过高，否则生成的FeCO3中可能混有___杂质；

②写出加入NH4HCO3生成“沉淀”的化学方程式：___________________；

③所得FeCO3需充分洗涤，检验沉淀已洗涤干净的方法是_________________。

（4）FeCO3浊液长时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，同时释放出CO2，则与FeCO3反应的物质为_________(填化学式)。

（5）FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3时，也会生成FeO。现煅烧34.8g的FeCO3，得到Fe2O3和FeO的混合物23.76g。则Fe2O3的质量为______ g。

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铁的化合物有广泛用途,如碳酸亚铁(FeCO3)可作为补血剂,铁红(Fe2O3)可作为颜料。利用某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO,还有一定量的SiO2)制备FeCO3的流程如下:

（1）“酸溶”时加快反应速率的方法有______(写出一种)。

（2）①“还原”时,FeS2与H2SO4不反应,Fe3+通过两个反应被还原,其中一个反应如下:

FeS2+14Fe3++8H2O15Fe2++2S+16H+，则另一个反应的离子方程式为_________。

②加入FeS2还原后,检验Fe3+是否反应完全的方法是______________________。

（3）①“沉淀”时,需要控制温度在35 ℃以下,其可能原因是___________________。

②所得FeCO3需充分洗涤,检验沉淀已洗净的方法是______________。

（4）FeCO3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,同时释放出CO2,则与FeCO3反应的物质为_______(填化学式)。

（5）写出在空气中煅烧FeCO3制备高纯氧化铁的化学方程式:_________________。FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3时,也会生成FeO。现煅烧23.2 kg的FeCO3,得到Fe2O3和FeO的混合物15.84 kg,则Fe2O3的质量为____kg。

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甲酸在有机化工中有广泛的用途，工业上可有多种途径来制备甲酸。回答下列问题：

(1)利用光催化制甲酸原理如图所示。

该装置能量转化方式为___。

(2)另一种以Ru化合物为催化剂，用H2和CO2制取甲酸的反应机理如下：

第一步：Ru(OH)2+2H2⇌RuH2+2H2O　　 快速平衡

第二步：RuH2+2CO2→Ru(OOCH)2　　 慢反应(近似认为不影响第一步反应的平衡)

第三步：Ru(OOCH)2+2H2O→2HCOOH+Ru(OH)2　　 快反应

下列表述正确的是___ (填序号)。

A．平衡时v(第一步的逆反应)＞v(第二步反应)

B．反应的中间产物只有Ru(OOCH)2

C．第二步反应中RuH2与CO2的碰撞仅部分有效

D．第三步反应的活化能较低

(3)CO2加氢也可制备甲酸(HCOOH)。

①工业上利用甲酸的能量关系转换图如图：

反应CO2(g)+H2(g) ⇌ HCOOH(g)的焓变△H=___kJ·mol-1。

②温度为T1℃时，将等物质的量的CO2和H2充入体积为1L的密闭容器中发生反应：CO2(g)+H2(g) ⇌ HCOOH(g)　　 K=2

实验测得：v正=k正c(CO2)·c(H2)，v逆=k逆c(HCOOH)，k正、k逆为速率常数。T1℃时，k逆=___(以k正表示)。

③当温度改变为T2℃时，k正=1.9k逆，则T2℃时平衡压强___T1℃时平衡压强(填“＞”“＜”或“=”)，理由是___。

(4)甲酸是唯一能和烯烃发生加成反应的羧酸，目前，科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝(NO)原理，其脱硝机理示意图如图1，脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图2所示。

①写出该脱硝原理总反应的化学方程式：___。

②为达到最佳脱硝效果，应采取的条件是___。

(5)T℃，甲酸与醋酸钠溶液反应：HCOOH+CH3COO- ⇌HCOO-+CH3COOH，该反应的平衡常数为12.5，则该温度下醋酸的电离常数Ka(CH3COOH)=___(T℃时甲酸的电离常数为2×10-4)。

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