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氨的化合物合成、应用及氨的固定一直是科学研究的热点。 (1)以CO2与NH3为原...

氨的化合物合成、应用及氨的固定一直是科学研究的热点。

1)以CO2NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下:

①2NH3(g)CO2(g)NH2CO2NH4(s)ΔH=-159.47kJ·mol-1

②NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)H2O(g)ΔHakJ·mol-1

③2NH3(g)CO2(g)CO(NH2)2(s)H2O(g)ΔH=-86.98kJ·mol-1

a______________

2)反应2NH3(g)CO2(g)CO(NH2)2(l)H2O(g)在合成塔中进行。下图中三条曲线为合成塔中按不同氨碳比 [n(NH3)/n(CO2)]和水碳比[n(H2O)/n(CO2)]投料时二氧化碳转化率的情况。

曲线水碳比的数值分别为:

A0.60.7       B11.1        C1.51.61

生产中应选用水碳比的数值为 ___________(选填序号)

生产中氨碳比宜控制在4.0左右,而不是4.5的原因可能是                 

3)尿素可用于湿法烟气脱氮工艺,其反应原理为:

NONO2H2O2HNO22HNO2CO(NH2)22N2CO23H2O

当烟气中NONO2按上述反应中系数比时脱氮效果最佳。若烟气中V(NO)∶V(NO2)5∶1时,可通入一定量的空气,同温同压下,V(空气)∶V(NO)            (空气中氧气的体积含量大约为20%)

下图是尿素含量对脱氮效率的影响,从经济因素上考虑,一般选择尿素浓度约为_________%

4)下图表示使用新型电极材料,以N2H2为电极反应物,以HClNH4Cl为电解质溶液制造出既能提供能量,同时又能实现氮固定的新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式___________________。生产中可分离出的物质A的化学式为                   

 

 

(1)+72.49; (2)①A;②氨碳比在4.5时,NH3的量增大较多,而CO2的转化率增加不大,提高了生产成本; (3)①1:1;②5(±0.2)% (4)N2+6e—+8H+=2NH4+;NH4Cl 【解析】 试题分析:(1)①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);△H=-159.47kJ•mol-1,②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);△H=a kJ•mol-1,③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);△H=-86.98kJ•mol-1,依据热化学方程式和盖斯定律①+②=③,得到-159.47KJ/mol+a=-86.98KJ/mol,a=+72.49KJ/mol;故答案为:+72.49; (2)①氨碳比相同时曲线Ⅰ二氧化碳的转化率大,所以生产中选用水碳比的数值为A;故答案为:A; ②氨碳比在4.5时,需要氨气较多,但依据图象分析二氧化碳转化率增大不多,工业合成氨生成工艺较复杂,提高生产成本;故答案为:氨碳比在4.5时,NH3的量增大较多,而CO2的转化率增加不大,提高了生产成本; (3)①当烟气中NO、NO2按上述反应中系数比时脱氮效果最佳,即1:1,若烟气中V(NO):V(NO2)=5:1时,设通入空气中氧气体积为x; 则2NO+O2=2NO2 2x x 2x =1:1,计算得到x=1,空气体积为5,所以同温同压下,V(空气):V(NO)=1:1故答案为:1:1; ②图象分析可知,当尿素浓度为5mol/L左右时,脱氮效率基本不变,所以从经济因素上考虑,一般选择尿素浓度约为5%左右大达到较大的脱氮效率;故答案为:5%; (4)以N2、H2为原料,以HCl-NH4Cl为电解质溶液构成新型燃料电池,正极发生还原反应,即氮气被还原生成NH4+,电极反应式为N2+6e-+8H+=2NH4+;负极是氢气失电子生成氢离子,政绩生成铵根离子在电解质溶液中可以分离出氯化铵;故答案为:N2+6e-+8H+=2NH4+; NH4Cl。 【考点定位】考查用盖斯定律进行有关反应热的计算;化学电源新型电池;化学平衡的影响因素 【名师点晴】本题考查热化学方程式书写方法和盖斯定律计算应用,图象分析和反应条件判断,信息应用能力,原电池电极反应书写的方法应用。盖斯定律的使用方法:①写出目标方程式;②确定“过渡物质”(要消去的物质);③用消元法逐一消去“过渡物质”。  
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甲同学进行Fe2+还原性的实验,针对异常现象进行探究。

步骤一:制取FeCl2溶液.向0.1mol·L-1 FeCl3溶液中加足量铁粉振荡,静置后取上层清液,测得pH1

实验二:向2mL FeCl2溶液中滴加20.1mol·L-1KSCN溶液,无现象;再滴加55% H2O2溶液(物质的量浓度约为1.5mol·L-1pH约为5),观察到溶液变红,大约10秒左右红色褪去,有气体生成(经检验为O2)

1)用离子方程式表示步骤二中溶液变红的原因:________________

2)甲探究步骤二中溶液褪色的原因:

Ⅰ.取褪色后溶液两份,一份滴加FeCl3溶液无现象;另一份滴加KSCN溶液出现红色;

Ⅱ.取褪色后溶液,滴加盐酸和BaCl2溶液,产生白色沉淀。

Ⅲ.2mL 0.1mol·L-1 FeCl3溶液中滴加20.1mol·L-1KSCN溶液,变红,通入O2,无明显变化。

实验I的说明__________________

实验的目的是____________________

得出结论:溶液褪色的原因是酸性条件下H2O2SCN-氧化成SO42-

3甲直接用FeCl2·4H2O配制_________mol·L-1FeCl2溶液,重复步骤二中的操作,发现液体红色并未褪去,进一步探究其原因:

②.用激光笔分别照射红色液体和滴加了KSCN溶液的FeCl3溶液,前者有丁达尔效应,后者无.测所配FeCl2溶液的pH约为3.由此,乙认为红色不褪去的可能原因是:____________________

③.查阅资料后推测,红色不褪去的原因还可能是pH较大时H2O2不能氧化SCN-.乙利用上述部分试剂,通过实验排除了这一可能.乙的实验操作及现象是:

步骤

试剂及操作

 

i

 

生成白色沉淀

ii

i所得溶液中滴加0.1mol·L-1 FeCl3溶液

 

 

 

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溶液X中含有右表中的某5种,且其浓度均为 0.1molL(不考虑水的电离与离子水解)。向X溶液加入足量稀盐酸,有无色气体生成,经分析反应前后阴离子种类没有变化。下列叙述不正确的是

阳离子

Na+Ca2+Fe2+Al3+Fe3+Mg2+

阴离子

OH-HCO3-CO32-Cl-NO3-SO42-

AX溶液中不可能含有HCO3-CO32-

B.生成无色气体的离子方程式为:3Fe2+ +NO3-+4H+=3Fe3++NO+2H2O

C.根据电荷守恒,原溶液中一定含Mg2+

DX溶液中一定含3种阳离子、2种阴离子

 

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将足量的KHCO3溶液不断滴入含等物质的量的KOHBa(OH)2KAlO2的混合溶液中,生成沉淀的物质的量与滴入的KHCO3溶液体积的关系可表示为

 

 

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某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3+,他们使用的药品和装置如下图所示,下列说法不合理的是

A.能表明I-的还原性弱于SO2的现象是B中蓝色溶液退色

B.装置C的作用是吸收SO2尾气,防止污染空气

C.为了验证A中发生了氧化还原反应,加入用稀盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀

D.为了验证A中发生了氧化还原反应,加入KMnO4溶液,紫红色退去

 

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已知:(HF)2(g) 2HF(g)  ΔH>0,且平衡体系的总质量m()与总物质的量n()之比在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是

A.温度:T1<T2                    B.平衡常数:K(a)K(b)<K(c)

C.反应速率:vb>va           D.当=30g·mol-1时,n(HF):n[(HF)2]2:1

 

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