氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点。 (1)以CO2与NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下: ①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);ΔH=-159.47 kJ·mol-1 ②NH2CO2NH4(s)=CO (NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=a kJ·mol-1 ③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=-86.98 kJ·mol-1则a为 。 (2)反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) 在合成塔中进行。下图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ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。 ①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的数值分别为: A.0.6~0.7 B.1~1.1 C.1.5~1.61 生产中应选用水碳比的数值为 (选填序号)。 ②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: NO+NO2+H2O=2HNO2;2HNO2+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+3H2O。 ①当烟气中NO、NO2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%)。 ②图2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)图3表示使用新型电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl-NH4Cl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 。
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纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,下表为制取Cu2O的三种方法:
已知:2Cu(s)+1/2O2(g)=Cu2O(s);△H=-akJ·mol-1 C(s)+1/2O2(g)=CO(g);△H=-bkJ·mol-1 Cu(s)+1/2O2(g)=CuO(s);△H=-ckJ·mol-1 则方法Ⅰ发生的反应:2CuO(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g) △H = kJ·mol-1 (1)工业上很少用方法Ⅰ制取Cu2O是由于方法Ⅰ反应条件不易控制,若控温不当,会降低Cu2O产率,请分析原因: 。 (2)方法Ⅱ为加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2来制备纳米级Cu2O,同时放出N2。该制法的化学方程式为 。 (3)方法Ⅱ采用离子交换膜控制电解液中OH-的浓度而制备纳米Cu2O,装置如图所示,写出电极反应式:阴极 ;阳极 。 (4)在相同的密闭容器中,用方法Ⅱ和方法Ⅲ制得的Cu2O分别进行催化分解水的实验:2H2O(g) 2H2(g)+ O2(g) ⊿H >0,水蒸气的浓度(mol·L-1)随时间t (min)变化如下表所示:
下列叙述正确的是 (填字母代号)。 a.实验的温度T2小于T1 b.实验①前20 min的平均反应速率v(O2)=7×10-5 mol·L-1 min-1 c.实验②比实验①所用的催化剂催化效率高 d.实验①、②、③的化学平衡常数的关系:K1=K2<K3
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氨气常用作致冷剂及制取铵盐和氮肥,是一种用途广泛的化工原料。 (1)下图是当反应器中按按n(N2):n(H2)=1:3投料后,在200℃、400℃、600℃下,反应达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线。 ①曲线a对应的温度是 。 ②关于工业合成氨的反应,下列叙述正确的是 (填字母)。 A.及时分离出NH3可以提高H2的平衡转化率 B.加催化剂能加快反应速率且提高H2的平衡转化率 C.上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K(M)= K(Q) >K(N) ③ M点对应的H2转化率是 。 (2)工业制硫酸的尾气中含较多的SO2,为防止污染空气,回收利用SO2,工业上常用氨水吸收法处理尾气。当氨水中所含氨的物质的量为3 mol ,吸收标准状况下44.8 L SO2时,溶液中的溶质为 。 (3)氨气是一种富氢燃料,可以直接用于燃料电池,下图是供氨水式燃料电池工作原理: ①氨气燃料电池的电解质溶液最好选择 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)溶液。 ②空气在进入电池装置前需要通过过滤器除去的气体是 。 ③氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水,该电池正极的电极反应方程式是 。
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前20号主族元素A、B、、C、D、E、F的原子序数依次增大,它们的原子核最外层电子数之和为18,A的原子半径为自然界最小,B、F为同一主族,E为地壳中含量最多的金属元素,F原子最外层与最内曾电子数相等,C、D可以形成两种常见化合物。是回答以下问题: (1)写出FC2的电子式 ,FC2与A2D反应的化学方程式为 。 (2)AC、D三种元素形成的化合物C2A4D2中一定含有 。(填“离子键”、“极性共价键”或“非极性共价键”) (3)由D、E、F形成的简单离子的离子半径由大到小的顺序是 。(用元素离子符号表示) (4)元素B的性质与元素E的性质很相似,写出下列反应的离子方程式: 单质B与氢氧化钠溶液反应: ; B的氧化物与氢氧化钠溶液反应: 。
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在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:(已知N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1)
下列说法正确的是 A.2c1>c3 B.a+b=92.4 C.2p2<p3 D.α1+α3=1
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某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200mL,平均分成两份。向其中一份中逐渐加入铜粉,最多能溶解9.6 g。向另一份中逐渐加入铁粉,产生气体的量随铁粉质量增加的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析或结果错误的是 A.原混合酸中NO3-物质的量为0.1 mol B.OA段产生的是NO,AB段的反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+,BC段产生氢气 C.第二份溶液中最终溶质为FeSO4 D.H2SO4浓度为2.5 mol·L-1
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硼氢化钠(NaBH4)为白色粉末,容易吸水潮解,可溶于异丙胺(熔点:-101℃,沸点:33℃),在干空气中稳定,在湿空气中分解,是无机合成和有机合成中常用的选择性还原剂。某研究小组采用偏硼酸钠(NaBO2)为主要原料制备NaBH4,其流程如下: 下列说法不正确的是 A.实验室中取用少量钠需要用到的实验用品有镊子、滤纸、玻璃片和小刀 B.操作②、操作③分别是过滤与蒸发结晶 C.反应①加料之前需将反应器加热至100℃以上并通入氩气 D.反应①中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶2
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利用催化技术可将汽车尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式如下:2NO+2CO2CO2+N2。某温度下,在容积不变的密闭容器中通入NO和CO,测得不同时间的NO和CO的浓度如下表:
下列说法中,不正确的是 A.2s内的平均反应速率υ(N2)=1.875×10-4mol·L-1·s-1 B.在该温度下,反应的平衡常数K=5 C.若将容积缩小为原来的一半,NO转化率大于90% D.使用催化剂可以提高单位时间CO和NO的处理量
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某固体粉末甲中可能含有K2CO3、KNO3、NaNO2、K2SO3、Na2SO4、FeO、Fe2O3中的若干种,某同学为确定该固体粉末的成分,取甲进行连续实验,实验过程及现象如下: 该同学得出的结论正确的是 A.根据现象1可推出该固体粉末中含有钠元素,但不含钾元素 B.根据现象2可推出该固体粉末中一定含有NaNO2 C.根据现象3可推出该固体粉末中一定含有Na2SO4 D.根据现象4和现象5可推出该固体粉末中一定含有FeO和Fe2O3
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下列有关反应热的叙述中正确的是 ①已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1,则氢气的燃烧热为△H=-241.8 kJ·mol-1 ②由单质A转化为单质B是一个吸热过程,由此可知单质B比单质A稳定 ③X(g)+Y(g)Z(g)+W(s) ΔH>0,恒温恒容条件下达到平衡后加入X,上述反应的ΔH增大 ④已知:
上表数据可以计算出的焓变 ⑤根据盖斯定律,推知在相同条件下,金刚石或石墨燃烧生成1 mol CO2固体时,放出的热量相等 ⑥25℃,101 kPa时,1 mol碳完全燃烧生成CO2所放出的热量为碳的燃烧热 A.①②③④ B.③④⑤ C.④⑤ D.⑥
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