【題目】氮的化合物合成、應(yīng)用及氮的固定一直是科學(xué)研究的熱點(diǎn)。
(1)以CO2與NH3為原料合成化肥尿素的主要反應(yīng)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
則a為 。
(2)反應(yīng)2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) 在合成塔中進(jìn)行。下圖1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三條曲線為合成塔中按不同氨碳比 [n(NH3)/n(CO2)]和水碳比[n(H2O)/n(CO2)]投料時(shí)二氧化碳轉(zhuǎn)化率的情況。
圖1 圖2 圖3
①曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的數(shù)值分別為:
A. 0.6~0.7 B. 1~1.1 C. 1.5~1.61
生產(chǎn)中應(yīng)選用水碳比的數(shù)值為 (選填序號(hào))。
②生產(chǎn)中氨碳比宜控制在4.0左右,而不是4.5的原因可能是 。
(3)尿素可用于濕法煙氣脫氮工藝,其反應(yīng)原理為:
NO+NO2+H2O=2HNO2;2HNO2+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+3H2O。
①當(dāng)煙氣中NO、NO2按上述反應(yīng)中系數(shù)比時(shí)脫氮效果最佳。若煙氣中V(NO)∶V(NO2)=5∶1時(shí),可通入一定量的空氣,同溫同壓下,V(空氣)∶V(NO)= (空氣中氧氣的體積含量大約為20%)。
②圖2是尿素含量對(duì)脫氮效率的影響,從經(jīng)濟(jì)因素上考慮,一般選擇尿素濃度約為 %。
(4)圖3表示使用新型電極材料,以N2、H2為電極反應(yīng)物,以HCl-NH4Cl為電解質(zhì)溶液制造出既能提供能量,同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)氮固定的新型燃料電池。請(qǐng)寫出該電池的正極反應(yīng)式 。生產(chǎn)中可分離出的物質(zhì)A的化學(xué)式為 。
【答案】20.(14分)
(1)+72.49(2分)
(2)①A (2分)
②氨碳比在4.5時(shí),NH3的量增大較多,而CO2的轉(zhuǎn)化率增加不大,提高了生產(chǎn)成本(2分)
(3)①1∶1(2分) ②5(±0.2)% (2分)
(4)N2+6e—+8H+=2NH4+(2分) NH4Cl(2分)
【解析】試題解析: 依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律①+②=③,得到-159.47KJ/mol+a=-86.98KJ/mola=+72.49KJ/mol;答案為:+72.49;(2)①氨碳比相同時(shí)曲線Ⅰ二氧化碳的轉(zhuǎn)化率大,所以生產(chǎn)中選用水碳比的數(shù)值為A;答案為:A;②氨碳比在4.5時(shí),需要氨氣較多,但依據(jù)圖象分析二氧化碳轉(zhuǎn)化率增大不多,工業(yè)合成氨生成工藝較復(fù)雜,提高生產(chǎn)成本;答案為:氨碳比在4.5時(shí),NH3的量增大較多,而CO2的轉(zhuǎn)化率增加不大,提高了生產(chǎn)成本;(3)①當(dāng)煙氣中NO、NO2按上述反應(yīng)中系數(shù)比時(shí)脫氮效果最佳,即1:1,若煙氣中V(NO):V(NO2)=5:1時(shí),設(shè)通入空氣中氧氣體積為x;則2NO+O2=2NO2(5×2x)/(1+2x) =1:1,計(jì)算得到x=1;空氣體積為5;所以同溫同壓下,V(空氣):V(NO)=1:1②圖象分析可知,當(dāng)尿素濃度為5mol/L左右時(shí),脫氮效率基本不變,所以從經(jīng)濟(jì)因素上考慮,一般選擇尿素濃度約為5%左右大達(dá)到較大的脫氮效率;(4)以N2、H2為原料,以HCl-NH4Cl為電解質(zhì)溶液構(gòu)成新型燃料電池,正極發(fā)生還原反應(yīng),即氮?dú)獗贿原生成NH4+,電極反應(yīng)式為N2+6e-+8H+=2NH4+;負(fù)極是氫氣失電子生成氫離子,政績(jī)生成銨根離子在電解質(zhì)溶液溶液中可以分離出氯化銨;
考點(diǎn): 蓋斯定律應(yīng)用;燃料電池極反應(yīng);化學(xué)平衡理論應(yīng)用;
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下表是元素周期表的一部分。
已知A、B、C、D、E、X、Y是由表中給出元素組成的常見單質(zhì)或化合物,并存在如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分生成物和反應(yīng)條件已略去):
(l)⑧的元素符號(hào)是______;
(2)⑤與As兩種元素中,非金屬性較強(qiáng)的是______(填元素符號(hào));
(3)用元素符號(hào)表示②⑤⑥⑦四種元素的簡(jiǎn)單離子半徑由大到小順序是_______;
(4)元素③與②的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______;
(5)若A為紅棕色氣體,則A、X、D的化學(xué)式分別為_____、_____、_____;
(6)Y由②⑥⑦三種元素組成,它的水溶液是一種生活中常見的消毒劑。As可與Y的堿性溶液反應(yīng),當(dāng)消耗1mol還原劑時(shí),消耗2.5mol氧化劑,轉(zhuǎn)移5mol電子。該反應(yīng)的離子方程式為__________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】測(cè)定結(jié)晶水合物中結(jié)晶水含量時(shí),不需要用的儀器是
A.燒杯B.坩堝C.玻璃棒D.電子天平
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】X、Y、Z是短周期的三種主族元素,在周期表中的位置如圖,下列說(shuō)法正確的是
A. 原子半徑:X<Y<Z
B. X的氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性強(qiáng)于Z的氣態(tài)氫化物
C. 若Z的最高正價(jià)為+m,則X的最高正價(jià)也一定為+m
D. Y和Z的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物可能均為強(qiáng)堿
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】化學(xué)與生產(chǎn)、生活、社會(huì)密切相關(guān)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是
A.沾附在試管內(nèi)壁上的油脂,用熱堿液洗滌
B.“春蠶到死絲方盡”里“絲”的主要成分是纖維素
C.淀粉和蛋白質(zhì)水解最終產(chǎn)物都只有一種
D.毛織品可以用弱堿性洗滌劑或肥皂洗滌
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某些有機(jī)物的轉(zhuǎn)化如圖l所示。已知:A是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之一,米飯、饅頭中富含A,在酸性條件下水解的最終產(chǎn)物是B。C是白酒的主要成分,能直接氧化成酸性物質(zhì)D。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)C中官能團(tuán)的名稱是__________。
(2)下列有關(guān)B的性質(zhì)說(shuō)法正確的是____(填字母序號(hào),下同)。
a.燃燒時(shí)有燒焦的羽毛味
b.在人體中氧化的最終產(chǎn)物是CO2和H2O
c.在堿性、加熱條件下,能與銀氨溶液反應(yīng)析出銀
d.在加熱條件下,能與新制的氫氧化銅反應(yīng)產(chǎn)生磚紅色沉淀
(3)工業(yè)上用乙烯與水反應(yīng)制備C,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____,反應(yīng)類型是______。
(4)反應(yīng)④的化學(xué)方程式是_______。
(5)若實(shí)驗(yàn)室利用圖2制備E,試管N中盛放的試劑是_______,導(dǎo)氣管不伸入液面下的理由是______________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】25℃時(shí),用0.10 mol L-1的氨水滴定10.00 mL a mol L-1的鹽酸,溶液的pH與氨水的體積(V)的關(guān)系如圖所示。已知:N點(diǎn)溶液中存在:c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O),下列說(shuō)法正確的是
A. M點(diǎn)溶液中存在:c(H+)=c(OH-)+2c(NH3·H2O)+ c(NH4+)
B. N、Q兩點(diǎn)溶液中NH3 H2O的電離常數(shù):N<Q
C. P 點(diǎn)氨水過(guò)量,c(NH4+)> c(Cl-)
D. a=0.054
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法正確的是(NA表示阿伏伽德羅常數(shù))
A. 物質(zhì)的量濃度為0.5 molL-1的MgCl2溶液中,含有Cl-個(gè)數(shù)為NA
B. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,lmol H2所占體積約為22.4L,lmol H2和N2混合氣體的體積也約為22.4L
C. 0.1L0.5molL-1 CH3COOH溶液中含有的H+數(shù)為0.05NA
D. 2.3gNa在足量O2中燃燒,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA
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