【题目】下图为工业合成氨生产简易流程图:
回答下列问题:
(1)合成氨所需的氮气来源于__________;合成氨所需的原料气氢气可由天然气制备,其主要反应为CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g);CH4和O2的反应:2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g).CH4和H2O(g)及富氧空气(O2含量较高,不同富氧空气中氧气含量不同)混合反应,产物气体组成如下表:
计算该富氧空气中O2和N2的体积比V(O2):V(N2)=__________。
(2)在合成氨的原料气中混有的杂质必须除去的原因是__________;
上述流程中热交换器的作用是__________。从合成塔出来的混合气体,通常仅含有15%(体积分数)的氨。为提高原料的利用率,通常采取的措施是__________。
(3)合成氮为放热反应,但工业上采用400℃-500℃的温度,主要原因是:
①该温度范围内反应速率较快,②__________。
(4)氨可与CO2反应制备尿素(CO(NH2)2],反应过程分为两步,试写出有关的化学方程式:
①氮气与二氧化碳在加热加压条件下化合生成氨基甲酸铵(H2NCOONH4):__________。
②氨基甲酸铵受热分解为尿素与水:__________。
(5)新法合成氨常采用电解法合成。即常压下将氢气和用氢气稀释的氮气分别通入一个加热到570℃的电解池中,氢气和氮气在电极上合成了氨,大大提高了氨的产率,新法合成氨所用的电解质能传导H+,则阴极的电极反应式为__________。
【答案】(1)空气;2:3
(2)防止催化剂中毒;热交换器是利用合成氨和氨冷凝放出的热量来加热原料气体或预热反应混合气;将N2,H2循环利用;
(3)该温度下催化剂的活性较大;
(4)2NH3+CO2H2NCOONH4,H2NCOONH4
H2NCONH2+H2O
(5)N2+6H++6e-=2NH3
【解析】
试题分析:(1)合成氨所需的氮气来源于空气,
设H2O为xmol,O2为ymol,则
x+2y=25,3x+4y=60,解得:x=10,y=7.5,
V(O2):V(N2)==
故答案为:空气;;
(2)在合成氨的原料气中混有的杂质会使催化剂中毒,因此必须除去,流程中热交换器可以使合成氨和氨冷凝放出的热量用来加热原料气体或预热反应混合气;将N2,H2循环利用,可以提高原料的利用率,故答案为:防止催化剂中毒;热交换器是利用合成氨和氨冷凝放出的热量来加热原料气体或预热反应混合气;将N2,H2循环利用;
(3)合成氮为放热反应,但工业上采用400℃-500℃的温度,主要原因是:①该温度范围内反应速率较快,②该温度下催化剂的活性较大,故答案为:该温度下催化剂的活性较大;
(4)氨可与CO2反应制备尿素(CO(NH2)2],①氮气与二氧化碳在加热加压条件下化合生成氨基甲酸铵(H2NCOONH4),反应的方程式为2NH3+CO2H2NCOONH4,故答案为:2NH3+CO2
H2NCOONH4;
②氨基甲酸铵受热分解为尿素与水,反应的方程式为H2NCOONH4H2NCONH2+H2O,故答案为:H2NCOONH4
H2NCONH2+H2O;
(5)在电解池中,氢气和氮气在电极上合成了氨,总反应为N2+3H22NH3,阴极上发生还原反应,电极反应式为N2+6H++6e-=2NH3, 故答案为:N2+6H++6e-=2NH3。
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【题目】纳米TiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。制备纳米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2·xH2O,经过滤、水洗,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2 。用现代分析仪器测定TiO2粒子的大小。用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+ ,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。
请回答下列问题:
(1)TiCl4水解生成TiO2·x H2O的化学方程式为
(2)玻璃棒有多种用途,下列实验操作中玻璃棒的作用完全相同的是 (填字母)
①测定醋酸钠溶液的pH ②加热食盐溶液制备NaCl晶体
③配制0.1mol/L的硫酸溶液 ④用淀粉—KI试纸检验溶液中氧化性离子
⑤配制10%的硫酸钠溶液
A.①⑤ B.②⑤ C.①④ D.③④
(3)水洗时检验TiO2·x H2O已洗净的方法是
(4)下列可用于测定TiO2粒子大小的方法是 (填字母代号)
a.核磁共振氢谱 b.红外光谱法 c.质谱法 d.透射电子显微镜法
(5)滴定终点的现象是
(6)滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为Mg·mol-1)试样w g,消耗c mol·L-1 NH4Fe(SO4)2标准溶液V mL,则TiO2质量分数表达式为 %
(7)下列操作会导致TiO2质量分数测定结果偏高的是
A. 滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面
B. 配制标准溶液时,烧杯中的NH4Fe(SO4)2溶液有少量溅出
C. 容量瓶清洗之后,未干燥
D.配制标准溶液定容时,俯视刻度线
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【题目】由丙烯经下列反应可制得F、G两种高分子化合物,它们都是常用的塑料。化合物有E最早发现于酸牛奶中,它是人体内糖代谢的中间体,可由马铃薯.玉米淀粉等发酵制得,E的钙盐是人们喜爱的补钙剂之一。
已知:
(1)D中所含官能团名称。E→G的反应类型为_________。
(2)聚合物F的结构简式。聚合物G的结构简式_________
(3)在一定条件下,两分子E在浓硫酸作用下形成一种六元环状化合物,该化合物的结构简式是_________。
(4)B转化为C的化学反应方程式是_________。
(5)下列四种化合物与E互为同分异构体的是_________。
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【题目】现有核电荷数小于20的元素A,其电离能数据如下:(I1表示失去第1个电子的电离能;In表示原子失去第n个电子的电离能,单位:×102kJ·mol-1)
(1)外层电子离核越远,能量越高,电离能越__________(填“大”或“小”);阳离子电荷数越高,失去电子时,电离能越________(填“大”或“小”)。
(2)上述11个电子分属________个电子层。
(3)失去了11个电子后,该元素还有________个电子。
(4)该元素最高价氧化物对应水化物的化学式是________________________________。
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【题目】原子序数依次递增且都小于36的A、B、C、D、E五种元素,其中A的一种核素中没有中子,B原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍,D原子基态时2p原子轨道上有2个未成对的电子,E元素的原子结构中3d能级上未成对电子数是成对电子数的2倍。回答下列问题:
(1)B2A4分子中B原子轨道的杂化类型为 ,B2A4分子中σ键和π键个数比为 。
(2)A、B、C、D四种元素的电负性从大到小的顺序为______________(用元素符号表示);化合物CA3的沸点比化合物BA4的高,其主要原因是 。
(3)元素B的一种氧化物与元素C的一种氧化物互为等电子体,元素C的这种氧化物的分子式是 。
(4)元素E能形成多种配合物,如:E(CO)5等。
①基态E原子的价电子排布图为 。
②E(CO)5常温下呈液态,熔点为—20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断E(CO)5晶体属于 (填晶体类型),该晶体中E的化合价为 。
(5)E和C形成的一种化合物的晶胞结构如图所示,该晶胞的化学式为_______。若两个最近的E原子间的距离为acm,则该晶体的密度是______g·mL-1。
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【题目】【化学—选修3: 物质结构与性质】钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。
(1)钛铁合金是钛系储氢合金的代表,该合金具有放氢温度低、价格适中等优点。
①Ti的基态原子价电子排布式为________________。
②Fe的基态原子共有________种不同能级的电子。
(2)制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7+3CCl4===2KCl+2CrO2Cl2+3COCl2↑。
①上述化学方程式中非金属元素电负性由大到小的顺序是______________(用元素符号表示)。
②COCl2分子中所有原子均满足8电子构型,COCl2分子中σ键和π键的个数比为________,中心原子的杂化方式为________。
(3)NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同,其中Ni2+和Fe2+的离子半径分别为6.9×10-2 nm和7.8×10-2 nm。则熔点:NiO________(填“>”、“<”或“=”)FeO。
(4)Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料,具有大容量、高寿命、耐低温等特点,在日本和中国已实现了产业化。
该合金的晶胞结构如图所示。
①该晶体的化学式为________________。
②已知该晶胞的摩尔质量为M g·mol-1,密度为d g·cm-3。设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的体积是________ cm3(用含M、d、NA的代数式表示)。
③该晶体的内部具有空隙,且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子比较稳定。已知:a=511 pm,c=397 pm;标准状况下氢气的密度为8.98×10-5 g·cm-3;储氢能力=。若忽略吸氢前后晶胞的体积变化,则该储氢材料的储氢能力为_______。
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【题目】1,2﹣二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂,常温下它是无色液体,密度是2.18g/cm3,沸点131.4℃,熔点9.79℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。在实验中可以用如图所示装置制备1,2﹣二溴乙烷。其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液。试管d中装有浓溴水(表面覆盖少量水)。
请填写下列空白:
(1)烧瓶a中发生的是乙醇的脱水反应,即消去反应,反应温度是170℃,并且该反应要求温度迅速升高到170℃,否则容易发生副反应.请写出乙醇发生消去反应的方程式 。
(2)写出制备1,2﹣二溴乙烷的化学方程式: 。
(3)安全瓶b可以防止倒吸,并可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞.请回答发生堵塞时瓶b中的现象: 。
(4)容器c中NaOH溶液的作用是: 。
(5)判断该制备反应已经结束的最简单方法是___________________________;
(6)若产物中有少量副产物乙醚,可用__________的方法除去;
(7)反应过程中应用冷水冷却装置d,其主要目的是___________________;
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【题目】已知298 K时,合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),生成2 mol NH3放出92.4 kJ热量。在该温度下,取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)在体积为2L的密闭容器中充分反应,放出的热量 (填“等于”“大于”或“小于”)92.4 kJ;原因是
如果反应5分钟达到平衡时气体总物质的量为2.5mol,则这段时间内氢气的反应速率为 ,达平衡时氮气的转化率为 。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】铁及其化合物在工农业生产、环境保护等领域中有着重要的作用。
(1)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·12H2O]广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理等。写出硫酸铁铵溶液中离子浓度的大小顺序 。
(2)FeSO4/KMnO4工艺与单纯混凝剂[FeCl3、Fe2(SO4)3]相比,大大降低了污水处理后水的浑浊度,显著提高了对污水中有机物的去除率。二者的引入并未增加沉降后水中总铁和总锰浓度,反而使二者的浓度降低,原因是在此条件下(pH约为7)KMnO4可将水中Fe2+、Mn2+氧化为固相的+3价铁和+4价锰的化合物,进而通过沉淀、过滤等工艺将铁、锰除去。已知:Ksp(Fe(OH)3=4.0×10-38,则沉淀过滤后溶液中c(Fe3+)约为 mol·L-1。写出生成+4价固体锰化合物的反应的离子方程式 。
(3)新型纳米材料ZnFe2Ox,可用于除去工业废气中的某些氧化物。制取新材料和除去废气的转化关系如图:
用ZnFe2Ox除去SO2的过程中,氧化剂是 。(填化学式)
(4)工业上常采用如图所示电解装置,利用铁的化合物将气态废弃物中的硫化氢转化为可利用的硫。先通电电解,然后通入H2S时发生反应的离子方程式为:2[Fe(CN)6]3-+2CO+H2S=2[Fe(CN)6]4-+2HCO+S↓。电解时,阳极的电极反应式为 ;电解过程中阴极区溶液的pH (填“变大”、“变小”或“不变”)。
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