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【题目】合成氨对人类的生存和发展有着重要意义,1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨,实现了人工固氮。
(1)反应N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g)的化学平衡常数表达式为______。
(2)请结合下列数据分析,工业上选用氮气与氢气反应固氮,而没有选用氮气和氧气反
应固氮的原因是______。
序号 | 化学反应 | K(298K)的数值 |
① | N2(g) + O2(g) | 5×10-31 |
② | N2(g) + 3H2(g) | 4.1×106 |
(3)对于反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),在一定条件下氨的平衡含量如下表。
温度/℃ | 压强/MPa | 氨的平衡含量 |
200 | 10 | 81.5% |
550 | 10 | 8.25% |
① 该反应为______(填“吸热”或“放热”)反应。
② 其他条件不变时,温度升高氨的平衡含量减小的原因是______(填字母序号)。
a. 温度升高,正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡逆向移动
b. 温度升高,浓度商(Q)变大,Q > K,平衡逆向移动
c. 温度升高,活化分子数增多,反应速率加快
d. 温度升高,K变小,平衡逆向移动
③ 哈伯选用的条件是550℃、10 MPa,而非200℃、10 MPa,可能的原因是______。
(4)一定温度下,在容积恒定的密闭容器中充入1 mol 氮气和3 mol氢气,一段时间后达化学平衡状态。若保持其他条件不变,向上述平衡体系中再充入1 mol氮气和3 mol 氢气,氮气的平衡转化率______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)尽管哈伯的合成氨法被评为“20世纪科学领域中最辉煌的成就”之一,但仍存在耗能高、产率低等问题。因此,科学家在持续探索,寻求合成氨的新路径。下图为电解法合成氨的原理示意图,阴极的电极反应式为______。
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【题目】[化学——选修2:化学与技术]
高锰酸钾(
)是一种常用氧化剂,主要用于化工、防腐及制药工业等。以软锰矿(主要成分为MnO2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:
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回答下列问题:
(1)原料软锰矿与氢氧化钾按1∶1的比例在“烘炒锅”中混配,混配前应将软锰矿粉碎,其作用是 。
(2)“平炉”中发生的化学方程式为 。
(3)“平炉”中需要加压,其目的是 。
(4)将K2MnO4转化为KMnO4的生产有两种工艺。
①“
歧化法”是传统工艺,即在K2MnO4溶液中通入CO2气体,使体系呈中性或弱碱性,K2MnO4发生歧化反应,反应中生成K2MnO4,MnO2和 (写化学式)。
②“电解法”为现代工艺,即电解K2MnO4水溶液,电解槽中阳极发生的电极反应为
,阴极逸出的气体是 。
③“电解法”和“
歧化法”中,K2MnO4的理论利用率之比为 。
(5)高锰酸钾纯度的测定:称取1.0800 g样品,溶解后定容于100 mL容量瓶中,摇匀。取浓度为0.2000 mol·L1的H2C2O4标准溶液20.00 mL,加入稀硫酸酸化,用KMnO4溶液平行滴定三次,平均消耗的体积为24.48 mL,该样品的纯度为
(列出计算式即可,已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O)。
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【题目】
钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)元素K的焰色反应呈紫红色,其中紫色对应的辐射波长为_______nm(填标号)。
A.404.4 B.553.5 C.589.2 D.670.8 E.766.5
(2)基态K原子中,核外电子占据的最高能层的符号是_________,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为___________。K和Cr属于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低,原因是___________________________。
(3)X射线衍射测定等发现,I3AsF6中存在I3+离子。I3+离子的几何构型为_____________,中心原子的杂化形式为________________。
(4)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料,具有钙钛矿型的立体结构,边长为a=0.446nm,晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置,如图所示。K与O间的最短距离为______nm,与K紧邻的O个数为__________。
(5)在KIO3晶胞结构的另一种表示中,I处于各顶角位置,则K处于______位置,O处于______位置。
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【题目】砷(As)是第四周期ⅤA族元素,可以形成As2O3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物,有着广泛的用途。回答下列问题:
(1)画出砷的原子结构示意图____________。
(2)工业上常将含砷废渣(主要成分为As2S3)制成浆状,通入O2氧化,生成H3AsO4和单质硫。写出发生反应的化学方程式________。该反应需要在加压下进行,原因是________。
(3)已知:As(s)+
H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) ΔH1
H2(g)+
O2(g)=H2O(l) ΔH2
2As(s)+
O2(g) =As2O5(s) ΔH3
则反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH =_________。
(4)298 K时,将20 mL 3x mol·L1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L1 I2和20 mL NaOH溶液混合,发生反应:AsO33(aq)+I2(aq)+2OH
AsO43(aq)+2I(aq)+ H2O(l)。溶液中c(AsO43)与反应时间(t)的关系如图所示。
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①下列可判断反应达到平衡的是__________(填标号)。
a.溶液的pH不再变化
b.v(I)=2v(AsO33)
c. c (AsO43)/c (AsO33)不再变化
d. c(I)=y mol·L1
②tm时,v正_____ v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
③tm时v逆_____ tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”),理由是_____________。
④若平衡时溶液的pH=14,则该反应的平衡常数K为___________。
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【题目】下列说法不正确的是
A.甲烷的一氯取代物只有 1 种结构,说明甲烷是正四面体结构而不是平面结构
B.乙醇与金属钠能反应,在相同条件下比水与金属钠的反应缓慢
C.
分子中的 4 个碳原子位于同一平面内
D.在酒精灯上加热铜片后插入乙醇,会生成有刺激性气味的物质,反应结束后铜片质量与加热前相同
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【题目】已知2H2(g)+CO(g)
CH3OH(g)为放热反应,对该反应的下列说法正确的是( )
A.因该反应为放热反应,故不加热就可发生
B.相同条件下,2 mol H2的能量或1 mol CO 的能量一定高于1 mol CH3OH的能量
C.相同条件下,反应物2 mol H2和1 mol CO 的总能量一定高于生成物1 mol CH3OH(g)的总能量
D.达到平衡时,CO的浓度与CH3OH的浓度一定相等
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【题目】下图是在载人航天器舱内利用氢氧燃料电池进行二氧化碳浓缩富集的装置。下列说法正确的是
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A. a极为电池的正极
B. b极的电极反应:2CO2 + O2 + 4e- === 2CO32-
C. 该装置工作时电能转化成了化学能
D. CO32- 向b极移动
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【题目】下列说法正确的是
A.乙烯能使酸性高锰酸钾溶液和溴的四氯化碳溶液褪色,且原理相同
B.甲烷与氯气在光照条件下发生的反应和乙烯与溴水的反应都是加成反应
C.乙烯有双键,能发生加聚反应,得到的聚乙烯不能发生加成反应
D.乙烯与环丁烷(
)分子组成上相差 2 个 CH2 原子团,因此互为同系物
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【题目】中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂,利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水,其主要过程如下图所示。
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已知:几种物质中化学键的键能如下表所示。
化学键 | H2O中H—O键 | O2中O=O 键 | H2中H—H键 | H2O2中O—O键 | H2O2中O—H键 |
键能kJ/mol | 463 | 496 | 436 | 138 | 463 |
若反应过程中分解了2 mol水,则下列说法不正确的是
A. 总反应为2H2O
2H2↑+O2↑
B. 过程I吸收了926 kJ能量
C. 过程II放出了574 kJ能量
D. 过程Ⅲ属于放热反应
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【题目】下列事实对应的离子方程式正确的是
A. 用石墨电极电解饱和食盐水:Cl- + 2H2O
Cl2↑+ H2↑+ OH-
B. 用醋酸除去水壶中的水垢:CaCO3 + 2H+ === Ca2+ + CO2↑+ H2O
C. (NH4)2Fe(SO4)2溶液中滴加过量Ba(OH)2溶液:Fe2+ + 2OH- + Ba2+ + SO42— === Fe(OH)2↓ + BaSO4↓
D. 用明矾做净水剂:Al3+ + 3H2O
Al(OH)3 + 3H+
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