(2011?寧波模擬)一種“人工固氮”的新方法是在光照條件下,N2在催化劑表面與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)生成NH3和氧氣. 已知:
化學(xué)鍵 N≡N H-O N-H O=O
鍵能/kJ?mol-1 945 463 391 498
(1)請根據(jù)以上信息,寫出“人工固氮”新方法的熱化學(xué)方程式:
N2(g)+3H2O(g)2NH3(g)+
3
2
O2(g);△H=+630kJ?mol-1
N2(g)+3H2O(g)2NH3(g)+
3
2
O2(g);△H=+630kJ?mol-1

(2)進一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系,部分實驗數(shù)據(jù)見下表(反應(yīng)時間3h):
T/℃ 30 40 50
生成NH3量/(10-6mol/L) 4.8 5.9 6.0
①50℃時從開始到3h內(nèi)以O(shè)2物質(zhì)的量濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為
1.5×l0-6mol/(L?h)(或2.5×l0-8mol/(L?min)
1.5×l0-6mol/(L?h)(或2.5×l0-8mol/(L?min)

②與目前廣泛應(yīng)用的工業(yè)合成氨方法相比,該方法中固氮反應(yīng)速率慢.請?zhí)岢隹商岣咂浞磻?yīng)速率且增大NH3生成量的建議(請寫出兩條)
升高溫度
升高溫度
增大壓強
增大壓強
;
(3)氨是氮肥工業(yè)的重要原料.某化肥廠生產(chǎn)銨態(tài)氮肥(NH42SO4的工業(yè)流程如下:

①往沉淀池中裝入CaSO4懸濁液后,需先通入足量NH3,再通入CO2的原因是
氨在水中溶解度大,使溶液呈堿性,有利于吸收CO2,增大c(CO32-),促使CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3,同時生成(NH42SO4
氨在水中溶解度大,使溶液呈堿性,有利于吸收CO2,增大c(CO32-),促使CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3,同時生成(NH42SO4

②煅燒爐中產(chǎn)生的固態(tài)副產(chǎn)品為
CaO(或生石灰)
CaO(或生石灰)
,生產(chǎn)流程中能被循環(huán)利用的物質(zhì)X為
CO2(或二氧化碳)
CO2(或二氧化碳)
分析:(1)舊鍵的斷裂吸收的能量和新鍵的生成釋放的能量的差值即為反應(yīng)的焓變值;
(2)①根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率公式v=
△c
△t
進行計算即可;②影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素有溫度、濃度、壓強、催化劑等;
(3)①氨水顯堿性,二氧化碳是酸性氣體,保證原料氣的充分利用,要考慮通氣體的先后順序;
②碳酸鈣高溫分解生成氧化鈣和二氧化碳.
解答:解:根據(jù)題目信息,N2在催化劑表面與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)生成NH3和氧氣,寫熱化學(xué)方程式的物質(zhì)變化部分為:N2+3H2O2NH3+
3
2
O2,舊鍵斷裂吸收的能量為:945kJ+6×463kJ=3723kJ,新鍵生成釋放的能量為:6×391KJ+
3
2
×498KJ=3093KJ所以△H=3723kJ?mol-1-3093kJ?mol-1=+630kJ?mol-1,故答案為:N2(g)+3H2O(g)2NH3(g)+
3
2
O2(g);△H=+630kJ?mol-1;
(2)①50℃時從開始到3h內(nèi),根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率公式v(NH3)=
△c
△t
=
6.0×10-6mol/l
3h
=2.0×10-6(mol/(l?h)),氨氣的反應(yīng)速率和氧氣的反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比,即為4:3,故v(O2)=1.5×l0-6 mol/(L?h)(或2.5×l0-8 mol/(L?min),故答案為:1.5×l0-6 mol/(L?h)(或2.5×l0-8 mol/(L?min);
②加快化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素有升高溫度、加大濃度、加大壓強、使用催化劑等,對于該反應(yīng)可以升高溫度、增大壓強,及時補充反應(yīng)物等,故答案為:升高溫度;增大壓強;
(3)①先通入足量NH3,再通入CO2的原因是:氨在水中溶解度大,使溶液呈堿性,有利于吸收CO2,增大c(CO32-),促使CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3,同時生成(NH42SO4,故答案為:氨在水中溶解度大,使溶液呈堿性,有利于吸收CO2,增大c(CO32-),促使CaSO4轉(zhuǎn)化為CaCO3,同時生成(NH42SO4
②碳酸鈣高溫分解生成氧化鈣和二氧化碳,固態(tài)副產(chǎn)品為CaO(或生石灰),CO2(或二氧化碳)能被循環(huán)利用,故答案為:CaO(或生石灰);CO2(或二氧化碳).
點評:本題是一道元素基化合物性質(zhì)的綜合題,難度較大,要求學(xué)生具備分析和解決問題的能力.
練習(xí)冊系列答案
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已知:(1)Mr(B)=Mr(A)+18,Mr(C)=Mr(B)+14;[Mr(X)表示物質(zhì)X的相對分子質(zhì)量]
(2)CH3CH2CH=CHCH3
(1)KMnO4、OH-
(2)H+
CH3CH2COOH+CH3COOH
請回答下列問題:(1)請寫出A的分子式
C9H6O2
C9H6O2

(2)寫出“A-→B反應(yīng)”的化學(xué)方程式:
;
“D-→水楊酸”的反應(yīng)類型是
取代反應(yīng)或水解反應(yīng)
取代反應(yīng)或水解反應(yīng)

(3)在上述轉(zhuǎn)化過程中,設(shè)計反應(yīng)步驟“B-→C”的目的是
保護酚羥基,使之不被氧化
保護酚羥基,使之不被氧化

(4)聚乙二酸丁二醇酯(PBSA)是目前正在實用化的生物降解性塑料之一,可以用于生產(chǎn)食品容器及包裝材料.請寫出乙二酸與1,4-丁二醇(CH2CH2)反應(yīng)合成PBSA的化學(xué)方程式:
nHOOC-COOH+nHO(CH24OH
一定條件
HOOC-COO(CH24OH+(2n-1)H2O
nHOOC-COOH+nHO(CH24OH
一定條件
HOOC-COO(CH24OH+(2n-1)H2O

(5)化合物D有多種同分異構(gòu)體,其中一類同分異構(gòu)體具有如下特點:
①苯的二取代物,且其苯環(huán)上的一氯代物有兩種.
②能發(fā)生銀鏡反應(yīng),與氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng).
請寫出這類同分異構(gòu)體的任意兩種結(jié)構(gòu)簡式:

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(2011?寧波模擬)化學(xué)與生產(chǎn)、生活、社會密切相關(guān).下列有關(guān)說法中不正確的是( 。

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