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氨是一种重要的化学物质,可用于制造硝酸和氮肥,氨主要来自于人工合成。1909年,弗里茨•哈伯成功地利用氮气和氢气合成出氨。工业合成氨的流程如图1所示。
为了找到合成氨反应合适的催化剂,人们做了6500多次实验,发现铁触媒效果较好。在铁触媒作用下,用体积比为1:3的氮气和氢气合成氨,当容器中氨的含量不再发生变化时(平衡时),测得氨的含量分别与温度和压强的关系如图2所示。
1913年第一座合成氨工厂建立。如今全球合成氨年产量超千万吨,其中大约85%的氨用于生产氮肥,缓解了地球上有限的耕地资源与庞大的粮食需求之间的矛盾。
(1)工业上可用 方法获得合成氨的原料N2。
(2)甲烷和H2O高温下反应得到CO和原料气H2,该反应的化学方程式为 。
(3)从“合成塔”中出来的气体是 (填“纯净物”或“混合物”)。
(4)科学家研究合成氨反应催化剂的目的是 。
(5)按下列条件进行合成氨反应,平衡时氨的含量最高的是 (填字母)。
a.200大气压、300℃
b.200大气压、500℃
c.400大气压、300℃
d.400大气压、500℃
铝是大自然赐予人类的宝物,是现代文明不可缺少的物质基础。
(1)人类冶炼和使用金属铝的时间较晚,可能是因为 (填字母)。
a.地壳中铝元素含量少
b.冶炼铝的技术要求高
(2)用铝锂合金制造“神舟号”航天飞船的一些部件,主要是利用其强度高、耐腐蚀和 (写一条)等性质。高温下,铝与Li2O反应可置换出金属锂,写出该反应的化学方程式: 。
(3)用砂纸去除铝片表面的氧化膜。将其浸入硫酸铜溶液中,一段时间后,观察到铝片表面有红色物质析出,并有气泡产生,经检验气体为氢气。
①写出生成红色物质的化学方程式: 。
②硫酸铜溶液中的阳离子有 (填离子符号)。
(4)原子簇是若干个原子的聚集体,有望开发成新材料。某铝原子簇由13个铝原子构成,其最外层电子数的总和为40时相对稳定。写出该稳定铝原子簇的微粒符号: 。
[铝原子的结构示意图为]
中国画历史悠久、风格多样,是我国的文化艺术瑰宝。
(1)“文房四宝”之一的墨是中国传统水墨画的绘画材料。
①墨由炭黑中加入天然胶等制成。墨属于 (填“混合物”或“纯净物”)。水墨画能长时间保存,是因为墨汁中的炭黑 。
②宋代《墨经》记载“立窑烧烟法”的示意图如图1所示,炉膛口较小,松木置于炉膛中燃烧,瓮中收集的烟可用于制墨。“立窑烧烟法”利用了松木的 (填“完全”或“不完全”)燃烧。
(2)敦煌壁画色彩艳丽,矿物颜料功不可没,其蓝色源于石青[Cu3(OH)2(CO3)x].石青中铜元素(+2价)与碳元素的质量比为 (用不含x的比值表示)。
(3)油画促进了中国绘画的多元化发展。长期放置的油画色彩变暗,是因为生成了黑色的PbS.油画修复的方法是用H2O2将PbS变为白色的PbSO4(另一产物为H2O),修复的化学方程式 。
(4)化学能拓展绘画表现形式。在图2中未着色的“葡萄画”上滴加酚酞试剂,“葡萄”变为 色,打开装有 (填“浓氨水”、“浓盐酸”或“浓硫酸”)的试剂瓶,将瓶口靠近“葡萄”,“葡萄”颜色消失。
宏观和微观相结合是认识物质结构与性质的重要方法。
(1)氧原子的结构示意图为,硫原子的结构示意图为。
①原子的核电荷数与核外电子总数的关系是 。
②一个硫原子得到二个电子,形成一种新粒子,该粒子的符号为 。
③氧气和硫单质分别与氢气反应生成H2O和H2S.H2O、H2S中氧与硫均为 价,从原子结构上分析它们化合价相同的原因: 。
(2)Na2CO3溶液和H2SO4溶液反应的示意图如图1所示。该反应中实际参加反应的离子是 。
(3)硫及其化合物的“化合价﹣物质类别”关系图如图2所示。物质X的化学式为 ,由SO3转化为物质Y的化学方程式为 。
研究气体的制备及相关气体的性质。
(1)写出实验室用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式 。
(2)写出实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳的化学方程式 。
(3)某同学为了便于加入液体药品,在如图装置的橡胶塞上添加了一个注射器,该同学发现,这样做的优点还有 (写出其中一点)。
(4)实验室里制取气体的一般思路和方法:
①选择适当的反应,包括 ;
②选择合适的 ;
③验证所制得的气体。
(5)请设计实验验证制得的氧气和二氧化碳气体,并完成实验报告。
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
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中国古代四大发明之一的"黑火药"是由木炭(C)、硫粉(S)和硝酸钾(KNO 3)按一定比例混合而成。
(1)分类。下列关于"黑火药"说法正确的是 。
a."黑火药"由"黑火药分子"构成
b."黑火药"中的KNO 3属于复合肥料
c."黑火药"中的C、S不再保持各自的化学性质
(2)变化。"黑火药"爆炸时发生的主要反应是:S+2KNO 3+3C═K 2S+N 2↑+3 ↑。
①依据质量守恒定律,空格上缺少的物质是 (填化学式)。
②"黑火药"爆炸时能闻到刺鼻的火药味,是因为爆炸时除了有硫化物,还有硫的氧化物生成。硫在空气中燃烧的化学方程式为 。
(3)制备。古代曾用硝土(含有Ca(NO 3) 2、少量NaCl等)和草木灰(含有K 2CO 3)作原料制取KNO 3.某化学兴趣小组设计了如图实验流程:
①"反应"过程中的化学方程式为 。
②"过滤"操作必须用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
③如图是硝酸钾和氯化钠的溶解度曲线。"一系列操作"包括"加热蒸发浓缩、再冷却到一定温度、过滤"等步骤。其中"冷却到一定温度"能获得纯度较高的硝酸钾晶体的原因是 。
(4)发展。现代国防、开矿等使用的烈性炸药,主要成分为硝化甘油(C 3H 5O 9N 3)。
①硝化甘油在人体内能缓慢氧化生成一种氮的氧化物,用于治疗心绞痛。该氧化物中氮为+2价,其化学式为 。
合成硝化甘油的化学方程式为C 3H 8O 3+3HNO 3═C 3H 5O 9N 3+3H 2O.现用46kg甘油(C 3H 8O 3)和足量硝酸反应,理论上能生成多少硝化甘油?(写出计算过程)
端午佳节,粽叶飘香,蛋黄肉粽因其营养丰富、美味可口深受人们的喜爱。
(1)粽叶中富含的纤维素 (选填“属于”或“不属于”)糖类物质。
(2)蛋黄中含有C、H、O、N、P等 (选填“元素”、“分子”或“单质”)。
(3)瘦肉中的 在胃、肠中的酶及体内水的作用下,逐步分解,生成可以被吸收的小分子化合物氨基酸。
(4)大米的主要成分是淀粉,它是由绿色植物通过光合作用合成的葡萄糖进一步转化而成的。光合作用的化学反应方程式为 。
请用化学用语填空:
(1)2个铵根离子: 。
(2)鸡蛋壳的主要成分: 。
(3)“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,写出此过程涉及的化学方程式 。
用化学式来表示化学反应的式子,叫做化学方程式。请写出下列反应的化学方程式:
(1)铁在氧气中燃烧 。
(2)硫酸铜溶液与氯化钡溶液反应 。
2020年中国首次火星探测,利用火星车一次实现“环绕、着陆、巡视”三个目标,这是其他国家第一次实施火星探测从未有过的,面临的挑战也是前所未有的。(火星车模型如图)。
(1)硅片太阳能电池板在日光照射下或跟空气、水分接触时都不容易发生反应,则硅必备的化学性质 (选填“较活泼”或“稳定”)。
(2)火星车采用钛合金、铝合金、复合记忆纤维等材料制造,为保证火星车在火星上着陆并正常工作,钛、铝合金应具有密度小、硬度 、耐腐蚀等优良性能;铝的化学性质很活泼,但铝制品却很耐腐蚀的原因是 。
(3)火星大气中二氧化碳含量高,二氧化碳在一定条件下能发生反应生成一氧化碳和氧气,该反应的化学方程式 ,所属的基本反应类型为 ,生成的一氧化碳可解决火星探测器的燃料问题。
海水、河水或湖水中,都溶解了一定量的氧气,但养鱼池中或长途运输活鱼常常由于鱼多而缺氧,因此要设法增加水中的氧气含量。
材料一:已知过氧化钠(Na2O2)与水较快反应,反应方程式是2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑
过氧化钙(CaO2)与Na2O2性质相似,与水缓慢反应放出氧气。
材料二:20℃时,NaOH的溶解度为109g,Ca(OH)2的溶解度为0.165g。
(1)试写出CaO2与H2O反应的化学方程式 ;
(2)长途运输活鱼,人们选择CaO2而不选择Na2O2作增氧剂的理由可能是 (写出一条即可)。
随着社会的发展,人们对生活质量的要求越来越高,益阳市区已有大量家庭使用的燃料由罐装液化石油气改为管道天然气。
材料一:液化石油气主要成分是丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10)、丙烯(C3H6)和丁烯(C4H8)等。
材料二:为了防止燃气泄露造成危险,可在家中安装报警器。根据家中使用不同燃料情况,报警器安装位置有如图所示甲、乙两种情况。
(1)若某家庭选用管道天然气作燃料,报警器应该安装在 (填“甲”或“乙”)图位置;
(2)试写出丁烷充分燃烧的化学方程式 。
我国2020年新春之际出现了罕见的新冠肺炎疫情。疫情期间,需要经常对公共场所消毒,常用的消毒剂有84消毒液、双氧水溶液等。
(1)84消毒液(含NaClO)与洁厕灵(含盐酸)不能混用,否则会产生有毒的氯气和两种常见的化合物,写出该反应的化学方程式 。
(2)为了对某车站候车室消毒,要配制一桶(15千克)含H2O22%的双氧水溶液,需工业用双氧水(含H2O230%) 千克。
(3)请你写出另一种防止新冠肺炎传播的有效方法 。
金属的用途很广,我们应该节约和保护金属资源,请用所学化学知识回答下列问题:
(1)铁制品长期裸露在室外易生锈,铁生锈实际上是铁与空气中的 等发生化学反应的过程;
(2)为了预防铁制品生锈,我们常在其表面镀一层抗腐蚀的金属,但在镀金属之前,先要除去铁制品表面的铁锈。用稀盐酸除去铁锈的化学反应方程式是 ;
(3)将X、Z、Y三种金属片分别放入稀硫酸中,Y、Z表面有气泡产生,X没有明显现象,再把Y、Z分别放入FeSO4溶液中,发现放入Y的FeSO4溶液逐渐变成无色,而放入Z的FeSO4溶液和Z表面都没有明显现象。根据上述实验判断,X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是 。