(12分)科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。
(1)合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
H="-92.4" kJ/mol,该反应的能量变化如图所示。
①在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
②将0.3 mol N2和0.5 mol H2充入体积不变的密闭容器中,在一定条件下达到平衡,测得容器内气体压强变为原来的,此时H2的转化率为 (计算出结果);欲提高该容器中H2的转化率,下列措施可行的是 (填选项字母)。
A.向容器中按原比例再充入原料气 | B.向容器中再充入一定量H2 |
C.改变反应的催化剂 | D.液化生成物分离出氨 |
(1)①减小②30% AD (2) +1266 c3(O2) c4(NH3)/ c2(N2) c6(H2O) 不变
解析试题分析:(1)①催化剂能降低正逆反应的活化能,在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是减小。②根据三行式计算;设发生反应的氮气的物质的量为x
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始物质的量(mol)0.3 0.5 0
转化物质的量(mol)x 3x 2x
平衡物质的量(mol)0.3—x 0.5—3x 2x
根据题意及阿伏加德罗定律知,(0.8—2x)/0.8 =7/8,解得x=0.05mol,H2的转化率为0.15/0.5×100%=30%;欲提高该容器中H2的转化率,A.向容器中按原比例再充入原料气,相当于增大压强,合成氨的反应平衡正向移动,氢气的转化率增大,正确; B.向容器中再充入一定量H2,氢气的转化率降低,错误;C.改变反应的催化剂,平衡不移动,氢气的转化率不变,错误;D.液化生成物分离出氨,平衡正向移动,氢气的转化率增大,正确,选AD。 (2)已知:①2N2(g)+6H2O(1) 4NH3(g)+3O2(g) △H="+1530" kJ/mol②H2O(1)=H2O(g) △H="+44.0" kJ/mol,根据盖斯定律:①—②×6得
2N2(g)+6H2O(g) 4NH3(g)+3O2(g) △H =+1266kJ/mol;根据该反应的化学方程式及化学平衡常数的定义知,该反应的化学平衡常数表达式为K=c3(O2) c4(NH3)/ c2(N2) c6(H2O);影响化学平衡常数的外界条件为温度,控制其他条件不变,增大压强,K值不变。
考点:考查外界条件对化学反应速率、化学平衡的影响,平衡计算。
科目:高中化学 来源: 题型:单选题
一定温度下的恒容密闭容器中,反应A2(g)+B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是( )
A.容器内n(A2): n(B2):n(AB)="1:1:2"
B.容器内气体的密度不随时间变化
C.容器内气体的总压强不随时间变化
D.单位时间内生成2n mol AB,同时生成n mol A2
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(7分)在一个密闭容器中,有一个左右可滑动隔板,两边分别进行可逆反应,各物质的量如下:M、N、P为2.5mol、3.0mol、1.0mol。A、C、D各为0.50mol,B的物质的量为x,当x的物质的量在一定范围内变化,均可以通过调节反应器的温度,使两侧反应均达到平衡,且隔板在反应器的正中位置。达到平衡后,测得M的转化率为75%,填写空白:
(1)达到平衡后,反应器左室气体总的物质的量为 mol。
(2)若要使右室反应开始时V正>V逆,x的取值范围 。
(3)若要使右室反应开始时V正<V逆,x的取值范围 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(12分)某可逆反应从0—2分钟进行过程中, 在不同反应时 间各物质的量的变化情况如下图所示。则该反应的的反应物是 ,生成物是 ,化学方程式为 ;反应开始至2分钟时,能否用C表示反应速率?若能,其反应速率为 _____ ,若不能,则其原因为 _ ________________ ;2分钟后A、B、C各物质的量不再随时间的变化而变化,说明在这个条件下,反应已达到了 ____ 状态。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
铁及其化合物与生产、生活关系密切。
(1)下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。
①该电化腐蚀称为 。
②图中A和B区域相比较,腐蚀较慢的是 (填字母)。
(2)实验室经常用到FeCl3溶液,在配制FeCl3溶液时常需加入少量 的 ;将FeCl3溶液和碳酸氢钠溶液混合,将产生红褐色沉淀和无色气体,该反应的离子方程式为 。
(3)已知t℃时,反应FeO(s)+CO(g)Fe( s) +CO2(g)的平衡常数K= 0.25。
①t℃时,反应达到平衡时n(CO2):n(CO)=
②若在1L密闭容器中加人0.02 mol FeO(s),并通入x mol CO,t℃时反应达到平衡。此时
FeO(s)转化率为50%,则x= 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(14分)甲醇是重要的化工原料,在工业生产上的应用十分广泛。
(1)利用太阳能或生物质能分解水制H2,然后可将H2与CO2转化为甲醇。已知:
光催化制氢:2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.5 kJ/mol ①
H2与CO2耦合反应:3H2(g)+CO2(g)===CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-137.8 kJ/mol ②
则反应:2H2O(l)+CO2(g) = CH3OH(l)+3/2O2(g)的ΔH= kJ/mol。
你认为该方法需要解决的技术问题有 (填字母)。
a. 开发高效光催化剂
b. 将光催化制取的H2从反应体系中有效分离,并与CO2耦合催化转化
c. 二氧化碳及水资源的来源供应
(2)工业上由甲醇制取甲醛的两种方法如下(有关数据均为在298 K时测定):
反应I:CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g) ΔH1=+92.09kJ/mol,K1=3.92×10-11。
反应II:CH3OH(g)+1/2O2(g)=HCHO(g)+H2O(g) ΔH2=-149.73 kJ/mol,K2=4.35×1029。
①从原子利用率看,反应 (填“I”或“II”。下同)制甲醛的原子利用率更高。从反应的焓变和平衡常数K值看,反应 制甲醛更有利。
②下图是甲醇制甲醛有关反应的lgK(平衡常数的对数值)随温度T的变化。图中曲线(1)表示的是反应 。
(3)污水中的含氮化合物,通常先用生物膜脱氮工艺进行处理,在硝化细菌的作用下将NH4+氧化为NO3-(2NH4++3O2=2HNO2+2H2O +2H+;2HNO2 +O2=2HNO3)。然后加入甲醇,甲醇和NO3-反应转化为两种无毒气体。
①上述方法中,1 g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧的质量为 g。
②写出加入甲醇后反应的离子方程式: 。
(4)甲醇燃料电池的工作原理如图所示,则该电池负极的电极反应式为 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(5分)氨气在农业和国防工业都有很重要的作用,历史上诺贝尔化学奖曾经有3次颁给研究氮气与氢气合成氨的化学家。
(1)右图表示温度为T K时氮气与氢气合成氨反应过程中的能量变化, 写出该反应的热化学方程式 。
(2)已知在TK温度下合成氨反应在2.00L的密闭容器中进行。得到如下数据:
时间(h) 物质的量(mol) | | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
N2 | | 1.50 | n1 | 1.20 | n3 | 1.00 |
H2 | | 4.50 | 4.20 | 3.60 | n4 | 3.00 |
NH3 | | 0.00 | 0.20 | n2 | 1.00 | 1.00 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(14分)氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术,是当前关注的热点之一。
(1)氢气是清洁能源,其燃烧产物为__________。
(2)NaBH4是一种重要的储氢载体,能与水反应达到NaBO2,且反应前后B的化合价不变,该反应的化学方程式为___________,反应消耗1mol NaBH4时转移的电子数目为__________。
(3)储氢还可借助有机物,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢:。某温度下,向恒容密闭容器中加入环己烷,起始浓度为a mol/L,平衡时苯的浓度为bmol/L,该反应的平衡常数K=_____。
(4)一定条件下,题11图示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其它有机物)。
①导线中电子移动方向为____________。
②生成目标产物的电极反应式为_________。
③该储氢装置的电流效率=_____(
=
×100%,计算结果保留小数点后1位)
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(16分)运用化学反应原理研究NH3的性质具有重要意义。请回答下列问题:
(1)已知:①4NH3(g)+3O2(g)===2N2(g)+6H2O(g) H=-1266.8kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)===2NO(g) H=180.5kJ·mol-1
写出氨高温催化氧化的热化学方程式 。
(2)氨气、空气可以构成燃料电池,其电池反应原理为4NH3+3O2===2N2+6H2O。则原电解质溶液显 (填“酸性”、“中性”或“碱性”),负极的电极反应式为 。
(3)合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,其研究来自正确的理论指导,合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下:
①由上表数据可知该反应为放热反应,理由是 ;
②理论上,为了增大平衡时H2的转化率,可采取的措施是 (填字母序号);
a.增大压强 b.使用合适的催化剂
c.升高温度 d.及时分离出产物中的NH3
③400oC时,测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量浓度分别为3mol·L-1、2mol·L-1、1mol·L-1时,此时刻该反应的v正(N2) v逆(N2)(填“>”、“<”或“=”)。
(4)①25oC时,将amol·L-1的氨水与0.1mol·L-1的盐酸等体积混合。当溶液中c(NH4+)=c(Cl-)时,用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb= ;
②向25mL0.10mol·L-1的盐酸中滴加氨水至过量,该过程中离子浓度大小关系一定不正确的是 (填字母序号)。
a.c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-) b.c(C1-)>c(NH4+)=c(H+)>c(OH-)
c.c(NH4+)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+) d.c(OH-)>c(NH4+)>c(H+)>c(Cl-)
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