【题目】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值和温度的关系如表:
温 度(℃) | 360 | 440 | 520 |
K值 | 0.036 | 0.010 | 0.0038 |
(1)①由上表数据可知该反应为_____ (填放热,吸热,无法确定 )反应。
②下列措施能用勒夏特列原理解释是_____(填序号)。
a.增大压强有利于合成氨 b.使用合适的催化剂有利于快速生成氨
c.生产中需要升高温度至500°C左右 d.需要使用过量的N2,提高H2转化率
(2)0.2mol氨气溶于水后再与含有0.2mol硫酸的溶液反应放热QkJ,请你用热化学方程式表示其反应式_____。
(3)常温时,将amol氨气溶于水后,再通入bmol氯化氢,溶液体积为1L,且c(NH4+)=c(Cl﹣),则一水合氨的电离平衡常数Kb=_____(用ab表示)。
(4)原料气H2可通过反应 CH4(g)+H2O (g)CO(g)+3H2(g) 获取,已知该反应中,当初始混合气中的恒定时,温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如图所示:
①图中,两条曲线表示压强的关系是:P1_____P2(填“>”、“=”或“<”)。
②其它条件一定,升高温度,氢气的产率会__(填“增大”,“减小”减小,“不变”不变)。
(5)原料气H2还可通过反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)获取。
①T℃时,向容积固定为5L的容器中充入1mol水蒸气和1mol CO,反应达平衡后,测得CO的浓度为0.08molL﹣1,该温度下反应的平衡常数K值为_____。
②保持温度仍为T℃,容积体积为5L,改变水蒸气和CO的初始物质的量之比,充入容器进行反应,下列描述能够说明体系处于平衡状态的是_____(填序号)。
a.容器内压强不随时间改变
b.混合气体的密度不随时间改变
c.单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
d.混合气中n(CO):n(H2O):n(CO2):n(H2)=1:16:6:6
【答案】 放热 ad NH3·H2O(aq)+H2SO4(aq)=NH4HSO4(aq)+H2O(l)△H=﹣5Q kJmol﹣1 < 增大 2.25 cd
【解析】(1)本题考查化学平衡常数、勒夏特列原理,①化学平衡常数只受温度的影响,根据表格数据,随着温度的升高,化学平衡常数降低,说明正反应方向是放热反应;②勒夏特列原理是达到平衡,改变某一因素,平衡向消弱这一因素的方向移动,合成氨N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),a、组分都是气体,反应前气体系数之和大于反应后气体系数,增大压强,平衡向正反应反应方向移动,符合勒夏特列原理,故正确;b、催化剂对化学平衡无影响,不符合勒夏特列原理,故错误;c、合成氨是放热反应,升高温度向逆反应方向进行,温度控制在500℃左右,使催化剂的催化效率达到最大,不符合勒夏特列原理,故错误;d、过量氮气,平衡向正反应方向进行,氢气的转化率增大,符合勒夏特列原理,故正确;(2)考查热化学反应方程式的书写,注意从热化学反应方程式书写的要求入手,两者的物质的量相等,生成的是NH4HSO4,消耗1molNH3时,产生热量为Q/0.2kJ=5QkJ,注意是氨气的水溶液,因此热化学反应方程式为:NH3·H2O(aq)+H2SO4(aq)= NH4HSO4(aq)+H2O(l)△H=-5Q kJ·mol﹣1;(3)本题考查电离平衡常数的表达式,根据c(NH4+)=c(Cl-),应从电荷守恒入手,即c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),因为c(NH4+)=c(Cl-),所以溶液显中性,Kb=c(NH4+)×c(OH-)/c(NH3·H2O),c(NH4+)=c(Cl-)=b/1mol·L-1=bmol·L-1,根据氮元素守恒,因此c(NH3·H2O)=(a-b)/1mol·L-1=(a-b)mol·L-1,代入上述表达式Kb=(b ×10-7)/( a- b);(4)本题考查勒夏特列原理,①作等温线,反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和,增大压强,平衡向逆反应方向移动,甲烷的含量增大,即P1<P2;②根据线的走向,随着温度升高,甲烷的体积分数降低,说明平衡向正反应方向进行,即正反应方向是吸热反应,升高温度,氢气的产率增大;(5)本题考查化学平衡常数的计算、化学平衡状态的判断,①CO(g) + H2O(g) CO2 (g) + H2(g)
起始(mol·L-1) 0.2 0.2 0 0
变化 0.12 0.12 0.12 0.12
平衡 0.08 0.08 0.12 0.12 根据化学平衡常数定义,其表达式为K=c(H2)×c(CO2)/[c(CO)×c(H2O)]=0.122/0.082=2.25;a、因为反应前后气体系数之和相等,压强不变,不能说明反应达到平衡,故错误;b、组分都是气体,因此气体质量不变,容器是恒定,根据密度的定义,密度保持不变,不能说明反应达到平衡,故错误;c、用不同物质的反应速率表示达到平衡,要求反应方向一正一逆,且反应速率之比等于化学计量数之比,消耗氢气,说明反应向正反应方向进行,生成CO2,说明反应向逆反应方向进行,且等于化学计量数之比,反应达到平衡,故正确;d、根据浓度商进行计算,此时的浓度商为6×6/(16×1)=2.25,等于化学平衡常数,说明反应达到平衡,故正确。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是分析化学中的重要试剂。
[查阅资料]隔绝空气加热至500℃时硫酸亚铁铵能完全分解,分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等。
[实验探究]某化学小组选用下图所示部分装置进行实验(夹持装置略)
实验Ⅰ 验证分解产物中含有氨气和水蒸气,并探究残留固体成分。
(1)所选用装置的正确连接顺序为_______(填装置的字母序号)。
(2)证明有水蒸气生成的实验现象为___________________________________。
(3)证明有氨气生成的实验现象为_____________________________________。
(4)A中固体完全分解后变为红棕色粉末,设计实验证明A中残留固体仅为Fe2O3,而不含FeO或Fe3O4:_______________________。
实验Ⅱ 乙同学为探究分解产物中的硫氧化物,连接装置A-E-F-B进行实验。
(5)实验过程中观察到:E中没有明显现象,F中溶液褪色,据此得出的结论是_________________________________。
(6)B的作用是_____________________________________。
(7)实验证明(NH4)2Fe(SO4)2受热分解除上述产物外,还有N2生成,写出A中反应的化学方程式___________________________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】有V、W、X、Y、Z五种元素,它们的原子序数依次增大,且都小于20;其中X和Z是金属元素。已知V和Z属同一族,它们原子最外电子层上只有1个电子,W和Y也属同一族,W原子最外电子层上电子数是次外电子层上电子数的3倍,X原子最外电子层上电子数等于Y原子最外电子层上电子数的一半。请用相关的元素符号回答:
(1)X、Z各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生盐和水,该反应的离子方程式为_____________;
(2)X最高价氧化物对应的水化物在水中电离方程式为:____________________________________;
(3)W与Z 可形成化合物Z2W2,该化合物的电子式为 ______________________________________;
(4)Y与Z形成的化合物水溶液pH ______ 7(填“>”、“<”或“=”),用离子方程式表示其原因 ____________________________________________________________;
(5)标准状况下,Y的最高价氧化物为无色晶体,该条件下0.20 mol该物质与一定量液态水混合得到一种稀溶液,并放出Q kJ的热量。写出该反应的热化学方程式:________________________________;
(6)W与V 可形成化合物V2W2,该化合物的结构式为 ______________________________________。
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【题目】下列各组离子,在无色、强酸性溶液中能大量共存的是( )
A.Mg2+、K+、SO42﹣、CO32﹣
B.Na+、NO3﹣、Ac﹣、K+
C.Al3+、Na+、Cl﹣、SO42﹣
D.Na+、K+、MnO4﹣、Cl﹣
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【题目】已知有机化合物A只由碳、氢两种元素组成且能使溴水褪色,其产量可以用来衡量一个国家石油化工的发展水平。A、B、C、D、E有如下关系:
则下列推断不正确的是( )
A.鉴别A和甲烷可选用酸性高锰酸钾溶液
B.D中含有的官能团为羧基,利用D物质可以清除水壶中的水垢
C.物质C的结构简式为CH3CHO,E的名称为乙酸乙酯
D.B+D→E的化学方程式为CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOC2H5
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【题目】把一定量铁粉放入氯化铁溶液中,完全反应后,所得溶液中Fe2+和Fe3+的物质的量浓度之比为1:2.则已反应的Fe3+和未反应的Fe3+的物质的量之比为( )
A.1:1
B.1:2
C.1:3
D.2:3
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列说法不正确的是
A.复分解反应一定不是氧化还原反应
B.置换反应一定是氧化还原反应
C.有单质参加的反应一定是氧化还原反应
D.有单质生成的分解反应一定是氧化还原反应
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】已知反应:NaH+H2O=H2+NaOH,对该反应的判断正确的是( )
A.1mol NaH参加反应失去1mol电子
B.每生成1mol H2转移2mol电子
C.NaH既是氧化剂,又是还原剂
D.NaOH是氧化产物
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