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氮及其化合物在工农业生产中具有重要作用.
(1)某小组进行工业合成氨N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0的模拟研究,在1L密闭容器中,分别加入0.1mol N2和0.3mol H2.实验①、②、③中c(N2)随时间(t)的变化如图所示.
实验②从开始到达到平衡状态的过程中,用H2表示的平均反应速率为______.
与实验①相比,.实验②所采用的实验条件可能为______(填字母),实验③所采用的实验条件可能为______(填字母).
a.增大压强b.减小压强c.升高温度d.降低温度e.使用催化剂
(2)NH3可用于处理废气中的氮氧化物,其反应原理为2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)?2N2(g)+3H2O(g)△H<O,
欲提高废气中氮氧化物的转化率,可采取的措施是______(填字母)
a.升高温度 b.增大压强 c,增大NH3的浓度
(3)NCl3遇水发生水解反应,生成NH3的同时得到______(填化学式).ClO2是广谱高效消毒剂,制备原理为NCl3+6ClO2-+3H2O=NH3↑+6ClO2+3OH-+3Cl-.若转移1mol电子,则制取ClO2的质量为______.
(4)25℃时,将amol?L-1的氨水与bmol?L-1盐酸等体积混合,反应后溶液恰好显中性,则a______b(填“>”、“<”或“=”).用a、b表示NH3?H2O的电离平衡常数为______.

解:(1)由图可知,实验②10min到达平衡,平衡时△(N2)=0.1mol/L-0.06mol/L=0.04mol/L,由方程式可知,△c(H2)=3△(N2)=3×0.04mol/L=0.12mol/L,故v(H2)==0.012mol/(L?min),
由图可知,与实验①相比,实验②到达平衡所以时间较短,反应速率较快,但平衡时氮气的浓度不变,改变条件平衡不移动,该反应正反应是气体体积减小的反应,故实验②应是使用催化剂,
由图可知,与实验①相比,实验③到达平衡所以时间较短,反应速率较快,平衡时氮气的浓度增大,改变体积平衡向逆反应移动,该反应正反应是体积减小的放热反应,故为升高温度;
故答案为:0.012mol/(L?min),e,c;
(2)提高废气中氮氧化物的转化率,应改变条件使平衡向正反应移动,
a.该反应正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应移动,氮氧化物的转化率降低,故a错误;
b.该反应正反应是体积增大的反应,增大压强,平衡向逆反应移动,氮氧化物的转化率降低,故b错误;
c.增大NH3的浓度,平衡向正反应移动,氮氧化物的转化率增大,故c正确;
故答案为:c;
(3)NCl3遇水发生水解反应,NCl3分子中负价原子结合水电离的氢离子,正价原子结合水电离的去氢根离子,故生成NH3的同时还得到HClO,
反应中只有氯元素的化合价发生变化,氯元素由NCl3中+1降低为Cl-中-1价,由ClO2-中+3价升高为ClO2中+4价,故转移1mol电子,生成ClO2的物质的量为1mol,质量为1mol×67.5g/mol=67.5g,
故答案为:HClO,67.5;
(4)溶液显中性,所以c(H+)=c(OH-),溶液的电荷守恒可得:c(H+)+c(NH4+)=c(Cl-)+c(OH-),故c(NH4+)=c(Cl-),氯化铵是强酸弱碱盐其水溶液呈酸性,要使氯化铵溶液呈中性,则氨水应稍微过量,因为盐酸和氨水的体积相等,则氨水的物质的量浓度大于盐酸,
溶液中c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,c(NH4+)=c(Cl-)=mol/L,c(NH3?H2O)=(-)mol/L,
电离常数只与温度有关,则此时NH3?H2O的电离常数Kb===
故答案为:>,
分析:(1)由图可知,实验②10min到达平衡,平衡时△(N2)=0.1mol/L-0.06mol/L=0.04mol/L,再根据方程式计算△c(H2)随,根据v=计算v(H2);
由图可知,与实验①相比,实验②到达平衡所以时间较短,反应速率较快,但平衡时氮气的浓度不变,改变条件平衡不移动,该反应正反应是气体体积减小的反应,故实验②应是使用催化剂;
由图可知,与实验①相比,实验③到达平衡所以时间较短,反应速率较快,平衡时氮气的浓度增大,改变体积平衡向逆反应移动,据此结合选项判断;
(2)提高废气中氮氧化物的转化率,应改变条件使平衡向正反应移动,结合平衡移动原理分析;
(3)NCl3遇水发生水解反应,NCl3分子中负价原子结合水电离的氢离子,正价原子结合水电离的去氢根离子,据此判断双键产物;
反应中只有氯元素的化合价发生变化,氯元素由NCl3中+1降低为Cl-中-1价,由ClO2-中+3价升高为ClO2中+4价,据此计算;
(4)溶液显中性,所以c(H+)=c(OH-),溶液的电荷守恒可得:c(H+)+c(NH4+)=c(Cl-)+c(OH-),故c(NH4+)=c(Cl-),氯化铵是强酸弱碱盐其水溶液呈酸性,要使氯化铵溶液呈中性,则氨水应稍微过量;
电离常数只与温度有关,结合电离常数Kb=计算.
点评:题目综合性较大,涉及化学反应速率计算、影响化学平衡的因素、氧化还原反应、电解质溶液的有关计算、电离平衡常数等,难度中等,(3)中注意根据盐类水解原理判断产物.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

Ⅰ.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用.请回答:
(1)在一定体积的恒容密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
其化学平衡常数K与温度t的关系如下表:
t/K 298 398 498
K/(mol?L-12 4.1×106 K1 K2
完成下列问题:
①比较K1、K2的大小:K1
K2(填“>”、“=”或“<”).
②判断该反应达到化学平衡状态的依据是
AC
AC
(填序号).
A.2v(H2)(正)=3v(NH3)(逆)  B.v(N2)(正)=3v(H2)(逆)
C.容器内压强保持不变            D.混合气体的密度保持不变
(2)盐酸肼(N2H6Cl2)是一种重要的化工原料,属于离子化合物,易溶于水,溶液呈酸性,水解原理与NH4Cl类似.
①写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式
N2H62++H2O[N2H5?H2O]++H+
N2H62++H2O[N2H5?H2O]++H+

②盐酸肼水溶液中离子浓度的排列顺序正确的是
A
A
(填序号).
A.c(Cl-)>c(N2H62+)>c(H+)>c(OH-
B.c(Cl-)>c([N2H5?H2O+])>c(H+)>c(OH-
C.c(N2H62+)+c([N2H5?H2O+])+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-
D.c(N2H62+)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-
Ⅱ.水体中重金属铅的污染问题备受关注.查资料得知Pb4+具有很强的氧化性.水中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2(在水中溶解度小)、Pb(OH)3-、Pb(OH)42-,各形态的物质的量的分数α随溶液pH变化的关系如下图所示:

(1)Pb(NO32溶液中,c(Pb2+)/c(NO3-
1/2(填“>”、“=”、“<”).
(2)向Pb(NO32溶液滴加盐酸,溶液中c(Pb2+)/c(NO3-)没有变大,反而变小并有沉淀生成,则生成的沉淀可能为
PbCl2
PbCl2

(3)向Pb(NO32溶液中滴加NaOH溶液,溶液也变浑浊,在pH约为
10
10
 时生成沉淀最多,继续滴加NaOH溶液,混合体系又逐渐变澄清.pH=13时,混合体系中发生的主要反应的离子方程式为:
Pb(OH)3-+OH-=Pb(OH)42-
Pb(OH)3-+OH-=Pb(OH)42-

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义.
Ⅰ.硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图1所示(曲线上任何一点都表示平衡状态).

根据图示回答下列问题:
①2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)的△H
0.若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1
K2;若反应进行到状态D时,v
v(填“>”、“<”或“=”).
②若在恒温、恒容条件下向上述平衡体系中通He,V
不变
不变
(填“增大”、“减小”或“不变”);平衡
移动(填“向左”、“向右”或“不”).
③若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,V
减小
减小
,V
减小
减小
;平衡
向左
向左
移动.
Ⅱ.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用.
①如图2是一定的温度和压强下是N2和H2反应生成1molNH3过程中能量变化示意图,请写出工业合成氨的热化学反应方程式:
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-2(b-a)kJ?mol-1
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-2(b-a)kJ?mol-1
(△H的数值用含字母a、b的代数式表示).
②工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g) 
催化剂
高温
2NH3(g).在一定温度下,将一定量的N2和H2通入到体积为1L的密闭容器中达到平衡后.改变下列条件,能使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是
AB
AB

A、增大压强    B、增大反应物的浓度   C、使用催化剂     D、降低温度
③工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)
催化剂
高温
2NH3(g).设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60mol N2(g)和1.60mol H2(g).反应在一定条件下达到平衡时,NH3的体积分数为
4
7
.计算:该条件下N2(g)+3H2(g) 
催化剂
高温
2NH3(g)的平衡常数为
200
200
;N2的平衡转化率为
66.7%
66.7%

④已知化学反应:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);其化学平衡常数K与温度T的关系如下表:
T/℃ 200 300 400
K K1 K2 0.5
400℃时,在2L的密闭容器中2NH3(g)?N2(g)+3H2(g) 的化学平衡常数K的值为
2
2
.当测得NH3和N2、H2的物质的量分别为12mol和8mol、4mol时,则该反应的v(N2
大于
大于
v(N2)(填“大于”、“小于”或“等于”)

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义.
(1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),混合体系中SO3的质量分数和温度的关系如图1所示(曲线上任何一点都表示平衡状态).根据图示回答下列问题:

①2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)的△H
0(选填“>”或“<”);若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡
向左
向左
移动(选填“向左”、“向右”或“不”);
②若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1
K2;若反应进行到状态D时,v
v(选填“>”、“<”或“=”).
(2)氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用.
①图2是一定的温度和压强下N2和H2反应生成1mol NH3过程中能量变化示意图,请写出合成氨的热化学反应方程式:
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);
△H=2(a-b)kJ?mol-1
△H=2(a-b)kJ?mol-1
.(△H的数值用含字母a、b的代数式表示,不必注明反应条件)
②氨气溶于水得到氨水.在25℃下,将xmol?L-1的氨水与ymol?L-1的盐酸等体积混合,所得溶液呈中性.则x
y,所得溶液中c(NH4+
=
=
C(Cl-)(选填“>”、“<”或“=”);用含x和y的代数式表示出一水合氨的电离平衡常数
10-7y
x-y
mol/L
10-7y
x-y
mol/L

(3)海水中含有大量的元素,常量元素如氯、微量元素如碘在海水中均以化合态存在.在25℃下,向0.1mol?L-1的NaCl溶液中逐滴加入适量的0.1mol?L-1硝酸银溶液,有白色沉淀生成,向反应后的浊液中,继续加入0.1mol?L-1的NaI溶液,看到的现象是
白色沉淀转化为黄色沉淀
白色沉淀转化为黄色沉淀
,产生该现象的原因是(用离子方程式表示)
AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq)
AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq)
.(已知25℃时Ksp[AgCl]=1.0×10-10 mol2?L-2,Ksp[AgI]=1.5×10-16mol2?L-2

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用.请回答下列问题:

(1)如图是N2和H2反应生成2molNH3过程中能量变化示意图,请计算每生成1molNH3放出热量为
46.1kJ
46.1kJ

(2)工业合成氨气需要的反应条件非常高且产量低,而一些科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递HH+)实现氨的电化学合成,从而大大提高了氮气和氢气的转化率.电化学合成氨过程的总反应式为:N2+3H2
         通电         
.
(一定条件)
2NH3,则在电化学合成氨的过程中,阴极反应式为
N2+6H++6e-=2NH3
N2+6H++6e-=2NH3

(3)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),△H<0,其化学平衡常数K与t的关系如下表:(已知K=
C(N2)?[C (H2) ]3
[C (NH3)]2
,C(N2)、C(H2)、C(NH3)分别为平衡浓度)
t/K 298 398 498
K/(mol?L-1-2 4.1×106 K1 K2
请完成下列问题:
①试确定K1的相对大小,K1
4.1×106(填写“>”“=”或“<”)
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是
C
C
(填序号字母).
A.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2     B.2v(N2)(正)=v(H2)(逆)
C.容器内压强保持不变                       D.混合气体的密度保持不变
(4)①NH4Cl溶液呈酸性,这是由于NH4+水解的缘故.则NH4Cl溶于重水(D2O)生成一水合氨和水合氢离子的化学式是
NH3?HDO和D3O+
NH3?HDO和D3O+

②某氨水的pH=x,某盐酸的pH=y,x+y=14,且x>11,将上述氨水和盐酸等体积混合后,所得溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序为
B
B

A.C(Cl-)>C(NH4+)>C(H+)>C(OH-
B.C(NH4+)>C(Cl-)>C(OH-)>C(H+
C.C(Cl-)>C(NH4+)>C(OH-)>C(H+
D.C(NH4+)>C(Cl-)>C(H+)>C(OH-

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科目:高中化学 来源: 题型:

精英家教网氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用.请回答下列问题:
(1)如图是1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式
 

(2)在定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),其化学平衡常数K与t的关系如下表:
t/K 298 398 498
K/(mol?L-1-2 4.1×106 K1 K2
请完成下列问题:
①试比较K1、K2的大小,K1
 
K2(填写“>”“=”或“<”)
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是
 
(填序号字母).
A、容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2     B、2v(N2(正)=v(H2(逆)
C、容器内压强保持不变                      D、混合气体的密度保持不变
(3)盐酸肼(N2H6Cl2)是一种重要的化工原料,属于离子化合物,易溶于水,溶液呈酸性,水解原理与NH4Cl类似.写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式
 

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