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运用化学反应原理研究氮、碳、硫等单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)氨在国民经济中占有重要地位。合成氨工业中,合成塔中每产生2mol NH3,放出92.2kJ热量。
①若起始时向容器内放入2mol N2和6mol H2,达平衡后放出的热量为Q,则Q(填 “>”、“<”或“=”)                184.4 kJ。
②已知

1mol N—H键断裂吸收的能量等于            kJ。
(2)硫酸的年产量可以用来衡量一个国家的化工生产能力。工业生产硫酸的流程中存在反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。反应体系中SO3的百分含量和温度的关系如下图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。根据图示回答下列问题:

①该反应的          0(填“>’或“<”)。
②下列说法正确的是
a.若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡不移动
b.在D点时,v>v
c.B点、C点反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1<K2
d.在A点时,消耗1mol SO2必定同时消耗1mol SO3
(3)过度排放CO2会造成温室效应。
①最近科学家提出“绿色自由”构想能把空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇。甲醇可制作燃料电池,写出该电池负极反应式(电解液为KOH溶液)                  
②CO2也可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3溶液,写出该反应的离子方程式          
Na2CO3水溶液呈碱性,其原因是,25℃时该反应的K=2×10-4mol·L-1,则当溶液中c(HCO- 3):c(CO2- 3)=2∶1时,溶液的pH=         
(12分)
(1)①<(2分)
②391(2分)
(2)①<(2分) ②bd(2分)
(3)①CH3OH+ 8OH--6e-= CO2- 3 + 6H2O(2分)
②CO2+2OH- = CO2- 3 +H2O(2分) 10(2分)

试题分析:
(1)①根据反应3H2(g)+N2(g)=2NH3(g) △H=-92.2kJ/mol,而向容器内放入2mol N2和6mol H2由于可逆反应不可能完全反应,所以Q<184.4 kJ。
②反应3molH2需436 kJ×3,反应1mol N2需948.5kJ,与生成2mol NH3(6mol N-H)所需能量和为-92.2kJ,1mol N—H键断裂吸收的能量等于391 kJ。
(2)①右图可知温度越高,SO3的百分含量,平衡逆向移动△H<0。
②a、恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气容器体积变大,反应向气体分子数增多方向移动,错误。b、从D到A SO3的百分含量上升,反应正向进行,建立平衡v>v,正确。c、反应放热,温度越高,K越小,K1>K2,错误。d、消耗1mol SO2必定同时消耗1mol SO3,v=v,正确。
(3)①总反应:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O;正极反应: O2+3H2O+4e-=4 OH-;两式相减可得CH3OH+ 8OH--6e-= CO2- 3 + 6H2O。
②CO2也可用NaOH溶液吸收:CO2+2OH- = CO2- 3 +H2O;
K=2×10-4mol·L-1= c(OH-)× c(HCO- 3)/c(CO2- 3)="2" c(OH-),所以c(OH-)=1×10-4mol·L-1,c(H+)=10-8,pH=10。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

材料是人类赖以生存的重要物质基础.通常可分为金属材料、无机非金属
材料、高分子合成材料及复合材料.
(1)锂电池的质量轻,电容量大,颇受手机、手提电脑等制造商的青睐.某种锂电池的总反应式为Li+MnO2=LiMnO2,其中被氧化的元素是______.
(2)全世界每年因生锈损失的钢铁约占世界钢铁年产量的1/4.______(填“化学腐蚀”或“电化学腐蚀”)是钢铁发生最普遍的腐蚀.
(3)请为以下钢铁制品选择适当的防锈方法:
A.自行车的链条______
B.轮船的船体______
(4)无机非金属材料主要包括玻璃、水泥和______.塑料、合成橡胶和______是常说的三大合成材料.
(5)由酚醛树脂和玻璃纤维制成的复合材料--玻璃钢具有______、______(写出两点即可)等优异性能.

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列有关说法正确的是
A.反应CO2(g)+C(s)=2CO(g)在高温下可自发进行,则该反应的△H> 0
B.工业上电解饱和食盐水时,以石墨作阴极,铁棒作阳极
C.常温下,0.1mol·L-1 CH3COOH溶液pH=1
D.常温下,在AgCl悬浊液中加入少量NaCl饱和溶液,c(Ag+)减小,Ksp(AgCl) 减小

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列图示与对应的叙述相符的是

图1               图2               图3              图4
A.向一定质量的锌与过量的稀硫酸反应的试管中加入少量的CuSO4溶液,图1虚线表示加入CuSO4溶液时氢气体积与时间的关系
B.用0.0100mol/L硝酸银标准溶液,滴定浓度均为0.1000mol/LCl-、Br-及I-的混合溶液,由图2曲线,可确定首先沉淀的是Cl-
C.向NH4Al(SO4)2溶液中滴加过量的NaOH溶液,图3中曲线表示NaOH的物质的量与Al(OH)3物质的量关系图
D.由图4可说明乙烯与H2加成反应是放热反应,虚线表示在有催化剂条件下的反应进程

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科目:高中化学 来源:不详 题型:问答题

天然气(以甲烷计)在工业生产中用途广泛。
Ⅰ.在制备合成氨原料气H2中的应用
(1)甲烷蒸汽转化法制H2的主要转化反应如下:
CH4(g) + H2O(g)  CO(g) + 3H2(g)    ΔH =" +206.2" kJ/mol
CH4(g) + 2H2O(g)  CO2(g) +4H2(g)   ΔH = +165.0kJ/mol
上述反应所得原料气中的CO能使氨合成催化剂中毒,必须除去。工业上常采用催化剂存在下CO与水蒸气反应生成易除去的CO2,同时又可制得等体积的氢气的方法。此反应称为一氧化碳变换反应,该反应的热化学方程式是        
(2)CO变换反应的汽气比(水蒸气与原料气中CO物质的量之比)与CO平衡变换率
(已转化的一氧化碳量与变换前一氧化碳量之比)的关系如下图所示:

汽气比与CO平衡变换率的关系
析图可知:
① 相同温度时,CO平衡变换率与汽气比的关系是     
② 汽气比相同时,CO平衡变换率与温度的关系是     
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度也可以表示平衡常数(记作Kp),则CO变换反应的平衡常数表示式为:Kp=        。随温度的降低,该平衡常数      (填“增大”“减小”或“不变”)。
Ⅱ.在熔融碳酸盐燃料电池中的应用
以熔融Li2CO3和K2CO3为电解质,天然气经内重整催化作用提供反应气的燃料电池示意图如下:

(1)外电路电子流动方向:由  流向   (填字母)。
(2)空气极发生反应的离子方程式是    
(3)以此燃料电池为电源电解精炼铜,当电路有0.6 mol e?转移,有     g 精铜析出。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列有关说法错误的是
A.反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)低温下能自发进行,说明该反应的△H<0
B.Mg在空气中燃烧时发出耀眼的白光,可用于制造信号弹
C.纯碱溶于热水中去污效果增强,说明纯碱的水解是吸热反应
D.反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)(△H<0)达平衡后,降低温度,正反应速率增大、逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

氮元素的单质及其化合物的研究和应用在工农业生产中有着非常重要的地位。工业制硝酸的主要反应之一是
(1)如果将4mol NH3和5mol O2放入容器中,达到平衡时放出热量0.8akJ,则平衡时NH3的转化率为     
(2)在一定条件下,容积固定的密闭容器中进行上述反应,NO的浓度与时间关系如图所示,则NO的a、b、c三点的反应速率v(a正)、v(b逆)、v(c正)的大小关系是         

(3)t℃时,在容积固定的密闭容器中发生上述反应,容器内各物质的浓度如下表:

①第2min到第4mim,反应速率v(O2)=            
②第2min时改变了条件,改变的条件可能是         (从所给选项中选择);
A.降低温度B.增加了生成物C.减小压强 D.使用了高效催化剂
③在与第4min相同的温度下,若起始向容器中加入NH3、O2、NO和H2O(g)的浓度都为2moI/L,则该反应       (填“正反应方向进行”、“逆反应方向进行”、“不移动”)。
(4)硝酸厂的尾气含有氮氧化物,不经处理直接排放将污染空气。尿素(H2NCONH2)是一种非常重要的高氮化肥,在温度70—95℃时,工业尾气中的NO、NO2可以用尿素溶液吸收,将其转化为N2,尿素与NO、NO2三者等物质的量反应的化学方程式为         
(5)目前科学家探索利用燃料气体中的甲烷等将氮氧化物还原为氮气和水,其反应机理为:


则1mol甲烷直接将NO2还原为N2的烩变为____         

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列说法正确的是(    )
A.凡是放热反应都是自发的 
B.难溶电解质的溶解平衡是一种动态平衡
C.利用沉淀反应除杂时,可使杂质离子完全沉淀
D.pH=5的盐酸稀释1000倍后,溶液的pH增到8

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(7分) 科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。
⑴目前合成氨的技术原理为:
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将一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密闭容器中,在500℃、2×107Pa下达到平衡,测得N2为0.1 mol,H2为0.3 mol,NH3为0.1 mol。该条件下H2的转化率为     
③欲提高②容器中H2的转化率,下列措施可行的是     
A.向容器中按原比例再充入原料气B.向容器中再充入惰性气体
C.改变反应的催化剂D.液化生成物分离出氨
⑵1998年希腊亚里士多德大学的两位科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传导H+),从而实现了高转化率的电解法合成氨。其实验装置如图所示。阴极的电极反应式为      

⑶根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生下列反应:

进一步研究NH3生成量与温度关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下:
T/K
303
313
323
NH3生成量/(106mol)
4.8
5.9
6.0
①合成反应的a_    0。(填“大于”、“小于”或“等于”)
②已知

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