【题目】化石燃料的燃烧会产生大量污染大气的二氧化硫和温室气体二氧化碳.而氢气和氨气都被认为是无碳无污染的清洁能源.
(1)某些合金可用于储存于氢,金属储氢的原理克表示为M+xH2═MH2x(M表示某种合金).如图1表示温度分别为T1、T2且T1<T2时最大吸氢量与氢气压强的关系.则该反应的△H0(填“>”或“<”)
(2)氨在氧气中燃烧,生成水和一种空气组成成分的单质.已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=﹣92KJmol﹣1及H2的燃烧热为286kJmol﹣1;试写出氨在氧气中燃烧生成液态水的热化学方程式: .
(3)在一定条件下,将1molN2和3molH2混合与一个10L的容积不变的密闭容器中发生反应,5分钟后达到平衡,平衡时氨的体积分数为25%.
①反应的平衡常数表达式为;
②反应开始到平衡时H2的消耗速率v(H2)=;
③能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是;
a 容器中压强不变 b.混合气体的密度不变
c.3v(H2)=2v(NH3) d.c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2
④对于上述平衡状态,改变下列条件能使反应速率增大,且平衡向正向移动的是;
a 选用更高效的催化剂 b 升高温度c 及时分离出氨气 d 增加H2的浓度
⑤如今采用SCY陶瓷固体电解质的电化学合成氨装置(如图2),该装置用可以传导质子的固态物质作为介质.电池总反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g),那么该电解池阴极反应式为 , 当阳极失去0.6mol电子时,阴极产生的气体在标准状态下的体积为 .
【答案】
(1)<
(2)4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)△H=﹣1532kJ?mol﹣1
(3)K= ;0.024mol/(L﹒min);a;d;N2+6e﹣+6H+=2NH3;4.48L
【解析】解:(1)在压强相同的条件下,T1对应的吸氢量大,又T1<T2 , 也就是T2→T1 , 降温平衡正向移动,所以正反应是放热反应,则△H<0;所以答案是:<;(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=﹣92kJmol﹣1 ①
由H2的燃烧热为286kJmol﹣1 , 则2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=﹣572kJmol﹣1 ②
根据盖斯定律,由②×3﹣①×2得:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)△H=﹣572kJmol﹣1×3+92kJmol﹣1×2=﹣1532 kJmol﹣1
所以答案是:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)△H=﹣1532 kJmol﹣1;(3)①该反应的平衡常数表达式K= ,所以答案是:K= ;
②设参加反应的氮气的物质的量xmol,
N2 + | 3H2 | 2NH3 | ||
开始(mol): | 1 | 3 | 0 | |
变化(mol): | x | 3x | 2x | |
平衡(mol): | 1﹣x | 3﹣3x | 2x |
5min后达到平衡,平衡时氨的体积分数为 ×100%=25%,解:x=0.4,
H2的反应速率v(H2)= ×3=0.024mol/(L﹒min),所以答案是:0.024mol/(L﹒min);
③a.该可逆反应反应前后气体的物质的量发生变化,则容器内压强也不停变化,所以容器中压强不变,能说明反应到达平衡,故a正确;
b.因为反应前后总质量不变,又体积不变,所以混合气体的密度始终不变,则混合气体的密度不变,不能说明反应到达平衡,故b错误;
c.3v(H2)=2v(NH3),未指明正逆方向,不能说明反应到达平衡,故c错误;
d.c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2时可能处于平衡状态,可能不处于平衡状态,与反应的条件有关,故d错误;
故选:a;
④a.选用更高效的催化剂,能增大正反应速率,但平衡不移动,故a错误;
b.升高温度,能增大正反应速率,但平衡向吸热的逆向移动,故b错误;
c.及时分离出氨气,反应速率减慢,故c错误;
d.增加H2的浓度,增大反应物的浓度,能增大正反应速率,平衡正向移动,故d正确;
故选d;
⑤阴极发生还原反应,氮气在阴极上放电,与氢离子结合生成氨气,电极反应式为N2+6e﹣+6H+=2NH3 , 当阳极失去0.6mol电子时,则阴极得到0.6mol电子,所以产生的气体在标准状态下的体积为 ×2×22.4L/mol=4.48L,所以答案是:N2+6e﹣+6H+=2NH3;4.48L.
【考点精析】解答此题的关键在于理解反应热和焓变的相关知识,掌握在化学反应中放出或吸收的热量,通常叫反应热,以及对化学平衡状态的判断的理解,了解状态判断:①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体,且m+n≠x+y,压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定(m+n ≠ x+y)等.
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列有关钠的叙述正确的是( )
A. 钠是银白色金属,硬度很大 B. 钠在空气中燃烧生成氧化钠
C. 金属钠的熔点很高 D. 金属钠可以保存在煤油中
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】用乙烯、甲苯、E三种原料合成高分子药物M和有机中间体L的路线如图:
已知:
Ⅲ.有机物L是一种六元环酯,M的分子式是(C15H16O6)n
(1)C中含氧官能团的名称 , D的结构简式
(2)E在KMO4/OH﹣中转化成F,F的结构简式 , H→J的反应类型 .
(3)H→L的化学反应方程式是 .
(4)K→M属于加聚反应,K的结构简式是 .
(5)写出一定量的C与足量NaOH溶液反应的化学方程式 .
(6)写出一种符合下列条件的C的同分异构体的结构简式 .
①属于芳香族化合物;
②能发生银镜反应;
③遇FeCl3溶液能发生显色反应
④核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为l:l:2:2.
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】对于密闭容器中可逆反应A2(g)+3B2(g)═2AB3(g),探究单一条件改变情况下,可能引起平衡状态的改变,得到如图所示的曲线(图中T表示温度,n表示物质的量)下列判断正确的是( )
A.加入催化剂可以使状态d变为状态b
B.若T1>T2 , 则逆反应一定是放热反应
C.达到平衡时A2的转化率大小为:b>a>c
D.在T2和n(A2)不变时达到平衡,AB3的物质的量大小为:c>b>a
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】A、B、C、D四种芳香族化合物都是某些植物挥发油中的主要成分,有的是药物,有的是香料.它们的结构简式如下所示:
(1)B中的含氧官能团名称是
(2)B与足量氢气充分反应的产物的结构简式为 .
(3)D发生聚合反应的产物的结构简式为 .
(4)A能与乙醇发生反应生成一种有特殊香味的物质,请写出该反应的方程式:
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】A、B、C、D、E五种元素的元素序数依次增大.A的原子序数等于周期数;B的最外层电子数是次外层电子数的2倍,D的L层有两对成对电子;E+的核外有三个电子层,且都处于全满状态.试回答下列问题:
(1)基态E原子核外电子的排布式为
(2)A、C、D三种元素形成的常见离子化合物中阳离子的空间构型为 , 阴离子的中心原子轨道采用杂化.
(3)B、C、D三种元素的第一电离能有大到小的顺序是(填元素符号)
(4)E(CA3)42+离子的颜色是;含有化学键类型是;该配离子中心离子的配位数为
(5)D、E能形成两种晶体,其晶胞分别如甲、乙两图.在一定条件下,甲和C2A4反应生成乙,同时生成在常温下分别为气体和液体的另外两种常见无污染物质.该化学反应方程式为 .
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】美国通用原子能公司(GA)提出的碘硫热化学循环是由反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三步反应组成的(如图所示),下列有关说法正确的是( )
A.设计该循环是为了制取能源气体O2
B.整个循环过程中产生1mol O2的同时产生1molH2
C.图中反应Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ均可在常温常压下进行
D.图中反应Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ均为氧化还原反应
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】Na、Al、Fe、Cu是中学化学中重要的金属元素,它们的单质及其化合物之间有很多转化关系,如表所列物质不能按如图关系(“→”表示一步完成)相互转化的是( )
选项 | A | B | C | D |
a | Na | Al | Fe | Cu |
b | NaOH | Al2O3 | FeCl3 | CuSO4 |
c | NaCl | Al(OH)3 | FeCl2 | CuCl2 |
A.A
B.B
C.C
D.D
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com