(17分)I.工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法:
将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如下图所示(实线)。图中数据a(1,6)表示:在1 min时H2的物质的量是6 mol。
(1)a点正反应速率 (填“大于”“等于”或“小于”)逆反应速率。其化学平衡常数K=
(2)下列时间段平均反应速率最大的是 ,
A.O~1 min B.1~3 min C.3~8 min D.8~11 min
(3)仅改变某一实验条件再进行两次实验测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。曲线I对应的实验条件改变是 ,曲线Ⅱ对应的实验条件改变是 ,体积不变再充入3molCO2和4 mol H2,H2O(g)的体积分数 (填“增大”“不变”或“减小”)
Ⅱ.某实验小组欲探究 反应速率与温度的关系,现有1mol/L的KI溶液、0.1mol/L的H2S04溶液、淀粉溶液,则实验时这几种试剂的加入顺序为:KI溶液、 、 ;
反应的方程式为
Ⅲ. 粗镍样品中含Fe、Zn、Ag、Cu等四种金属杂质,为获得高纯度的镍,某兴趣小组同学拟用铅蓄电池为电源,粗镍及石墨为电极,电解硝酸镍溶液对粗镍进行提纯。
(1)电解结束后,在阳极附近的沉淀物中,主要的金属单质为 (填化学式)。
(2) 若按上图所示连接对铅蓄电池进行充电。充电一段时间后。则在A电极上生成 (填化学式)。B电极上的电极反应式为 ;充电完毕。铅蓄电池的正极是 极(填“A”或“B”)。
(3)如用甲烷燃料电池为电源,在25℃、101 kPa时,若CH4在氧气中直接燃烧生成1 mol水蒸气放热401 kJ,而l g水蒸气转化成液态水放热2.445 kJ,则CH4的燃烧热为 (取整数)kJ·mol-。
Ⅰ(1)大于 1/2 (2) A (3) 升高温度 增大压强 增大 Ⅱ淀粉溶液,H2S04溶液 4H+4I-+O2=2I2+2H2O
Ⅲ (1)Ag、Cu (2)Pb PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+ B (3) 890
【解析】Ⅰ(1)a点氢气的物质的量还是在减小的,所以反应是在向正反应方向进行,因此正反应速率大于逆反应速率。平衡时氢气是2mol,则消耗氢气是6mol,所以同时消耗CO2是2mol,生成甲醇和水蒸气是2mol。所以平衡常数等于。
(2)反应速率越大,反映在曲线上斜率就越大,所以反应速率最大的是O~1 min,即A是正确的。
(3)根据图像可知曲线I对应的反应速率快,平衡时氢气的物质的量大,说明平衡是向逆反应方向移动的,因此改变的条件是升高温度。曲线Ⅱ的反应速率也快,但平衡时氢气的物质的量小,说明向正反应方向移动,因此是增大压强。体积不变再充入3molCO2和4 mol H2,相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,所以水蒸气的含量增大。
Ⅱ.由于碘离子易被氧化,碘遇淀粉显蓝色,所以加入的顺序是淀粉溶液、H2S04溶液。方程式为4H+4I-+O2=2I2+2H2O。
Ⅲ.(1)银和铜的金属性弱于镍的,所以阳极中的主要单质是铜和银。
(2)A和电源的负极相连,是阴极,电极产物是铅。B和电源的正极相连,是阳极,电极反应式为PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+。B极产生二氧化铅,所以B是正极。
(3)l g水蒸气转化成液态水放热2.445 kJ,所以1mol水蒸气转化成液态水放热是2.445kJ×18=44.01kJ。生成1mol水蒸气放出的热量是401kJ,所以生成1mol液态水放出的热量是401kJ+44.01kJ=445.01kJ,所以甲烷的燃烧热是445.01kJ×2mol=890kJ/mol。
科目:高中化学 来源:2013-2014学年江西省宜春市高三上学期第五次月考理综化学试卷(解析版) 题型:填空题
尿素(H2NCONH2)是有机态氮肥,在农业生产中有着非常重要的作用。
(1)工业上合成尿素的反应分两步进行:
第一步:2NH3(l)+CO2H2NCOONH4(氨基甲酸铵)(l) △H1
第二步:H2NCOONH4 (l) H2O+ H2NCONH2(l) △H2
某化学学习小组模拟工业上合成尿素的条件,在体积为1 L的密闭容器中投入4 mol NH3和1 mol CO2,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图I所示。
已知总反应的快慢是由较慢的一步反应决定的。则合成尿素总反应的快慢由第______步反应决定, 总反应进行到______min时到达平衡。
②第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上右图II所示,则ΔH2______0(填“>”、“<”或“=”。)
(2)该小组将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变, 固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
温度/℃ |
15.0 |
20.0 |
25.0 |
30.0 |
35.0 |
平衡总压强/Kpa |
5.7 |
8.3 |
12.0 |
17.1 |
24.0 |
平衡气体总浓度/10-3mol/L |
2.4 |
3.4 |
4.8 |
6.8 |
9.4 |
①可以判断该分解反应已经达到化学平衡状态的标志是____________。
A.2V(NH3)=V(CO2) B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变 D.密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据,计算25.0°C时该分解反应的平衡常数为______(保留小数点后一位)。
(3)已知:
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=+180.6KJ/mol
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H2=-92.4KJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-483.6KJ/mol
则4NO(g)+4NH3(g) +O2(g)= 4N2(g)+6 H2O(g)的△H=___kJ • mol-1。
(4)尿素燃料电池的结构如图所示。其工作时 负极电极反应式可表示为______。
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科目:高中化学 来源:2012-2013学年河南省郑州市高三第三次测验预测理综化学试卷(解析版) 题型:填空题
尿素(H2NCONH2)是有机态氮肥,在农业生产中有着非常重要的作用。
(1)工业上合成尿素的反应分两步进行:
第一步:2NH3(l)+CO2H2NCOONH4(氨基甲酸铵)(l) △H1
第二步:H2NCOONH4 (l) H2O+ H2NCONH2(l) △H2
某化学学习小组模拟工业上合成尿素的条件,在体积为1 L的密闭容器中投入4 mol NH3和1 mol CO2,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图I所示。
①已知总反应的快慢是由较慢的一步反应决定的。则合成尿素总反应的快慢由第______步反应决定,总反应进行到______min时到达平衡。
②第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上右图II所示,则ΔH2______0(填“>”、“<”或“=”。)
(2)该小组将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变, 固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
温度/℃ |
15.0 |
20.0 |
25.0 |
30.0 |
35.0 |
平衡总压强/Kpa |
5.7 |
8.3 |
12.0 |
17.1 |
24.0 |
平衡气体总浓度/10-3mol/L |
2.4 |
3.4 |
4.8 |
6.8 |
9.4 |
①可以判断该分解反应已经达到化学平衡状态的标志是____________。
A.2V(NH3)=V(CO2) B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变 D.密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据,计算25.0°C时该分解反应的平衡常数为______(保留小数点后一位)。
(3)已知:
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=+180.6KJ/mol
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H2=-92.4KJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-483.6KJ/mol
则4NO(g)+4NH3(g) +O2(g)= 4N2(g)+6 H2O(g)的△H=___kJ • mol-1。
(4)尿素燃料电池的结构如图所示。其工作时 负极电极反应式可表示为______。
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科目:高中化学 来源: 题型:
有机合成在制药工业上有着极其重要的地位。现用硝基苯制取苯胺,再用苯胺
制得无色晶体乙酰苯胺(具有退热镇痛作用的药物)。
① 化学原理为:
苯胺 乙酸 乙酰苯胺
② 相关物质的物理常数
物 质 | 相对分 子质量 | 状 态 | 熔点 (℃) | 沸点 (℃) | 溶 解 度(g) | |
水 | 乙 醇 | |||||
苯 胺 | 93 | 无色液体 | -6 | 184 | 3.42(20℃) | 任意比混溶 |
冰醋酸 | 60 | 无色液体 | 17 | 118 | 任意比混溶 | 任意比混溶 |
乙酰苯胺 | 135 | 白色片 状固体 | 114 | 304 | 0.56(20℃)、3.45(50℃) 5.20(100℃) | 36.9(20℃) |
③ 制备乙酰苯胺的装置如右下图所示:
④ 制备方法和过程:
已知:I苯胺易被氧化,加入少量锌可防止氧化
II韦氏分馏柱作用与原理类似于冷凝管
请回答以下问题:
(1)步骤1中保持柱顶温度约为105℃,则锥形瓶中收集到的馏
分主要是 。
(2)步骤2中将反应液倒入水中的目的是 。
(3)步骤3中洗涤剂最好选择 。
A.冷水 B.热水 C.15%的乙醇溶液 D.NaOH溶液
(4)步骤4重结晶的过程:粗产品溶于沸水中配成饱和溶液→再加入少量蒸馏水→加入活性炭脱色→加热煮沸→ →冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥。
(5)上述制备过程的产率是 。
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