【题目】氨为重要化工原料,有广泛用途。
(1)合成氨中的氢气可由下列反应制取:
a.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+216.4kJ/mol
b.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ/mol
则反应CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=_____________kJ/mol
(2)起始时投入氮气和氢气分别为1mol、3mol,在不同温度和压强下合成氨。平衡时混合物中氨的体积分数与温度关系如图。
①恒压时,反应一定达到平衡状态的标志是__________ (填序号);
A.N2和H2的转化率相等
B.反应体系密度保持不变
C.比值保持不变
D.=2
②P1________P2(填“>”、“<”、“=”、“不确定”,下同);反应平衡常数:B点______D点;
③C点H2的转化率_______________;在A、B两点条件下,该反应从开始到平衡时生成氨气平均速率:v(A)_______v(B)。
(3)N2H4可作火箭推进剂,NH3和NaClO在一定条件下反应可生成N2H4。
①写出NH3和NaClO反应生成N2H4的化学方程式_____________________________________________。
②当转移电子量为0.3NA时,标况下消耗NH3____________L。
【答案】+175.2kJ/mol BC < > 66.7%(或2/3) < 2NH3+NaClO N2H4+NaCl+H2O 6.72L
【解析】
(1)将两个热化学方程式叠加,就可得到相应反应的热化学方程式,△H也相加;
(2)①根据反应达到平衡时任何一组分的速率不变,物质的浓度、含量等不变判断平衡状态;
②该反应是气体体积减小的反应,在温度不变时,增大压强,平衡正向移动,氨的含量增加;在压强不变时,根据该反应的正反应是放热反应分析判断B、D两点的化学平衡常数大小;
③根据C点时氨的含量是50%,利用三段式计算H2的转化率;根据A、B两点的温度、压强的大小及温度、压强与化学反应速率的影响分析;
(3)利用题目信息找出反应物和生成物,再利用电子守恒及质量守恒配平,然后计算。
(1)a+b,整理可得CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)△H=+175.2kJ/mol,故答案为+175.2kJ/mol;
(2)①A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在该反应中N2、H2反应的物质的量的比是1:3,加入的物质的物质的量的比是1:3,所以无论反应是否达到平衡,N2和H2的转化率都相等,不能据此判断反应为平衡状态,A错误;
B.该反应是反应前后气体分子数不相等的反应,由于压强恒定不变,若反应未达到平衡,气体体积就会发生变化,由于气体质量不变,所以密度就会发生变化,因此若密度不变,反应达到平衡状态,B正确;
C.氢气是反应物,氨气是生成物,若氢气减少,则氨气必然增加,其比值就会发生变化,当的比值不变时说明反应达到平衡状态, C正确;
D.氮气是反应物,氨气是生成物,只要不平衡,若氮气减少,则氨气比增加,其比值就会发生变化,当比值不变时,说明反应处于平衡状态,但当比值为2时,不一定说明不再变化,所以不一定是平衡状态,D错误;
故合理选项是BC;
②该反应是气体体积减小的反应,在温度不变时,增大压强,平衡向气体体积减小的正反应方向移动,氨的含量增加,由图可知,在温度相同时,压强为P1时的平衡混合物中氨的体积分数小于压强为P2时,所以根据图示可知压强:P2>P1,即P1<P2,故答案为<;
合成氨气的反应是放热反应,在压强不变时,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,化学平衡常数越小,D点的温度高于B点的温度,所以化学平衡常数:B>D,故答案为>;
③N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
开始(mol) 1 3 0
转化(mol)x 3x 2x
平衡(mol)1-x 3-3x 2x
由于平衡时混合物中氨的体积分数为50%,=50%,解得x=2/3,由于氮气与氢气反应的物质的量的比是1:3,加入的物质的物质的量的比是1:3,所以氮气与氢气的转化率相等,即为66.7%,故答案为66.7%;
根据图示可知A、B两点平衡混合物中氨的含量相同,B点温度和压强均高于A点温度和压强,温度升高,速率加快,压强增大,速率加快,所以在A、B两点条件下的化学反应速率v(A)<v(B),故答案为<;
(3) N2H4可作火箭推进剂,NH3和NaClO在一定条件下反应可生成N2H4,反应中N的化合价升高,故氯的化合价降低,产物为NaCl,在根据得失电子守恒和质量守恒,方程式为2NH3+NaClON2H4+NaCl+H2O,根据方程,2mol NH3反应生成1mol N2H4转移2NA的电子,当转移电子量为0.3NA时,标况下消耗NH30.3mol,在标况下的体积为V=0.3mol×22.4L/mol=6.72L,故答案为2NH3+NaClON2H4+NaCl+H2O;6.72L。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某溶液可能含有Cl-、SO、CO、NH、Fe3+、Al3+和K+。取该溶液100mL,加入过量NaOH溶液,加热,得到0.02mol气体,同时观察到红褐色沉淀,过滤,洗涤,灼烧,得到1.6g固体:向上述滤液中加足量BaCl2溶液,得到4.66g不溶于盐酸的沉淀。由此可知原溶液中( )
A.CO、Al3+一定不存在,K+可能存在
B.Cl-一定存在,且c(Cl-)=0.4mol/L
C.SO、NH一定存在,CO32-可能存在
D.原溶液中至少存在上述离子中的4种
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述一定正确的是( )
A.2.0gH218O和D2O的混合物中含有质子数为NA
B.1.0L 2.0 mol/L NaOH溶液中含有氧原子数为2NA
C.3.4gH2O2参加氧化还原反应时转移电子数一定为0.1NA
D.常温下,1mol的NaHSO4晶体中含阳离子数目为2NA
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】.常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的六种溶液的pH如下表所示:
请回答下列问题:
(1)上述六种溶液中,水的电离程度最小的是_____(填化学式)。
(2)若欲增大氯水中次氯酸的浓度,可向氯水中加入上表中的物质是_____(填写一种物质即可)。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】功能高分子P的合成路线如下:
(1)A的分子式是C7H8,其结构简式是________________________。
(2)试剂a是____________________。
(3)反应③的化学方程式:_________________________________________________。
(4)E的分子式是C6H10O2。E中含有的官能团:_________________________。
(5)反应④的反应类型是____________________________。
(6)反应⑤的化学方程式:_________________________________________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2为原料可制备N2H4·H2O(水合肼)和无水Na2SO3,其主要实验流程如下:
已知:①Cl2+2OHClO+Cl+H2O是放热反应。
②N2H4·H2O沸点约118 ℃,具有强还原性,能与NaClO剧烈反应生成N2。
(1)步骤Ⅰ制备NaClO溶液时,若温度超过40 ℃,Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl,其离子方程式为____________________________________;实验中控制温度除用冰水浴外,还需采取的措施是____________________________________。
(2)步骤Ⅱ合成N2H4·H2O的装置如题19图1所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40 ℃以下反应一段时间后,再迅速升温至110 ℃继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是_____________;使用冷凝管的目的是_________________________________。
(3)步骤Ⅳ用步骤Ⅲ得到的副产品Na2CO3制备无水Na2SO3(水溶液中H2SO3、、随pH的分布如题19图2所示,Na2SO3的溶解度曲线如题19图3所示)。
①边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。实验中确定何时停止通SO2的实验操作为_________________。
②请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案: _______________________,用少量无水乙醇洗涤,干燥,密封包装。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】干燥的二氧化碳和氮气反应可生成氨基甲酸铵固体,化学方程式为:2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)在四氯化碳中通入二氧化碳和氨制备氨基甲酸铵的实验装置如图所示,回答下列问题:
(1)装置1用来制备二氧化碳气体:将块状石灰石放置在试管中的带孔塑料板上,漏斗中所加试剂为____:装置2中所加试剂为____;
(2)装置4中试剂为固体NH4Cl和Ca(OH)2:发生反应的化学方程式为________;试管口不能向上倾斜的原因是__________。装置3中试剂为KOH,其作用为______________。
(3)反应时三颈瓶需用冷水浴冷却,其目的是_______________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】NA代表阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 60g丙醇中存在的共价键总数为10NA
B. 1L 0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中HCO3-和CO32-离子数之和为0.1NA
C. 钠在空气中燃烧可生成多种氧化物。23g钠充分燃烧时转移电子数为1NA
D. 235g核素U发生裂变反应:,净产生的中子(n)数为10NA
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】一定温度下用过量铁块与稀硫酸反应制取氢气,采取下列措施:①将铁块换为等质量的铁粉;②加入少量溶液;③加入少量固体;④加入少量水;⑤加热⑥将稀硫酸换为的硫酸,其中可提高的生成速率的措施有
A.①③④B.①③⑤C.②④⑤D.②⑤⑥
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