(16分)运用化学反应原理研究NH3的性质具有重要意义。请回答下列问题:
(1)已知:①4NH3(g)+3O2(g)===2N2(g)+6H2O(g) H=-1266.8kJ·mol-1
②N2(g)+O2(g)===2NO(g) H=180.5kJ·mol-1
写出氨高温催化氧化的热化学方程式 。
(2)氨气、空气可以构成燃料电池,其电池反应原理为4NH3+3O2===2N2+6H2O。则原电解质溶液显 (填“酸性”、“中性”或“碱性”),负极的电极反应式为 。
(3)合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,其研究来自正确的理论指导,合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下:
①由上表数据可知该反应为放热反应,理由是 ;
②理论上,为了增大平衡时H2的转化率,可采取的措施是 (填字母序号);
a.增大压强 b.使用合适的催化剂
c.升高温度 d.及时分离出产物中的NH3
③400oC时,测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量浓度分别为3mol·L-1、2mol·L-1、1mol·L-1时,此时刻该反应的v正(N2) v逆(N2)(填“>”、“<”或“=”)。
(4)①25oC时,将amol·L-1的氨水与0.1mol·L-1的盐酸等体积混合。当溶液中c(NH4+)=c(Cl-)时,用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb= ;
②向25mL0.10mol·L-1的盐酸中滴加氨水至过量,该过程中离子浓度大小关系一定不正确的是 (填字母序号)。
a.c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-) b.c(C1-)>c(NH4+)=c(H+)>c(OH-)
c.c(NH4+)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+) d.c(OH-)>c(NH4+)>c(H+)>c(Cl-)
(1)4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g) H=-905.8kJ·mol-1。
(2)碱性,2NH3+6OH-—6e-===N2+6H2O。
(3)①随着温度的升高,平衡常数减小;②ad ;③<。
(4)①10?8/a-0.1;②d。
解析试题分析:(1)已知:①4NH3(g)+3O2(g)===2N2(g)+6H2O(g) H=-1266.8kJ·mol-1,
②N2(g)+O2(g)===2NO(g) H=180.5kJ·mol-1,根据盖斯定律:①+②×2得氨高温催化氧化的热化学方程式为4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g)
H=-905.8kJ·mol-1。(2)氨气、空气可以构成燃料电池,其电池反应原理为4NH3+3O2===2N2+6H2O。为减少氨气的溶解损失,则原电解质溶液显碱性,负极的电极反应式为2NH3+6OH-—6e-===N2+6H2O。(3)①由上表数据可知该反应为放热反应,理由是随着温度的升高,平衡常数减小;②合成氨的反应正向为气体体积减小的放热反应,为了增大平衡时H2的转化率,需使平衡正向移动,a.增大压强,平衡正向移动,正确;b.使用合适的催化剂,平衡不移动,错误; c.升高温度,平衡逆向移动,错误;d.及时分离出产物中的NH3,平衡正向移动,正确,选ad ;③利用Q与K的关系判断。400oC时,测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量浓度分别为3mol·L-1、2mol·L-1、1mol·L-1时,此时刻Q=4.5,K=0.5,Q>K,反应逆向进行,v正(N2)<v逆(N2)。 (4)①根据电荷守恒有c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),由于c(NH4+)=c(Cl-),故c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,故溶液中c(OH-)=10-7mol/L,溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=1/2×0.1mol?L-1=0.05mol?L-1,故混合后溶液中c(NH3.H2O)=1/2amol?L-1-0.05mol?L-1=(0.5a-0.05)mol/L,NH3?H2O的电离常数Kb=10?7×0.05/0.5a-0.05=10?8/a-0.1;②盐酸与氨水反应可能出现三种情况:Ⅰ、盐酸过量,体系为NH4Cl和HCl溶液:a盐酸过量的较多(即开始向酸液中滴加氨水)时,c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-);b盐酸稍稍过量时:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);Ⅱ、两者恰好完反应,体系为NH4Cl溶液:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);Ⅲ、氨水过量:体系为NH4Cl溶液和NH3.H2O:a氨水稍过量时,溶液呈中性:c (Cl-)=c(NH4+)>c(H+)=c(OH-);b氨水稍稍过量时,溶液呈中性以前:c(NH4+)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-);c氨水过量较多时,溶液呈碱性:c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)或c(NH4+)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+),综上所述,不可能出现c(OH-)>c(NH4+)>c(H+)>c(Cl-),选d。
考点:考查盖斯定律、焓变的计算,燃料电池,化学反应速率和化学平衡,电离常数计算及离子浓度大小比较。
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(12分)科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。
(1)合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
H="-92.4" kJ/mol,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0.3 mol N2和0.5 mol H2充入体积不变的密闭容器中,在一定条件下达到平衡,测得容器内气体压强变为原来的,此时H2的转化率为 (计算出结果);欲提高该容器中H2的转化率,下列措施可行的是 (填选项字母)。
A.向容器中按原比例再充入原料气 | B.向容器中再充入一定量H2 |
C.改变反应的催化剂 | D.液化生成物分离出氨 |
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
硫酸的消费量是衡量一个国家化工生产水平的重要标志。
(1)一定条件下,SO2与空气反应10 min后,SO2和SO3物质的量浓度分别为1.2 mol/L和2.0 mol/L,则SO2起始物质的量浓度为______;生成SO3的化学反应速率为______。
(2)若改变外界条件,发生SO2与空气反应生成SO3,使10 min内的用O2表示的反应速率为0.15mol/(L·min),则改变的条件可能是_______________。
A.压缩体积,增大压强 | B.降低温度 | C.充入大量的氮气 | D.仅增加SO2的浓度 |
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(10分,每空2分) 往一个容积为5L的密闭容器中,通入2molN2和3molH2,在一定条件下,发生反应 N2+3H22NH3,2 min后测得容器中生成了1mol NH3,试求:
(1)2 min时,N2的物质的量 ; (2)2 min时,H2的物质的量浓度 ;
(3)2 min时,H2的转化率 ; (4)2min内,N2的平均反应速率 ;
(5)N2、H2、NH3的反应速率之比 。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(17分)氮化硅是一种新型陶瓷材料,它可由石英晶体与焦炭颗粒在高温的氮气流中,通过如下反应制得:3SiO2 + 6C + 2N2 Si3N4 + 6CO,该反应过程中的能量变化如图⑵所示;回答下列问题:
(1)上述反应中的还原剂是 ,还原产物是 。
(2)该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(3)在一定温度下,上述反应在4L密闭容器内进行,用M、N两种物质描述其物质的量随时间变化的曲线如图⑶所示:
①M、N表示的物质分别为 、 。
②比较t2时刻,正逆反应速率大小(正)
(逆)。
(填“>”、“=”、“<”)。.
③若t2=2min,计算反应开始至t2时刻,M的平均化学反应速率为 。
④t3时刻化学反应达到平衡时反应物的转化率为 。
(4)①某种氢燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质,某电极上发生的电极反应为:A极H2-2e-+O2-===H2O;则A极是电池的 极 (填“正”或“负”)。
②上述合成氮化硅的反应产生的尾气不能排放,经过处理以后可以用下图所示的仪器测量尾气中CO的含量。多孔电极中间的固体氧化锆—氧化钇为电解质,这种固体电解质允许O2-在其间通过,其工作原理如图⑷所示,其中多孔Pt电极a、b分别是气体CO、O2的载体。
Ⅰ.该电池的正极为 (填a或b);O2 流向 (填 “正极”或“负极”)
Ⅱ.该电池的正极反应式为 ,负极反应式为 。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。汽车尾气中CO与H2O(g)在一定条件下可以发生反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0。820 ℃时在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,起始时按照下表进行投料,达到平衡状态,K=1.0。
起始物质的量 | 甲 | 乙 | 丙 |
n(H2O)/mol | 0.10 | 0.20 | 0.20 |
n(CO)/mol | 0.10 | 0.10 | 0.20 |
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(16分)在一容积为2 L的密闭容器内加入0.2 molA和0.6 molB,在一定条件下发生反应:A(s)+3B(g)2C(s)+3D(g) 已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表:
温度/℃ | 1000 | 1150 | 1300 |
平衡常数 | 64.0 | 50.7 | 42.9 |
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
反应A(g) B(g) +C(g)在容积为1.0L的密闭容器中进行,A的初始浓度为0.050mol/L。温度T1和T2下A的浓度与时间关系如图所示。回答下列问题:
(1)上述反应的温度T1 T2,平衡常数K(T1) K(T2)。(填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)若温度T2时,5min后反应达到平衡,A的转化率为70%,则:
①平衡时体系总的物质的量为 。
②反应的平衡常数K= 。
③反应在0~5min区间的平均反应速率v(A)= 。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
化学反应 | 平衡常数 | 温度(℃) | |
500 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(g) ![]() | K1 | 2.5 | 0.15 |
②H2(g)+CO2(g) ![]() | K2 | 1.0 | 2.50 |
③3H2(g)+ CO2(g) ![]() | K3 | | |
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