硝酸工业的基础是氨的催化氧化,在催化剂作用下发生如下反应:
① 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H =" —905" kJ/mol ①主反应
② 4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H =" —1268" kJ/mol ②副反应
有关物质产率与温度的关系如甲图。
(1)由反应①②可知反应⑤N2(g) + O2(g)2NO(g)的反应热ΔH=
(2)由图甲可知工业上氨催化氧化生成 NO时,反应温度最好控制在
(3)用Fe3O4制备Fe(NO3)3溶液时,需加过量的稀硝酸,原因一:将Fe4O3中的Fe2+全部转化为Fe3+,
原因二: (用文字和离子方程式说明)。
(4)将NH3通入NaClO溶液中,可生成N2H4,则反应的离子方程式为 。
(5)依据反应②可以设计成直接供氨式碱性燃料电池(如乙图所示),则图中A为 (填“正极”或“负极”),电极方程式为
(12分)(每空2分)
(1) +181.5 kJ/mol
(2) 780℃~840℃
(3) 抑制Fe3+的水解;Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
(4) 2NH3+ClO—=N2H4+Cl—+H2O
(5) 负极 2NH3—6e—+6OH—=N2+6H2O
解析试题分析:(1)由盖斯定律,(①-②)×1/2可得N2(g)+O2(g)2NO(g),故△H=1/2×(1)由盖斯定律,(①-②)×1/2可得N2(g)+O2(g)
2NO(g),故△H="+181.5" kJ·mol-1,
故答案为:+181.5 kJ·mol-1;
(2)从图象可以看在,反应温度在780~840℃,NO的产率最大,故选择780~840℃,
故答案为:780~840℃;
(3)溶液中铁离子水解Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,过量的硝酸抑制Fe3+的水解,
故答案为:溶液中铁离子水解Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,过量的硝酸抑制Fe3+的水解;
(4)NH3通入NaClO溶液中,生成N2H4,N元素的化合价升高,故Cl元素的化合价应降低,有氯离子生成,根据元素守恒与电荷守恒可知,还有水生成,配平后离子方程式为:2NH3+ClO-=N2H4+Cl-+H2O,
故答案为:2NH3+ClO-=N2H4+Cl-+H2O;
(5)由图可知,A极通入的为氨气,发生氧化反应,为负极,氨气在碱性条件下放电生成氮气与水,电极反应式为:2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O,
故答案为:负极;2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O.
考点:化学平衡的调控作用;化学电源新型电池
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
下图是一个乙醇燃料电池工作时的示意图,乙池中的两个电极一个是石墨电极,一个是铁电极,工作时M、N两个电极的质量都不减少,请回答下列问题:
(1)M电极的材料是 ,电极名称是 ,加入乙醇的铂电极的电极反应
式为 。写出乙池中发生的化学反应的离子方程式: 。
(2)在此过程中,乙池中某一电极析出金属银4.32g时,甲池中理论上消耗氧气为 L(标准状况下);若此时乙池溶液的体积为400mL,则乙池中溶液的pH为 。
(3)若在常温常压下,1g C2H5OH燃烧生成CO2和液态H2O时放出29.71kJ热量。表示该反应的热化学方程式为 。
(4)甲烷也是一种很好的清洁能源。蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ/mol。356g“可燃冰”(若分子式为CH4·9H2O)释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水.放出的热量为 kJ。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
Ⅰ.将由Na+、Ba2+、Cu2+、SO42-、Cl-组合形成的三种强电解质溶液,分别装入下图装置中的甲、乙、丙三个烧杯中进行电解,电极均为石墨电极。
接通电源,经过一段时间后,测得乙中c电极质量增加。常温下各烧杯中溶液pH与电解时间t的关系如右上图(忽略因气体溶解带来的影响)。据此回答下列问题:
(1)在甲中烧杯中滴加酚酞, 极(填a或b)附近溶液会变红。
(2)写出乙烧杯中发生反应的化学方程式 。
(3)电极f上发生的电极反应式为 。
(4)若经过一段时间后,测得乙烧杯中c电极质量增加了8g,要使丙烧杯中溶液恢复到原来的状态,应进行的操作是 。
Ⅱ.工业上利用BaSO4制备BaCl2的工艺流程如下:
某活动小组的同学在实验室以重晶石(主要成分BaSO4)为原料,对上述工艺流程进行模拟实验。
(1)上述过程中,气体用过量NaOH溶液吸收得到Na2S。Na2S水溶液显碱性的原因是 。(用离子方程式表示)
(2)已知有关反应的热化学方程式如下:
BaSO4(s) +4C(s)4CO(g)+BaS(s) △H1 = +571.2kJ/mol ①
C(s) +CO2(g)2CO(g) △H2 = +172.5kJ/mol ②
则反应BaSO4(s) +2C(s)2CO2(g) + BaS(s) △H3 =
(3)在高温焙烧重晶石过程中必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的是 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(1)医疗上常用浓度为75%的某有机物水溶液作皮肤消毒液。该有机物的结构简式是 。
(2)一定条件下,0.1mol氨气与氧气反应生成两种无毒气体,放出31.67kJ热量。写出核反应的热化学方程式: 。
(3)现有固体X,可能含有Cu、SiO2、KNO3、NH4Cl中的一种或几种。为了探究其成分,某学习小组取该样品进行如下实验(部分产物已略去)。
①步骤I中发生反应的离子方程式为 。
②20.00gX中Cu的质量分数为 。
③为进一步确定固体X的组成,常温下,学习小组另取固体X加水,充分搅拌后过滤,测得滤液的pH<7。他们判断一定有NH4Cl,理由是 。
(4)工业上常用电渗析法生产HI,其模拟实验如图。写出阴极的电极反应式: 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
目前,消除氮氧化物污染有多种方法。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44.0 kJ·mol-1
写出CH4 (g)与NO2 (g)反应生成N2 (g) ,CO2(g)和H2O(l)的热化学方程 式_____________________
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温(T。C)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下
①不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据 是_______
A.容器内CO2的浓度保持不变
B.v正(N2)="2" v正(NO)
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
E.混合气体的平均相对分子质量保持不变
②在T。C时.该反应的平衡常数为_______(保留两位小数);
③在30 min,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件是_______
(3)科学家正在研究利用催化技术将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,其反应为:
2CO+2NON2+2CO2 ΔH<0研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率.为了分别验证温度、催化剂的比表面积对化学反 应速率的影响规律、某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下表中。
①上表中:a=_______,b=________,e=________
②请在给出的坐标图中,画出上表中实验II和实验III条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明相应的实验编号
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应为:
Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) △H= -28.5 kJ·(mol-1
(1)已知:C(石墨)+CO2(g)2CO(g) △H=" +" 172.5 kJ·mol-1
则反应:Fe2O3(S) +3C(石墨)2Fe(s)+3CO(g) △H= kJ·mol-1
(2)冶炼铁反应 Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) △H=-28.5 kJ·mol-1的平衡常数表达式K= ,温度降低后,K值 .(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)在ToC时,该反应的平衡常数K=27,在1L恒容密闭容器甲和乙中,分别按下表所示加入物质,反应经过一段时间后达到平衡.
| Fe2 O3 | CO | Fe | CO2 |
甲容器 | 1.0 mol | 1.0 mol | 1.0 mol | 1.0 mol |
乙容器 | 1.0 mol | 2.0 mol | 1.0 mol | 1.0 mol |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
氮是地球上含量丰富的一种元素,氮元素的单质和化合物在工农业生产、生活中有重要用途。
(1)根据右下能量变化示意图:
写出CO和NO2反应生成NO和CO2的热化学方程式
(2)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3 (g) ΔH<0,
其平衡常数K与温度T的关系如下表,试判断K1 K2(填“>”、“=”或“<”)
T /K | 298 | 398 |
平衡常数K | K1 | K2 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
工业上以NH3为原料经过一系列反应可以得到HNO3。
(1)工业上NH3的催化氧化反应方程式为 ;为了尽可能多地实现向
的转化,请你提出一条可行性建议 。
(2)将工业废气NO与CO混合,经三元催化剂转化器处理如下:2CO+2NO2CO2+N2。
已知:
CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H=-283.0kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.0kJ·mol-1
三元催化剂转化器中发生反应的热化学方程式为 ;
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度部分数据记录如下:
时间/s | 0 | 2 | 3 | 4 |
c(NO)/mol·L-1 | 1.00×10-3 | 1.50×10-4 | 1.00×10-4 | 1.00×10-4 |
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科目:高中化学 来源: 题型:计算题
碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是一种理想,更是一种值得期待的新的生活方式。
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等。
①已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH1= +489.0 kJ/mol
C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ/mol
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为 ;
②氯化钯(PdCl2)溶液常被应用于检测空气中微量CO。PdCl2被还原成单质,反应的化学方程式为 ;
(2)将两个石墨电极插入KOH溶液中,向两极分别通入C3H8和O2构成丙烷燃料电池。
①负极电极反应式是: ;
②某同学利用丙烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如下图所示),通电后,溶液中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。下列说法中正确的是 (填序号)
A.电源中的a一定为正极,b一定为负极
B.可以用NaCl溶液作为电解液
C.A、B两端都必须用铁作电极
D.阴极发生的反应是:2H++2e-=H2↑
(3)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | |
H2O | CO | CO2 | |||
1 | 650 | 2 | 4 | 1.6 | 5 |
2 | 900 | 1 | 2 | 0.4 | 3 |
3 | 900 | 1 | 2 | 0.4 | 1 |
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