【題目】NH3作為一種重要化工原料,被大量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),與其有關(guān)性質(zhì)反應(yīng)的催化劑研究曾被列入國家863計劃。催化劑常具有較強(qiáng)的選擇性,即專一性。已知:
反應(yīng)I:4NH3(g) +5O2(g)4NO(g) +6H2O(g) △H=―905.0 kJ·molˉ1
反應(yīng) II:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g) +6H2O(g) △H
(1)
化學(xué)鍵 | H—O | O=O | N≡N | N—H |
鍵能kJ·molˉ1 | 463 | 496 | 942 | 391 |
△H=__________________ 。
(2)在恒溫恒容裝置中充入一定量的NH3和O2,在某催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)I,則下列有關(guān)敘述中正確的是__________________。
A.使用催化劑時,可降低該反應(yīng)的活化能,加快其反應(yīng)速率
B.若測得容器內(nèi)4v正(NH3)=6v逆(H2O)時,說明反應(yīng)已達(dá)平衡
C.當(dāng)容器內(nèi)=1時,說明反應(yīng)已達(dá)平衡
(3)氨催化氧化時會發(fā)生上述兩個競爭反應(yīng)I、II。為分析某催化劑對該反應(yīng)的選擇性,在1L密閉容器中充入1 mol NH3和2mol O2,測得有關(guān)物質(zhì)的量關(guān)系如下圖:
①該催化劑在高溫時選擇反應(yīng)____________ (填“ I ”或“ II”)。
② 520℃時,4NH3(g)+5O24NO(g) +6H2O(g)的平衡常數(shù)K=____________________________ (不要求得出計算結(jié)果,只需列出數(shù)字計算式)。
③有利于提高NH3轉(zhuǎn)化為N2平衡轉(zhuǎn)化率的措施有_______________
A.使用催化劑Pt/Ru
B.使用催化劑Cu/TiO2
C.增大NH3和O2的初始投料比
D.投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度
E.降低反應(yīng)溫度
(4)采用氨水吸收煙氣中的SO2,
①若氨水與SO2恰好完全反應(yīng)生成正鹽,則此時溶液呈_____性(填“酸”或“堿”)常溫下弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)如下:氨水:Kb=1.8×10ˉ5mol·Lˉ1;H2SO3 :Ka1=1.3×10ˉ2mol·Lˉ1,Ka2=6.3×10ˉ8mol·Lˉ1
②上述溶液中通入______氣體可使溶液呈中性,(填“SO2”或NH3”)此時溶液離子濃度由大到小的順序_________________________________。
【答案】 △H=―1260kJ·molˉ1 A I E 堿 SO2 c(NH4+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-)
【解析】(1)4NH3(g)+3O2(g)2N2(g) +6H2O(g) △H=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和
==―1260kJ·molˉ1 。
(2)在恒溫恒容裝置中充入一定量的NH3和O2,在某催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)I,A.使用催化劑時,可降低該反應(yīng)的活化能,加快其反應(yīng)速率,A正確;B.若測得容器內(nèi)4v正(NH3)=6v逆(H2O)時,兩速率之比不等于化學(xué)計量數(shù)之比,說明反應(yīng)未達(dá)平衡,B不正確;C.當(dāng)容器內(nèi)=1時,并不能說明各組分含量保持不變,也不能說明正、逆反應(yīng)速率相等,所以不能說明反應(yīng)已達(dá)平衡,C不正確。
(3)①根據(jù)圖像結(jié)合N元素守恒可知,在高溫時氨主要轉(zhuǎn)化為NO,所以該催化劑在高溫時選擇反應(yīng)I。
② 520℃時,4NH3(g)+5O24NO(g) +6H2O(g)的平衡常數(shù)可根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù)計算.A點(diǎn)對應(yīng)的縱坐標(biāo)為0.2,說明n(N2)=n(NO)=0.2mol,根據(jù)N元素守恒得n(NH3)=1-0.2-0.2=0.4mol,再根據(jù)H元素守恒得n(H2O)= ,最后根據(jù)O元素守恒得n(O2)=2- - = 1.45mol,所以K= 。
③使用催化劑Pt/Ru可以加快化學(xué)反應(yīng)速率,但不能提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,所以A和B都不正確; C.增大NH3和O2的初始投料比會減小氨氣的轉(zhuǎn)化率,C不正確; D.正反應(yīng)是氣體分子數(shù)變多的方向,投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度相當(dāng)于采取了加壓的措施,加壓對逆反應(yīng)有利,所以氨的轉(zhuǎn)化率減小,D不正確; E.正反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以降低反應(yīng)溫度對正反應(yīng)有利,有利于提高NH3轉(zhuǎn)化為N2平衡轉(zhuǎn)化率,所以E正確。
(4)①若氨水與SO2恰好完全反應(yīng)生成正鹽即亞硫酸銨,溶液中銨根和亞硫酸根都會水解,銨根水解使溶液呈酸性,而亞硫酸根水解則使溶液呈堿性,由于Ka2=6.3×10ˉ8mol·Lˉ1小于Kb=1.8×10ˉ5mol·Lˉ1,根據(jù)越弱越水解,溶液的酸堿性由水解程度更大的離子決定,所以此時溶液呈堿性。由于亞硫酸氫根的電離程度大于其水解程度,亞硫酸氫銨溶液呈酸性(由Kb和Ka1=1.3×10ˉ2mol·Lˉ1的相對大小也能得出這個結(jié)論)
②由①的分析可知上述溶液中通入SO2氣體可使溶液呈中性,即常溫下溶液pH=7,由Ka2= =6.3,把c(H+)=1代入,得 =6.3,所以c(HSO3-)>c(SO32-)。此時溶液中的溶質(zhì)為(NH4)2SO3和NH4HSO3的混合物,因為鹽類水解的程度一般是很小的,所以溶液中離子濃度由大到小的順序:c(NH4+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知Al2H6燃燒熱極高,是一種很好的生氫劑,它跟水反應(yīng)生成H2,球棍模型如圖(白球為Al,黑球為H).下列推測肯定不正確的是( 。
A. 該物質(zhì)與水反應(yīng),屬于氧化還原反應(yīng)
B. Al2H6在空氣中完全燃燒,產(chǎn)物為氧化鋁和水
C. Al2H6分子中 氫為+1價,鋁為﹣3價
D. 氫鋁化合物可能成為未來的儲氫材料和火箭燃料
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知草酸為二元弱酸:
H2C2O4 HC2O4-+H+ Ka1
HC2O4- C2O42-+H+ Ka2
常溫下,向某濃度的草酸溶液中逐滴加入一定量濃度的KOH溶液,所得溶液中H2C2O4、HC2O4-、C2O42-三種微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(δ)與溶液pH的關(guān)系如圖所示,則下列說法中不正確的是
A.pH=1.2溶液中:c(K+) + c(H+) = c(OH-) + c(H2C2O4)
B.pH=2.7溶液中:c2(HC2O4-) / [c(H2C2O4) × c(C2O42-)]=1000
C.將相同物質(zhì)的量KHC2O4和K2C2O4固體完全溶于水可配得pH為4.2的混合液
D.向pH=1.2的溶液中加KOH溶液將pH增大至4.2的過程中水的電離度一直增大
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列反應(yīng)中,調(diào)節(jié)反應(yīng)物用量或濃度,不會改變反應(yīng)產(chǎn)物種類的是
A. 硫化氫在氧氣中燃燒 B. 二氧化硫通入石灰水中
C. 硫酸中加入鋅粉 D. 鐵在硫蒸氣中燃燒
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【題目】短周期主族元素,a、b、c、d的原子序數(shù)依次增大。四種元素形成的單質(zhì)依次為m、n、p、q時;x、y、z是這些元素組成的二元化合物,其中z為形成酸雨的主要物質(zhì)之一;25℃,0.01mol·Lˉ1w溶液中, 。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( )
A. 原子半徑的大。a<b<c<d B. 氫化物的沸點(diǎn):b>d
C. x的電子式為: D. y、w含有的化學(xué)鍵類型完全相同
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【題目】一定溫度下,恒容密閉容器內(nèi)某一反應(yīng)體系中M、N的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間變化的曲線如右圖所示,下列敘述正確的是( )
A. 該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MN
B. t1時N的濃度是M濃度的2倍
C. t2時正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
D. t3時正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知:A是來自石油的重要有機(jī)化工原料,E是具有果香味的有機(jī)物,F(xiàn)是一種高聚物,可制成食品包裝材料。
(1)依次寫出A、C的結(jié)構(gòu)簡式為_________ __________。
(2)依次寫出B、D分子中的官能團(tuán)名稱_________ __________。
(3)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式,并注明反應(yīng)類型:
①______________________________________________;
②______________________________________________;
③______________________________________________;
④_______________________________________________。
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【題目】下列指定反應(yīng)的離子方程式正確的是
A. 稀硫酸與氫氧化鋇溶液混合:Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O
B. 小蘇打與稀鹽酸反應(yīng):CO32-+2H+=CO2↑+H2O
C. 工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的氯化鎂:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑
D. 向碳酸氫銨溶液中加入足量澄清石灰水:NH4++HCO3-+Ca2++2OH-=CaCO3↓+NH3·H2O+H2O
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