【題目】液氨作為一種潛在的清潔汽車燃料已越來越被重視。它在安全性、價格等方面較化石燃料和氫燃料有著較大的優(yōu)勢。

(1)氨的燃燒實驗涉及下列兩個相關(guān)的反應(yīng):

①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) ΔH1

②4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l) ΔH2

則4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)的ΔH_____。(請用含有ΔH1、ΔH2的式子表示)

(2)氨氣可以直接用于燃料電池,選擇堿性溶液作為電解質(zhì)溶液,寫出負極的電極反應(yīng)式__________。

(3)已知合成氨反應(yīng)的方程式為N2+3H22NH3,其平衡常數(shù)K的數(shù)值和溫度的關(guān)系如下:

溫度/℃

200

300

400

K

1.00

0.86

0.50

①由上表數(shù)據(jù)可知該反應(yīng)ΔH______0(填“>”或“<”)。

②400℃時,測得某時刻c(N2)=1 mol·L-1、c(H2)=3 mol·L-1、c(NH3)=2 mol·L-1,此時刻該反應(yīng)的v____v(“>”“=”“<”)。

(4)下圖是密閉反應(yīng)器中按n(N2)∶n(H2)=1∶3投料后合成NH3,在200℃、400℃、600℃下,反應(yīng)達到平衡時,混合物中NH3的物質(zhì)的量分數(shù)隨壓強的變化曲線。

①曲線a對應(yīng)的溫度是__________________。

②關(guān)于合成氨的反應(yīng),下列敘述正確的是________

A. 及時分離出NH3可以提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率

B. 加催化劑能加快反應(yīng)速率且提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率

C. 圖中M、Q點平衡常數(shù)K的關(guān)系是K(M)>K(Q)

③M點對應(yīng)的H2的轉(zhuǎn)化率是____________________

④400℃時,將1mol N2和3mol H2充入恒壓密閉容器中,下圖分別代表焓變(ΔH)、混合氣體平均相對分子質(zhì)量(M)、N2質(zhì)量分數(shù)[φ(N2)]和混合氣體密度(ρ)與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系,下圖正確且能表明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是_____________________

【答案】0.6H1+0.4H2 2NH3+6OH--6e-N2+6H2O 200 A 75% BCD

【解析】

1)根據(jù)蓋斯定律計算反應(yīng)熱;

2)氨氣在負極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),結(jié)合電子守恒、原子守恒書寫電極反應(yīng)式;

3)①由圖表數(shù)據(jù)分析,平衡常數(shù)隨溫度升高減小,說明升溫平衡逆向進行;

②計算此時的濃度商和平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進行的方向;

4)①合成氨反應(yīng)放熱,溫度越低氨氣的百分含量越高;

②合成氨是氣體體積減小的放熱反應(yīng),結(jié)合平衡移動原理分析判斷選項;

③結(jié)合三段式列式計算;

④根據(jù)可逆反應(yīng)中變量不變反應(yīng)達到平衡狀態(tài)分析解答。

1)已知:

4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l) ΔH1

4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l) ΔH2

根據(jù)蓋斯定律可知,(①×3+②×2)×1/5得到4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l),則△H0.6H1+0.4H2;

2)由總反應(yīng)4NH3+3O22N2+6H2O可知正極反應(yīng)為O2+2H2O+4e-4OH-,由電子守恒和電荷守恒可知,負極是氨氣失電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為2NH3+6OH--6e-N2+6H2O

3)①圖表數(shù)據(jù)分析,平衡常數(shù)隨溫度升高減小,說明升溫平衡逆向進行,逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),△H0;

400℃時,測得某時刻c(N2)=1 mol·L-1、c(H2)=3 mol·L-1、c(NH3)=2 mol·L-1,濃度商QcK0.5,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行,此時刻該反應(yīng)的vv

4)①合成氨反應(yīng)放熱,溫度越低氨氣的百分含量越高,所以曲線a對應(yīng)的溫度是200℃;

A.及時分離出NH3平衡正向進行,可以提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率,故A正確;

B.加催化劑能加快反應(yīng)速率,不改變化學(xué)平衡,不能提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率,故B錯誤;

C.圖中MQ點溫度相同,平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系,圖中M、Q點平衡常數(shù)K的關(guān)系是KM)=KQ),故C錯誤;

故答案為A

③設(shè)反應(yīng)的氮氣物質(zhì)的量為xmol,則

N2+3H22NH3

起始量(mol1 3 0

轉(zhuǎn)化量(molx 3x 2x

平衡量(mol1-x 3-3x 2x

據(jù)題意M點時:2x/(42x)=0.6

解得x0.75

則氫氣的轉(zhuǎn)化率為:3×0.75mol÷3mol×100%=75%;

400℃時,將1mol N23mol H2充入恒壓密閉容器中,焓變(△H)始終不變,混合氣體平均相對分子質(zhì)量()為變量、N2體積分數(shù)φN2)為變量,氣體密度(ρ)為變量,隨反應(yīng)進行,氣體的物質(zhì)的量減小,則隨時間增大而增大,直到達到平衡狀態(tài)不變;N2體積分數(shù)逐漸減小,到達到平衡狀態(tài)不變,達到平衡狀態(tài)時體積不變,密度不變,由圖可知,正確且能表明該可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的為BCD。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】無水FeCl3呈棕紅色,極易潮解, 100 ℃ 左右時升華,工業(yè)上常用作有機合成催化劑。實驗室可用下列裝置(夾持儀器略去)制備并收集無水FeCl3

(1)裝置A中反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________。

(2)裝置F中所加的試劑為________

(3)導(dǎo)管b的作用為________________________________________________________;

裝置B的作用為__________________________________________________________。

(4)實驗時應(yīng)先點燃A處的酒精燈,反應(yīng)一會兒后,再點燃D處的酒精燈,原因為__________

(5)反應(yīng)結(jié)束后,拆卸裝置前,必須進行的操作是______________________

(6)為檢驗所得產(chǎn)品為FeCl3,可進行如下實驗:取E中收集的產(chǎn)物少許,加水溶解,向所得溶液中加入

________________________(填試劑名稱和現(xiàn)象)。

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【題目】相同質(zhì)量的下列物質(zhì),標準狀況下所占體積最大的是

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【題目】有平衡體系COg+2H2g====CH3OHg ΔH0,為增加甲醇的產(chǎn)量,應(yīng)采取的正確措施是(

A.高溫、高壓B.適宜的溫度、高壓、催化劑

C.低溫、低壓D.高溫、高壓、催化劑

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【題目】A、B是核電荷數(shù)為1~18中的元素,在自然界中含量A要多于B,它們的原子電子層結(jié)構(gòu)均具有核外電子總數(shù)是電子層數(shù)的4倍的特點,回答下列問題:

1A、B的元素符號分別是 A______、B_______

2)畫出B離子結(jié)構(gòu)示意圖:_____

3)由AB元素組成的物質(zhì)_____(填“屬于”或“不屬于”)電解質(zhì)

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【題目】NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列判斷正確的是

A. 標準狀況下,2.8 g 14C18O中質(zhì)子數(shù)為1.4NA

B. 常溫下,0.3 mol NO2通入水中完全反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA

C. CO燃燒熱為283.0 kJ/mol,若一定量的CO完全燃燒放出熱量為283.0 kJ,則消耗O2分子數(shù)為NA

D. 62.0 g乙二醇中含有的羥基數(shù)目為NA

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【題目】中國科學(xué)家用蘸墨汁書寫后的紙張作為空氣電極,設(shè)計并組裝了輕型、柔性、能折疊的可充電鋰空氣電池如下左圖,電池的工作原理如下右圖。下列有關(guān)說法正確的是

A. 放電時,紙張中的纖維素作為鋰電池的負極

B. 充電時,若陽極放出1 mol O2,則有4 mol e-回到電源正極

C. 開關(guān)K閉合給鋰電池充電,X為直流電源負極

D. 放電時,Li+由正極經(jīng)過有機電解質(zhì)溶液移向負極

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【題目】Ⅰ.我國的青海省有許多鹽湖盛產(chǎn)食鹽,人類與食鹽關(guān)系密切,食鹽在老百姓生活和現(xiàn)代社會的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中均有重要作用。粗鹽中含Ca2+、Mg2+、SO42以及泥沙等雜質(zhì),為了除去可溶性雜質(zhì),有以下實驗步驟進行提純:

①過濾 ②加過量NaOH溶液 ③加適量鹽酸 ④加過量Na2CO3溶液 ⑤加過量BaCl2溶液。

1)以下操作順序不合理的是 _______。

A.②⑤④③① B.④⑤②①③ C.⑤②④①③ D.⑤④②①③

2)用提純的NaCl配制450 mL 4.00 mol·L1NaCl溶液,所用儀器除天平、藥匙、燒杯、玻璃棒外還有________(填儀器名稱)。

3)通過步驟①中過濾后的濾液,檢驗SO42是否除盡的操作方法是_________________________

Ⅱ.向100 mL NaOH溶液中通入一定量的CO2氣體,充分反應(yīng)后,再向所得溶液中逐滴加入2.0 mol/L的鹽酸,產(chǎn)生CO2的體積與所加鹽酸體積之間關(guān)系如圖所示。回答下列問題:

(1)1中通入CO2后所得溶液的溶質(zhì)成分為____________________;

(2)3中通入CO2后所得溶液的溶質(zhì)成分為____________________。

Ⅲ.已知氮化鎂極易與水反應(yīng):Mg3N26H2O===2NH33Mg(OH)2。將足量的鎂條置于空氣燃燒,可能會發(fā)生下列反應(yīng)①2Mg+O22MgO;3Mg+N2Mg3N2;2Mg+CO22MgO+C;Mg+H2O(g)MgO+H2。請設(shè)計一個實驗,驗證產(chǎn)物中含有氮化鎂(Mg3N2:_________________________。

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【題目】下表是元素周期表的一部分,針對表中的①~⑨九種元素,填寫下列空白:

周期

A

A

A

A

A

A

A

0

(1)在這些元素中,金屬性最強的是________(填具體元素符號,下同)

(2)在最高價氧化物的水化物中,酸性最強的化合物的化學(xué)式是________。

(3)最高價氧化物是兩性氧化物的元素是________;寫出它的氧化物與氫氧化鈉反應(yīng)的離子方程式___________________________________________________________。

(4)③④⑤對應(yīng)的簡單離子半徑由小到大的順序為:______________。

(5)①與③可形成一種18 e- 的分子,寫出該分子的電子式:__________,該分子中存在________(極性鍵非極性鍵離子鍵”)。

(6)①與⑤形成的化合物可與水反應(yīng)生成一種無色氣體,當轉(zhuǎn)移0.5mol電子時,生成的氣體在標準狀況下的體積為______L。

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