(I)下圖是工業(yè)生產(chǎn)硝酸銨的流程。
(1)吸收塔C中通入空氣的目的是 。A、B、C、D四個(gè)容器中的反應(yīng),屬于氧化還原反應(yīng)的是 (填字母)。
(2)已知:4NH3(g) + 3O2(g) = 2N2(g) +6H2O(g) △H =-1266.8kJ/mol
N2(g) + O2(g) = 2NO(g) △H =" +180.5" kJ/mol
寫(xiě)出氨高溫催化氧化的熱化學(xué)方程式:
(II)某合作小組同學(xué)將銅片加入稀硝酸,發(fā)現(xiàn)開(kāi)始時(shí)反應(yīng)非常慢,一段時(shí)間后反應(yīng)速率明顯加快。該小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究其原因。
(3)該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__________________________________________________。
(4)提出合理假設(shè)。該實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)速率明顯加快的原因可能是_____________________。
A.反應(yīng)放熱導(dǎo)致溫度升高 B.壓強(qiáng)增大
C.生成物有催化作用 D.反應(yīng)物接觸面積增大
(5)初步探究。測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中溶液不同時(shí)間的溫度,結(jié)果如下表:
時(shí)間/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 35 | 50 | 60 | 70 | 80 |
溫度/℃ | 25 | 26 | 26 | 26 | 26 | 26 | 26.5 | 27 | 27 | 27 | 27 |
實(shí)驗(yàn) 編號(hào) | 銅片 質(zhì)量/g | 0.1mol·L-1的 硝酸體積/mL | 硝酸銅 晶體/g | 亞硝酸鈉 晶體/g | 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> |
① | 5 | 20 | _______ | _______ | 實(shí)驗(yàn)①和②探究_________的影響;實(shí)驗(yàn)①和③探究亞硝酸根的影響。 |
② | 5 | 20 | 0.5 | 0 | |
③ | 5 | 20 | 0 | 0.5 |
(I)(1)使NO全部轉(zhuǎn)化成HNO3 (或提供O2氧化NO)(2分); ABC(2分)(少1個(gè)扣1分,多1個(gè)沒(méi)有分)
(2)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H=-905.8kJ/mol(3分)
(II)(3)3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O (3分)
(4)AC(2分)
(5)溫度不是反應(yīng)速率明顯加快的主要原因。(2分)
(6)(2分)實(shí)驗(yàn)編號(hào) 銅片
質(zhì)量/g0.1mol·L-1的
硝酸體積/mL硝酸銅
晶體/g亞硝酸鈉
晶體/g實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> ① 5 20 0 0 實(shí)驗(yàn)①和②探究
Cu2+ 的影響;實(shí)驗(yàn)①和③探究亞硝酸根的影響。② 5 20 0.5 0 ③ 5 20 0 0.5
解析試題分析:(1)在整個(gè)生產(chǎn)流程中,第一次通入空氣為了提高氨氣的轉(zhuǎn)化率,第二次是為了提高一氧化氮生成硝酸的轉(zhuǎn)化率;整個(gè)流程中涉及的反應(yīng)方程式有:①N2+3H2?2NH3②4NH3+5O2 =4NO+6H2O③2NO+O2═2NO2④3NO2+H2O═2HNO3+NO
⑤4NO2+O2+H2O═4HNO3⑥NH3+HNO3═NH4NO3,其中①②③④⑤屬于氧化還原反應(yīng),即ABC屬于氧化還原反應(yīng)。
(2)氨高溫催化氧化的熱化學(xué)方程式可由①+2×②可得4NH3(g)+5O2(g)= 4NO(g)+6H2O(g),所以△H=-1266.8kJ/mol+2×180.5 kJ/mol=-905.8kJ/mol
(3)銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式:3Cu+8H++2NO3- = 3Cu2++2NO↑+4H2O
(4)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有壓強(qiáng)、濃度、溫度、催化劑、接觸面積等,但是在銅與稀硝酸的反應(yīng)中,壓強(qiáng)不影響,硝酸的濃度隨反應(yīng)進(jìn)行減小,銅的接觸面積也減小,因此濃度、接觸面積都不會(huì)加快反應(yīng)速率;但是金屬與酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以有可能是溫度升高加快了反應(yīng)速率,也有可能是生成物具有催化作用,生成的物質(zhì)作催化劑加快了反應(yīng),故選AC。
(5)從表格中數(shù)據(jù)可知反應(yīng)的80min中溫度升高不多,因此溫度對(duì)反應(yīng)速率影響不大,不是主要因素。
(6)排除了溫度因素后,探究生成物對(duì)反應(yīng)的催化作用,所以生成物中或中間產(chǎn)物中可能有催化作用的是Cu2+ 和亞硝酸根,所以控制變量進(jìn)行探究,實(shí)驗(yàn)①和②探究Cu2+的影響,實(shí)驗(yàn)①和③探究亞硝酸根的影響。
考點(diǎn):本題考查的是氧還原反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)與能量、化學(xué)反應(yīng)速率影響因素。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(15分)資源化利用二氧化碳不僅可減少溫室氣體的排放,還可重新獲得燃料或重要工業(yè)產(chǎn)品。
(1)以CO2與NH3為原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+ CO2(g)= NH2CO2NH4(s) △H = -159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)= CO(NH2)2(s)+ H2O(g) △H = +116.49 kJ·mol-1
③H2O(l)= H2O(g) △H =+88.0 kJ·mol-1
試寫(xiě)出NH3和CO2合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式 。
(2)在一定條件下,二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的反應(yīng)如下:
CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH<0
①向一容積為2L的恒容密閉容器中充入一定量的CO2和H2,在300℃時(shí)發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別為CO2:0.2mol·L—1,H2:0.8mol·L—1,CH4:0.8mol·L—1,H2O:1.6mol·L—1,起始充入CO2和H2的物質(zhì)的量分別為 、 。CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為 。
②現(xiàn)有兩個(gè)相同的恒容絕熱(與外界沒(méi)有熱量交換)密閉容器I、II,在I中充入1 molCO2,和4 molH2,在II中充入1 mol CH4和2 mol H2 O(g) ,300℃下開(kāi)始反應(yīng)。達(dá)到平衡時(shí),下列說(shuō)法正確的是 (填字母)。
A.容器I、II中正反應(yīng)速率相同 |
B.容器I、II中CH4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同 |
C.容器I中CO2的物質(zhì)的量比容器II中的多 |
D.容器I中CO2的轉(zhuǎn)化率與容器II中CH4的轉(zhuǎn)化率之和小于1 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
氮是一種地球上含量豐富的元素,氮及其化合物的研究在生產(chǎn)、生活中有著重要意義。
(1)下圖是1 mol NO2和1 mol CO反應(yīng)生成CO2和NO過(guò)程中能量變化示意圖,寫(xiě)出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 。
(2)已知:N2(g)+ O2(g)=2 NO(g) △H=+180 kJ ? mol-1
2NO(g)+2 CO(g)=N2(g) + 2 CO2(g) △H=-746 kJ ? mol-1
則反應(yīng)CO(g) +O2(g)=CO2(g)的 △H= kJ ? mol-1。
(3)在一固定容積為2L的密閉容器內(nèi)加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2,在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng): N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H <0, 若第5分鐘時(shí)達(dá)到平衡,此時(shí)測(cè)得NH3的物質(zhì)的量為0.2 mol,平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為 。
(4)在固定體積的密閉容器中,1.0×103 kPa時(shí),發(fā)生反應(yīng) N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,其平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表:
T/K | 298 | 398 | 498 |
平衡常數(shù)K | 51 | K1 | K2 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
“富煤、貧油、少氣”是我國(guó)能源發(fā)展面臨的現(xiàn)狀。隨著能源的日益緊張,發(fā)展“煤化工”對(duì)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整具有重要意義。下圖是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈之一。
“潔凈煤技術(shù)”研究在世界上相當(dāng)普遍,科研人員通過(guò)向地下煤層氣化爐中交替鼓入空氣和水蒸氣的方法,連續(xù)產(chǎn)出熱值很高的煤炭合成氣,其主要成分是CO和H2。CO和H2可作為能源和化工原料,應(yīng)用十分廣泛。
(1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol–1 ①
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH2=+131.3 kJ·mol–1 ②
則反應(yīng)CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g),ΔH= _________kJ·mol–1。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,33.6 L的煤炭合成氣(設(shè)全部為CO和H2)與氧氣完全反應(yīng)生成CO2和H2O,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移______mole-。
(2)在一恒容的密閉容器中,由CO和H2合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
①下列情形能說(shuō)明上述反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______
a.體系壓強(qiáng)保持不變
b.密閉容器中CO、H2、CH3OH(g)3種氣體共存
c.CH3OH與H2物質(zhì)的量之比為1:2
d.每消耗1 mol CO的同時(shí)生成2molH2
②CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。
A、B兩點(diǎn)的平衡常數(shù)_____(填“前者”、“后者”或“一樣”)大;達(dá)到A、C兩點(diǎn)的平衡狀態(tài)所需的時(shí)間tA tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
在不改變反應(yīng)物用量的情況下,為提高CO的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是_____________(答出兩點(diǎn)即可)。
(3)工作溫度650℃的熔融鹽燃料電池,是用煤炭氣(CO、H2)作負(fù)極燃?xì),空氣與CO2的混合氣體為正極燃?xì),用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔點(diǎn)混合物做電解質(zhì),以金屬鎳(燃料極)為催化劑制成的。負(fù)極的電極反應(yīng)式為:CO + H2-4e- + 2CO32-= 3CO2+H2O;則該電池的正極反應(yīng)式為_(kāi)___________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
某實(shí)驗(yàn)小組用0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液進(jìn)行中和熱的測(cè)定。
Ⅰ.配制0.50 mol·L-1 NaOH溶液
(1)若實(shí)驗(yàn)中大約要使用245 mL NaOH溶液,至少需要稱量NaOH固體 g。
(2)從下圖中選擇稱量NaOH固體所需要的儀器是(填字母): 。
名稱 | 托盤(pán)天平 (帶砝碼) | 小燒杯 | 坩堝鉗 | 玻璃棒 | 藥匙 | 量筒 |
儀器 | ||||||
序號(hào) | a | b | c | d | e | f |
溫度 實(shí)驗(yàn)次數(shù) | 起始溫度t1/℃ | 終止溫度t2/℃ | 溫度差 平均值 (t2-t1)/℃ | ||
H2SO4 | NaOH | 平均值 | |||
1 | 26.2 | 26.0 | 26.1 | 29.6 | |
2 | 27.0 | 27.4 | 27.2 | 31.2 | |
3 | 25.9 | 25.9 | 25.9 | 29.8 | |
4 | 26.4 | 26.2 | 26.3 | 30.4 | |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
生物質(zhì)能是一種潔凈、可再生能源。生物質(zhì)氣(主要成分為 CO、CO2、H2等)與H2混合,催化合成甲醇和二甲醚(CH3OCH3)及許多烴類物質(zhì)等,是生物質(zhì)能利用的方法之一.
(1)已知碳的氣化反應(yīng)在不同溫度下平衡常數(shù)的對(duì)數(shù)值(lgK)如下表:
反應(yīng):CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),該反應(yīng)的△H________0(選填:“>”、“<”、“=”);在900K時(shí),該反應(yīng)平衡常數(shù)的對(duì)數(shù)值(lgK)=_____________.
(2)甲醇是一種重要的能源和化工原料,工業(yè)上合成甲醇的反應(yīng)為:CO+2H2?CH3OH.現(xiàn)已知:H2(g)、CO(g)、CH3OH(l)的燃燒熱ΔH分別為-285.8KJ/mol、-283.0KJ/mol和-726.5KJ/mol。則:CH3OH不完全燃燒生成CO和液態(tài)H2O的熱化學(xué)反應(yīng)方程式 .
(3)在一定溫度、壓強(qiáng)和催化條件下,工業(yè)上用CO和H2反應(yīng)生成二甲醚,同時(shí)產(chǎn)生一種參與大氣循環(huán)的無(wú)機(jī)物。則該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為: .
(4)下圖左為綠色電源“二甲醚燃料電池”的工作原理示意圖.a(chǎn)電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為 .
(5)連接下圖右裝置的電源為(4)問(wèn)中的二甲醚燃料電池。接通電源一段時(shí)間后,觀察到裝置中電解質(zhì)溶液顏色由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色,并逐漸加深。則該裝置中的Cu電極應(yīng)與二甲醚燃料電池中 電極(填a或b)相連。通電時(shí)發(fā)生反應(yīng)的總的離子反應(yīng)方程式為: .
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重,國(guó)家擬于“十二五”期間,將二氧化硫(SO2)排放量減少8%,氮氧化物(NOx)排放量減少10%。目前,消除大氣污染有多種方法。
(1)處理NOx的一種方法是利用甲烷催化還原NOx。已知:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mol—1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ·mol—1
則甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程為 。
(2)降低汽車尾氣的方法之一是在排氣管上安裝催化 轉(zhuǎn)化器,發(fā)生如下反應(yīng):
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H<0。
若在一定溫度下,將2molNO、1molCO充入1L固定容積的容器中,反應(yīng)過(guò)程中各物質(zhì)的濃度變化如圖所示,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為K= 。
若保持溫度不變,20min時(shí)再向容器中充入CO、N2各0.6mol,平衡將 移動(dòng)(填“向左”、 “向右”或“不”)。
20min時(shí),若改變反應(yīng)條件,導(dǎo)致N2濃度發(fā)生如上圖所示的變化,則改變的條件可能是 (填序號(hào))。
①加入催化劑 ②降低溫度 ③縮小容器體積 ④增加CO2的量
(3)肼(N2H4)用亞硝酸(HNO2)氧化可生成氮的另一種氫化物,該氫化物的相對(duì)分子質(zhì)量為43.0,其中氮原子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.977。寫(xiě)出肼與亞硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
甲烷是天然氣的主要成分,是生產(chǎn)生活中應(yīng)用非常廣泛的一種化學(xué)物質(zhì)。
(1)一定條件下,用甲烷可以消除氮氧化物(NOx)的污染。已知:
①CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g); △H1
②CH4(g) + 4NO2(g) =" 4NO(g)" + CO2(g) + 2H2O(g);△H2
現(xiàn)有一份在相同條件下對(duì)H2的相對(duì)密度為17的NO與NO2的混合氣體,用16g甲烷氣體催化還原該混合氣體,恰好生成氮?dú)、二氧化碳(xì)怏w和水蒸氣,共放出1042.8kJ熱量。
①該混合氣體中NO和NO2的物質(zhì)的量之比為
②已知上述熱化學(xué)方程式中△H1=—1160kJ/mol,則△H2=
③在一定條件下NO氣體可以分解為NO2氣體和N2氣體,寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 。
(2)以甲烷為燃料的新型電池,其成本大大低于以氫為燃料的傳統(tǒng)燃料電池,目前得到廣泛的研究,下圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖;卮鹣铝袉(wèn)題:
④B極為電池 極,電極反應(yīng)式為
⑤若用該燃料電池做電源,用石墨做電極電解100mL 1mol/L的硫酸銅溶液,寫(xiě)出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式 ,當(dāng)兩極收集到的氣體體積相等時(shí),理論上消耗的甲烷的體積為 (標(biāo)況下),實(shí)際上消耗的甲烷體積(折算到標(biāo)況)比理論上大,可能原因?yàn)?u> .
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(14分)CO2是一種主要的溫室氣體,研究CO2的利用對(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)建具有重要的意義。
(1)金剛石和石墨燃燒反應(yīng)中的能量變化如圖所示。
①在通常狀況下,金剛石和石墨中, (填“金剛石”或“石墨”)更穩(wěn)定,石墨的燃燒熱為 kJ·mol-1。
②石墨與CO2反應(yīng)生成CO的熱化學(xué)方程式: 。
(2)采用電化學(xué)法可將CO2轉(zhuǎn)化為甲烷。試寫(xiě)出以氫氧化鉀水溶液作電解質(zhì)時(shí),該轉(zhuǎn)化的電極反應(yīng)方程式 。
(3)CO2為原料還可合成多種物質(zhì)。工業(yè)上常以CO2(g) 與H2(g)為原料合成乙醇。
①已知:H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol-1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ·mol-1
2CO(g)+4H2 (g) CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H= -256.1kJ·mol-1。
則:2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(l) △H= 。
②下圖是一種以煙道氣為原料合成乙醇的工作原理示意圖。
對(duì)上述流程的分析,下列說(shuō)法正確的是 。
A.該流程至少包含4種形式的能量轉(zhuǎn)化 |
B.裝置X中陰極反應(yīng)為:2H2O-4e-=4H++O2↑ |
C.合成塔中生成乙醇的反應(yīng)是化合反應(yīng) |
D.流程設(shè)計(jì)體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想 |
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