【題目】NH3是一種重要的化工原料,其合成及應(yīng)用一直備受廣大化學(xué)工作者的關(guān)注。N2和H2生成NH3的反應(yīng)為:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92kJmol-1。
(1)已知:N2(g) 2N(g) ; H2(g) 2H(g),則斷開(kāi)1 mol N-H鍵所需要的能量是_____________kJ。
(2)有利于提高合成氨平衡產(chǎn)率的條件是_______________。
A.低溫 B.高溫 C.低壓 D.高壓 E.催化劑
(3)向一個(gè)恒溫恒壓容器充入1 mol N2和3mol H2模擬合成氨反應(yīng),下圖為不同溫度下平衡混合物中氨氣的體積分?jǐn)?shù)與總壓強(qiáng)(p)的關(guān)系圖。
若體系在T1、60MPa下達(dá)到平衡。
①此時(shí)平衡常數(shù)Kp=___________ (用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù);列出計(jì)算式即可,無(wú)需化簡(jiǎn))。
②T1_____________T2(填“>”、“<”或“=”)。
③達(dá)到平衡后,再向容器中充入適量氨氣,達(dá)到新平衡時(shí),c(H2)將______(填“增大”“減小”或“不變”)
(4)合成氨反應(yīng)在催化劑作用下的反應(yīng)歷程為(*表示吸附態(tài)):
第一步 N2(g)→2N*;H2(g)→2H*(慢反應(yīng))
第二步 N*+H* NH*;NH*+H NH2*;NH2* +H* NH3*;(快反應(yīng))
第三步 NH3* NH3(g) (快反應(yīng))
比較第一步反應(yīng)的活化能E1與第二步反應(yīng)的活化能E2的大。E1__________E2(填“>”、“<”或“=”),判斷理由是________________________________________________。
【答案】391 AD < 不變 > 活化能越大,反應(yīng)速率越慢
【解析】
(1)焓變利用鍵能求算時(shí),△H=反應(yīng)物鍵能和-生成物鍵能和,據(jù)此分析;
(2)提高合成氨平衡產(chǎn)率,即平衡正向移動(dòng),降低溫度,平衡正向移動(dòng),當(dāng)增大反應(yīng)壓強(qiáng),平衡會(huì)向著體積減小的方向進(jìn)行,催化劑對(duì)平衡沒(méi)有影響;
(3)①若體系在T1、60MPa下達(dá)到平衡,相同溫度下,氣體的體積分?jǐn)?shù)等于其物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),根據(jù)三段式,求得平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量,從而得到答案;
②放熱反應(yīng),降低溫度,平衡正向移動(dòng),氨氣的體積分?jǐn)?shù)增大;
③恒溫恒壓,溫度不變,平衡常數(shù)不變,據(jù)此分析解答;
(4)第一步為慢反應(yīng),說(shuō)明要反應(yīng)需要從外界吸收的熱量多,活化分子數(shù)少,活化能大。
(1)設(shè)1mol N-H鍵需要的能量是xkJ,由△H=反應(yīng)物鍵能和-生成物鍵能和,得-92kJ=436kJ×3+946kJ-6x,解得:x=391kJ;
(2)提高合成氨平衡產(chǎn)率,即平衡正向移動(dòng),N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92kJmol-1這是一個(gè)放熱反應(yīng),降低溫度,平衡正向移動(dòng),反應(yīng)前后,體積縮小,當(dāng)增大反應(yīng)壓強(qiáng),平衡會(huì)向著體積減小的方向進(jìn)行,即正向,催化劑只會(huì)加快反應(yīng)速率,對(duì)平衡沒(méi)有影響;故答案為AD;
(3)①若體系在T1、60MPa下達(dá)到平衡,相同溫度下,氣體的體積分?jǐn)?shù)等于其物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),
設(shè)平衡時(shí)n(NH3)=xmol,
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
開(kāi)始(mol) 1 3 0
反應(yīng)(mol) 0.5x 1.5x x
平衡(mol) 1-0.5x 3-1.5x x
=60%,解得x=1.5mol;分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),平衡時(shí)N2、H2、NH3物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為0.1、0.3、0.6,得到平衡常數(shù)K=;
②N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92kJmol-1這是一個(gè)放熱反應(yīng),降低溫度,平衡正向移動(dòng),氨氣的體積分?jǐn)?shù)增大,故T1<T2;
③恒溫恒壓,溫度不變,平衡常數(shù)不變,達(dá)到平衡后,再向容器中充入適量氨氣,達(dá)到新平衡時(shí),各物質(zhì)的濃度都不變,故c(H2)不變;
(4)第一步為慢反應(yīng),說(shuō)明要反應(yīng)需要從外界吸收的熱量多,活化分子數(shù)少,活化能大,即E1>E2。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列離子組在給定條件下離子共存判斷及反應(yīng)的離子方程式均正確的是( )
選項(xiàng) | 條件 | 離子組 | 離子共存判斷及反應(yīng)的離子方程式 |
A | 滴加氨水 | Na+、Al3+、Cl-、NO3- | 不能大量共存,Al3++3OH-=Al(OH)3↓ |
B | AG=lg[]=10的溶液中 | NH4+、Fe2+、I﹣、NO3- | 一定能大量共存 |
C | pH=1的溶液 | Fe2+、Al3+、 SO42-、MnO4- | 不能大量共存,5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O |
D | 通入少量SO2氣體 | K+、Na+、ClO-、SO42- | 不能大量共存,2ClO-+SO2+H2O=2HClO+SO32- |
A.AB.BC.CD.D
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法正確的是
A. lmol 該有機(jī)物()最多能與4mol 氫氣加成
B. 乙醛和丙烯醛()不是同系物,它們與氫氣充分反應(yīng)后的產(chǎn)物也不是同系物
C. 乳酸薄荷醇酯()僅能發(fā)生水解、氧化、消去反應(yīng)
D. 分子中至少有9個(gè)碳原子處于同一平面上
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】近年來(lái),中國(guó)華北華中地區(qū)發(fā)生了嚴(yán)重的霧霾天氣。汽車(chē)尾氣、燃煤廢氣、冬季取暖排放的CO2等都是霧霾形成的原因。
(1)汽車(chē)尾氣中排放的NOx和CO污染環(huán)境,在汽車(chē)尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器,可有效降低NOx和CO的排放。已知:① 2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH=566.0 kJ/mol,② N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180.5 kJ/mol,③ 2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH=116.5 kJ/mol。 回答下列問(wèn)題:
CO的燃燒熱為________。CO將NO2還原為單質(zhì)的熱化學(xué)方程式為______________。
(2)改變煤的利用方式可減少環(huán)境污染,通?蓪⒚簹饣D(zhuǎn)化為水煤氣,其反應(yīng)原理為:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ; △H=+131.3kJ/mol。
①該反應(yīng)在_________下能自發(fā)進(jìn)行(填“高溫”或“低溫”)。
②水煤氣燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的CO2氣體可以與“84消毒液”的主要成分NaClO發(fā)生反應(yīng),該反應(yīng)的離子方程式為:___________________________________________________。(已知:酸性HCO3-<HClO<H2CO3)
(3)已知反應(yīng):CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),現(xiàn)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通人到體積為2L的恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),得到如下三組數(shù)據(jù):
實(shí)驗(yàn) | 溫度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 達(dá)平衡所需時(shí)間/min | |
CO | H2O | H2 | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | t |
①實(shí)驗(yàn)1條件下平衡常數(shù)K=________________(保留小數(shù)點(diǎn)后二位)。
②實(shí)驗(yàn)3中,若平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率大于水蒸氣,則a、b必須滿(mǎn)足的關(guān)系是______。
③該反應(yīng)的△H ____0(填填“小于”,“大于”)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】常溫下,向某濃度的H2C2O4溶液中逐滴加入已知濃度的NaOH溶液,若定義pc是溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度的負(fù)對(duì)數(shù),則所得溶液中pc(H2C2O4)、pc(HC2O4-)、pc(C2O42-)與溶液pH的關(guān)系如圖所示(已知:H2C2O4HC2O4-+H+ Ka1;HC2O4- C2O42-)+H+ Ka2)。則下列說(shuō)法正確的是( )
A.pH=4時(shí),c(HC2O4-)<c(C2O42-)
B.常溫下,Ka1=10-0.7
C.pH=3~5.3的過(guò)程中水的電離程度增大
D.常溫下,隨pH的升高先增大后減小
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【題目】在下列溶液中,各組離子一定能夠大量共存的是( )
A.由水電離出的c(H+)=10-13molL-1的溶液:K+、Ba2+、Cl-、CO32-
B.使酚酞變紅的溶液:Na+、Cl-、SO42-、Fe3+
C.常溫下=1012的溶液中:Fe2+、Mg2+、NO3-、Cl-
D.0.1molL-1鹽酸的澄清透明溶液中:Fe3+、K+、SO42-、Br-
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】25℃時(shí),在20 mL 0.1 mol·L-1一元弱酸HA溶液中滴加0. 1 mol· L-1 NaOH溶液,溶液中1g[c(A-)/c(HA)]與pH關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是
A. A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液中:c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)
B. 25℃時(shí),HA酸的電離常數(shù)為1. 0× 10-5.3
C. B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的NaOH溶液體積為10 mL
D. 對(duì)C點(diǎn)溶液加熱(不考慮揮發(fā)),則c(A-)/[c(HA)c(OH-)]一定增大
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】正己烷是優(yōu)良的有機(jī)溶劑,其某種模型如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( )
A.正己烷的分子式為
B.正己烷的一氯代物有3種
C.正己烷能與溴水發(fā)生取代反應(yīng)而使溴水褪色
D.正己烷中的所有碳原子位于同一條直線(xiàn)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】據(jù)報(bào)道,美國(guó)科學(xué)家卡爾·克里斯特于1998年11月合成了一種名為“N5”的物質(zhì),由于其極強(qiáng)的爆炸性,又稱(chēng)為“鹽粒炸彈”。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)“N5”實(shí)際上是帶正電荷的分子碎片,其結(jié)構(gòu)是對(duì)稱(chēng)的,5個(gè)N原子排列成V形,如果5個(gè)N原子結(jié)合后都達(dá)到8電子結(jié)構(gòu),且含有2個(gè)氮氮叁鍵,則“N5”分子碎片所帶電荷是_____,寫(xiě)出它的電子式________,1個(gè)“N5”正離子共有______個(gè)核外電子。
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