(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-94.4kJ·mol-1。恒容時(shí),體系中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化的曲線如圖示。
①在1L容器中發(fā)生反應(yīng),前20min內(nèi),v(NH3)= ,放出的熱量為 ;
②25min時(shí)采取的措施是 ;
③時(shí)段III條件下,反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為 (用具體數(shù)據(jù)表示)。
(2)電廠煙氣脫氮的主反應(yīng)①:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) △H<0,副反應(yīng)②:2NH3(g)+8NO(g)5N2O(g)+3H2O(g) △H>0。平衡混合氣中N2與N2O含量與溫度的關(guān)系如右圖。請(qǐng)回答:在400K~600K時(shí),平衡混合氣中N2含量隨溫度的變化規(guī)律是 ,導(dǎo)致這種規(guī)律的原因是 (任答合理的一條原因)。
(3)直接供氨式燃料電池是以NaOH溶液為電解質(zhì)的。電池反應(yīng)為:4NH3+3O2=2N2+6H2O,則負(fù)極電極反應(yīng)式為 。
(16分)有效數(shù)字錯(cuò)誤或無(wú)單位扣1分
(1)①0.050mol?L-1?min-1 (2分) 47.2kJ (2分)
② 將NH3從反應(yīng)體系中分離出去 (2分)
③ (3分)
(2)隨溫度升高,N2的含量降低 (2分) 主反應(yīng)為放熱反應(yīng),升溫使主反應(yīng)的平衡左移或者副反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升溫使副反應(yīng)的平衡右移,降低了NH3和NO濃度,使主反應(yīng)的平衡左移(2分)
(3)2NH3 + 6OH-—6e-= N2+ 6H2O (3分)
解析試題分析:(1)①讀圖可知,前20min內(nèi)氨氣的濃度由0逐漸增大到1.0mol/L,根據(jù)定義式可得,v(NH3)=1.0mol/L÷20min=0.050mol/(L?min),注意保留兩位有效數(shù)字;氮?dú)庥?.0mol/L逐漸減小到0.50mol/L,根據(jù)c?V=n可求參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量,即(1.0—0.50)mol/L1L=0.50mol,由于N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-94.4kJ·mol-1表示1mol氮?dú)夥磻?yīng)放出94.4kJ熱量,物質(zhì)的量減半,則放出的熱量減半,則 0.50mol氮?dú)夥磻?yīng)放出47.2kJ熱量;②讀圖可知,25min時(shí)氨氣的濃度由1.0mol/L變?yōu)?,說(shuō)明采取的措施是將平衡體系中的氨氣及時(shí)分離出去,導(dǎo)致氨氣的濃度減小,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則氨氣、氫氣的濃度均減小,氨氣的濃度由0逐漸增大;③時(shí)段III條件下,生成物、反應(yīng)物的平衡濃度可由圖中得出,則氨氣、氮?dú)、氫氣的平衡濃度分別為0.50mol/L、0.25mol/L、0.75mol/L,代入合成氨的平衡常數(shù)表達(dá)式可得,K=(0.50mol/L)2/[( 0.25mol/L)×( 0.75mol/L)3];(2)讀圖可知,在400K~600K時(shí),平衡混合氣中氮?dú)夂侩S溫度的升高而降低,而一氧化二氮的含量則隨溫度升高而增大;觀察熱化學(xué)方程式可知主反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,導(dǎo)致主反應(yīng)的平衡左移,所以氮?dú)夂侩S溫度升高而降低(或者副反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升溫使副反應(yīng)的平衡右移,降低了NH3和NO濃度,使主反應(yīng)的平衡左移);(3)觀察電池總反應(yīng)式,發(fā)現(xiàn)氮元素由—3價(jià)升為0價(jià),失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),而氧元素由0價(jià)將為—2價(jià),得到電子,發(fā)生還原反應(yīng),說(shuō)明氨氣是負(fù)極反應(yīng)物,氧氣是正極反應(yīng)物;根據(jù)電子、電荷、原子守恒原理,可以得到NaOH溶液中負(fù)極反應(yīng)式為2NH3 + 6OH-—6e-= N2+ 6H2O,正極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-="4" OH-。
考點(diǎn):考查化學(xué)反應(yīng)原理,涉及平均反應(yīng)速率的計(jì)算、根據(jù)反應(yīng)物或生成物的變化量計(jì)算反應(yīng)過(guò)程中放出的熱量、根據(jù)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像判斷改變的外界條件、指定階段下平衡常數(shù)的計(jì)算表達(dá)式、從圖中得出溫度對(duì)平衡移動(dòng)的影響規(guī)律、解釋原因、燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式等。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:問(wèn)答題
(13分)
Cl2是一種重要的化工原料。
(1)電解飽和NaCl溶液獲得Cl2的化學(xué)方程式是_______。
(2)為便于儲(chǔ)存,要將氯氣液化[ Cl2(g) Cl2(l) ],應(yīng)采取的措施是_______(寫(xiě)出一條即可)。
(3)液氯儲(chǔ)存區(qū)貼有的說(shuō)明卡如下(部分):
危險(xiǎn)性 | |
儲(chǔ)運(yùn)要求 | 遠(yuǎn)離金屬粉末、氨、烴類(lèi)、醇更物質(zhì);設(shè)置氯氣檢測(cè)儀 |
泄漏處理 | NaOH、NaHSO3溶液吸收 |
包裝 | 鋼瓶 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
碳、氮和鋁的單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有重要的作用。
(1)真空碳熱還原—氯化法可實(shí)現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁,其相關(guān)的熱化學(xué)方程式如下:
2Al2O3(s)+2AlCl3(g)+6C(s)=6AlCl(g)+6CO(g) △H=a kJ·mol-1
3AlCl(g) =2Al(l)+AlCl3(g) △H=b kJ·mol-1
反應(yīng)Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H= kJ·mol-1(用含a、b的代數(shù)式表示);
(2)用活性炭還原法可以處理氮氧化物。某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO,發(fā)生反應(yīng)C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H="Q" kJ·mol-1。在T1℃時(shí),反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下:
時(shí)間(min) 濃度(mol/L) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.00 | 0.68 | 0.50 | 0.50 | 0.60 | 0.60 |
N2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
CO2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
固定和利用CO2,能有效地利用資源,并減少空氣中的溫室氣體。工業(yè)上正在研究利用CO2來(lái)生產(chǎn)甲醇燃料的方法,該方法的化學(xué)方程式是:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)=-49.0kJ·mol
某科學(xué)實(shí)驗(yàn)小組將6mol CO2和8mol H2充入一容積為2L的密閉容器中(溫度保持不變),測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如下圖中實(shí)線所示(圖中字母后的數(shù)字表示對(duì)應(yīng)的坐標(biāo));卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)該反應(yīng)在0~8min內(nèi)CO2的平均反應(yīng)速率是 mol·L-1·min-1
(2)此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的數(shù)值為 。
(3)僅改變某一條件再進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中虛線所示。
與實(shí)線相比,曲線Ⅰ改變的條件可能是 ,曲線Ⅱ改變的條件可能是 。若實(shí)線對(duì)應(yīng)條件下平衡常數(shù)為,曲線Ⅰ對(duì)應(yīng)條件下平衡常數(shù)為,曲線Ⅱ?qū)?yīng)條件下平衡常數(shù)為,則、和的大小關(guān)系是 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
“低碳循環(huán)”引起各國(guó)的高度重視,而如何降低大氣中CO2的含量及有效地開(kāi)發(fā)利用CO2,引起了全世界的普遍重視。所以“低碳經(jīng)濟(jì)”正成為科學(xué)家研究的主要課題。
(1)用電弧法合成的儲(chǔ)氫納米碳管常伴有大量的碳納米顆粒(雜質(zhì)),這種顆?捎萌缦卵趸ㄌ峒儯(qǐng)完成該反應(yīng)的化學(xué)方程式,并在方框內(nèi)填上系數(shù)。
□C+□KMnO4+□H2SO4 =□CO2↑+□MnSO4 +□K2SO4+□
(2)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下二組數(shù)據(jù):
實(shí)驗(yàn)組 | 溫度℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 達(dá)到平衡所需時(shí)間/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
(16分)Na2S2O8溶液可降解有機(jī)污染物4-CP,原因是Na2S2O8溶液在一定條件下可產(chǎn)生強(qiáng)氧化性自由基(SO4-)。通過(guò)測(cè)定4-CP降解率可判斷Na2S2O8溶液產(chǎn)生(SO4-·)的量。某研究小組探究溶液酸堿性、Fe2+的濃度對(duì)產(chǎn)生(SO4-·)的影響。
(1)溶液酸堿性的影響:其他條件相同,將4-CP加入到不同pH的Na2S2O8溶液中,結(jié)果如圖a所示。由此可知:溶液酸性增強(qiáng), (填 “有利于”或“不利于”)Na2S2O8產(chǎn)生SO4-·。
(2)Fe2+濃度的影響:相同條件下,將不同濃度的FeSO4溶液分別加入c(4-CP)=1.56×10-4 mol·L-1、c(Na2S2O8)=3.12×10-3 mol·L-1的混合溶液中。反應(yīng)240 min后測(cè)得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖b所示。
已知 S2O82- + Fe2+= SO4-·+ SO42- + Fe3+,此外還可能會(huì)發(fā)生:SO4-· + Fe2+=SO42- + Fe3+
① 實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前,檢驗(yàn)FeSO4溶液是否被氧化的試劑是 (化學(xué)式)。如被氧化可以觀察到的現(xiàn)象是 。
②當(dāng)c(Fe2+)=3.2 ×10-3 mol·L-1時(shí),4-CP降解率為 %,4-CP降解的平均反應(yīng)速率的計(jì)算表達(dá)式為 。
③當(dāng)c(Fe2+)過(guò)大時(shí),4-CP降解率反而下降,原因可能是 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能將其中的Cr2O72—轉(zhuǎn)化為Cr3+。某課題組研究發(fā)現(xiàn),少量鐵明礬[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可對(duì)該反應(yīng)起催化作用。為進(jìn)一步研究有關(guān)因素對(duì)該反應(yīng)速率的影響,探究如下:
(1)在25 ℃下,控制光照強(qiáng)度、廢水樣品初始濃度和催化劑用量相同,調(diào)節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量,做對(duì)比實(shí)驗(yàn),完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表(表中不要留空格)。
實(shí)驗(yàn)編號(hào) | 初始pH | 廢水樣品體積/mL | 草酸溶液體積/mL | 蒸餾水體積/mL |
① | 4 | 60 | 10 | 30 |
② | 5 | 60 | 10 | 30 |
③ | 5 | 60 | | |
實(shí)驗(yàn)方案(不要求寫(xiě)具體操作過(guò)程) | 預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
某探究小組用測(cè)量HNO3與大理石反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量減小的方法,研究影響反應(yīng)速率的因素。限選試劑:1.00 mol·L-1 HNO3、2.00 mol·L-1 HNO3,細(xì)顆粒大理石、粗顆粒大理石,35 ℃水浴。
(1)他們能完成哪些因素對(duì)速率影響的探究?
____________________________________________________________。
(2)請(qǐng)根據(jù)能進(jìn)行的探究?jī)?nèi)容,填寫(xiě)以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表,完成探究實(shí)驗(yàn):
(3)整個(gè)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制的不變量是硝酸溶液體積和 。
(4)該實(shí)驗(yàn)小組用如圖實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
①除電子天平、干燥管、錐形瓶、藥匙、膠塞等儀器外,必需的實(shí)驗(yàn)儀器還有 。
②干燥管中應(yīng)放置的試劑是 。
A.堿石灰 | B.無(wú)水CaCl2 |
C.P2O5固體 | D.濃硫酸 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:單選題
在0.1mol/L的CH3COOH溶液中存在如下電離平衡:CH3COOHCH3COO-+H+ 對(duì)于該平衡,下列敘述正確的是
A.加入少量NaOH固體,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng) |
B.升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) |
C.加入水稀釋?zhuān)芤褐衏(H+)一定增大 |
D.加入少量CH3COONa固體,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) |
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