【題目】氨的合成原理為:N2g)+3H2g2NH3gH=92.4kJ·mol-1500℃、20MPa時(shí),將N2、H2置于一個(gè)容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖;卮鹣铝袉(wèn)題:

110min內(nèi)以NH3表示的平均反應(yīng)速率為_________

2)在1020min內(nèi),NH3濃度變化的原因可能是_____________

A.加了催化劑

B.縮小容器體積

C.降低溫度

D.增加NH3物質(zhì)的量

3)第1次平衡:平衡常數(shù)K1=__________(帶數(shù)據(jù)的表達(dá)式),第2次平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)為_____________

4)根據(jù)最新人工固氮的研究報(bào)道,在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑(摻有少量Fc2O3TiO2)表面與水發(fā)生下列反應(yīng):N2g)+3H2Ol2NH3+1.5O2gH=akJ·mol-1,進(jìn)一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系,常壓下達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:

T/K

303

313

323

NH3生成量/(10-6mol)

4.8

5.9

6.0

①此合成反應(yīng)的a______0,S_______0;(填、或一

②已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=-92.4kJ·mol-1,2 H2(g)+ O2(g=2H2OlH=-571.kJ·mol-1 則常溫下氮?dú)馀c水反應(yīng)生成氨氣與氧氣的熱化學(xué)方程式為_____________________________

【答案】0.005mol·L-1.min-1 A 45.5%或0.455 2N2(g)6H2O(l)4NH3(g) +3O2(g) AH=+1530 kJ·mol-1

【解析】

1)根據(jù)v=n÷V÷t計(jì)算;

2)根據(jù)圖象知,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),10min時(shí)是連續(xù)的,三種氣體物質(zhì)的速率增加倍數(shù)相同,說(shuō)明為使用催化劑;

3)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),物質(zhì)的量不變,以此判斷達(dá)到平衡的時(shí)間段,化學(xué)平衡常數(shù)等于生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比;第2次平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)等于氨氣的含量/平衡時(shí)氣體的總物質(zhì)的量;

4)①由表中數(shù)據(jù)可知,升高溫度,NH3生成量增大,說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),結(jié)合反應(yīng)方程式中各物質(zhì)的聚集狀態(tài)解答;

②已知:①N2g+3H2g2NH3g)△H=-92.4kJ·mol12H2g+O2g═2H2Ol)△H=-571.6kJ·mol1,則利用蓋斯定律,將①×2-×3可得常溫下氮?dú)馀c水反應(yīng)生成氨氣與氧氣的熱化學(xué)方程式.

1)反應(yīng)速率vNH3=(0.1mol-0)÷2L÷10min=0.005mol/Lmin);

2)由圖象可知各組分物質(zhì)的量變化增加,且10min時(shí)變化是連續(xù)的,20min達(dá)平衡時(shí),△nN2=0.025mol×4=0.1mol,△nH2=0.025mol×12=0.3mol,△nNH3=0.025mol×8=0.2mol,物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,三種氣體物質(zhì)的速率增加倍數(shù)相同,說(shuō)明10min可能改變的條件是使用催化劑,縮小體積相當(dāng)于增大壓強(qiáng),應(yīng)該反應(yīng)物的速率增加倍數(shù)大,降低溫度,應(yīng)該反應(yīng)速率減小,增加NH3物質(zhì)的量,逆反應(yīng)速率增加的倍數(shù)大,故只有使用催化劑符合,

故選A

3)由圖象可以看出,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到時(shí)20-25min,各物質(zhì)的量不變,說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),化學(xué)平衡常數(shù)等于生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比,由圖象可知,20min達(dá)平衡時(shí),nN2=0.025mol×10=0.25mol,nH2=0.025mol×6=0.15mol,nNH3=0.025mol×12=0.3mol,所以所以其平衡常數(shù)K=c2(NH3)/c(N2)c3(H2)= =;

2次平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)=2.5mol÷2.5mol+2.25mol+0.75mol×100%=45.5%;

4)①由表中數(shù)據(jù)可知,升高溫度,NH3生成量增大,說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則正反應(yīng)應(yīng)為吸熱反應(yīng),a0,由方程式可知反應(yīng)生成氣體的物質(zhì)的量增多,則△S0

②已知:①N2g+3H2g2NH3g)△H=-92.4kJ·mol12H2g+O2g═2H2Ol)△H=-571.6kJ·mol1

則利用蓋斯定律,將①×2-×3可得常溫下氮?dú)馀c水反應(yīng)生成氨氣與氧氣的熱化學(xué)方程式為2N2g+6H2Ol=4NH3g+3O2g)△H=2×-92.4kJ·mol1-3×-571.6kJ·mol1=+1530kJ·mol1

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】B[實(shí)驗(yàn)化學(xué)]

丙炔酸甲酯()是一種重要的有機(jī)化工原料,沸點(diǎn)為103~105 ℃。實(shí)驗(yàn)室制備少量丙炔酸甲酯的反應(yīng)為

實(shí)驗(yàn)步驟如下:

步驟1:在反應(yīng)瓶中,加入14 g丙炔酸、50 mL甲醇和2 mL濃硫酸,攪拌,加熱回流一段時(shí)間。

步驟2:蒸出過(guò)量的甲醇(裝置見(jiàn)下圖)。

步驟3:反應(yīng)液冷卻后,依次用飽和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗滌。分離出有機(jī)相。

步驟4:有機(jī)相經(jīng)無(wú)水Na2SO4干燥、過(guò)濾、蒸餾,得丙炔酸甲酯。

1)步驟1中,加入過(guò)量甲醇的目的是________。

2)步驟2中,上圖所示的裝置中儀器A的名稱是______;蒸餾燒瓶中加入碎瓷片的目的是______。

3)步驟3中,用5%Na2CO3溶液洗滌,主要除去的物質(zhì)是____;分離出有機(jī)相的操作名稱為____

4)步驟4中,蒸餾時(shí)不能用水浴加熱的原因是________

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室可用如下方法制取Cl2

MnO2 +4HCl(濃) Cl2↑+ MnCl2+ 2H2O

KClO36HCl(濃)=3Cl2↑+KCl3H2O

2KMnO416HCl(濃)=2KCl2MnCl25Cl2↑+8H2O

根據(jù)相關(guān)信息,回答下列問(wèn)題:

(1)在反應(yīng)①中,HCl表現(xiàn)的性質(zhì)有______、________。

(2)若反應(yīng)①中有0.1mol的氧化劑被還原,則被氧化的物質(zhì)的物質(zhì)的量為____。

(3)將(2)生成的氯氣與0.2mol H2完全反應(yīng),將產(chǎn)物溶于水配成100mL溶液,此溶液的物質(zhì)的量濃度為_______

(4)若要制得相同質(zhì)量的氯氣,①②③三個(gè)反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目之比為____。

(5)已知反應(yīng)4HCl(g)+O2 2Cl22H2O(g),該反應(yīng)也能制得氯氣,則MnO2、O2KMnO4三種物質(zhì)氧化性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?/span>_______。

(6)將不純的NaOH樣品2.50 g(樣品含少量Na2CO3和水),放入50.0 mL 2.00mol/L鹽酸中,充分反應(yīng)后,溶液呈酸性,中和多余的酸又用去40.0 mL 1.00 mol/LNaOH溶液。蒸發(fā)中和后的溶液,最終得到固體的質(zhì)量為_______。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】可逆反應(yīng):A(g)+B(g) C(s)+2D(g)ΔH>0,下圖所示為正逆反應(yīng)速率(v)與時(shí)間(t)的關(guān)系,如果在t1時(shí)刻改變以下條件:①加入A;②加入催化劑;③加壓;④升溫;⑤移走C,符合圖示的條件是(  )。

A. ②③B. ①②C. ③④D. ④⑤

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】XY、ZW為原子序數(shù)依次增大的四種短周期主族元素,W原子是同周期元素中原子半徑最小的主族元素。已知A、B、CD、E為上述四種元素中的兩種或三種所組成的5種化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如右圖所示。A的相對(duì)分子質(zhì)量為28,B分子中含有18個(gè)電子。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

A.W、Z、X三種元素組成的化合物一定是強(qiáng)酸

B.E能與金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生氣體

C.化合物D中含有極性鍵

D.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性W最強(qiáng)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某小組同學(xué)利用如圖所示裝置探究二氧化硫氣體的性質(zhì)。

請(qǐng)回答:

(1)實(shí)驗(yàn)室用銅和濃硫酸共熱制取二氧化硫,反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________。

(2)當(dāng)觀察到②中溶液顏色變淺時(shí),①中的現(xiàn)象是_________。

(3)裝置③的作用是________

(4)①、②中的現(xiàn)象說(shuō)明二氧化硫具有的性質(zhì)是_________

(5)③中涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式是_________

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】2019年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予美國(guó)得州大學(xué)奧斯汀分校JohnB.Goodenough教授等人,以表彰其在鋰離子電池的發(fā)展方面作出的突出貢獻(xiàn)。研究表明:Li-Cu4O(PO4)2電池的正極的活性物質(zhì)Cu4O(PO4)2制備的原理為:2Na3PO4+4CuSO4+2NH3·H2O=Cu4O(PO4)2↓+3Na2SO4+(NH4)2SO4+H2O。請(qǐng)回答:

1)在周期表中,與Li的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素在周期表中位置是__。

2Cu4O(PO4)2Cu2+基態(tài)電子排布式為__,PO43-的空間構(gòu)型是___

3)在硫酸銅溶液中加入過(guò)量KCN,生成配合物[Cu(CN)4]2-,則[Cu(CN)4]2-中含有的σ鍵與π鍵的數(shù)目比為__。

4(NH4)2SO4中電負(fù)性最大的元素是__。所含化學(xué)鍵的類型有__。

5)冰晶胞中水分子的空間排列方式與金剛石晶胞類似,如圖:

①每個(gè)冰晶胞平均占有__個(gè)水分子,冰的熔點(diǎn)遠(yuǎn)低于金剛石熔點(diǎn)的原因是__。

②在氣相中NH3易與H2O通過(guò)氫鍵以水合物形式存在。試寫出水合物NH3·H2O的結(jié)構(gòu)式:__。

6)如圖甲所示為二維平面晶體示意圖。其中表示CuCl2的晶體結(jié)構(gòu)的是___(填“a”“b”)。金屬銅的晶胞如圖乙所示,銅原子的配位數(shù)是__。若此晶胞立方體的邊長(zhǎng)為apm,金屬銅的密度為ρg·cm-3,則阿伏加德羅常數(shù)可表示為___mol-1(用含a、ρ的代數(shù)式表示)。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】I)請(qǐng)根據(jù)官能團(tuán)的不同對(duì)下列有機(jī)物進(jìn)行分類。

CH3CH2OH CH3CH2Br CH3COOCH2CH3 CH3CHO HCOOH

1)芳香烴:____________

2)鹵代烴:______________

3)醇:__________

4)酚:______________

5)醛:______________

6)酮:_______________

7)羧酸:___________________

8)酯:______________________

(Ⅱ)的分子式為________________,中含有的官能團(tuán)的名稱為________________ 。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】N2H4N2O4常用作火箭發(fā)射的推進(jìn)劑。推進(jìn)劑發(fā)生反應(yīng):2N2H4l)+N2O4l=3N2g)+4H2Og)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( 。

A.反應(yīng)每生成0.3 mol N2,轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為1.6×6.02×1023

B.充有N2O4的密閉容器中存在:N2O4g 2NO2g),當(dāng)cN2O4)∶cNO2)=12時(shí),該可逆反應(yīng)到達(dá)限度

C.堿性N2H4空氣燃料電池工作時(shí),正極電極反應(yīng)式為O22H2O4e=4OH

D.N2H4的水溶液中存在:N2H4H2ON2HOH,向稀溶液中加水稀釋, 的值變大

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案