【題目】含氮化合物對(duì)環(huán)境、生產(chǎn)和人類生命活動(dòng)等具有很大的影響。請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題:

1)已知:4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) H1=-akJ/mol

4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) H2=-bkJ/mol

H2O(l)=H2O(g) H3=+ckJ/mol

NH3(g)在氧氣中燃燒生成氮?dú)夂鸵簯B(tài)水的熱化學(xué)方程式為___。

2)在合成工氨業(yè)中,氮?dú)庠诖呋瘎?/span>Fe上的吸附分解反應(yīng)活化能高、速率慢,因此氮?dú)獾姆磻?yīng)速率決定了合成氨的反應(yīng)速率。工業(yè)生產(chǎn)中,控制溫度773K,壓強(qiáng)3.0×105pa,原料中n(N2)n(H2)=12.8。請(qǐng)分析說(shuō)明原料氣中N2過(guò)量的理由___

3)已知反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g),在恒溫、恒容的密閉容器中按一定比例充入總物質(zhì)的量一定的NO(g)O2(g),平衡時(shí)NO2的體積分?jǐn)?shù)[φ(NO2)]的變化如圖所示。NO的轉(zhuǎn)化率最小的是___點(diǎn)(填“a”、“b”“c”);當(dāng)=1.5時(shí),達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)NO2的體積分?jǐn)?shù)可能是___點(diǎn)(填“d”、“e”“f”)。

4)肌肉中的肌紅蛋白(Mb)O2結(jié)合生成MbO2,反應(yīng)原理可表示為:Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq),該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為:K=。37℃達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得肌紅蛋白的結(jié)合度(a)與氧氣分壓[p(O2)]的關(guān)系如圖所示[α=×100%]。研究表明正反應(yīng)速率v=kc(Mb)p(O2),逆反應(yīng)速率v=kc(MbO2)(其中kk分別表示正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)).

α(MbO2),先隨p(O2)增大而增大,后來(lái)幾乎不變,原因是___。

②試寫(xiě)出平衡常數(shù)K與速率常數(shù)k、k之間的關(guān)系式K=___(用含有kk的式子表示)

③試求出圖中c點(diǎn)時(shí),上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___kPa-1。

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【答案】4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) ΔH=-(2a+3b+30c)kJ/mol N2比氫氣易得,增加N2的量可提高氫氣的轉(zhuǎn)化率,整個(gè)反應(yīng)速率是由N2的吸附和分解速率決定的,N2的比例增大反應(yīng)速率加快 c d 前一階段是p(O2)增大,反應(yīng)速率加快,α(MbO2)隨之增大,后階段肌紅蛋白(Mb)幾乎全部轉(zhuǎn)化為MbO2 2

【解析】

1)根據(jù)蓋斯定律,將已知的三個(gè)熱化學(xué)方程式疊加,就得到相應(yīng)的反應(yīng)的熱化學(xué)方程式;

2)增加N2的量,即增加了反應(yīng)物濃度,能加快反應(yīng)速率,提高氫氣的轉(zhuǎn)化率;

3)當(dāng)的比值越大,NO的轉(zhuǎn)化率越;比值越大,NO2的體積分?jǐn)?shù)增大;

4)①開(kāi)始時(shí)p(O2)增大,反應(yīng)速率加快,α(MbO2)隨之增大,后來(lái)肌紅蛋白(Mb)幾乎全部轉(zhuǎn)化為MbO2,α(MbO2)幾乎不變;

②根據(jù)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),V=V,結(jié)合平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算Kk、k的關(guān)系;

③將P(O2)=4.5kPa,肌紅蛋白的結(jié)合度(α)90%,通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算后,代入平衡常數(shù)表達(dá)式可得K。

1)①4NH3(g)+6NO(g) =5N2(g)+6H2O(g) H1=a kJ/mol

4NH3(g)+5O2(g)= 4NO(g)+6H2O(g) H2=b kJ/mol

H2O(l)=H2O(g) H3=+c kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律,將(×2+×3-×30)×,整理可得4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l) H=-(2a+3b+30c)kJ/mol

2)合成氨反應(yīng)中,氮?dú)庠?/span>Fe上的吸附分解反應(yīng)活化能高、速率慢,氮?dú)鉀Q定合成氨的反應(yīng)速率,因此原料氣中氮?dú)膺^(guò)量,可加快合成氨的反應(yīng)速率,同時(shí)提高氫氣轉(zhuǎn)化率,且氮?dú)饪梢圆捎梅蛛x液態(tài)空氣法很容易得到,所以答案為:N2比氫氣易得,增加N2的量可提高氫氣的轉(zhuǎn)化率,整個(gè)反應(yīng)速率是由N2的吸附和分解速率決定的,N2的比例增大反應(yīng)速率加快。

3的比值越大,可以認(rèn)為減少氧氣的量,增加一氧化氮的量,則NO的轉(zhuǎn)化率反而減小,所以NO的轉(zhuǎn)化率最小的是c點(diǎn);當(dāng)=1.5時(shí),根據(jù)圖示,比值越大,NO2的體積分?jǐn)?shù)增大,所以達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),NO2的體積分?jǐn)?shù)可能是d點(diǎn);

4)①開(kāi)始時(shí)p(O2)增大,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),增加氧氣濃度,反應(yīng)速率加快,α(MbO2)隨之增大,后來(lái)肌紅蛋白(Mb)幾乎全部轉(zhuǎn)化為MbO2,p(O2)增大,導(dǎo)致幾乎沒(méi)有生成MbO2,α(MbO2)幾乎不變,故原因是:前一階段是p(O2)增大,反應(yīng)速率加快,α(MbO2)隨之增大,后階段肌紅蛋白(Mb)幾乎全部轉(zhuǎn)化為MbO2;

②可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),V=V,由于ν=k·c(Mb)· P(O2),ν=k·c(MbO2),所以k·c(Mb)· P(O2)= k·c(MbO2),,而反應(yīng)Mb(ag)+O2(g)MbO2(aq)的平衡常數(shù)K=;

c點(diǎn)時(shí),P(O2)=4.5,肌紅蛋白的結(jié)合度(α)90%,假設(shè)開(kāi)始時(shí)有Mb 1mol/L,根據(jù)α=×100%,則生成的MbO20.9mol/L,代入平衡常數(shù)表達(dá)式中可得K==2 kPa-1。

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】對(duì)可逆反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列敘述正確的是

A.達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),4v(O2) = 5v(NO)

B.若單位時(shí)間內(nèi)生成x mol NO的同時(shí),消耗x mol NH3,則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

C.達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),若增加容器體積,則正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大

D.化學(xué)反應(yīng)速率關(guān)系是:2v(NH3) = 3v(H2O)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】粉末狀試樣A是由等物質(zhì)的量的MgOFe2O3組成的混合物。進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):

①取適量A進(jìn)行鋁熱反應(yīng),產(chǎn)物中有單質(zhì)B生成。(提示:鋁與氧化鐵發(fā)生的反應(yīng)稱為鋁熱反應(yīng))

②另取20g A全部溶于0.15L 6.0mol·L1鹽酸中,得溶液C

③將①中得到的單質(zhì)B和溶液C反應(yīng),放出氣體1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),同時(shí)生成溶液D,還殘留固體B。

④用KSCN溶液檢驗(yàn)時(shí),溶液D不變色。

(1)反應(yīng)①的產(chǎn)物中的單質(zhì)B________,反應(yīng)方程為____________。若將單質(zhì)B溶于鹽酸中,再向所得溶液中滴加足量的NaOH溶液后振蕩,可看到的現(xiàn)象為___________,此過(guò)程用化學(xué)方程可以表示為______________

(2)②所發(fā)生各反應(yīng)的離子方程式是:______________________________________。

(3)若溶液D的體積仍為0.15L,則該溶液中c(Mg2)________,c(Fe2)________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】二氧化硅又稱硅石,是制備硅及含硅化合物的重要原料。部分轉(zhuǎn)化過(guò)程如圖所示,下列說(shuō)法正確的是

A.SiO2既能發(fā)生②反應(yīng),又能發(fā)生③反應(yīng),說(shuō)明SiO2屬于兩性氧化物

B.④反應(yīng)是水泥工業(yè)的化學(xué)反應(yīng)原理之一,⑤反應(yīng)可證明H2CO3酸性強(qiáng)于H2SiO3

C.①反應(yīng)的生成物除Si外還有CO2,硅膠可用作催化劑的載體

D.除了粗硅的制備和提純過(guò)程中涉及的反應(yīng)外,圖中所示其他反應(yīng)都是非氧化還原反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】現(xiàn)用金屬鈉和空氣制備純度較高的Na2O2,可利用的裝置如下:

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

1)若規(guī)定氣體的流動(dòng)方向?yàn)閺淖蟮接,則組合實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)各儀器的連接順序是:

空氣→Ⅳ→___________(填“Ⅰ、Ⅲ”,儀器不能重復(fù)使用)。

2)裝置中盛放的藥品是____,其作用是_______。

3)裝置的作用是______。

4)操作中通空氣和加熱的先后順序?yàn)?/span>________

5)若去掉裝置Ⅲ,裝置Ⅰ中除反應(yīng)生成Na2O2外,還可能發(fā)生的反應(yīng)有______(寫(xiě)出兩個(gè)化學(xué)方程式)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】《自然》雜志于2018315日發(fā)布,中國(guó)留學(xué)生曹原用石墨烯實(shí)現(xiàn)了常溫超導(dǎo)。這一發(fā)現(xiàn)將在很多領(lǐng)域發(fā)生顛覆性的革命。鎵(Ga)、硒(Se)的單質(zhì)及某些化合物如砷化鎵等都是常用的半導(dǎo)體材料,超導(dǎo)和半導(dǎo)體材料都廣泛應(yīng)用于航空航天測(cè)控、光纖通訊等領(lǐng)域。請(qǐng)回答下列與碳、砷、鎵、硒有關(guān)的問(wèn)題。

(1)基態(tài)硒原子的核外價(jià)層電子排布式為___,與硒同周期的p區(qū)元素中第一電離能大于硒的元素有___種,SeO3的空間構(gòu)型是___

(2)化合物[EMIM][AlCl4]具有很高的應(yīng)用價(jià)值,EMIM+結(jié)構(gòu)如圖所示。

EMIM+離子中各元素電負(fù)性由大到小的順序是___。

EMIM+離子中碳原子的雜化軌道類型為___

③大π鍵可用符號(hào)π表示,其中m、n分別代表參與形成大π鍵的原子數(shù)和電子數(shù),則EMIM+離子中的大π鍵應(yīng)表示___

(3)石墨烯中部分碳原子被氧化后,轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯如圖所示,轉(zhuǎn)化后1號(hào)C原子與相鄰C原子間鍵能變小,原因是___

(4)GaAs為原子晶體,密度為ρgcm-3,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,GaAs的原子半徑分別為apmbpm,GaAs晶胞中原子的體積占晶胞體積的百分率為A,則阿伏加德羅常數(shù)的值為NA=___。(用字母表示)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】有以下物質(zhì):①石墨;②氯化氫氣體;③酒精;④氨水;⑤二氧化碳;⑥碳酸氫鈉固體;⑦氯化鐵溶液;⑧純醋酸;⑨氧化鈉固體;⑩鋁。

1)屬于非電解質(zhì)的是______________;屬于強(qiáng)電解質(zhì)的是__________;屬于弱電解質(zhì)的是___________。(用序號(hào)填空)

2)寫(xiě)出物質(zhì)⑥溶于水溶液顯堿性的原因_______(用離子方程式和簡(jiǎn)要文字說(shuō)明作答)

3)寫(xiě)出物質(zhì)⑥和⑧在水中反應(yīng)的離子方程式:_____________。

4)配制溶液⑦時(shí)通常將⑦先溶于___________,然后再加水稀釋,通過(guò)增加溶液中_______的濃度以防止其發(fā)生水解。

5)濃度、體積相同的②和⑧的溶液,加入相同形狀且足量的Zn粒,反應(yīng)速率快的是___(用序號(hào)填空);pH值、體積相同的②和⑧的溶液時(shí),產(chǎn)生氣體的量多的是________。(用序號(hào)填空)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】聯(lián)氨(N2H4)常溫下為無(wú)色液體,可用作火箭燃料。下列說(shuō)法不正確的是

2O2(g)N2(g)=N2O4(l) ΔH1

N2(g)2H2(g)= N2H4(l) ΔH2

O2(g)2H2(g)=2H2O(g) ΔH3

2 N2H4(l)N2O4(l)=3N2(g)4H2O(g) ΔH4=1048.9 kJ·mol-1

A.ΔH42ΔH32ΔH2ΔH1

B.O2(g)2H2(g)2H2O(l) ΔH5,ΔH5>ΔH3

C.1 mol O2(g) 2 mol H2(g)具有的總能量高于 2 mol H2O(g)

D.聯(lián)氨和 N2O4 作火箭推進(jìn)劑的原因之一是反應(yīng)放出大量的熱且產(chǎn)物無(wú)污染

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】秋冬季是霧霾高發(fā)的季節(jié),其中汽車尾氣和燃煤尾氣是造成霧霾的主要原因之一。

1)工業(yè)上利用甲烷催化還原NO,可減少氮氧化物的排放。

已知:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-574kJ·mol1

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1160kJ·mol1

甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為_____________________________________

2)汽車尾氣催化凈化是控制汽車尾氣排放、減少汽車尾氣污染的最有效的手段,主要原理為2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH<0

T℃時(shí),將等物質(zhì)的量的NOCO充入容積為2L的密閉容器中,保持溫度和體積不變,反應(yīng)過(guò)程(015min)NO的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如上圖所示。

①已知:平衡時(shí)氣體的分壓=氣體的體積分?jǐn)?shù)×體系的總壓強(qiáng),T℃時(shí)達(dá)到平衡,此時(shí)體系的總壓強(qiáng)為p=20MPa,則T℃時(shí)該反應(yīng)的壓力平衡常數(shù)Kp_______;平衡后,若保持溫度不變,再向容器中充入NOCO20.3mol,平衡將_____(填“向左”、“向右”或“不”)移動(dòng)。

15min時(shí),若改變外界反應(yīng)條件,導(dǎo)致n(NO)發(fā)生如圖所示的變化,則改變的條件可能是__(填序號(hào))

A.增大CO濃度B.升溫C.減小容器體積D.加入催化劑

3)工業(yè)上常采用堿溶液吸收的方法來(lái)同時(shí)吸收SO2,和氮的氧化物氣體(NOx),如用氫氧化鈉溶液吸收可得到Na2SO3NaHSO3、NaNO2、NaNO3等溶液。已知:常溫下,HNO2的電離常數(shù)為Ka=7×10-4,H2SO3的電離常數(shù)為Ka1=1.2×10-2、Ka2=5.8×10-8。

①常溫下,相同濃度的Na2SO3、NaNO2溶液中pH較大的是______溶液。

②常溫下,NaHSO3___(”“,判斷的理由是(通過(guò)計(jì)算說(shuō)明)_____________。

4)鈰元素(Ce)是鑭系金屬中自然豐度最高的一種,常見(jiàn)有+3、+4兩種價(jià)態(tài)。霧霾中含有大量的污染物NO,可以被含Ce4+的溶液吸收,生成NO2-NO3-(二者物質(zhì)的量之比為11)。可采用電解法將上述吸收液中的NO2-轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì),同時(shí)再生Ce4+,其原理如圖所示。

Ce4+從電解槽的_____(填字母代號(hào))口流出。

②寫(xiě)出陰極的電極反應(yīng)式:_______________________________。

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