氨是重要的化工產(chǎn)品和化工原料。
(1)氨的電子式是 。
(2)已知:
①合成氨的熱化學(xué)方程式是 。
②降低溫度,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K .(填“增大”、“減小’’或“不變”)。
(3)有人設(shè)想以N2和H2為反應(yīng)物,以溶有A的稀鹽酸為電解質(zhì)溶液,可制造出既能提供電能,又能固氮的新型燃料電池,裝置如圖l所示。
電池正極的電極反應(yīng)式是 ,A是 。
(4)用氨合成尿素的反應(yīng)為2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+ H2O(g)。工業(yè)生產(chǎn)時(shí),原料氣帶有水蒸氣。圖2表示CO2的轉(zhuǎn)化率與氨碳比、水碳比的變化關(guān)系。
①曲線(xiàn)I、II、III對(duì)應(yīng)的水碳比最大的是 。
②測(cè)得B點(diǎn)氨的轉(zhuǎn)化率為40%,則x1 。
(13分)
(1) (2分)
(2)①N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92kJ/mol
②增大
(3)N2+8H++6e-=2NH4+ (2分) NH4Cl (2分)
(4)Ⅲ (1分); 3 (2分)
解析試題分析:(1)氨的分子中氮與氫原子之間形成一對(duì)共用電子對(duì),所以氨的電子式是
(2)①根據(jù)反應(yīng)的△H=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能,計(jì)算合成氨的△H=946kJ/mol+3×436kJ/mol-3×391×2kJ/mol=-92kJ/mol,所以合成氨的熱化學(xué)方程式是N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92kJ/mol;
②該反應(yīng)放熱,所以降溫,平衡正向移動(dòng),生成物濃度增大,反應(yīng)物濃度減小,化學(xué)平衡常數(shù)將增大;
(3)該電池的本質(zhì)反應(yīng)是合成氨反應(yīng),所以正極是氮?dú)獍l(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為N2+8H++6e-=2NH4+;生成的銨根離子與氯化氫結(jié)合生成氯化銨,所以A是NH4Cl;
(4)氨碳比一定時(shí),水碳比越大,說(shuō)明原料氣中含二氧化碳越少,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率越低,所以二氧化碳轉(zhuǎn)化率最低的即為水碳比最大的,是Ⅲ曲線(xiàn);B點(diǎn)二氧化碳的轉(zhuǎn)化率是60%,氨氣的轉(zhuǎn)化率是40%,設(shè)NH3、CO2的起始物質(zhì)的量分別為n1、n2,則n1×40%/2= n2×60%,解得n1/n2= x1=3。
考點(diǎn):考查電子式、熱化學(xué)方程式、電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě),平衡移動(dòng)的判斷,化學(xué)平衡常數(shù)的判斷,對(duì)圖像的分析能力
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(14分)2013年12月2日,我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征三號(hào)甲”運(yùn)載火箭將“嫦娥三號(hào)”探月衛(wèi)星成功送入太空,進(jìn)一步向廣寒宮探索!伴L(zhǎng)征三號(hào)甲”是三級(jí)液體助推火箭,一、二級(jí)為常規(guī)燃料,常規(guī)燃料通常指以肼(N2H4)為燃料,以二氧化氮做氧化劑。
Ⅰ.常規(guī)燃料通常指以肼(N2H4)為燃料,以二氧化氮做氧化劑。但有人認(rèn)為若用氟氣代替二氧化氮作氧化劑,反應(yīng)釋放的能量更大(兩者反應(yīng)生成氮?dú)夂头瘹錃怏w)。
已知:①N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H = -543kJ·mol-1
②H2(g)+ F2(g) = HF(g) △H = -269kJ·mol-1
③H2(g)+ O2(g) = H2O(g) △H = -242kJ·mol-1
請(qǐng)寫(xiě)出肼和氟氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_____________________________。
Ⅱ.氧化劑二氧化氮可由NO和 O2生成,已知在2 L密閉容器內(nèi),800 ℃時(shí)反應(yīng):
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH 的體系中,n(NO)隨時(shí)間的變化如表:
時(shí)間(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)(mol) | 0.200 | 0.100 | 0.080 | 0.050 | 0.050 | 0.050 |
n(O2)(mol) | 0.100 | 0.050 | 0.040 | 0.025 | 0.025 | 0.025 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(1)在焙燒爐中發(fā)生反應(yīng):
①Fe2O3(s)+3C(s) ===2Fe(s)+3CO(g) ΔH=-492.7 kJ·mol-1
②3CO(g)+Fe2O3(s) ===2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=+25.2 kJ·mol-1
則2Fe2O3(s)+3C(s) ===4Fe(s)+3CO2(g) ΔH= kJ·mol-1。
(2)天然氣(以甲烷計(jì))在工業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛。甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化法制H2的主要轉(zhuǎn)化反應(yīng)如下:
CH4(g)+H2O(g) ===CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.2 kJ·mol-1
CH4(g)+2H2O(g) ===CO2(g)+4H2(g) ΔH=+165.0 kJ·mol-1
上述反應(yīng)所得原料氣中的CO能使氨合成催化劑中毒,必須除去。工業(yè)上常采用催化劑存在下CO與水蒸氣反應(yīng)生成易除去的CO2,同時(shí)又可制得等體積的氫氣的方法。此反應(yīng)稱(chēng)為一氧化碳變換反應(yīng),該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(1)1.00 L 1.00 mol·L-1 H2SO4溶液與2.00 L 1.00 mol·L-1 NaOH溶液完全反應(yīng),放出114.6 kJ熱量,表示生成1 mol H2O的熱化學(xué)方程式為_(kāi)________________________
(2)在25 ℃、101 kPa時(shí),1.00 g C6H6(l)燃燒生成CO2(g)和H2O(l),放出41.8 kJ的熱量,C6H6的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為_(kāi)___________kJ·mol-1,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________________________
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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,“節(jié)能減排”,減少全球溫室氣體排放,研究NOx、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具體有重要意義。
(1)如圖是在101 kPa,298K條件下1mol NO2和1mol CO反應(yīng)生成1mol CO2和1mol NO過(guò)程中的能量變化示意圖。
已知:
請(qǐng)寫(xiě)出NO與CO反應(yīng)生成無(wú)污染氣體的熱化學(xué)方
程式: 。
(2)將0.20 mol N02和0.10 mol CO充入一個(gè)容積恒定為1L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),在不同條件下,反應(yīng)過(guò)程中部分物質(zhì)的濃度變化狀況如圖所示。
①下列說(shuō)法正確的是 (填序號(hào))。
a.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到乎衡
b.當(dāng)向容器中再充人0. 20 mol NO時(shí),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),K增大
c.升高溫度后,K減小,N02的轉(zhuǎn)化率減小
d.向該容器內(nèi)充人He氣,反應(yīng)物的體積減小,濃度增大,所以反應(yīng)速率增大
②計(jì)算產(chǎn)物NO在0~2 min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(NO)= mol·L-1·min-1
③第4 min時(shí)改變的反應(yīng)條件為 (填“升溫’’、“降溫’’)。
④計(jì)算反應(yīng)在第6 min時(shí)的平衡常數(shù)K= 。若保持溫度不變,此時(shí)再向容器中充人CO、NO各0.060 mol,平衡將 移動(dòng)(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)有學(xué)者想以如圖所示裝置用原電池原理將SO2轉(zhuǎn)化為重要的化工原料。其負(fù)極反應(yīng)式為 ,當(dāng)有0.25 mol SO2被吸收,則通過(guò)質(zhì)子(H+)交換膜的H+的物質(zhì)的量為 mol。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
為了合理利用化學(xué)能,確保安全生產(chǎn),化工設(shè)計(jì)需要充分考慮化學(xué)反應(yīng)的焓變,并采取相應(yīng)措施;瘜W(xué)反應(yīng)的焓變通常用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定,也可進(jìn)行理論推算。
(1)實(shí)驗(yàn)測(cè)得,1 g甲醇在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水釋放出22.7 kJ的熱量,試寫(xiě)出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式__________________________________
(2)已知反應(yīng)CH3—CH3(g)―→CH2=CH2(g)+H2(g),有關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如下。
化學(xué)鍵 | C—H | C=C | C—C | H—H |
鍵能/kJ·mol-1 | 414.4 | 615.3 | 347.4 | 435.3 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
目前,“低碳經(jīng)濟(jì)”備受關(guān)注,CO2的產(chǎn)生及有效開(kāi)發(fā)利用成為科學(xué)家研究的重要課題。試運(yùn)用所學(xué)知識(shí),解決下列問(wèn)題:
(1)已知某反應(yīng)的平衡表達(dá)式為:它所對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)為:__ ___
(2)—定條件下,將C(s)和H2O(g)分別加入甲、乙兩個(gè)密閉容器中,發(fā)生(1)中反應(yīng):其相關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示:
容器 | 容積/L | 溫度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol[ | 達(dá)到平衡所需時(shí)間/min | |
C(s) | H2O(g) | H2(g) | ||||
甲 | 2 | T1 | 2 | 4 | 3.2 | 8 |
乙 | 1 | T2 | 1 | 2 | 1,2 | 3 |
投料比[n(H2)/ n(CO2)] | 500 K | 600 K | 700 K | 800 K |
1.5 | 45% | 33% | 20% | 12% |
2.0 | 60% | 43% | 28% | 15% |
3.0 | 83% | 62% | 37% | 22% |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
捕碳技術(shù)(主要指捕獲CO2)在降低溫室氣體排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已經(jīng)被用作工業(yè)捕碳劑,它們與CO2可發(fā)生如下可逆反應(yīng):
反應(yīng)Ⅰ:2NH3 (l)+ H2O (l)+ CO2 (g)(NH4)2CO3 (aq) △H1
反應(yīng)Ⅱ:NH3 (l)+ H2O (l)+ CO2 (g)NH4HCO3 (aq) △H2
反應(yīng)Ⅲ:(NH4)2CO3 (aq) + H2O (l)+ CO2 (g)2NH4HCO3 (aq) △H3
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)△H1與△H2、△H3之間的關(guān)系是:△H3= 。
(2)為研究溫度對(duì)(NH4)2CO3捕獲CO2氣體效率的影響,在溫度為T(mén)1、T2、T3、T4、T5的條件下,將等體積等濃度的(NH4)2CO3溶液分別置于等體積的密閉容器中,并充入等量的CO2氣體,經(jīng)過(guò)相同時(shí)間測(cè)得容器中CO2氣體的濃度,得趨勢(shì)圖(下圖1)。則:
①△H3______0 (填“>”、“=”或“<”)。
②溫度高于T3,不利于CO2的捕獲,原因是 。
③反應(yīng)Ⅲ在溫度為K1時(shí),溶液pH隨時(shí)間變化的趨勢(shì)曲線(xiàn)如下圖2所示。當(dāng)時(shí)間到達(dá)t1時(shí),將該反應(yīng)體系溫度迅速上升到K2,并維持該溫度。請(qǐng)?jiān)谠搱D中畫(huà)出t1時(shí)刻后溶液的pH變化趨勢(shì)曲線(xiàn)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
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)將CO2與焦炭作用生成CO,CO可用于煉鐵等。
①已知:Fe2O3(s) + 3C(石墨) =" 2Fe(s)" + 3CO(g) △H 1 =" +489.0" kJ·mol-1
C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g) △H 2 =" +173.0" kJ·mol-1
則CO還原Fe2O3(s)的熱化學(xué)方程式為 。
②某含C、H、O三種元素的有機(jī)物A,經(jīng)測(cè)定碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52.16%,氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)13.14%,它可以作燃料電池(以KOH溶液為電解液)的原料,寫(xiě)出該電池的負(fù)極反應(yīng)式 。
(2)某實(shí)驗(yàn)將CO2和H2充入一定體積的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):
CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) △H =-49.0 kJ·mol-1
回答問(wèn)題:
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為 。
②把0.5mol的CO2和1.5mol的H2充入2L的密閉容器中,半分鐘后測(cè)得c(H2)=0.15mol/L,用CH3OH表示該反應(yīng)的速率:v(CH3OH)=
③如圖,在反應(yīng)體系中加入催化劑,反應(yīng)速率增大,E2的變化是 (填“增大”, “減小”或“不變”)
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