【題目】(1)工業(yè)合成氨時,合成塔中每產(chǎn)生1molNH3,放出46.1kJ的熱量。

某小組研究在500℃下該反應(yīng)過程中的能量變化。他們分別在體積均為VL的兩個恒溫恒容密閉容器中加入一定量的反應(yīng)物,使其在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)。相關(guān)數(shù)據(jù)如下:

容器

起始時各物質(zhì)物質(zhì)的量/mol

達(dá)到平衡的時間

達(dá)平衡時體系能量的變化/kJ

N2

H2

NH3

a

1

4

0

t1min

放出熱量:36.88kJ

b

2

8

0

t2min

放出熱量:Q

①容器a中,0~t1時間的平均反應(yīng)速率為υ(H2)=___________。

②下列敘述正確的是________(填字母序號)。

A.容器b中反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時,Q>73.76kJ

B.平衡時,兩容器中H2的體積分?jǐn)?shù)相等

C.反應(yīng)開始時,兩容器中反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率相等

D.平衡時,容器中N2的轉(zhuǎn)化率:a<b

(2)以氨為原料,合成尿素的反應(yīng)原理為:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) ΔH=akJ·mol-1。

為研究平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)物投料比[]及溫度的關(guān)系,研究小組在10L恒容密閉容器中進(jìn)行模擬反應(yīng)。(Ⅰ、Ⅱ曲線分別表示在不同投料比時,CO2的轉(zhuǎn)化率與溫度之間的關(guān)系)。

①a_______0(填“>”或“<”)。

②若n(CO2)起始=10mol,曲線Ⅱ的投料比為0.4,在100℃條件下發(fā)生反應(yīng),達(dá)平衡至A點,則A點與起始壓強比為_______。

③A點平衡常數(shù)與B點平衡常數(shù)間的關(guān)系:KA_______KB(填“>”或“<”或“=”)。

(3)利用氨氣與空氣催化氧化法制取聯(lián)氨N2H4.如圖是由“聯(lián)氨—空氣”形成的綠色燃料電池,以石墨為電極的電池工作原理示意圖,b電極為_______極(填“正”或“負(fù)”),寫出該電池工作時a電極的電極反應(yīng)式_______。

【答案】 mol·L1 ·min1 AD 5/7 N2H4 -4e= N2 +4H+

【解析】試題分析:本題以NH3CO (NH2)2 的合成、聯(lián)氨空氣燃料電池為載體,考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡移動、平衡常數(shù)、原電池原理等知識,考查考生對圖表的分析能力和綜合應(yīng)用能力。

解析:(1)容器中發(fā)生的反應(yīng)為:N2+3H2 2NH3。容器a中,0~t1時間段達(dá)到平衡時生成NH3n(NH3)= =0.8mol,υ(NH3)= , υ(H2)= 。答案:。②A、以容器a為參照,則兩個容器a連通的體系(標(biāo)記為容器c,體積為容器a的兩倍)放出的熱量為36.88kj×2=73.76kJ,容器c起始時N2 2mol、H2 8mol,將容器c的體積壓縮至原來的一半即可得到容器b同樣的平衡體系,壓縮過程中平衡正向移動,所以釋放的熱量更多,A正確。B、容器cH2的體積分?jǐn)?shù)與容器a相等,容器c加壓時平衡正向移動,則加壓得到的與容器b體積相等的平衡體系中H2的體積分?jǐn)?shù)減少,所以B錯誤。C、反應(yīng)開始時,體積相等的容器bH2、N2分別是容器a的兩倍,則容器bN2、H2的濃度也是容器a的兩倍,所以容器b開始時反應(yīng)速率更大,C錯誤。D、容器cN2的體積分?jǐn)?shù)與容器a相等,容器c加壓時平衡正向移動,則得到的與容器b相同的平衡體系中N2的轉(zhuǎn)化率更大,所以D正確。正確答案AD

2從圖像可以看出,任一投料比(如曲線)時隨著溫度升高,平衡體系中CO2的轉(zhuǎn)化率減小,所以升高溫度,平衡逆向移動,因此正反應(yīng)為放熱反應(yīng),a<0。正確答案:<。曲線投料比為0.4,起始CO2 10mol,所以起始時加入的NH310mol/0.4=25mol。達(dá)到平衡A點時,反應(yīng)的CO2n(CO2)消耗=10mol×50%=5mol,同時消耗NH3 10mol、生成H2O 5mol,A點氣體總量nA=(25-10)mol+(10-5)mol+5mol=25mol,則A點與起始壓強比:PAP起始=2535=57,正確答案:5:7。從圖像可知,A、B兩點溫度相同,而反應(yīng)的平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),所以A、B兩點的平衡常數(shù)相等,正確答案:=。

3)觀察圖中的生成產(chǎn)物可知,空氣和聯(lián)氨形成的燃料電池基本反應(yīng)為N2H4+O2=N2+2H2O,該原電池裝置中,O2得到電子在正極參加反應(yīng),N2H4失去電子在負(fù)極參加反應(yīng)。所以a電極為該原電池負(fù)極,b為正極。由上述分析可得負(fù)極反應(yīng)基本物質(zhì)關(guān)系為N2H4-e-→N2,電池內(nèi)部質(zhì)子交換膜能夠讓H+自由通過,則a極生成H+,b極消耗H+,負(fù)極配平過程中應(yīng)當(dāng)有H+生成,則電極方程式配平后答案為N2H4-4e-=N2+4H+。正確答案:負(fù)極、 N2H4-4e-=N2+4H+。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化,能經(jīng)過一步化合反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化的是(
A.SiO2→H2SiO3
B.Na2O2→Na2CO3
C.Fe→Fe(OH)3
D.Al2O3→Al(OH)3

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】對于可逆反應(yīng)2AB3(g)2A(g)+3B2(g) ΔH>0,下列圖像不正確的是

A. A B. B C. C D. D

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】PM2.5中的某些物質(zhì),易引發(fā)光化學(xué)煙霧污染,光化學(xué)煙霧中含有NOx、OCS、CH2=CH-CHO、HCOOH、以及光氣等二次污染物。水污染程度可通過測定水體中鉛、鉻等重金屬的含量判斷。

(1)C、N、O三種元素的第一電離能從大到小的順序為_______(用元素符號表示),CH2=CH-CHO分子醛基中碳原子雜化方式為____________

(2)根據(jù)等電子體原理,羰基硫(OCS)分子的結(jié)構(gòu)式為_________;光氣(COCl2)各原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則光氣分子的空間構(gòu)型為_________(用文字描述);

(3)1molHCOOH中含σ鍵和π鍵數(shù)目之比為______________。

(4)基態(tài)Cr原子核外電子排布式是_______,配合物[Cr(NH3)4(H2O)2] Cl3中心離子的配體為_______。

(5)測定大氣中PM2.5的濃度方法之一是β-射線吸收法,β-射線放射源可用85Kr。已知Kr晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,設(shè)晶體中晶胞中含Kr原子為m個,與每個Kr原子緊相鄰的Kr原子有n個,則m/n=______(填數(shù)字)。若兩個相鄰面心的Kr原子的核間距為acm,用NA表示阿伏伽德羅常數(shù),M表示Kr的相對原子質(zhì)量。該晶體的密度計算式為______ g/cm3。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)對教材中銅與濃硫酸的實驗作了如下改進(jìn)。實驗裝置如圖所示(加熱和夾持裝置己略去)。

實驗步驟:

①組裝儀器,檢查裝置氣密性;

②加入試劑,關(guān)閉旋塞E,加熱A,觀察C中溶液顏色變化;

③將銅絲上提離開液面,停止加熱。

(1)檢査虛線框內(nèi)裝置氣密性的方法是____________________。

(2)儀器A的名稱是_________________,儀器B的作用是_________________,儀器D中所盛藥品是_________________

(3)裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________。

(4)實驗后,拆除裝置前,為避免有害氣體的泄漏,應(yīng)當(dāng)采取的操作是_______________

(5)實驗后儀器A中有白色固體產(chǎn)生,將儀器A中固液混合物緩慢轉(zhuǎn)移至盛有少量水的燒杯中,可觀察到的現(xiàn)象是_____________,用所得溶液做焰色反應(yīng)實驗時,觀察到的火焰顏色為___________。不可直接向儀器A中加水的原因是_________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】【化學(xué)——選修5:有機化學(xué)基礎(chǔ)】

某藥廠在合成一種用于抑制血小板聚集的藥物時使用到中間體有機物M,下圖為有機物M()的合成路線:

已知:①B是石油裂解的主要產(chǎn)物,其產(chǎn)量用于衡量化工發(fā)展的水平。

②R—CHO+Rˊ—CH2COOR

回答下列問題:

(1)E的化學(xué)名稱是___________;C的官能團名稱為____________

(2)反應(yīng)條件①為_____________。

(3)C7H7C1→A的化學(xué)方程式為____________________。

A+D→E的反應(yīng)類型為________________。

(4)F分子的結(jié)構(gòu)簡式為________,其最多有______個原子共平面。

(5)能同時滿足下列條件的M的同分異構(gòu)體共有______種。(不含立體異構(gòu))

①屬于苯的對位二取代衍生物,且與M具有相同官能團;②與苯環(huán)相連;③能夠發(fā)生水解反應(yīng)④能夠發(fā)生銀鏡反應(yīng)。

(6)參照上述合成路線,請?zhí)顚懛娇蛑械目瞻,以完成制備聚丙烯酸甲酯的合成路線。______

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某研究小組設(shè)計如圖所示實驗裝置(夾持及控溫裝置省略),用Cu(NO3)2 3H2O晶體和SOCl2制備少量無水Cu(NO3)2。已知SOC12熔點-l05℃、沸點76℃、遇水劇烈水解生成兩種酸性氣體。

.

(1)①儀器c的名稱是_________________

②向三頸燒瓶中緩慢滴加SOC12時,需打開活塞_________(選填“a”、“b”或“a 和 b”)。

(2)裝置A中Cu(NO3)2 3H2O和SOC12發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________。

(3)裝置B的作用是________________。

(4)實驗室以含鐵的銅屑為原料制備Cu(NO3)2 3H2O的實驗方案如下:

己知幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表

開始沉淀的pH

沉淀完全的pH

Fe3+

1.1

3.2

Fe2+

5.8

8.8

Cu2+

4.2

6.7

①步驟I中所用稀HNO3稍過量的目的是_____________。

②請補充完整由溶液I制備Cu(NO3)2 3H2O晶體的實驗方案:

向溶液I中加入__________,冰水洗滌得到Cu(NO3)2 3H2O晶體。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】電解硫酸鈉溶液生產(chǎn)硫酸和燒堿的裝置如圖所示,其中陰極和陽極均為惰性電極。測得同溫同壓下,氣體甲與氣體乙的體積比約為1∶2,下列有關(guān)說法正確的是

(說明:陽離子交換膜只允許陽離子通過,陰離子交換膜只允許陰離子通過)

A. a電極反應(yīng)式為2H2e===H2

B. 產(chǎn)物丙為硫酸

C. d為陰離子交換膜

D. Na2SO4溶液濃度增大

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】過氧化鍶(SrO2)通常用作分析試劑、氧化劑、漂白劑等。制備反應(yīng)原理為:Sr+O2SrO2。某興趣小組利用下列裝置在實驗室中模擬制備過氧化鍶。

(1)選擇必要儀器組裝制備過氧化鍶(氣流按從左到右的流向):____________(填字母)。

(2)該實驗制備氧氣的化學(xué)方程式為______________。

(3)連接好裝置并進(jìn)行實驗,實驗步驟如下,實驗操作順序為___________(填字母)。

①打開分液漏斗活塞,將水滴入燒瓶②在相應(yīng)裝置中裝入藥品③檢查裝置氣密性④加熱

⑤停止加熱⑥關(guān)閉分液漏斗活塞

(4)利用反應(yīng)Sr2++H2O2+2NH3+8H2O=SrO2·8H2O↓+2NH4+,制備過氧化鍶的裝置如下:

①X儀器的作用是_____________。

②氨氣在該反應(yīng)所起的作用是__________________。

③實驗結(jié)束后,得到SrO2·8H2O的操作為_________________。

(5)設(shè)計實驗證明SrO2的氧化性比FeCl3的氧化性強__________________

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案