【題目】研究氮及其化合物的轉化在實際工業(yè)生產(chǎn)、生活中具有重要的意義。
(1)已知工業(yè)上合成氨N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的能量變化如圖所示,在一定溫度下,向2 L的恒容密閉容器中投入2.2 mol N2和2.6 mol H2,經(jīng)10 min達到平衡,測得以氫氣表示的平均速率為0.03mol·L-1·min-1
①該反應的熱效應△H=______________
②反應達到平衡后放出的熱量為__________kJ,此時N2的轉化率為___________;在該溫度下,反應的平衡常數(shù)K=__________
(2)利用熾熱的活性炭可以處理NO2,反應原理為2C(s)+2NO2(g)2CO2(g)+N2(g),一定溫度下,將一定量的活性炭和NO2加入一恒容密閉容器中,下列示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態(tài)的是________(填序號)。
【答案】 -92 kJ·mol-1 18.4 9.1% 0.04 L2·mol-2 BC
【解析】(1)①由圖像得到反應物比生成物的能量高92kJ,所以反應的焓變?yōu)?/span>-92 kJ·mol-1。
②以氫氣表示的平均速率為0.03mol·L-1·min-1,所以反應的氫氣為0.03mol·L-1·min-1×2 L×10 min = 0.6 mol。N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92 kJ·mol-1所以每反應3mol氫氣的放熱為92kJ,反應0.6mol氫氣的放熱為18.4kJ。反應的氫氣為0.6mol,則反應的氮氣為0.2mol,轉化率為0.2÷2.2=9.1%。
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
起始:2.2 2.6 0
反應:0.2 0.6 0.4
平衡: 2 2 0.4 (單位為mol)
所以氮氣、氫氣、氨氣的濃度分別為:1mol/L、1mol/L、0.2mol/L,平衡常數(shù) L2·mol-2。
(2)平衡常數(shù)只與溫度有關,溫度不變平衡常數(shù)應該不變化,所以圖像A錯誤。隨著反應進行,正反應速率減小,逆反應速率增大,正逆反應速率相等時,反應達平衡,所以圖像B正確。隨著反應進行,將固體C轉化為氣體,所以氣體質量增加,容器體積不變,所以密度增大。反應達平衡以后,各物質的質量不變,所以密度不再改變,圖像C正確。隨著反應進行,NO2減少,N2增加,所以兩者的比例應該減小,圖像D錯誤。
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【題目】已知NH3和HCl都能用來作噴泉實驗的氣體,若在相同條件下用等體積燒瓶各收集滿NH3和HCl氣體,進行實驗(兩燒瓶內充滿溶液且不考慮溶質的擴散).下列說法錯誤的是( )
A.NH3和HCl分別形成藍色、紅色噴泉
B.制備干燥的NH3和HCl,所需的干燥劑分別是堿石灰、濃硫酸
C.改為NO2氣體,所得溶液溶質的物質的量濃度與前兩者不同
D.去掉裝置中的膠頭滴管,改為單孔塞,也可引發(fā)噴泉
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【題目】利用下列反應可以將粗鎳轉化為純度達99.9%的高純鎳。
反應一:Ni(粗,s)+4CO(g)Ni(CO)4(g) ΔH<0
反應二:Ni(CO)4(g)Ni(純,s)+4CO(g) ΔH>0
下列說法錯誤的是( )
A. 對于反應一,適當增大壓強,有利于Ni(CO)4的生成
B. 提純過程中,CO氣體可循環(huán)使用
C. 升高溫度,反應一的反應速率減小,反應二的反應速率增大
D. 對于反應二,在180~200℃,溫度越高,Ni(CO)4(g)的轉化率越高
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【題目】Al﹣AgO電池可用作水下動力電源,其原理如圖所示.該電池反應的化學方程式為:2Al+3AgO+2NaOH=2NaAlO2+3Ag+H2O,則下列說法正確的是( )
A.當電極上析出0.54 g Ag時,電路中轉移的電子為0.01 mol
B.該隔膜是陽離子交換膜
C.Al電極的反應式為:Al﹣3e﹣+3OH﹣=Al(OH)3
D.正極的電極反應式為:AgO+2e﹣+2H+=Ag+H2O
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【題目】下表是元素周期表的一部分,針對表中的①~⑩種元素,填寫下列空白:(無特殊說明均填元素符號、化學式等化學用語)
主族 | IA | ⅡA | IIIA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | 0族 |
1 | ① | |||||||
2 | ② | ③ | ④ | |||||
3 | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | ⑨ | |||
4 | ⑩ |
(1)在⑤~⑨元素中,原子半徑最小的是 , 其離子的原子結構示意圖為 , 離子半徑最大的是 .
(2)這些元素的最高價氧化物對應的水化物中,酸性最強的是 , 堿性最強的是 .
(3)寫出⑤和⑦的最高價氧化物對應水化物反應的離子方程式;
(4)按要求寫出下列兩種物質的電子式:②的氫化物;⑤的一種氧化物呈淡黃色,其含有的化學鍵類型有 , 電子式為 .
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【題目】溴苯是一種化工原料,實驗室合成溴苯的裝置示意圖及有關數(shù)據(jù)如下:按下列合成步驟回答問題:
苯 | 溴 | 溴苯 | |
密度/g·cm-3 | 0.88 | 3.10 | 1.50 |
沸點/°C | 80 | 59 | 156 |
水中溶解度 | 微溶 | 微溶 | 微溶 |
(1)在a中加入15 mL無水苯和少量鐵屑。在b中小心加入4.0 mL液態(tài)溴。向a中滴入幾滴溴,有白色煙霧產(chǎn)生,是因為生成了_____氣體。繼續(xù)滴加至液溴滴完。裝置d的作用是________;制取溴苯的化學方程式____________________________。
(2)液溴滴完后,經(jīng)過下列步驟分離提純:
①向a中加入10mL水,然后過濾除去未反應的鐵屑;
②濾液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗滌。NaOH溶液洗滌的作用是:______。
③向分出的粗溴苯中加入少量的無水氯化鈣,靜置、過濾。加入氯化鈣的目的是_____;
(3)經(jīng)以上分離操作后,粗溴苯中還含有的主要雜質為_______________,要進一步提純,下列操作中必須的是_________(填入正確選項前的字母)。
A.重結晶 B.過濾 C.蒸餾 D.萃取
(4)取反應后燒杯中的溶液2 mL加入足量的稀硝酸酸化,再滴入AgNO3溶液,有淺黃色沉淀生成___(能或不能)證明苯與液溴反生了取代反應,為什么? _______________________。
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【題目】研究CO2的利用對促進低碳社會的構建具有重要的意義。
(1) 在一定條件下將CO2 和H2轉化為甲醇蒸氣和水蒸氣的相關反應有:
CO2(g) +H2(g)CO(g)+H2O(g) △H1=+41KJ/mol
CO(g) +2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90KJ/mol
則由CO2和H2轉化為甲醇蒸氣和水蒸氣的熱化學方程式為_____________________________________。
(2)在一定溫度下,向2L固定容積的密閉容器中通入2molCO2、3molH2,發(fā)生反應CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) △H3<0。測得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。
①能說明該反應已達平衡狀態(tài)的是________________________。
A.單位時間內有3n molH-H鍵斷裂,同時又有2n mol O-H鍵斷裂
B.混合氣體的密度不隨時間變化
C.體系中n(CO2)/n(H2)=1∶1,且保持不變
D. CO2的體積分數(shù)在混合氣體中保持不變
②下列措施能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是_______________。
A.升高溫度 B.恒溫恒容下,再充入2molCO2、3molH2
C.使用高效催化劑 D.恒溫恒容充入He使體系壓強增大
③計算該溫度下此反應的平衡常數(shù)K=_________(保留3位有效數(shù)字);若使K的值變?yōu)?/span>1,則應采取的措施是___________________________。
A.增大壓強 B.恒壓加入一定量H2 C. 升高溫度 D. 降低溫度
(3)捕捉CO2可以利用Na2CO3溶液。用100mL 0.1mol/LNa2CO3溶液完全捕捉0.44gCO2氣體(溶液體積變化不變),所得溶液中c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)=________ mol/L
(4)被譽為改變未來世界的十大科技之一的燃料電池是一種新型的無污染、無噪音、高效率的汽車動力和發(fā)電設備,正以勢不可擋之勢擠入汽車工業(yè)和電力工業(yè)。寫出甲醇燃料電池堿性電解質(鉑為兩極。電解液為KOH 溶液)的負極電極反應:___________________________________________。
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【題目】水是生命之源,下列有關“水”說法中正確的是
A. 雙氧水被稱為綠色氧化劑,是因為其還原產(chǎn)物為O2,對環(huán)境沒有污染
B. 王水是濃鹽酸和濃硝酸按體積比1︰3配成的混合物,可以溶解Au、Pt
C. 人們利用臭氧的強氧化性可將其用作自來水的消毒劑
D. 酸雨是指pH﹤7的雨水
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【題目】高鐵酸鹽在能源環(huán)保領域有廣泛用途。用鎳(Ni)、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鈉(Na2FeO4)的裝置如圖所示。下列說法正確的是( )
A. 鐵是陽極,電極反應為Fe-2e-+2OH-===Fe(OH)2
B. 電解一段時間后,鎳電極附近溶液的c(OH-)減小
C. 若離子交換膜為陰離子交換膜,則電解結束后左側溶液中含有FeO
D. 每制得1 mol Na2FeO4,理論上可以產(chǎn)生67.2 L氣體
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