合成氨然后再生產(chǎn)尿素是最重要的化工生產(chǎn)。
I.在3個(gè)2 L的密閉容器中,在相同的溫度下、使用相同的催化劑分別進(jìn)行反應(yīng):
3H2(g) + N2(g)2NH3(g),按不同方式投入反應(yīng)物,保持恒溫、恒容,測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
| 甲 | 乙 | 丙 | ||
反應(yīng)物投入量 | 3 mol H2、2 mol N2 | 6 mol H2、4mol N2 | 2 mol NH3 | ||
達(dá)到平衡的時(shí)間/min | | 5 | 8 | ||
平衡時(shí)N2的濃度/mol·L-1 | c1 | 1.5 | | ||
NH3的體積分?jǐn)?shù) | ω1 | | ω3 | ||
混合氣體密度/g·L-1 | ρ1 | ρ2 | |
(16分)
I.(共8分)(1)0.3 mol·L-1· min-1(2分)[數(shù)據(jù)正確1分,單位1分]
(2)或(2分,不寫單位不扣分)
(3) ab(2分,選1個(gè)且正確1分,錯(cuò)1個(gè)0分)
II.(共8分)(4)①二(1分,從氨、CO2曲線下降及氨基甲酸銨曲線升高看出第一步是快反應(yīng);從尿素曲線升高緩慢看出第二步是慢反應(yīng)) ②>(1分)
③(2分)
(5)①NO、NO2(2分,對(duì)1個(gè)給1分,錯(cuò)1個(gè)0分)
② (3c—2a—2b)(2分)
③CO(NH2)2+H2O—6e-=CO2+N2+6H+(2分)
[以下化學(xué)方程式或離子方程式:如果2分,化學(xué)式1分、系數(shù)和條件合起來1分。如果是3分:無條件的方程化學(xué)式2分、系數(shù)1分;有條件的方程化學(xué)式1分、系數(shù)1分、條件1分]
答:-1446.6kJ·mol-1答案:CO(NH2)2+H2O—6e-=CO2+N2+6H+
解析試題分析:(1)先用定義式求v(N2),再用系數(shù)之必等于速率之比求v(H2),由于n/V=c,則乙容器中氮?dú)獾钠鹗紳舛葹?mol/L,v(N2)=△c(N2)/△t=(2—1.5)mol/L÷5min=0.1mol/(L?min),由于v(H2)/v(N2)=3/1,則v(H2)=3v(N2)= 0.3mol/(L?min);(2)用三行數(shù)據(jù)法和定義式求甲容器中反應(yīng)的平衡常數(shù),則:
3H2(g) + N2(g) 2NH3(g)
起始濃度/mol?L-1 1.5 1 0
變化濃度/mol?L-1 3—3c1 1—c1 2—2c1
平衡濃度/mol?L-1 3c1—3 c1 2—2c1 (2分)
K==或;
(3)對(duì)比甲、乙容器,其他條件保持不變時(shí),平衡時(shí)將甲容器容積減半,就能變?yōu)橐移胶,容積減半可以使氮?dú)、氫氣、氨氣濃度都立即加倍,增大反?yīng)體系的壓強(qiáng),因?yàn)楹铣砂笔菤怏w體積縮小的反應(yīng),則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),達(dá)到新平衡時(shí)氮?dú)獾臐舛葴p小,因此2c1 > 1.5,故a選項(xiàng)正確;對(duì)比甲、乙容器,由于反應(yīng)物和生成物都是氣體,反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的總質(zhì)量不變,甲容器中混合氣體總質(zhì)量是乙的一半,兩容器容積均為2L,由于混合氣體的密度等于質(zhì)量除以容器容積,則乙容器種混合氣體密度是甲的2倍,故b選項(xiàng)正確;對(duì)比甲、丙容器可知,其他條件保持不變,丙容器中反應(yīng)達(dá)到平衡后加入1molN2時(shí),所達(dá)平衡與甲容器中平衡等效,由于平衡時(shí)加入了氮?dú),增大氮(dú)鉂舛龋蛊胶庀蛏砂睔獾姆较蛞苿?dòng),則氨氣的體積分?jǐn)?shù)增大,因此甲丙容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不相等,故c選項(xiàng)錯(cuò)誤;
(4)①讀圖,從氨、CO2曲線快速下降及氨基甲酸銨曲線快速升高看出第一步是快反應(yīng);從尿素曲線升高緩慢看出第二步是慢反應(yīng),因此合成尿素總反應(yīng)的快慢由第二步反應(yīng)決定;②讀圖可知,升高溫度,平衡常數(shù)K逐漸增大,根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理和平衡常數(shù)計(jì)算表達(dá)式可知,前者使平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),后者說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),焓變大于0;依題意,氨氣濃度增大,說明第一步反應(yīng)所達(dá)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則第一步反應(yīng)的平衡常數(shù)逐漸減小,由此可以在圖II中畫出第一步反應(yīng)的平衡常數(shù)K1隨溫度升高而逐漸減小的曲線;
(5)①觀察化學(xué)方程式,由于尿素中C、H、O的化合價(jià)分別為+4、+1、—2價(jià),各元素化合價(jià)代數(shù)和為0,則氮元素為—3價(jià),氮元素由尿素中的—3價(jià)升為0價(jià),被氧化,則尿素是還原劑,氮元素由NO中的+2價(jià)降為0價(jià),NO2中的+4價(jià)降為0價(jià),均被還原,則NO、NO2都是該反應(yīng)的氧化劑;②先將已知熱化學(xué)方程式編號(hào)為①②③,觀察發(fā)現(xiàn)③×3—①×2—②×2可以約去6H2(g),根據(jù)蓋斯定律,可以得到熱化學(xué)方程式:4NH3(g) +4NO(g) +O2(g)= 4N2(g)+6H2O(g) △H=" (3c—2a—2b)" kJ·mol-1;讀圖可知,負(fù)極主要反應(yīng)物和產(chǎn)物分別為CO(NH2)2、N2,氮元素由—3價(jià)升為0價(jià),根據(jù)電子守恒可得:CO(NH2)2—6e-→N2;根據(jù)質(zhì)子交換膜必須用氫離子使左右電荷守恒,則CO(NH2)2—6e-→N2+6H+;根據(jù)H、O、C原子個(gè)數(shù)守恒,則CO(NH2)2+H2O—6e-=CO2+N2+6H+。
考點(diǎn):考查化學(xué)反應(yīng)原理,涉及平均反應(yīng)速率的計(jì)算、平衡常數(shù)的計(jì)算、壓強(qiáng)和濃度對(duì)平衡移動(dòng)的影響、反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像、氧化劑、蓋斯定律、燃料電池負(fù)極反應(yīng)式的書寫等。
年級(jí) | 高中課程 | 年級(jí) | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
I.下圖表示4個(gè)碳原子相互結(jié)合的方式。小球表示碳原子,小棍表示化學(xué)鍵,假如碳原子上其余的化學(xué)鍵都是與氫結(jié)合。
(1)圖中屬于烷烴的是 (填編號(hào));屬于烯烴的是 (填編號(hào));
(2)上圖中與B互為同分異構(gòu)體但不屬于同種類的物質(zhì)的是: 。(填編號(hào))
II.課本“交流?研討”欄目有這樣一組數(shù)據(jù):破壞1mol氫氣中的化學(xué)鍵需要吸收436kJ能量;破壞1/2mol氧氣中的化學(xué)鍵需要吸收249kJ的能量;形成水分子中1 mol H—O鍵能夠釋放463kJ能量。
下圖表示氫氣和氧氣反應(yīng)過程中能量的變化,請(qǐng)將圖中①、②、③的能量變化的數(shù)值,填在下邊的橫線上。
① kJ;② kJ;③ kJ。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
(14分)從能量的變化和反應(yīng)的快慢等角度研究反應(yīng):。
(1)為了加快正反應(yīng)速率,可以采取的措施有________(填序號(hào),下同)。
A.使用催化劑 | B.提高氧氣的濃度 |
C.提高反應(yīng)的溫度 | D.降低反應(yīng)的溫度 |
化學(xué)鍵 | H—H | O=O | H—O |
鍵能 | 436 | 496 | 463 |
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計(jì)算題
研究碳及其化合物的綜合利用對(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)建具有重要的意義。
(1)高溫時(shí),用CO還原MgSO4可制備高純MgO。
①750℃時(shí),測(cè)得氣體中含等物質(zhì)的量SO2和SO3,此時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式是 _____;
②由MgO可制成“鎂——次氯酸鹽”電池,其裝置示意圖如圖1,該電池正極的電極反應(yīng)式為_________;
(2)二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向,將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) △H=QkJ/mol
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=_______。
②取五份等體積CO2和H2的混合氣體(物質(zhì)的量之比均為1:3),分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)相同時(shí)間后測(cè)得甲醇的體積分?jǐn)?shù)( CH3OH)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖2所示,則上述反應(yīng)的Q_____0(填“>”“<”或“=”);
③在其中兩個(gè)容器中,測(cè)得CH3OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖3所示,曲線I、II對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為K1_________K11(填“>”“<”或“=”)。
(3)用H2或CO催化還原NO可以達(dá)到消除污染的目的。
已知:2NO(g)=N2(g)+O2(g) △H=-180.5kJ/mol
2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H=+571.6kJ/mol
則H2(g)與NO(g)反應(yīng)生成N2(g)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式是________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計(jì)算題
PM2.5(可入肺顆粒物)污染跟冬季燃煤密切相關(guān),燃煤還同時(shí)排放大量的CO2、SO2和NOx
(1)最近有科學(xué)家提出構(gòu)想:把空氣吹入飽和碳酸鉀溶液,然后再把CO2從溶液中提取出來,經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后使之變?yōu)榭稍偕剂霞状肌?br />①已知在常溫常壓下:
2CH3OH(l)+3O2(g) = 2CO2(g)+4H2O(g) ?H = -1275.6 kJ/mol
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ?H = -566.0 kJ/mol
H2O(g)=H2O(1) ?H = -44.0 kJ/mol
則甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為_____________________。
②以甲醇和氧氣反應(yīng)制成的燃料電池如圖所示,該電池工作過程中O2應(yīng)從______(填“c”或“b”)口通入,電池負(fù)極反應(yīng)式為__________________。
③25℃時(shí),將甲醇燃燒生成的足量CO2通入到濃度為0.lmol·L-1,NaOH溶液中,所得溶液的pH=8,溶液中離子濃度由大到小的順序是_________________。
(2)已知在一定條件下,NO與NO2存在下列反應(yīng):NO(g)+NO2(g)=N2O3(g),ΔH<0若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行,下列示意圖能說明tl時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是____________。
(3)在一個(gè)固定容積為5L的密閉容器中充入0.20molSO2和0.l0molO2,半分鐘后達(dá)到平衡,測(cè)得容器中含SO30.18mol,則v(O2)=__________,若繼續(xù)通入0.20mo1SO2和0.lmolO2,則平衡____________移動(dòng)(填“向正反應(yīng)方向”、“向逆反應(yīng)方向”或“不”)。
(4)在一定條件下,NO2可以被NH3還原為N2來消除NO2對(duì)環(huán)境造成的污染。25℃時(shí),將NH3溶于水得l00mL 0.lmol·L-的氨水,測(cè)得pH=11,則該條件下NH3·H2O的電離平衡常數(shù)約為___________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計(jì)算題
金屬鐵用途廣泛,高爐煉鐵的總反應(yīng)為:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g),請(qǐng)回答下列問題:
(1)一定溫度下,在體積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),可以判斷該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是 。
A.密閉容器中總壓強(qiáng)不變 |
B.密閉容器中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變 |
C.密閉容器中混合氣體的密度不變 |
D.c(CO)= c(CO2) |
溫度 | 250℃ ~ 600℃ ~ 1000℃ ~ 2000℃ |
主要成分 | Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe |
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計(jì)算題
甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景。工業(yè)上一般以CO和H2為原料合成甲醇,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-116 kJ·mol-1
(1)下列有關(guān)上述反應(yīng)的說法正確的是________。
a.恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
c.保持容器體積不變,升高溫度可提高CO的轉(zhuǎn)化率
d.使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間并提高CH3OH的產(chǎn)量
(2)在容積為1L的恒容容器中,分別研究在230℃、250℃、270℃三種溫度下合成甲醇的規(guī)律。右圖是上述三種溫度下不同的H2和CO的起始組成比(起始時(shí)CO的物質(zhì)的量均為1mol)與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系。
①在上述三種溫度中,曲線Z對(duì)應(yīng)的溫度是 。
②利用圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù),計(jì)算該反應(yīng)在對(duì)應(yīng)溫度下的平衡常數(shù)K (寫出計(jì)算過程)。
③在答題卡相應(yīng)位置上畫出:上述反應(yīng)達(dá)到平衡后,減小體系壓強(qiáng)至達(dá)到新的平衡過程中,正逆反應(yīng)速率與時(shí)間的變化關(guān)系圖并標(biāo)注。
(3)已知:CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H2=-283 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H3=-242 kJ·mol-1
則表示1mol氣態(tài)甲醇完全燃燒生成CO 2和水蒸氣時(shí)的熱化學(xué)方程式為 。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
50 mL 0.50 mol·L-1鹽酸與50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液在圖示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過測(cè)定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱;卮鹣铝袉栴}:
(1)從實(shí)驗(yàn)裝置上看,圖中尚缺少的一種玻璃用品是 。
(2)燒杯間填滿碎紙條的作用是 。
(3)大燒杯上如不蓋硬紙板,求得的中和熱數(shù)值 (填“偏大”“偏小”“無影響”)。
(4)實(shí)驗(yàn)中改用60 mL 0.50 mol·L-1鹽酸跟50 mL 0.55 mol·L-1NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實(shí)驗(yàn)相比,所放出的熱量 (填“相等”“不相等”),所求中和熱 (填“相等”“不相等”),簡(jiǎn)述理由: 。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:單選題
體積相同的甲、乙兩個(gè)容器中,分別充入等物質(zhì)的量的SO2和O2,在相同溫度下發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),并達(dá)到平衡,在此過程中,甲容器保持體積不變,乙容器保持壓強(qiáng)不變,若甲容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為p%,則乙容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為
A.等于p% | B.大于p% | C.小于p% | D.無法比較 |
查看答案和解析>>
百度致信 - 練習(xí)冊(cè)列表 - 試題列表
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺(tái) | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com