【題目】科學(xué)家一直致力于“人工固氮”的研究,現(xiàn)已有多種方法。
(方法一)1918年,德國化學(xué)家哈伯因發(fā)明工業(yè)合成氨(N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H<0)的方法而榮獲諾貝爾化學(xué)獎。
(1)若將1molN2和3molH2放入1L的密閉容器中,5min后N2的濃度為0.8mol/L,這段時間內(nèi)用N2的濃度變化表示的反應(yīng)速率為_____mol/(L·min)。
(2)在一定溫度下的定容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),下列敘述能說明反應(yīng)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是____。
a. v(N2)正=3v(H2)逆
b. 容器中氣體的密度不隨時間而變化
c. 容器中氣體的分子總數(shù)不隨時間而變化
d. 容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間而變化
(3)合成氨反應(yīng)的生產(chǎn)條件選擇中,能用勒夏特列原理解釋的是________。
①使用催化劑 ②高溫 ③高壓 ④及時將氨氣液化從體系中分離出來
A. ①③ B. ②③ C. ③④ D. ②④
(方法二)1998年,兩位希臘化學(xué)家提出了電解合成氨的新思路:
(4)采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞H+)為介質(zhì),實現(xiàn)了高溫(570℃)常壓下高轉(zhuǎn)化率的電解法合成氨,轉(zhuǎn)化率可達到78%,裝置如下圖:
鈀電極A是電解池的___極(填“陽”或“陰”),陽極反應(yīng)式為________。
(方法三)最新的“人工固氮”研究報道:在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑表面與水發(fā)生反應(yīng),直接生成氨氣和氧氣:
已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92 kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-571.6 kJ/mol
(5)寫出上述固氮反應(yīng)的熱化學(xué)方程式___________。
【答案】0.04 c d C 陰 H2-2e-=2H+ 2N2(g)+6H2O(I)=4NH3(g)+3O2(g) △H=+1530.8kJ/mol
【解析】
(1)根據(jù)計算用N2的濃度變化表示的反應(yīng)速率;
(2)根據(jù)平衡狀態(tài)標(biāo)志判斷;
(3)勒夏特列原理適合解釋平衡移動;
(4)原電池中氮氣在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng),氫氣在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)。
(5)根據(jù)蓋斯定律計算2N2(g)+6H2O(I)=4NH3(g)+3O2(g)的焓變;
(1)若將1molN2和3molH2放入1L的密閉容器中,5min后N2的濃度為0.8mol/L,0.04 mol/(L·min)
(2)a. 正逆反應(yīng)速率之比等于系數(shù)比,反應(yīng)達到平衡,所以3v(N2)正=v(H2)逆達到平衡,故不選a;
b. N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在恒容容器中進行,密度是恒量;容器中氣體的密度不隨時間而變化,不一定平衡,故不選b;
c. N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反應(yīng)過程中氣體分子數(shù)是變量,若容器中氣體的分子總數(shù)不隨時間而變化,一定平衡,故選c;
d. 根據(jù) ,容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量是變量,若容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間而變化,一定平衡,故選d。
(3)①催化劑不能使平衡移動,不能用勒夏特列原理解釋,故不選①; ②N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H<0,升高溫度,平衡逆向移動,不利于氨氣的生成,不能用勒夏特列原理解釋,故不選②; ③N2(g)+3H2(g)2NH3(g),增大壓強,平衡正向移動,利于氨氣的生成,能用勒夏特列原理解釋,故選③;④及時將氨氣液化從體系中分離出來,平衡正向移動,利于氨氣的生成,能用勒夏特列原理解釋,故選④;故C正確。
(4)根據(jù)圖示,B電極是氫氣失電子生成氫離子,所以B是陽極,A是陰極;陽極電極反應(yīng)式是H2-2e-=2H+;
(5)①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92 kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-571.6 kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律①×2-②×3得 2N2(g)+6H2O(I)=4NH3(g)+3O2(g) △H=+1530.8kJ/mol
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【題目】下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分別代表某一化學(xué)元素。
表中所列元素中:
屬于短周期元素的有_____________________________________(填字母,下同);屬于主族元素的有__________________________________________;e元素在元素周期表中的位置是第__________周期第__________族。
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【題目】下列有關(guān)化學(xué)符號表征正確的是
A. 電解法精煉銅,陰極電極反應(yīng):Cu2++2e-== Cu
B. H2S在水溶液中的電離:H2S2H++ S2-
C. 甲烷的燃燒熱為890.3 kJ·mol-1,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為:CH4 (g)+2O2 (g) ==CO2 (g)+2H2O (g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
D. 碳酸鈉水解的離子方程式:CO32-+2H2O2OH-+H2CO3
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【題目】已知傘形酮可用雷瑣苯乙酮和蘋果酸在一定條件下反應(yīng)制得
下列說法中正確的是( )
A.一分子反應(yīng)物雷瑣苯乙酮含有3個碳碳雙鍵
B.蘋果酸的一種縮聚產(chǎn)物是
C.1mol產(chǎn)物傘形酮與足量NaOH溶液反應(yīng),最多可消耗2molNaOH
D.反應(yīng)中涉及到的三種有機物都能跟FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)
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【題目】氨硼烷(NH3·BH3)電池可在常溫下工作,裝置如圖所示。未加入氨硼烷之前,兩極室質(zhì)量相等,電池反應(yīng)為NH3·BH3+3H2O2═NH4BO2+4H2O。已知兩極室中電解質(zhì)足量,下列說法正確的是
A. 正極的電極反應(yīng)式為2H++2═H2↑
B. 電池工作時,H+通過質(zhì)子交換膜向負(fù)極移動
C. 電池工作時,正、負(fù)極分別放出H2和NH3
D. 工作一段時間后,若左右兩極室質(zhì)量差為1.9 g,則電路中轉(zhuǎn)移0.6 mol電子
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【題目】在通風(fēng)櫥中進行下列實驗:
實驗 步驟 | ||||
現(xiàn)象 | Fe表面產(chǎn)生大量 無色氣體,在液面 上方變紅棕色 | Fe表面無明 顯變化 | 常溫下有無色氣泡,加熱后,Cu表面產(chǎn)生無色氣體,在液面上方變紅棕色 | Cu表面產(chǎn)生紅 棕色氣體 |
請回答下列問題:
(1)①中氣體由無色變?yōu)榧t棕色,紅棕色氣體是__________________(填分子式)。
(2)②中的現(xiàn)象說明Fe發(fā)生了______現(xiàn)象,產(chǎn)生的原因是________________________。
(3)對比①②中的現(xiàn)象,______(填“能”或“不能”)說明稀硝酸的氧化性強于濃硝酸。
(4)對比③④中的現(xiàn)象,說明氧化性:稀硝酸______(填“>”或“<”)濃硝酸。
(5)③中在加熱時的化學(xué)反應(yīng)方程式為________________________,此反應(yīng)中稀硝酸除表現(xiàn)出氧化性外,還表現(xiàn)出____________。
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【題目】下列敘述不正確的是( )
A.原子半徑:
B.熱穩(wěn)定性:
C.N、O、F元素的非金屬性依次減弱
D.P、S、元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性依次增強
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【題目】已知電離平衡常數(shù):H2CO3>HClO>HCO3-,氧化性:HClO>Cl2>Br2>Fe3+>I2。下列有關(guān)離子反應(yīng)或離子方程式的敘述中,正確的是( 。
A.常溫下,中性溶液中,、、、能大量共存
B.向含有的溶液中通入充分反應(yīng):4Fe2++2I-+3Cl2=4Fe3++6Cl-+I2
C.向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的離子方程式:ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO3-
D.向溶液中滴加少量氯水,再加入溶液振蕩,靜置,有機層呈橙色
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【題目】氮元素是地球大氣中含量最多的元素,請完成下列有關(guān)問題
(1)寫出氮元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖:_____________。
(2)將空氣中的氮氣轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過程稱為固氮。下列能實現(xiàn)固氮的是_______
A.N2和H2在一定條件下反應(yīng)生成NH3
B.雷雨閃電時空氣中的N2和O2化合生成NO
C.NH3經(jīng)過催化氧化生成NO
D.NH3和HNO3反應(yīng)生成NH4NO3
(3)寫出實驗室制取氨氣的化學(xué)反應(yīng)方程式_______________。
(4)如圖是實驗室制取氨氣的裝置,請指出圖中錯誤之處:______________。
(5)用如圖裝置進行噴泉實驗,擠壓滴管的膠頭時,現(xiàn)象_________。
(6)若實驗室要收集一定量的氨氣應(yīng)用什么方法收集:____________。
(7)請寫出氨氣的催化氧化反應(yīng)方程式:_______________。
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