（16分）工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn)，流程如下：

（1）工業(yè)生產(chǎn)時，制取氫氣的一個反應(yīng)為：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。t℃時，往10L密閉容器中充入2mol CO和3mol水蒸氣。反應(yīng)建立平衡后，體系中c(H2)=0.12mol·L-1。則該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=    （填計算結(jié)果）。
（2）合成塔中發(fā)生反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。下表為不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)。由此可推知，表中T1   300℃（填“>”、“<”或“=”）。
T/℃
T1
300
T2
K
1.00×107
2.45×105
1.88×103
 
（3）氨氣在純氧中燃燒生成一種單質(zhì)和水，科學(xué)家利用此原理，設(shè)計成“氨氣-氧氣”燃料電池，則通入氨氣的電極是         （填“正極”或“負(fù)極”）；堿性條件下，該電極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為                      。
（4）用氨氣氧化可以生產(chǎn)硝酸，但尾氣中的NOx會污染空氣。目前科學(xué)家探索利用燃料氣體中的甲烷等將氮的氧化物還原為氮?dú)夂退�，反�?yīng)機(jī)理為：
CH4(g)+4NO2(g)＝4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H= －574kJ·mol－1
CH4(g)+4NO(g)＝2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)   △H= －1160kJ·mol－1
則甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為                                       。
（5）某研究小組在實(shí)驗(yàn)室以“Ag-ZSM-5”為催化劑，測得將NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況如圖。據(jù)圖分析，若不使用CO，溫度超過775K，發(fā)現(xiàn)NO的轉(zhuǎn)化率降低，其可能的原因?yàn)?u>                                   ；在n(NO)/n(CO)=1的條件下，應(yīng)控制的最佳溫度在      左右。
（1）（2分）1       （2）（2分）＜     
（3）（4分）負(fù)極 （2分）     2NH3 — 6e- + 6OH- =N2 +6H2O （2分�；瘜W(xué)式1分、配平1分）
（4）（3分）CH4(g)+2NO2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)+N2(g)  △H＝－867kJ/mol （方程式2分，
△H數(shù)值1分）
（5）（5分）該反應(yīng)是放熱反應(yīng)（1分），當(dāng)在775K反應(yīng)達(dá)到平衡后繼續(xù)升高溫度（1分），平衡向逆（左）方向移動，NO轉(zhuǎn)化率降低（1分）    870K（2分。寫860-875K之間任意數(shù)值均給分）

試題分析：（1）根據(jù)“三段式”進(jìn)行計算：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
初始濃度（mol?L?1）  0.2    0.3        0     0
轉(zhuǎn)化濃度（mol?L?1）  0.12   0.12      0.12   0.12
平衡濃度（mol?L?1）  0.08   0.18      0.12   0.12
平衡常數(shù)K=0.12×0.12÷（0.08×0.18）=1。
（2）因?yàn)樵摲磻?yīng)△H<0，為放熱反應(yīng)，所以溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動，平衡常數(shù)減小，T1的平衡常數(shù)大于300℃時平衡常數(shù)，所以T1 < 300℃。
（3）燃料電池中，O2為正極，燃料為負(fù)極，所以通入氨氣的電極是負(fù)極；NH3失去電子生成的單質(zhì)為N2，所以電極方程式為：2NH3 — 6e- + 6OH- =N2 +6H2O
（4）NO2被還原為N2，則CH4被氧化為CO2，寫出化學(xué)方程式并配平，CH4(g)+2NO2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g)+N2(g)，根據(jù)蓋斯定律求出焓變，△H=1/2△H1+1/2△H2=－867kJ?mol?1，可得熱化學(xué)方程式。
（5）0~775K，為反應(yīng)建立化學(xué)平衡的過程，775K時達(dá)到平衡，溫度繼續(xù)升高，NO的轉(zhuǎn)化率減小，說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：問答題

已知101kP時，1mol白磷（P4）固體完全燃燒生成P4O10固體，放熱2983.2kJ；而1mol紅磷（P）固體完全燃燒生成P4O10固體，放熱738.5kJ，據(jù)此判斷：
（1）紅磷一定條件下轉(zhuǎn)化為白磷是______（填“放熱”、“吸熱”）反應(yīng)；相同條件下，白磷的穩(wěn)定性比紅磷______（填“強(qiáng)”、“弱”）；白磷一定條件下轉(zhuǎn)化為紅磷時，斷裂舊鍵所吸收的能量______（填“高”、“低”）于形成新鍵所放出的能量；
（2）紅磷、白磷的關(guān)系屬于______
①同系物②同分異構(gòu)體③同素異形體④同位素．

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：單選題

已知：HCN(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的△H=" -12.1kJ" /mol；HCl(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的△H =" -55.6kJ/" mol。則HCN在水溶液中電離的ΔH等于
A．-67.7 kJ /molB．-43.5kJ /mol
C．+43.5 kJ/ molD．+67.7 kJ/ mol

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：單選題

已知：HCN(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的ΔH＝－12.1 kJ·mol－1；HCl(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，則HCN在水溶液中電離的ΔH等于
A．－69.4 kJ·mol－1B．－45.2 kJ·mol－1
C．＋45.2 kJ·mol－1D．＋69.4 kJ·mol－1

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

煤氣化和液化是現(xiàn)代能源工業(yè)中重點(diǎn)考慮的能源綜合利用方案。最常見的氣化方法為用煤生產(chǎn)水煤氣，而當(dāng)前比較流行的液化方法為用煤生產(chǎn)CH3OH。
(1)已知：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1
2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)　ΔH2
2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)　ΔH3
則反應(yīng)CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)的ΔH＝______。
(2)如圖是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線。

①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1________K2(填“＞”、“＜”或“＝”)。
②由CO合成甲醇時，CO在250 ℃、300 ℃、350 ℃下達(dá)到平衡時轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系曲線如下圖所示，則曲線c所表示的溫度為________ ℃。實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250 ℃、1.3×104 kPa左右，選擇此壓強(qiáng)的理由是____________。

③以下有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是________(填序號)。
A．恒溫、恒容條件下，若容器內(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，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
C．使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時間并提高CH3OH的產(chǎn)率
D．某溫度下，將2 mol CO和6 mol H2充入2 L密閉容器中，充分反應(yīng)，達(dá)到平衡后，測得c(CO)＝0.2 mol·L－1，則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
(3)一定溫度下，向2 L固定體積的密閉容器中加入1 mol CH3OH(g)，發(fā)生反應(yīng)：CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)，H2的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示。

0～2 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CH3OH)＝__________。該溫度下，反應(yīng)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)的平衡常數(shù)K＝__________。相同溫度下，若開始時加入CH3OH(g)的物質(zhì)的量是原來的2倍，則__________(填序號)是原來的2倍。
A．平衡常數(shù)                 B．CH3OH的平衡濃度
C．達(dá)到平衡的時間               D．平衡時氣體的密度

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

(1)合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.2kJ·mol－1
已知合成氨反應(yīng)是一個反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物的反應(yīng)，在某一定條件下，N2的轉(zhuǎn)化率僅為10%，要想通過該反應(yīng)得到92.2  kJ的熱量，至少在反應(yīng)混合物中要投放N2的物質(zhì)的量為________ mol。
(2)肼(N2H4)－空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液是20%～30%的KOH溶液。肼－空氣燃料電池放電時：
正極的電極反應(yīng)式：__________________________，
負(fù)極的電極反應(yīng)式：__________________________。
(3)如圖是一個電解過程示意圖。

①鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)式是：_______________________
②假設(shè)使用肼－空氣燃料電池作為該過程中的電源，銅片質(zhì)量變化為128 g，則肼－空氣燃料電池理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣________L(假設(shè)空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)為20%)。

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

利用N2和H2可以實(shí)現(xiàn)NH3的工業(yè)合成，而氨又可以進(jìn)一步制備硝酸，在工業(yè)上一般可進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)。請回答下列問題：
（1）已知：N2(g)+O2(g) = 2NO(g)           △H=+180．5kJ/mol
N2(g)+3H2(g)  2NH3(g)    △H=－92．4kJ/mol
2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g)         △H=－483．6kJ/mol
寫出氨氣經(jīng)催化氧化完全生成一氧化氮?dú)怏w和水蒸氣的熱化學(xué)方程式為
           。
（2）某科研小組研究：在其他條件不變的情況下，改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反應(yīng)的影響。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示：

（圖中T表示溫度，n表示物質(zhì)的量）
①圖像中T2和T1的關(guān)系是：T2           T1（填“高于”“低于”“等于”“無法確定”）
②比較在a、b、c三點(diǎn)所處的平衡狀態(tài)中，反應(yīng)物N2 的轉(zhuǎn)化率最高的是（填字母）。                     。
③若容器容積為1L，在起始體系中加入1mol N2 ，n=3mol反應(yīng)達(dá)到平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為60%，則此 條件下（T2），反應(yīng)的平衡常數(shù)K=               。保持容器體積不變，再向容器中加入1mol N2，3mol H2反應(yīng)達(dá)到平衡時，氫氣的轉(zhuǎn)化率將
（填“增大”、“減”或“不變”）。
（3）N2O5是一種新型硝化劑，其性質(zhì)和制備受到人們的關(guān)注。
①一定溫度下，在恒容密閉容器中N2O5可發(fā)生下列反應(yīng)：
2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g) ΔH＞0下表為反應(yīng)在T1溫度下的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
t/s
0
50
100
c(N2O5)/mol·L—1
5．0
3．5
2．4
 
則50s內(nèi)NO2的平均生成速率為                    。
②現(xiàn)以H2、O2、熔融鹽Na2CO3組成的燃料電池，采用電解法制備N2O5，裝置如圖所示，其中Y為CO2。

寫出石墨I(xiàn)電極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式                              。
在電解池中生成N2O5的電極反應(yīng)式為                                 。

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：單選題

已知:①CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH1=-Q1
②H2(g)+O2(g)H2O(g)　ΔH2=-Q2
③H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH3=-Q3,常溫下取體積比為4∶1的甲烷和氫氣的混合氣體11.2 L(已折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況),經(jīng)完全燃燒恢復(fù)到常溫,放出的熱量是(　　)
A．0.4Q1+0.05Q2B．0.4Q1+0.1Q2
C．0.4Q1+0.05Q3D．0.4Q1+0.1Q3

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

“低碳循環(huán)”引起各國的高度重視，而如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2，引起了全世界的普遍重視。所以“低碳經(jīng)濟(jì)”正成為科學(xué)家研究的主要課題。
（1）寫出CO2與H2反應(yīng)生成CH4和H2O的熱化學(xué)方程式                    。
已知： ① CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)    ΔH＝－41kJ·mol－1
② C(s)+2H2(g)CH4(g)            ΔH＝－73kJ·mol－1
③ 2CO(g)C(s)+CO2(g)          ΔH＝－171kJ·mol－1
（2）將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應(yīng)原理為：2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g)。已知一定條件下，該反應(yīng)中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、投料比[n(H2) / n(CO2)]的變化曲線如下左圖：
①在其他條件不變時，請在上圖中畫出平衡時CH3OCH3的體積分?jǐn)?shù)隨投料比[n(H2) / n(CO2)]變化的曲線圖。

②某溫度下，將2.0molCO2(g)和6.0molH2(g)充入容積為2L的密閉容器中，反應(yīng)到達(dá)平衡時，改變壓強(qiáng)和溫度，平衡體系中CH3OCH3(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變化情況如圖所示，關(guān)于溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系判斷正確的是            ；

A. P3＞P2，T3＞T2        B. P1＞P3，T1＞T3   C. P2＞P4，T4＞T2        D. P1＞P4，T2＞T3
③在恒容密閉容器里按體積比為1:3充入二氧化碳和氫 氣，一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)改變反應(yīng)的某一個條件后，下列變化能說明平衡一定向逆反應(yīng)方向移動的是      ；
A. 正反應(yīng)速率先增大后減小
B. 逆反應(yīng)速率先增大后減小
C. 化學(xué)平衡常數(shù)K值增大
D. 反應(yīng)物的體積百分含量增大
E. 混合氣體的密度減小
F. 氫氣的轉(zhuǎn)化率減小
（3）最近科學(xué)家再次提出“綠色化學(xué)”構(gòu)想：把空氣吹入碳酸鉀溶液，然后再把CO2從溶液中提取出來，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后使空氣中的CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕剂霞状�。甲醇可制作燃料電池，寫出以稀硫酸為電解質(zhì)甲醇燃料電池負(fù)極反應(yīng)式__                             。以此燃料電池作為外接電源按圖所示電解硫酸銅溶液，如果起始時盛有1000mL pH＝5的硫酸銅溶液（25℃，CuSO4足量），一段時間后溶液的pH變?yōu)?，此時可觀察到的現(xiàn)象是                     ；若要使溶液恢復(fù)到起始濃度（溫度不變，忽略溶液體積的變化），可向溶液中加入      （填物質(zhì)名稱），其質(zhì)量約為   g。

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