運用化學反應原理研究NH3的性質具有重要意義。請回答下列問題:
(1)氨氣、空氣可以構成燃料電池.其電池反應原理為4NH3+3O2=2N2+6H2O。則電解質溶液應該顯 (填“酸性”“中性”或“堿性”).正極的電極反應式為 。
(2)25℃時.將amol·L—1的氨水與0.1mol·L—1的鹽酸等體積混合。
①當溶液中離子濃度關系滿足c(NH4+)>c(Cl-))時.則反應的情況可能為 。
A.鹽酸不足.氨水剩余 B.氨水與鹽酸恰好完全反應 C.鹽酸過量
②當溶液中c(NH4+)=c(Cl-))時.用含“a”的代數(shù)式表示NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb=______________.
(3)在0.5L恒容密閉容器中,一定量的N2與H2進行反應:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ?H=bkJ/mol,其化學平衡常數(shù)K與溫度的關系如下:
溫度/℃ | 200 | 300 | 400 |
K | 1.0 | 0.86 | 0.5 |
(1)堿性;O2+2H2O+4e-=4OH- (2)①A ② mol·L-1(或)
(3)①K=;小于 ②小于
(4)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-905.8 kJ/mol
解析試題分析:(1)氨氣的水溶液顯堿性,所以根據燃料及反應原理可確定。電解質溶液應該選堿性。在該燃料電池中,燃料作負極,發(fā)生氧化反應,通入O2的電極作正極,正極上發(fā)生還原反應。電極反應為:O2+2H2O+4e-=4OH-。(2)① 若氨水與鹽酸恰好發(fā)生反應,c(Cl-)=c(NH4+)。NH4+部分發(fā)生水解反應又有所消耗,使得溶液中的c(NH4+)<c(Cl-),F(xiàn)在溶液中離子濃度關系滿足c(NH4+)>c(Cl-)),說明氨水過量,鹽酸布足量。因此正確選項為A. ② 根據溶液的電荷守恒可得:c(H+)+c(NH4+)=c(Cl-)+(OH-),由于溶液中c(NH4+)=c(Cl-),在25℃時c(H+)= (OH-)=10-7mol/L,。(3) ① 化學平衡常數(shù)是可能反應達到平衡狀態(tài)時個生成物的濃度冪指數(shù)的乘積與個反應物濃度的冪指數(shù)乘積的比。即K=。由化學平衡常數(shù)K與溫度的關系可知,升高溫度,化學平衡向逆反應方向移動。根據平衡一定原理,升高溫度,化學平衡向吸熱反應方向移動,逆反應方向為吸熱反應,所以正反應為放熱反應。所以b<0. ②400℃時c(NH3)=6mol/L,c(N2)=4mol/Lc(H2)="2mol/L." =>0.5,所以化學平衡向逆反應方向移動。即此時刻該反應的v正(N2)<v逆(N2). ①+②×2,整理可得:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-905.8 kJ/mol。
考點:考查氨氣的性質及應用。主要涉及原電池的反應原理、離子濃度的大小比較、電離平衡常數(shù)的計算、化學平衡常數(shù)的表達、反應熱的計算及熱化學方程式的書寫等知識。
科目:高中化學 來源: 題型:填空題
據《遼沈晚報》報道,今年冬天,一旦出現(xiàn)大氣嚴重污染的天氣,沈陽市有可能建議政府機關、企事業(yè)單位根據實際情況實行員工休假或彈性工作制。大氣含有的CO、氮氧化物、SO2、煙塵等污染是導致霧霾天氣的原因之一,化學反應原理是減少和控制霧霾天氣的理論依據。
(1)CO2經常用氫氧化鈉來吸收,現(xiàn)有0.4molCO2,若用200ml 3mol/LNaOH溶液將其完全吸收,溶液中離子濃度由大到小的順序為:
(2) CO可制做燃料電池,以KOH溶液作電解質,向兩極分別充入CO和空氣,工作過程中,,負極反應方程式為:___________________。
(3) 利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常溫下將SO2轉化為SO42-,從而實現(xiàn)對SO2的處理(總反應為2SO2+O2+2H2O=2H2SO4)。已知,含SO2的廢氣通入含F(xiàn)e2+、Fe3+的溶液時,其中一個反應的離子方程式為4Fe2+ + O2+ 4H+ =4Fe3+ + 2H2O,則另一反應的離子方程式為 ;
(4)CO2在自然界循環(huán)時可與CaCO3反應,CaCO3是一種難溶物質,其Ksp=2.8×10—9。CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的濃度為2×10—4mo1/L ,則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為 。
(5)已知在常溫常壓下:
①CH3OH(l)+O2(g)= CO(g)+2H2O(g) △H=" -359.8" kJ·mol-1
② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ?△H=" -556.0" kJ·mol-1
③ H2O(g)=H2O(l)?△H=" -44.0" kJ·mol-1
寫出體現(xiàn)甲醇燃燒熱的熱化學方程式 。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
“低碳循環(huán)”已引起各國家的高度重視,而如何降低大氣中CO2的含量和有效地開發(fā)利用CO2正成為化學家研究的主要課題。
(1)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,進行反應
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據:
實驗組 | 溫度℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 達到平衡所需 時間/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
氮元素的氫化物和氧化物在工業(yè)生產和國防建設中都有廣泛應用,回答下列問題:
(1)氮元素原子的L層電子數(shù)為________;
(2)肼可作為火箭發(fā)動機的燃料,與氧化劑N2O4反應生成N2和水蒸氣。
已知:①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l)
ΔH1=-19.5 kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)
ΔH2=-534.2 kJ·mol-1
寫出肼和N2O4反應的熱化學方程式________________________;
(3)已知H2O(l)=H2O(g) ΔH3=+44 kJ·mol-1,則表示肼燃燒熱的熱化學方程式為________________________。
(4)肼—空氣燃料電池是一種堿性電池,該電池放電時,負極的反應式為________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
碳、氮和鋁的單質及其化合物在工農業(yè)生產和生活中有重要作用。
(1)真空碳熱還原一氯化法可實現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁,其相關的熱化學方程式如下:
2Al2O3(s)+ 2AlCl3(g)+ 6C(s)=6AlCl(g)+ 6CO(g);△H= a kJ?mol-1
3AlCl(g)= 2Al(l)+ AlCl3(g);△H= b kJ?mol-1
反應Al2O3(s)+ 3C(s)= 2Al(l)+ 3CO(g)的△H= kJ?mol-1
(用含a、b的代數(shù)式表示)。
(2)用活性炭還原法可以處理氮氧化物。某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO,發(fā)生反應C(s)+ 2NO(g)N2(g)+ CO2(g);△H= Q kJ?mol-1。在T1℃時,反應進行到不同時間測得各物質的濃度如下:
時間(min) 濃度(mol/L) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.00 | 0.68 | 0.50 | 0.50 | 0.60 | 0.60 |
N2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
CO2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(1)已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
H2(g)=H2(l) ΔH=-0.92 kJ·mol-1
O2(g)=O2(l) ΔH=-6.84 kJ·mol-1
H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0 kJ·mol-1
請寫出液氫和液氧反應生成氣態(tài)水的熱化學方程式:__________________________
電解質溶液為KOH溶液的氫氧燃料電池,其負極的電極反應式為____________________________________。
(2)如圖表示373 K時,反應A(g)2B(g)在前110 s內的反應進程。
①此反應的平衡常數(shù)表達式K=________。
②373 K時反應進行到70 s時,改變的條件可能是________,反應進行到90 s時,改變的條件可能是________。
A.加入催化劑 | B.擴大容器體積 | C.升高溫度 | D.增大A的濃度 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發(fā)和應用前景。
(1)工業(yè)上一般采用下列兩種反應合成甲醇:
反應Ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
反應Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
①上述反應符合“原子經濟”原則的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②下表所列數(shù)據是反應Ⅰ在不同溫度下的化學平衡常數(shù)(K)。
溫度 | 250 ℃ | 300 ℃ | 350 ℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
氮是地球上含量豐富的—種元素,氮及其化合物在工農業(yè)生產、生活中有著重要作用,
減少N 的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護的重要內容之一。
(1)上圖是1molNO2和1mol CO反應生成CO2和NO過程中能量變化示意圖,請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式________________________________________;
又知:N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ/mol;2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=-112.3kJ/mol,則反應2NO(g)+2CO(g)N2(g)+ 2CO2(g)的△H=_______________;
(2)一定溫度下,在2L密閉容器中NO2和O2可發(fā)生下列反應:4NO2(g) + O2(g)2N2O5(g)。已知體系中n(NO2)隨時間變化加下表:
t(s) | 0 | 500 | 1000 | 1500 |
n(NO2)(mol) | 20 | 13.96 | 10.08 | 10.08 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
研究二氧化硫、氮氧化物、PM2.5等大氣污染物的治理具有重要意義。
(1)對PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣。若測得該試樣中除H+和OH﹣外其它水溶性離子的化學組分及其平均濃度如下表:
離子 | K+ | Na+ | NH4+ | SO42- | NO3﹣ | Cl﹣ |
濃度/mol·L-1 | 4×10-6 | 6×10-6 | 2×10-5 | 4×10-5 | 3×10-5 | 2×10-5 |
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