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【題目】德國化學家哈伯(F. Haber, 1868-1930)發(fā)明的合成技術使大氣中的氮氣變成了生產氮肥的永不枯竭的廉價來源,從而使農業(yè)生產依賴土壤的程度減解決了地球上糧食不足導致的饑餓和死亡問題。因此這位解救世界食危機的化學天才獲得了1918年諾貝爾化學獎。現(xiàn)在我們在實驗室擬工業(yè)制的過程,以探究外界條件對平衡的影響。

閱資料,獲得以鍵能數據:

化學鍵

N≡N

H-H

N-H

/(kJ/mol)

946

436

391

(1)計算工業(yè)合成反應的反應熱:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=________ kJ/mol

(2)一定溫度下,向一個恒壓容器中充入N20.6mol,H2 0 .5mol,在一定度下進行反應:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)達到平衡時,N2的轉化率為1/6,此時容器的體積為1L

該溫時容器中平衡體系的平衡常數______________。

若保持平衡時的溫度和壓強不變,繼續(xù)向平衡體系中通入0.9mol N2,則平衡將_______(填正向,“逆向”或“)移動。

(3)在兩個相等,溫度分別T1和T2容器中充入由1 mol N2和3 molH2組成的混合氣體,發(fā)生反應N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),平衡后改變容器體積,容器 N2體積分數隨壓強的變化如所示。據圖判斷下列說法正確的是______________

a.A、 B、 C三點的平衡常數大小關系:KA<KB<KC

b.B點和C點的H2濃度大小關系:B<C

c.A點和B點混合氣體的密度大小關系:A<B

d.A點和C點混合氣體的平均相對分子質量大小關系:A>C

(4)合成氨業(yè)會產生大量副產物CO2,工業(yè)上常用高濃度的K2CO3溶液吸收CO2,,得溶液X,再利用電解法K2CO3溶液再生,其裝置所示:

①在陽極區(qū)發(fā)生的反應包括____________________和H++ HCO3-=H2O+CO2↑。

②簡述CO32-在陰極區(qū)再生的原理________________。

③再生裝置中產生的CO2和H2在一定條件下反應生成甲醇,工業(yè)上利用該反應合成甲醇。

已知:25 ℃,101 KPa下:

2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g) Δ H1=-484kJ/mol

2CH3OH(g)+3 O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) Δ H2=-1352kJ/mol

寫出CO2和H2生成1molCH3OH(g)的熱化學方程式_______________

【答案】 -92 10mol2/L2 逆向 bc 4OH--4e-=2H2O+O2 溶液中HCO3-存在電離平衡:③HCO3-H++CO32-(1分),陰極H+放電,c(H+)減小平衡右移CO32-再生(1分)答案2:陰極H+放電使c(H+)增大(1分),OH-與HCO3-反應生成CO32-(1分) CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-50kJ/mol

【解析】(1)本題考查焓變與鍵能的關系,△H=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和=(946+3×436-2×3×391)kJ·mol-1=-92kJ·mol-1;(2)本題考查化學平衡常數的計算,① N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)

起始(mol·L-1)0.6 0.5 0

變化: 0.6×1/6 0.3 0.2

平衡: 0.5 0.2 0.2 根據化學平衡常數的定義,K=c2(NH3)/[c3(H2)×c(N2)]=0.22/(0.23×0.5)=10,②恒溫恒壓下,再通入0.9molN2,體積增大,濃度減小,平衡向逆反應方向進行;(3)本題考查化學平衡圖像,a、根據勒夏特列原理,正反應方向是放熱反應,等壓下,升高溫度,平衡向逆反應反應進行,N2的體積分數增大,即T2>T1,化學平衡常數只受溫度影響,溫度不變,化學平衡常數不變,即KA<KB=KC, 故錯誤;b、增大壓強,平衡向正反應方向進行,因此C點氫氣的濃度小于B點氫氣濃度,故正確;c、根據密度的定義,組分都是氣體,氣體質量不變,A→B,氣體物質的量減小,體積減小,即B點的密度大于A點,故正確;d、根據摩爾質量的定義,組分都是氣體,氣體的質量不變, A到C氣體物質的量減小,即C點氣體的物質的量小于A點,因此C點氣體平均相對分子質量大于A點,故錯誤;(4)本題考查電解原理,①連有電源正極的電極為陽極,根據裝置圖,陽極反應式為4OH-4e=O2↑+2H2O;②HCO3溶液中存在HCO3H+CO32-,陰極反應式為2H+2e=H2↑,消耗H,促使平衡向正反應方向進行;③根據蓋斯定律,①×3/2-②/2得到:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=(-484×3/2+1352/2)kJ·mol1=-50kJ/mol 。

練習冊系列答案
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【題目】常溫下,下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是

A. Al反應能放H2的溶液中:Cu2+NH、CO、SO

B. =10-12 mol·L-1的溶液中:Mg2+、Fe2+、NO、Cl

C. 使酚酞變紅的溶液中:K、Na、I、AlO

D. 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液中:Al3+、Ca2+SCN、Cl

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】納米材料鎳粉(Ni)是一種高性能電極材料。其制備過程如下:

步驟I:取0.2 mol·L-1的硝酸鎳溶液,調節(jié)pH除鐵后,加入活性炭過濾。

步驟Ⅱ:向所得濾液中滴加1.5mol·L-1的NaHCO3溶液使Ni2+完全沉淀,生成xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O。

步驟Ⅲ:將產生的沉淀用大量高純水清洗并用離心機甩干。

步驟Ⅳ:加入稍過量的肼溶液(N2H4·H2O),使上述沉淀還原完全,將生成的Ni水洗后,再用95%的乙醇浸泡后晾干。

⑴步驟I中去除雜質Fe3+(使其濃度<10-6 mol·L-1),需調節(jié)溶液pH的范圍為___________。(Ksp[Ni(OH)2]=2×10-15Ksp[Fe(OH)3]=1×10-39

⑵當x:y:z=1:1:1時,寫出步驟Ⅱ中產生沉淀的離子方程式:___________。

⑶步驟Ⅳ中采用95%的乙醇浸泡的目的是___________。

⑷為測定xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O的組成,進行如下實驗:

①準確稱取7.54 g樣品與過量的肼溶液(N2H4·H2O)充分反應,共收集到1.12 LN2和CO2混合氣體(已換算成標準狀況)。

②另取等質量的樣品充分灼燒,冷卻后稱得殘留固體NiO的質量為4.5g。

通過計算確定xNiCO3·yNi(OH)2·zH2O的化學式__________(寫出計算過程)。

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【題目】(1)可逆反應:N2O42NO2,在體積不變的密閉容器中反應,下列說法中可判斷該反應達到平衡狀態(tài)的是 (選填序號)

①單位時間內生成2nmolNO2的同時生成n mol N2O4

②單位時間內消耗n mol N2O4的同時生成2n mol NO2

③容器中的壓強不再改變的狀態(tài)

④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)

⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)

(2)373k時把0.12 mol無色的N2O4氣體通入體積500 ml的密閉容器中,發(fā)生反應:

N2O42NO2,容器中立即出現(xiàn)紅棕色。反應進行到2s時,測得生成NO2的物質的量為0.01 mol;反應進行到60 s時達到平衡,此時容器內N2O4與NO2的物質的量相等。請計算: (本小題要求寫出解過程)

①開始2 s內以N2O4表示的化學反應速率;

②達到平衡時體系的壓強與開始時體系的壓強之比;

③達到平衡時,體系中NO2的物質的量濃度;

④N2O4的平衡轉化率。

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【題目】常溫下,分別將四塊形狀基本相同,質量均為9 g的鐵塊同時投入到下列四種溶液中,產生氫氣速率最快的是(  )

A. 200 mL 2 mol·L-1鹽酸 B. 50 mL 2 mol·L-1H2SO4溶液

C. 100 mL 3 mol·L-1鹽酸 D. 500 mL 6 mol·L-1HNO3溶液

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【題目】下列做法不能減少大氣污染的是

A. 大力發(fā)展清潔能源,煙氣脫硫

B. 大力發(fā)展私家車,減少公共交通

C. 利用太陽能、風能等替代化石能源

D. 多使用電動車和自行車

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【題目】常溫下,用0.05molL﹣1 KOH溶液滴定 10.00mL0.05molL﹣1 H2C2O4(二元弱酸)溶液所得滴定曲線如圖(體積變化忽略不計).下列說法正確的是(

A.點②溶液中:c(K+)+c(H+)=c(HC2O4)+c(C2O42﹣)+c(OH

B.點③溶液中:c(K+)=c(HC2O4)+c(C2O42﹣)+2c(H2C2O4

C.點④溶液中:c(K+)+c(H2C2O4)+c(HC2O4)+c(C2O42﹣)=0.05molL﹣1

D.點⑤溶液中:c(K+)>c(HC2O4)>c(C2O42﹣)>c(OH)>c(H+

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【題目】水是一種非常寶貴的資源保護水資源已逐步成為人們的一種共識。下列行為不會造成水體污染的是

A. 含重金屬離子的廢水大量排放

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D. 利用太陽能將海水淡化

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A.K閉合時,d電極反應式:PbSO4+2H2O-2e-═PbO2+4H++SO42-

B.當電路中轉移0.2mol電子時,I中消耗的H2SO4為0.2mol

C.K閉合時,II中SO42-向c電極遷移

D.K閉合一段時間后,II可單獨作為原電池,d電極為正極

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