【題目】氫氣是一種重要的工業(yè)原料和清潔能源,可用作合成氨、合成甲醇、合成鹽酸的原料,冶金用還原劑等。

(1)已知:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.2 kJ·mol1。

CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.4 kJ·mol1

則反應(yīng)CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) ΔH= _______kJ·mol1。

(2)工業(yè)合成氨的反應(yīng)原理為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=92.4 kJ·mol1

①該反應(yīng)中的H2制取成本較高,工業(yè)生產(chǎn)中往往追求H2的轉(zhuǎn)化率。增大H2的平衡轉(zhuǎn)化率的措施有_______(填字母代號)。

a.增大壓強

b.升高溫度

c.增大N2濃度

d.及時移走生成物NH3

e.使用高效催化劑

②升高溫度,該可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K__________(填“增大”“不變”或“減小”)。

③某溫度下,把10 mol N2與28 mol H2置于容積為10 L的恒容密閉容器內(nèi),10 min時反應(yīng)達到平衡狀態(tài),測得平均速率v(NH3)=0.12 mol·L1·min1,H2的平衡轉(zhuǎn)化率為_______(保留三位有效數(shù)字),則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______。

(3)下圖所示裝置工作時均與H2有關(guān)。

①圖l所示裝置,通入H2的管口是______(填字母),正極反應(yīng)式為___________________

②圖2是實驗室制備H2的實驗裝置,在漏斗中加入1 mL CuSO4溶液,可觀察到氣泡生成速率明顯加快,原因是_____________________,若反應(yīng)裝置中硫酸過量,則加入CuSO4溶液后,生成的氫氣量__________(填“增大”“不變”或“減小”)。

【答案】+165.0 acd 減小 64.3% 3.6 mol2·L2 b O2+2H2O+4e4OH Zn還原出Cu,Cu、Zn與硫酸形成原電池 減小

【解析】

1)利用蓋斯定律,使第一個熱化學(xué)方程式乘2,然后減去第二個熱化學(xué)方程式,可得新的熱化學(xué)方程式CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) ΔH=+165.0 kJ·mol1。

2)①N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=92.4 kJ·mol1,該反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小、放熱的反應(yīng),故增大壓強,降低溫度,可使平衡正向移動,H2轉(zhuǎn)化率提高;增大一種反應(yīng)物的濃度,可提高另外反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率;及時移走生成物,可使平衡正向移動,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率提高;催化劑只能提高反應(yīng)速率,不能改變化學(xué)平衡,答案選acd。

②該反應(yīng)為放熱反應(yīng),故升溫平衡逆向移動,平衡常數(shù)減小。

③平衡生成的n(NH3)為0.12 mol·L1·min1×10 L×10 min=12 mol,故消耗的H218 mol,其轉(zhuǎn)化率為18 mol/28 mol×100%=64.3%;平衡時,c(N2)=(10 mol 6 mol)/10 L=0.4 mol/L,c(H2)=(28 mol18 mol)/10 L=1 mol/Lc(NH3)=12 mol/10 L=1.2 mol/L,平衡常數(shù)K===3.6 (mol2·L2)。

3)①由圖1OH移動方向可知b為負極,是H2發(fā)生氧化反應(yīng)的電極;正極為O2得電子與水反應(yīng)生成OH,電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e4OH;

②加入CuSO4后,Cu2+Zn發(fā)生置換反應(yīng)生成CuCu、Zn與硫酸形成原電池,使生成H2的速率加快。由于部分Zn參與置換反應(yīng),故生成氫氣的量減小。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列熱化學(xué)方程式中,正確的是(

A.甲烷燃燒熱為890.3 kJmol-1,熱化學(xué)方程式為:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H=+890.3 kJmolˉ1

B.稀鹽酸和稀氫氧化鈉溶液混合,其熱化學(xué)方程式為:H++OH-=H2O H=-57.3 kJmolˉ1

C.H2燃燒熱為285.8kJmolˉ1,燃燒的熱化學(xué)方程式為:2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) H=-571.6 kJmolˉ1

D.500℃、30 MPa下,將0.5 mol N21.5 mol H2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成NH3(g),放熱19.3 kJ,其熱化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-38.6 kJ·mol-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知AB、C、D是原子序數(shù)依次減小的四種短周期元素,C的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道,且每種軌道中的電子總數(shù)相同;A原子有2個未成對電子;AC、D三種元素組成的一種化合物M是新裝修居室中常含有的一種有害氣體.E是第四周期元素,其原子核外最外層電子數(shù)與D原子相同,其余各層電子均充滿。

請回答下列問題(用元素符號或化學(xué)式表示):

1)元素B、CA的基態(tài)原子的第一電離能由大到小的順序為__________________;

2M分子中C原子軌道的雜化類型為__________________

3E+的核外電子排布式為__________________1s22s22p63s23p63d10

,下圖是由DE形成的某種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖,該化合物的化學(xué)式為__________________

4)化合物BD3的沸點比化合物CA4的高,其主要原因是__________________;

5)寫出與CA2互為等電子體的B3-的結(jié)構(gòu)式 __________________;

6)將CrCl3·6H2O溶解在適量水中得到深綠色溶液,溶液中Cr3+[CrH2O5Cl]2+形式存在。上述溶液中,不存在的微粒間作用力是__________________(填標號)。

A.離子鍵 B.共價鍵 C.金屬鍵 D.配位鍵 E.范德華力

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是

A. 測定鹽酸和NaOH溶液反應(yīng)的中和熱時,每次實驗均應(yīng)測量三個溫度,即鹽酸的起始溫度、NaOH溶液的起始溫度和反應(yīng)后的終止溫度

B. HClNaOH反應(yīng)的中和熱ΔH=57.3 kJ·mol1,則稀H2SO4和稀Ca(OH)2溶液反應(yīng)的中和熱 ΔH=2×57.3 kJ·mol1

C. 燃燒熱是指在101 kPa時可燃物完全燃燒時所放出的熱量

D. S(s)+ O2(g)SO3(g) ΔH=315 kJ·mol1(燃燒熱)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】煤的氣化是高效、清潔地利用煤炭的重要途徑之一.

1)在25℃、101kPa時,H2O2化合生成1molH2Og)放出241.8kJ的熱量,其熱化學(xué)方程式為______

又知:①Cs+O2g═CO2g△H=-393.5kJ/mol

②COg+O2g═CO2g△H=-283.0kJ/mol

焦炭與水蒸氣反應(yīng)是將固體煤變?yōu)闅怏w燃料的方法,Cs+H2Og═COg+H2g△H=______kJ/mol

2CO可以與H2Og)進一步發(fā)生反應(yīng):COg+H2OgCO2g+H2g△H0在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中,起始時按照下表進行投料,在800℃時達到平衡狀態(tài),K=1.0

該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為______

平衡時,甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率是______;容器中CO的轉(zhuǎn)化率:乙______甲;丙______甲.(填、“=”

丙容器中,通過改變溫度,使CO的平衡轉(zhuǎn)化率升高,則溫度______(填升高降低).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知TNT為烈性炸藥,其爆炸時的方程式為:TNT +21O228CO2+10H2O+6N2,下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是(

A. TNT在反應(yīng)中只做還原劑

B. TNT中的N元素化合價為+5

C. 方程式中TNT前的化學(xué)計量數(shù)為2

D. 1molTNT參加反應(yīng)時,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為30×6.02×1023

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】維拉帕米(又名異搏定)是治療心絞痛和原發(fā)性高血壓的藥物,合成路線中某一步驟如圖所示,下列說法中正確的是

A. Y的分子式為C5H11O2 Br

B. 含苯環(huán)和羧基的的同分異構(gòu)體有4

C. 可以用酸性高錳酸鉀溶液鑒別XZ

D. 1mol Z最多可與6mol H2發(fā)生加成反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】磷的單質(zhì)及其化合物用途非常廣泛;卮鹣铝袉栴}:

(1)基態(tài)磷原子價電子軌道表示式為______________________;磷的第一電離能比硫大,其原因是_____________________________________________

(2)已知反應(yīng)6P2H4==P4+ 8PH3↑。P2H4分子中磷原子雜化類型是________________;P4分子的幾何構(gòu)型是________________________。

(3)NP同主族。

NH3的沸點比PH3,其原因是_________________________;NH3分子中鍵角比PH3分子中鍵角大,其原因是______________________________________________。

②氮原子間可形成氮氮雙鍵或氮氮叁鍵而磷原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析,原因是___________________________________________。

(4)磷化銦是一種半導(dǎo)體材料,其晶胞如下圖所示,晶胞參數(shù)為a nm。In 的配位數(shù)為_______________In原子間距離為a nm In 原子有________個。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】常溫下濃度均為0.1mol/L 的四種鹽溶液,其pH 如表所示,下列說法正確的是( )

序號

溶液

CH3COONa

NaHCO3

Na2CO3

NaClO

pH

8.8

9.7

11.6

10.3

A. 將等濃度的CH3COOH HClO溶液,pH小的是HClO

B. Na2CO3NaHCO3溶液中粒子種類不同

C. 溶液水的電離程度:①>②>④>③

D. NaHCO3溶液中:c (Na+) =c (CO32- )+c (HCO3- )+c (H2CO3)

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