【題目】氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生命活動中起著重要作用。

(1)氨氣是一種重要的化工原料,氨態(tài)氮肥是常用的肥料。

哈伯法合成氨技術(shù)的相關(guān)反應(yīng)為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-93kJ/mol,實(shí)際生產(chǎn)中,常用工藝條件:Fe作催化劑,控制溫度773K、壓強(qiáng)3.0×107Pa,原料氣中N2H2物質(zhì)的量之比為12.8。

①合成氨技術(shù)是氮的固定的一種,屬于______(選填大氣固氮、生物固氮”“人工固氮”)

②合成氨反應(yīng)常用鐵觸媒催化劑,下列關(guān)于催化劑的說法不正確的是_________。

A.可以加快反應(yīng)速率 B.可以改變反應(yīng)熱

C.可以減少反應(yīng)中的能耗 D.可以增加活化分子的數(shù)目

③關(guān)于合成氨工藝的下列理解,正確的是_________

A.原料氣中N2過量,是因N2相對易得,適度過量有利于提高H2的轉(zhuǎn)化率

B.控制溫度(773K)遠(yuǎn)高于室溫,是為了保證盡可能高的平衡轉(zhuǎn)化率和快的反應(yīng)速率

C.當(dāng)溫度、壓強(qiáng)一定時,在原料氣(N2H2的比例不變)中添加少量惰性氣體,有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率

D.分離空氣可得N2,通過天然氣和水蒸氣轉(zhuǎn)化可得H2,原料氣須經(jīng)過凈化處理,以防止催化劑中毒和安全事故發(fā)生

(2)(N2H4)是氮的氫化物之一,其制備方法可用次氯酸鈉氧化過量的氨氣。

①次氯酸鈉溶液顯堿性,表示原理的離子方程式是_________________________。

②常溫下,該水解反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=1.0×10-6mol/L,則1.0mol/LNaClO溶液的pH=____。

③肼與N2O4氧化反應(yīng)生成N2和水蒸氣。

已知:N2(g)+2O2(g)=N2O4(l) H=-19.5kJ/mol

N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) H=-534.2kJ/mol

請寫出肼和N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式_________________________________。

(3)NH4HCO3溶液中,反應(yīng)NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常數(shù)K=_____。(已知常溫下NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb=2×10-5,H2CO3的電離平衡常數(shù)Ka1=4×10-7)

【答案】人工固氮 BC AD ClO-+H2OHClO+OH- 11 2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) H=-1048.9kJ/mol 1.25×103

【解析】

(1)①由氮元素的單質(zhì)變?yōu)榈幕衔锏倪^程為氮的固定,可根據(jù)氮固定形式判斷固定方式;

②催化劑可降低反應(yīng)的活化能,提高活化分子百分?jǐn)?shù),加快化學(xué)反應(yīng)速率但不能使反應(yīng)平衡發(fā)生移動;

③根據(jù)合成氨氣的反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng),從化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡移動角度分析外界條件對合成氨氣反應(yīng)的影響;

(2)①根據(jù)次氯酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽,利用鹽的水解規(guī)律分析;

②根據(jù)水解平衡常數(shù)的含義計(jì)算溶液中c(OH-),然后利用水的離子積計(jì)算c(H+)再根據(jù)pH=-lg(H+)計(jì)算pH;

③根據(jù)蓋斯定律,將兩個熱化學(xué)方程式疊加,可得相應(yīng)的熱化學(xué)方程式;

(3)根據(jù)水解平衡常數(shù)的表達(dá)式與Kb、Ka1和水的離子積的關(guān)系計(jì)算。

(1)N2H2在催化劑存在時,在高溫、高壓條件下發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生NH3,該反應(yīng)屬于氮的固定,是人工固氮;

A.鐵觸媒是合成氨氣的催化劑,由于降低了反應(yīng)的活化能,使更多的分子變?yōu)榛罨肿,活化分子?shù)增加,反應(yīng)速率加快,A正確;

B.催化劑可以改變反應(yīng)途徑,但不能改變物質(zhì)的始態(tài)和終態(tài),因此不可以改變反應(yīng)熱,B錯誤;

C.由于催化劑不能改變物質(zhì)的始態(tài)和終態(tài),因此不能改變反應(yīng)過程的能量變化,所以不能減少反應(yīng)中的能耗,C錯誤;

D.由于催化劑可降低反應(yīng)的活化能,使更多的普通分子變?yōu)榛罨肿,所以可以增加活化分子的?shù)目,D正確;

故合理選項(xiàng)是BC

A.合成氨氣中N2、H2反應(yīng)的物質(zhì)的量的比是13,加入的原料氣中N2H2物質(zhì)的量之比為12.8,N2過量,是因N2相對易得,適度過量可以加快反應(yīng)速率,由于增大了一種反應(yīng)物的濃度,可以使化學(xué)平衡正向移動,從而可以使其它反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高,從而可提高H2的轉(zhuǎn)化率,A正確;

B.控制溫度(773K)遠(yuǎn)高于室溫,主要是因?yàn)樵诖藴囟认麓呋瘎┑幕钚宰畲螅捎谠摲磻?yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以升高溫度,化學(xué)平衡逆向移動,反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率降低,B錯誤;

C.當(dāng)溫度、壓強(qiáng)一定時,在原料氣(N2H2的比例不變)中添加少量惰性氣體,由于不能改變?nèi)魏我环N反應(yīng)物的濃度,因此對物質(zhì)平衡轉(zhuǎn)化率無影響,C錯誤;

D.空氣的主要成分是N2、O2,分離空氣可得N2,通過天然氣和水蒸氣轉(zhuǎn)化可得H2,原料氣N2、H2必須經(jīng)過凈化處理,以防止催化劑中毒導(dǎo)致失去催化活性及發(fā)生安全事故發(fā)生,D正確;

故合理選項(xiàng)是AD;

(2)①次氯酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽,在溶液中ClO-會發(fā)生水解反應(yīng):ClO-+H2OHClO+OH-,最終達(dá)到平衡時,溶液中c(OH-)>c(H+),所以溶液顯堿性;

②ClO-的水解平衡常數(shù)K==1.0×10-6mol/L,c2(OH-)=1.0mol/L×1.0×10-6mol/L=1.0×10-6mol2/L2,所以c(OH-)=1.0×10-3mol/L,則c(H+)==1.0×10-11mol/L,所以溶液的pH=11

(i)N2(g)+2O2(g)=N2O4(l) H=-19.5kJ/mol

(ii)N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) H=-534.2kJ/mol

(ii)×2-(i),整理可得2N2H4(l)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) H=-1048.9kJ/mol

(3)反應(yīng)NH4++HCO3-+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常數(shù)K==1.25×10-3

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】100mL溶液可能含有Na+、NH4+、Fe3+、CO32-、SO42-、Cl-中的若干種,取該溶液進(jìn)行連續(xù)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過程如圖所示(所加試劑均過量,氣體全部逸出)

下列說法一定正確的是( )

A. 溶液中一定含有Na+,Na+濃度是0.35mol/L

B. 溶液中只有SO42-、CO32-、NH4+離子

C. 溶液中可能含有Cl-,一定沒有Fe3+

D. 取原溶液少許加入硝酸酸化的AgNO3溶液檢驗(yàn)是否有Cl-

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如表所示的五種元素中,W、X、Y、Z為短周期元素,這四種元素的原子最外層電子數(shù)之和為22。下列說法正確的是

A. X、Y、Z三種元素最低價氫化物的沸點(diǎn)依次升高

B. 由X、Y和氫三種元素形成的化合物中只能有共價鍵

C. 由X、Y兩種元素形成的化合物都是酸性氧化物

D. T元素的單質(zhì)具有半導(dǎo)體的特性,T與Z元素可形成化合物TZ4

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下表為元素周期表的一部分,表中列出12種元素在周期表中的位置,請回答:

周期

A

A

A

A

A

A

A

0

1)這12種元素中,化學(xué)性質(zhì)最不活潑的元素是______(填元素符號或化學(xué)式,下同),得電子能力最強(qiáng)的原子是______,常溫下單質(zhì)為液態(tài)的非金屬單質(zhì)是____________。

2)失電子能力最強(qiáng)的單質(zhì)與水反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式是________________

3)寫出⑦⑧⑨與①形成的簡單化合物中最穩(wěn)定的分子式________。寫出⑧⑩兩種元素最高價氧化物對應(yīng)水化物中酸性較弱的化學(xué)式________

4)寫出⑨⑩與①形成的化合物中沸點(diǎn)最低的化學(xué)式______酸性最強(qiáng)的化學(xué)式_______。

5)寫出④的單質(zhì)置換出⑦的單質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)方程式:__________________。②和⑥兩種元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物相互反應(yīng)的離子方程式為_____________。

6)用電子式表示⑤與⑨組成的二元化合物的形成過程________________________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一定條件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2===CH2(g)+4H2O(g);已知溫度對CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和催化劑催化效率的影響如圖,下列說法不正確的是( )

A. 該反應(yīng)的逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

B. 平衡常數(shù):KM>KN

C. 生成乙烯的速率:v(N)一定大于v(M)

D. 當(dāng)溫度高于250 ℃,升高溫度,催化劑的催化效率降低

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】將久置在空氣中的鋅粒投人稀硫酸中,測得鋅粒和硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率v(H2)與反應(yīng)時間t的關(guān)系曲線如圖所示。下列推論不正確的是( )

A.O→a段由于是鋅粒表面的氧化物與酸的反應(yīng),所以未產(chǎn)生氣體

B.b→c段產(chǎn)生氫氣的速率增大較快的主要原因是溫度升高

C.c時刻反應(yīng)生成的H2的量最多

D.c時刻之后產(chǎn)生氫氣的速率減小的主要原因是溶液中c(H+ )減小

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】25℃時,草酸溶液中部分微粒的物質(zhì)的量濃度隨NaOH溶液的加入pH 的變化如圖所示。其中c (H2C2O4) +c (HC2O4)+ c (C2O42)=0.1mol/L,下列說法不正確的是

A. H2C2O4Ka2數(shù)量級為105

B. NaHC2O4溶液中,c (Na+)>c(HC2O4)>c (H+)>c (OH)

C. 0.1mol/L H2C2O4溶液,H2C2O4的電離度為80%

D. pH=7.0的溶液中,c (Na+)=0.1 + c(C2O42) - c (H2C2O4)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】t℃CuSO4的溶解度是Sg,其飽和溶液密度為dg·cm3,物質(zhì)的量濃度為cmol·L1。向足量飽和溶液中加入mg無水CuSO4或蒸發(fā)掉ng水后恢復(fù)t℃,均能獲得Wg膽礬晶體,下列關(guān)系式正確的是

A. c=mol·L1 B. S=g

C. m=g D. W=g

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知:在36 g 碳不完全燃燒所得氣體中,CO占1/3體積,CO2占2/3體積,且知C(s) +1/2O2(g) = CO(g) △H = -110.5 kJ/mol CO(g) +1/2O2(g) = CO2(g) △H = -283 kJ/mol,下列說法錯誤的是

A. 與這些碳完全燃燒相比,碳不完全燃燒損失的熱量是 283kJ

B. CO2(g)= C(s) + O2(g) △H = +393.5 kJ/mol

C. 3mol C(s)與2mol O2(g)完全反應(yīng)放出的熱量為614.5 kJ

D. 已知相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下

化學(xué)鍵

H—H

C—O

H—O

C—H

E/(kJ·mol-1)

436

343

1 076

465

413

則CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH= +99 kJ/mol

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案