【題目】(一)氨是一種重要的化工產(chǎn)品,是氮肥工業(yè)、有機(jī)合成工業(yè)以及制造硝酸、銨鹽和純堿的原料,也是一種常用的制冷劑。
(1)某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)合成氨的反應(yīng)。在容積固定為2L 的密閉容器內(nèi)充入1mol N2和3mol H2,加入合適催化劑(體積可以忽略不計(jì))后在一定溫度壓強(qiáng)下開始反應(yīng),并用壓力計(jì)監(jiān)測容器內(nèi)壓強(qiáng)的變化如下:
反應(yīng)時(shí)間 /min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
壓強(qiáng)/MPa | 16.80 | 14.78 | 13.86 | 13.27 | 12.85 | 12.60 | 12.60 |
則從反應(yīng)開始到25 min 時(shí),以N2 表示的平均反應(yīng)速率=__________。
(2)工業(yè)合成氨的反應(yīng)方程式為: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH 下圖Ⅰ是合成氨反應(yīng)的能量與反應(yīng)過程相關(guān)圖(未使用催化劑);圖Ⅱ是合成氨反應(yīng)在2L 容器中、相同投料情況下、其它條件都不變時(shí),某一反應(yīng)條件的改變對(duì)反應(yīng)的影響圖。
下列說法正確的是________________。
A.ΔH=-92.4kJ/mol
B.使用催化劑會(huì)使E1的數(shù)值增大
C.為了提高轉(zhuǎn)化率,工業(yè)生產(chǎn)中反應(yīng)的濃度越低越好
D.圖Ⅱ是不同溫度下反應(yīng)體系中氨的物質(zhì)的量與反應(yīng)時(shí)間關(guān)系圖,且TA>TB;
E.在曲線A條件下,反應(yīng)從開始到平衡,消耗N2的平均速率為mol·L-1·min-1
(3)一定溫度下,向一個(gè)容積為2 L的密閉容器中通入2 mol N2和7 mol H2,達(dá)到平衡時(shí)測得容器的壓強(qiáng)為起始時(shí)的7/9倍,在同一溫度,同一容器中,將起始物質(zhì)改為amol N2 ,b molH2,c mol NH3 (a,b,c均不為零)欲使平衡混合物中各物質(zhì)的質(zhì)量與原平衡相同,則a,b,c滿足的關(guān)系為_____________(用含a,b,c的表達(dá)式表示),且欲使反應(yīng)在起始時(shí)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,c的取值范圍是_______
(二) 在容積為1.00L的容器中,通入一定量的N2O4,發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g),隨溫度升高,混合氣體的顏色變深;卮鹣铝袉栴}:
(1)反應(yīng)的△H______0(填“大于”“小于”);100℃時(shí),體系中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如圖所示。在0~60s時(shí)段,反應(yīng)速率v(N2O4)為________mol·L-1·s-1
(2)100℃時(shí)達(dá)到平衡后,改變反應(yīng)溫度為T,c(N2O4)以0.0020mol·L-1·s-1的平均速率降低,經(jīng)10s又達(dá)到平衡。T_______100℃(填“大于”“小于”),判斷理由是________。
(3)溫度T時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡后,將反應(yīng)容器的容積減少一半,平衡向_______(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動(dòng),判斷理由是__________________。
(4)已知:
甲醇脫水反應(yīng)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1=-23.9kJ·mol-1
甲醇制烯烴反應(yīng)2CH3OH(g)=C2H4 (g)+H2O(g) △H2=-29.1kJ·mol-1
乙醇異構(gòu)化反應(yīng)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)) △H3=+50.7kJ·mol-1
則乙烯氣相直接水合反應(yīng)C2H4 (g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的△H=____________ kJ·mol-1。
【答案】0.01 mol·L-1·min-1 ADEa+c/2= 2,d+3c/2= 72<c<4大于0.001大于c(N2O4)降低平衡正向移動(dòng),正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故溫度升高逆反應(yīng)增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)即逆反應(yīng)方向-45.5
【解析】
(一)(1)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始: 1 3 0
變化: x 3x 2x
平衡: 1-x 3-3x 2x
在同溫沒體積的條件下,氣體的物質(zhì)的量之比等于壓強(qiáng)之比,即有,解得x=0.5,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式,v(N2)=mol/(L·min)=0.01mol/(L·min);
(2)A、反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,即反應(yīng)為放熱反應(yīng),△H=(312.4-404.8)kJ·mol-1=-92.4kJ·mol-1,選項(xiàng)A正確;B、催化劑降低活化能,E1降低,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C、濃度降低,化學(xué)反應(yīng)速率降低,工業(yè)生產(chǎn)時(shí)不是反應(yīng)的濃度越低越好,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D、圖II曲線A先達(dá)到平衡,即TA>TB,選項(xiàng)D正確;E、曲線A中生成NH3的物質(zhì)的量為n1mol,則消耗N2的物質(zhì)的量為n1/2mol,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的定義,v(N2)=n1/4t1mol/(L·min),選項(xiàng)E正確;答案選ADE;
(3)恒溫恒容時(shí),構(gòu)成等效平衡,轉(zhuǎn)化到同一半邊,投入量與原平衡投入量相等,即a+c/2=2,b+3c/2=7,要想開始時(shí)從逆反應(yīng)方向開始,c的最大值應(yīng)為4mol,但a、b、c均不為0,則c<4,
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始: 2 7 0
變化: x 3x 2x
平衡: 2-x 7-3x 2x 相同條件下,壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,,解得x=1。欲使反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,則c>2,綜上所述,c的取值范圍是2<c<4;
(二)(1)根據(jù)題意,溫度升高,混合氣體顏色變深,說明升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,即△H大于0;根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式,v(N2O4)==0.001mol/(L·s);
(2)c(N2O4)降低平衡正向移動(dòng),正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故溫度升高,即T大于100℃;
(3)減少容積,壓強(qiáng)增大,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),原因是增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)即逆反應(yīng)方向;
(4)①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H1=-23.9kJ·mol-1,
②2CH3OH(g)=C2H4 (g)+2H2O(g) △H2=-29.1kJ·mol-1,
③CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g)) △H3=+50.7kJ·mol-1,根據(jù)目標(biāo)反應(yīng)方程式,推出①-②-③得出△H=(-23.9+29.1-50.7)kJ·mol-1=-45.5kJ·mol-1。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-Q1 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)===H2O(g)ΔH=-Q2 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)===H2O(l)ΔH=-Q3 kJ·mol-1
常溫下取體積比為4∶1的甲烷和氫氣的混合氣體11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),經(jīng)完全燃燒后恢復(fù)到室溫,則放出的熱量(單位:kJ)為
A. 0.4Q1+0.05Q3B. 0.4Q1+0.05Q2C. 0.4Q1+0.1Q3D. 0.4Q1+0.2Q2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氧化材料具有高硬度、高強(qiáng)度、高韌性、極高的耐磨性及耐化學(xué)腐蝕性等優(yōu)良的物化性能。以鋯英石(主要成分為 ZrSiO4,含有少量Al2O3、SiO2、Fe2O3等雜質(zhì))為原料通過堿熔法制備氧化鋯(ZrO2)的流程如下:
25℃時(shí),有關(guān)離子在水溶液中沉淀時(shí)的pH數(shù)據(jù):
Fe(OH)3 | Zr(OH)4 | Al(OH)3 | |
開始沉淀時(shí)pH | 1.9 | 2.2 | 3.4 |
沉淀完全時(shí)pH | 3.2 | 3.2 | 4.7 |
請(qǐng)回答下列問題:
(1)流程中旨在提高化學(xué)反應(yīng)速率的措施有___________。
(2)操作I的名稱是___________濾渣2的成分為___________。
(3)鋯英石經(jīng)“高溫熔融”轉(zhuǎn)化為Na2ZrO3,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:___________。
(4)“調(diào)節(jié)pH”時(shí),合適的pH范圍是___________。為了得到純的ZrO2,Zr(OH)4需要洗滌,檢驗(yàn)Zr(OH)4是否洗滌干凈的方法是___________。
(5)寫出“高溫煅燒”過程的化學(xué)方程式___________。根據(jù)ZrO2的性質(zhì),推測其兩種用途___________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】大氣污染物氟利昂—12的分子式是CF2Cl2,它是一種鹵代烴,關(guān)于氟利昂—12的說法錯(cuò)誤的是( )
A.它有兩種同分異構(gòu)體
B.化學(xué)性質(zhì)雖穩(wěn)定,但在紫外線照射下,可發(fā)生分解,產(chǎn)生的氯原子可引發(fā)損耗 O3的反應(yīng)
C.大多數(shù)無色
D.它可看作甲烷分子的氫原子被氟、氯原子取代后的產(chǎn)物
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知:A 是石油裂解氣的主要產(chǎn)物之一,其產(chǎn)量常用于衡量一個(gè)國家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志。下列是有機(jī)物 A~G 之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系:
請(qǐng)回答下列問題:
(1)A 的官能團(tuán)的名稱是___________; C 的結(jié)構(gòu)簡式是________;
(2)E 是一種具有香味的液體, 由 B+D→E 的反應(yīng)方程式為___________, 該反應(yīng)類型是______________;
(3)G 是一種高分子化合物,其結(jié)構(gòu)簡式是______________;
(4)比賽中,當(dāng)運(yùn)動(dòng)員肌肉挫傷或扭傷時(shí),隨隊(duì)醫(yī)生即對(duì)準(zhǔn)受傷部位噴射物質(zhì) F(沸點(diǎn) 12.27°C)進(jìn)行應(yīng)急處理.寫出由A 制 F 的化學(xué)反應(yīng)方程式______________。
(5)E 的同分異構(gòu)體能與 NaHCO3溶液反應(yīng),寫出該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式_______。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】對(duì)于反應(yīng)3Cl2+6NaOH==5NaCl+NaClO3+3H2O,以下敘述正確的是( )
A. Cl2是氧化劑,NaOH是還原劑
B. 被氧化的Cl原子和被還原的Cl原子的物質(zhì)的量之比為5∶1
C. Cl2既做氧化劑又做還原劑
D. 氧化劑得電子數(shù)與還原劑失電子數(shù)之比為5∶1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列我國科技成果所涉及物質(zhì)的應(yīng)用中,發(fā)生的不是化學(xué)變化的是
A.甲醇低溫所制氫氣用于新能源汽車 | B.氘、氚用作“人造太陽”核聚變?nèi)剂?/span> | C.偏二甲肼用作發(fā)射“天宮二號(hào)”的火箭燃料 | D.開采可燃冰,將其作為能源使用 |
A. A B. B C. C D. D
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