【題目】氧和氮是大氣的主要成分,氮的化合物在工業(yè)上均有重要的應(yīng)用。
(1)根據(jù)下列反應(yīng)寫出由熱化學(xué)循環(huán)在較低溫度下由水分解制備氫氣的熱化學(xué)方程式:________________
(2)在恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),下列說法可以證明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是__________________。(填序號(hào))
①單位時(shí)間內(nèi)生成n molN2的同時(shí)生成2n molNH3
②1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)N—H鍵形成
③1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)H—H鍵形成
④混合氣體的密度不再改變的狀態(tài) ⑤混合氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài)
⑥混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)。
為提高H2的轉(zhuǎn)化率,實(shí)際生產(chǎn)中宜采取的措施有________(填字母)。
A.及時(shí)移出氨 B.最適合催化劑活性的適當(dāng)高溫
C.適當(dāng)增大壓強(qiáng) D.循環(huán)利用和不斷補(bǔ)充氮?dú)?/span>
E.減小壓強(qiáng) F.降低溫度
(3)電廠煙氣脫氮的主反應(yīng)①: 4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g),副反應(yīng)②: 2NH3(g)+8NO(g)5N2O(g)+3H2O(g)。平衡混合氣中N2與N2O含量與溫度的關(guān)系如圖,請(qǐng)解釋在400K~600K時(shí),平衡混合氣中這兩種氣體的含量隨溫度的變化而改變的原因是_____________________________
(4)肼(N2H4)是一種重要的化工原料,既可用于制藥,又可用作火箭燃料。向2 L的恒容密閉容器中充入2mol N2H4,發(fā)生反應(yīng)N2H4(g)N2(g)+2H2(g),(用x表示)與時(shí)間的關(guān)系如圖1所示,則該溫度下,此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______________。
肼在另一條件下也可達(dá)到分解平衡,同時(shí)生成兩種氣體,且其中一種氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。圖2為平衡體系中肼的體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系,則p2_______ (填“大于”或“小于”) p1。
【答案】 H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=+286 kJ/mol ①③⑤⑥ ABCD 反應(yīng)①為放熱反應(yīng),溫度升高平衡左移,N2含量降低;反應(yīng)②為吸熱反應(yīng),溫度升高平衡右移,N2O含量升高 1 大于
【解析】試題分析:本題考查蓋斯定律的應(yīng)用,化學(xué)平衡的標(biāo)志,化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算,圖像分析以及化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論的實(shí)際應(yīng)用。
(1)將三個(gè)熱化學(xué)方程式編號(hào):
H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l)+O2(g) ΔH1=+327kJ·mol-1(①式)
SO2(g)+I2(s)+2H2O(l)=2HI(aq)+ H2SO4(aq) ΔH2=-151 kJ·mol-1(②式)
2HI(aq)=H2(g)+I2(s) ΔH3=+110 kJ·mol-1(③式)
應(yīng)用蓋斯定律,將①式+②式+③式得H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=+327kJ/mol-151kJ/mol+110kJ/mol=+286kJ/mol,水分解制備氫氣的熱化學(xué)方程式為H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH=+286 kJ/mol。
(2)①單位時(shí)間內(nèi)生成n molN2的同時(shí)生成2n molNH3,表明正、逆反應(yīng)速率相等,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);②1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有6個(gè)N—H鍵形成,只表示了正反應(yīng),不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);③1個(gè)N≡N鍵斷裂的同時(shí),有3個(gè)H—H鍵形成,表示正、逆反應(yīng)速率相等,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);④該反應(yīng)中所有物質(zhì)都是氣體,氣體的質(zhì)量始終不變,容器的容積不變,混合氣體的密度始終不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);⑤建立平衡的過程中氣體分子物質(zhì)的量減小,恒容時(shí)混合氣體的壓強(qiáng)減小,平衡時(shí)氣體物質(zhì)的量不變,混合氣體的壓強(qiáng)不變,混合氣體的壓強(qiáng)不再改變說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);⑥混合氣體的質(zhì)量始終不變,建立平衡過程中氣體物質(zhì)的量減小,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量增大,平衡時(shí)氣體物質(zhì)的量不變,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的為①③⑤⑥。
A項(xiàng),及時(shí)移出氨平衡正向移動(dòng),提高H2的轉(zhuǎn)化率,實(shí)際生產(chǎn)中使用;B項(xiàng),最適合催化劑活性的適當(dāng)高溫可加快反應(yīng)速率,實(shí)際生產(chǎn)中使用;C項(xiàng),適當(dāng)增大壓強(qiáng),一方面加快反應(yīng)速率,另一方面平衡正向移動(dòng),提高H2的轉(zhuǎn)化率,實(shí)際生產(chǎn)中使用;D項(xiàng),循環(huán)利用和不斷補(bǔ)充氮?dú)?/span>,平衡正向移動(dòng),提高H2的轉(zhuǎn)化率,實(shí)際生產(chǎn)中使用;E項(xiàng),減小壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),H2轉(zhuǎn)化率降低,且反應(yīng)速率慢,實(shí)際生產(chǎn)中不使用;F項(xiàng),降低溫度,雖然平衡正向移動(dòng),提高H2的轉(zhuǎn)化率,但反應(yīng)速率慢,實(shí)際生產(chǎn)中不使用;答案選ABCD。
(3)由圖像知,升高溫度N2的含量降低,反應(yīng)①為放熱反應(yīng);升高溫度N2O的含量增加,反應(yīng)②為吸熱反應(yīng)。則在400K~600K時(shí),平衡混合氣中這兩種氣體的含量隨溫度的變化而改變的原因是:反應(yīng)①為放熱反應(yīng),溫度升高平衡左移,N2含量降低;反應(yīng)②為吸熱反應(yīng),溫度升高平衡右移,N2O含量升高。
(4)設(shè)從起始到平衡過程中轉(zhuǎn)化N2H4的物質(zhì)的量為x,用三段式
N2H4(g)N2(g)+2H2(g)
n(起始)(mol) 2 0 0
n(轉(zhuǎn)化)(mol) x x 2x
n(平衡)(mol) 2-x x 2x
由圖像知平衡時(shí)=3,=3,解得x=1mol,則平衡時(shí)N2H4、N2、H2的物質(zhì)的量濃度依次為0.5mol/L、0.5mol/L、1mol/L,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=[c(N2)·c2(H2)]/c(N2H4)==1。
肼在另一條件下也可達(dá)到分解平衡,同時(shí)生成兩種氣體,且其中一種氣體能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán),說明分解生成NH3,反應(yīng)的方程式為3N2H4(g)4NH3(g)+N2(g),其他條件不變時(shí)增大壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),N2H4的體積分?jǐn)?shù)增大,圖像中相同溫度下,p2平衡時(shí)N2H4的體積分?jǐn)?shù)大于p1,則p2大于p1。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】丁苯肽是一種治療腦血管疾病的藥物,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示。
它的一種合成路線如下:
已知:
①
②Y能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
回答下列問題:
(1)丁苯肽所含官能團(tuán)的名稱是_____________。R的名稱是____________。
(2)R→X的反應(yīng)類型是______________。
(3) Y的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________________。
(4)寫出H→丁苯肽的化學(xué)方程式:__________________。
(5)T和G所含官能團(tuán)種類相同,T同時(shí)具備下列條件的結(jié)構(gòu)有________種。其中,在核磁共振氫譜上有4組峰且峰面積之比為1:2:2:2的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________________。
①芳香族化合物;②遇氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng):③T的相對(duì)分子質(zhì)量比G小56。
(6)參照上述信息,以為原料合成 ,設(shè)計(jì)合成路線:________________。
(無機(jī)試劑和2個(gè)C以內(nèi)的有機(jī)試劑任選)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】改變0.1二元弱酸溶液的pH,溶液中的、、的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨pH的變化如圖所示[已知]。
下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A. pH=1.2時(shí),
B.
C. pH=2.7時(shí),
D. pH=4.2時(shí),
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】向50 mL稀H2SO4與稀HNO3的混合溶液中逐漸加入鐵粉,假設(shè)加入鐵粉的質(zhì)量與產(chǎn)生氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)之間的關(guān)系如下圖所示,且每一段只對(duì)應(yīng)一個(gè)反應(yīng)。下列說法正確的
A. 開始時(shí)產(chǎn)生的氣體為H2
B. AB段產(chǎn)生的反應(yīng)為置換反應(yīng)
C. 所用混合溶液中c(HNO3)=0.5mol·L-1
D. 參加反應(yīng)鐵粉的總質(zhì)量m2=5.6 g
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】水是人類賴以生存的重要物質(zhì),而水污染卻嚴(yán)重影響著人類的生存環(huán)境。目前,水污染主要來自①工業(yè)生產(chǎn)中廢渣、廢液的任意排放 ②雨水和土壤接觸 ③農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥、化肥的過量使用 ④城市生活污水的任意排放 ⑤生活垃圾和廢舊電池的隨意丟棄
A. ①②③⑤ B. ②③④⑤ C. ①③④⑤ D. ①②③④⑤
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)既能與鹽酸反應(yīng),又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng),且既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)的是
A. SiO2B. AlC. NaHCO3D. Al2O3
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】空氣吹出法工藝,是目前“海水提溴”的最主要方法之一.其工藝流程如下:
(1)步驟①獲得Br2的離子反應(yīng)方程式為:;
(2)步驟③所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為: . 在該反應(yīng)中,氧化劑是(填化學(xué)式);若反應(yīng)中生成2molHBr,則轉(zhuǎn)移電子數(shù)約為個(gè).
(3)根據(jù)上述反應(yīng)可判斷SO2、Cl2、Br2三種物質(zhì)氧化性由強(qiáng)到弱的順序是:
(4)步驟②通入熱空氣或水蒸氣吹出Br2 , 利用了溴的 .
A.氧化性
B.還原性
C.揮發(fā)性
D.腐蝕性
(5)步驟⑤的蒸餾過程中,溫度應(yīng)控制在80~90℃.溫度過高或過低都不利于生產(chǎn),請(qǐng)解釋原因: .
(6)步驟⑥中溴蒸氣冷凝后得到液溴與溴水的混合物,可利用它們的相對(duì)密度相差很大的特點(diǎn)進(jìn)行分離.分離儀器的名稱是 .
(7)提取溴單質(zhì)時(shí),蒸餾溴水混合物Ⅱ而不是蒸餾溴水混合物Ⅰ,請(qǐng)說明原因: .
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列熱化學(xué)方程式,正確的是( )
A. 甲烷的燃燒熱ΔH=-890.3 kJ·mol-1,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為 CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
B. 500 ℃、30 MPa下,將0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密閉容器中充分反應(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) ΔH=-38.6 kJ·mol-1
C. HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱ΔH=-57.3 kJ·mol-1,則H2SO4和Ca(OH)2反應(yīng)的中和熱ΔH=2×(-57.3)kJ·mol-1
D. 在101 kPa時(shí),2 g H2完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8 kJ熱量,氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式表示為2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
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