目前工業(yè)合成氨的原理是:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  △H=-93.0kJ /mol;另據(jù)報(bào)道,一定條件下:2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g)  △H=" +1530.0kJ" /mol。
(1)氫氣的燃燒熱△H=_______________kJ/mol。
(2)在恒溫恒壓裝置中進(jìn)行工業(yè)合成氨反應(yīng),下列說法正確的是      
A.氣體體積不再變化,則已平衡
B.氣體密度不再變化,尚未平衡
C.平衡后,往裝置中通入一定量Ar,壓強(qiáng)不變,平衡不移動(dòng)
D.平衡后,壓縮裝置,生成更多NH3
(3)在恒溫恒容裝置中進(jìn)行合成氨反應(yīng),各組分濃度-時(shí)間圖像如下。

① 表示N2濃度變化的曲線是        
② 前25 min 內(nèi),用H2濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率是                
③ 在25 min末剛好平衡,則平衡常數(shù)K =           。
(4)在第25 min 末,保持其它條件不變,升高溫度,在第35 min末再次平衡。平衡移動(dòng)過程中H2濃度變化了1.5 mol·L1,在圖中畫出第25 min ~ 40 min NH3濃度變化曲線。
(5)已知常溫下,NH4+ 的水解常數(shù)為1.0×109,則0.1mol/L NH4Cl溶液pH=           。(忽略NH4+水解對(duì)NH4+濃度的影響)
(16分)
(1)-286.0 (2分,不寫“-”扣1分)
(2)AD    (2分)
(3)① C    (2分)
② 0.12 mol / (L·min)   (3分,數(shù)據(jù)2分,單位1分)
③ 0.15     (2分)
(4)(3分,起點(diǎn)1分,拐點(diǎn)1分,延長線1分)
(5) 5 (2分)

試題分析:(1)先將已知兩個(gè)熱化學(xué)方程式編號(hào)為①②,再根據(jù)蓋斯定律,將(①×2—②)/3可得:2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l)  △H=-572.0kJ /mol,最后將系數(shù)減半,則焓變隨之減半,即H2(g)+O2(g)= 2H2O(l)  △H=-286.0kJ /mol;根據(jù)燃燒熱概念可得,氫氣的燃燒熱△H=-286.0kJ /mol;(2)恒溫恒壓下,氣體摩爾體積相同,由于n=V/Vm,則氣體體積不再變化,就是氣體的物質(zhì)的量不再變化,說明反應(yīng)已達(dá)平衡,故A正確;氣體密度等于氣體質(zhì)量除以氣體總體積,根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知?dú)怏w質(zhì)量始終不變,若氣體密度不再變化時(shí),則氣體總體積不變,氣體的物質(zhì)的量不變,說明反應(yīng)已達(dá)平衡,故B錯(cuò);平衡后充入惰性氣體,維持恒溫恒壓,必須增大容器容積,減小各組分濃度,其實(shí)質(zhì)是減小壓強(qiáng),平衡向逆反應(yīng)方向或氣體體積增大方向移動(dòng),故C錯(cuò);平衡后,壓縮裝置,縮小容器容積,其實(shí)質(zhì)是增大壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向或氣體體積減小方向移動(dòng),故D正確;(3)①合成氨的原理為N2(g)+3H2(g)2NH3(g),讀圖可知,前25min內(nèi)A的濃度由6.0mol/L逐漸減小為3.0mol/L,C的濃度由2.0mol/L逐漸減小到1.0mol/L,B的濃度由0逐漸增大到2.0mol/L,則A、C、B的變化濃度分別為3.0mol/L、1.0mol/L、2.0mol/L,因此A、C、B分別表示氫氣、氮?dú)夂桶睔獾臐舛入S反應(yīng)時(shí)間變化的曲線;②由于前25min內(nèi)氫氣的濃度由6.0mol/L逐漸減小為3.0mol/L,其變化濃度為3.0mol/L,則v(H2)=△c(H2)/△t="3.0mol/L÷25min" ="0.12" mol / (L·min);③根據(jù)三行數(shù)據(jù)法可得:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
各組分的起始濃度/ mol·L-1       2.0    6.0        0
各組分的變化濃度/ mol·L-1       1.0    3.0       2.0
各組分的平衡濃度/ mol·L-1       1.0    3.0       2.0
K==≈0.15(保留兩位有效數(shù)字)
(4)由于合成氨的正反應(yīng)的△H=-93.0kJ /mol,則正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),即平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則反應(yīng)物濃度增大,氨氣濃度減小,根據(jù)三行數(shù)據(jù)法可得:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
25min時(shí)各組分濃度/ mol·L-1       1.0    3.0       2.0
各組分的變化濃度/ mol·L-1         0.5    1.5      1.0
35min時(shí)各組分濃度/ mol·L-1       1.5    4.5       1.0
因此,25min→35min,氨氣濃度由2.0mol/L逐漸減小為1.0mol/L;35min→40min,氨氣濃度為1.0mol/L,始終保持不變;(5)氯化銨是強(qiáng)酸弱堿鹽,其完全電離出的銨根離子部分水解,生成一水合氨和氫離子,存在水解平衡,設(shè)溶液中氫離子濃度為xmol/L,由三行數(shù)據(jù)法可得:
NH4++H2ONH3?H2O+H+
各組分的起始濃度/ mol·L-1            0.1             0      0
各組分的變化濃度/ mol·L-1             x              x      x
各組分的平衡濃度/ mol·L-1           0.1—x            x      x
K===1.0×109
由于銨根離子水解程度很小,則0.1—x≈0.1,則==1.0×109,則x 2=1.0×1010,x=1.0×105;由于pH=—lgc(H+)=5。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:計(jì)算題

甲烷和氨在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。
(1)制備合成氨原料氣H2,可用甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化法,主要轉(zhuǎn)化反應(yīng)如下:
CH4(g) + H2O(g)  CO(g) + 3H2(g)   ΔH =" +206.2" kJ/mol
CH4(g) + 2H2O(g)  CO2(g) +4H2(g)  ΔH = +165.0kJ/mol
上述反應(yīng)所得原料氣中的CO能使氨合成催化劑中毒,必須除去。工業(yè)上常采用催化劑存在下CO與水蒸氣反應(yīng)生成易除去的CO2,同時(shí)又可制得等體積的氫氣的方法。此反應(yīng)稱為一氧化碳變換反應(yīng),該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是                 。
(2)工業(yè)生產(chǎn)尿素的原理是以NH3和CO2為原料合成尿素[CO(NH2)2],反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2NH3 (g)+ CO2 (g) CO(NH2)2 (l) + H2O (l),該反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度關(guān)系如下:
T / ℃
165
175
185
195
K
111.9
74.1
50.6
34.8
 
① 反應(yīng)熱ΔH(填“>”、“<”或“=”)_______0。
② 在一定溫度和壓強(qiáng)下,若原料氣中的NH3和CO2的物質(zhì)的量之比(氨碳比),下圖是氨碳比(x)與CO2平衡轉(zhuǎn)化率(α)的關(guān)系。求圖中的B點(diǎn)處,NH3的平衡轉(zhuǎn)化率。

(3)已知甲烷燃料電池的工作原理如下圖所示。該電池工作時(shí),a口放出的物質(zhì)為_________,該電池正極的電極反應(yīng)式為:____          ,工作一段時(shí)間后,當(dāng)3.2g甲烷完全反應(yīng)生成CO2時(shí),有         mol 電子發(fā)生轉(zhuǎn)移。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

科學(xué)家利用太陽能分解水生成的氫氣在催化劑作用下   與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇,并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知:H2(g)、CO(g)和CH3OH(1)的燃燒熱△H分別為-285.8 kJ、一283.0 kJ和一726.5.kJ 。請(qǐng)回答下列問題:
(1)用太陽能分解10mol H2O(1)消耗的能量是________kJ.
(2)甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為:
__________________________________________________________________________.
(3)在容積為2L的密閉容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他條件不變的情況下,
考查溫度對(duì)反應(yīng)的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示(注:、均大于300℃):

下列說法正確的是_______________(填序號(hào))
①溫度為時(shí),從反應(yīng)開始到反應(yīng)達(dá)到平衡,生成甲醇的平均速率為:

②該反應(yīng)在時(shí)的平衡常數(shù)比時(shí)的小
③該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
④處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系的溫度從變到,達(dá)到平衡時(shí)增大
(4)在溫度時(shí),將1mol CO2和3mol H2充入一密閉恒容容器中,充分反應(yīng)達(dá)到平衡后,若CO2的轉(zhuǎn)化率為a,則此時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比為___________。
(5)在直接以甲醇為燃料的燃料電池中,電解質(zhì)溶液為酸性,負(fù)極的反應(yīng)式為___________________;正極的反應(yīng)式為_____________________________________.理想狀態(tài)下,該燃料電池消耗lmol甲醇所能產(chǎn)生的最大電能為701.8kJ,則該燃料電池的理論效率為_______________(燃料電池的理論效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料電池反應(yīng)所能釋放的全部能量之比)。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

SF6是一種優(yōu)良的氣體絕緣材料,分子結(jié)構(gòu)中只存在S—F鍵。發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:S(s)+3F2(g) = SF6(g)  ΔH=" ―1220" kJ/mol 。已知:1mol S(s) 轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子吸收能量280kJ,斷裂1mol F—F 鍵需吸收的能量為160 kJ ,則斷裂1mol S—F 鍵需吸收的能量為
A.330 kJB.276.67 kJC.130 kJD.76.67 kJ

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

下列說法正確的是:(    )
A.在100 ℃.101 kPa條件下,液態(tài)水的氣化熱為40.69 kJ·mol-1,則H2O(g)H2O(l) 的ΔH ="+" 40.69 kJ·mol-1
B.已知MgCO3的Ksp = 6.82 × 10-6,則所有含有固體MgCO3的溶液中,都有c(Mg2+) = c(CO32-),且c(Mg2+) · c(CO32-)= 6.82 × 10-6
C.常溫下,在0.10 mol·L-1的NH3·H2O溶液中加入少量NH4Cl晶體,能使NH3·H2O的電離度降低,溶液的pH減小
D.已知:
共價(jià)鍵
C-C
C=C
C-H
H-H
鍵能/ kJ·mol-1
348
610
413
436
 
則可以計(jì)算出反應(yīng)的ΔH為-384 kJ·mol-1

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:計(jì)算題

工業(yè)合成氨的反應(yīng)為:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)    △H<0。某實(shí)驗(yàn)將3.0 mol N2(g)和4. 0 mol H2(g)充入容積為10L的密閉容器中,在溫度T1下反應(yīng)。測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間的變化如下圖所示。

(1)反應(yīng)開始3min內(nèi),H2的平均反應(yīng)速率為                         
(2)計(jì)算該條件下合成氨反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)(寫出計(jì)算過程,結(jié)果保留2位有效數(shù)字)。
(3)僅改變溫度為T2 ( T2小于TI)再進(jìn)行實(shí)驗(yàn),請(qǐng)?jiān)诖痤}卡框圖中畫出H2的物質(zhì)的量隨
反應(yīng)時(shí)間變化的預(yù)期結(jié)果示意圖。
(4)在以煤為主要原料的合成氨工業(yè)中,原料氣氫氣常用下述方法獲得:

寫出上述CO與H2O(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:                     
(5)合成氨工業(yè)中,原料氣(N2、H2混有少量CO、NH3)在進(jìn)入合成塔之前,用醋酸二氨合銅(I)溶液來吸收CO其反應(yīng)為:CH3COO[Cu(NH3)2]+CO+NH3CH3COO[Cu(NH3)3]?CO  △H<0。寫出提高CO吸收率的其中一項(xiàng)措施:               

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

下列說法中,正確的是 (   )
A.室溫下,pH=5.6的NaHSO3溶液中c( SO32-)-c( H2SO3)= 10-5.6-10-8.4
B.同溫同壓下,反應(yīng)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和點(diǎn)燃條件下的ΔH不同
C.吸熱反應(yīng)只有在加熱條件下才能發(fā)生,故水不加熱不電離
D.過量的氨水和鹽酸反應(yīng)所得溶液不可能為酸性,但可能為中性

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

在密閉容器內(nèi)充入4 mol S02和3mol 02,在一定條件下建立平衡:
2SO2(g)+02(g) 2SO3(g) △H="-Q" kJ·mol-1(Q>0),測(cè)得SO2的轉(zhuǎn)化率為90%,
則在此條件下反應(yīng)放出的熱量為(   )
A.1.8Q kJB.2Q kJC.Q kJD.0.9 QJ

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

右圖是某條件下反應(yīng)過程中能量變化的曲線圖。根據(jù)圖像判斷下列敘述中正確的是
A.該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=+92kJ/mol
B.曲線是加入催化劑時(shí)的能量變化曲線
C.加入催化劑,該化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值會(huì)減小
D.反應(yīng)2NH3(g) N2(g)+3H2(g) ΔH=+92kJ/mol

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