氮是地球上含量豐富的一種元素,其單質(zhì)及化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。
(1)一定溫度下,在1L容積恒定的密閉容器中充入2 mol N2和8molH2并發(fā)生反應(yīng)。10min達(dá)平衡,測得氨氣的濃度為0.4 mol·L-1,此時(shí)氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為________。若想提高氨氣的產(chǎn)率,根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理,提出合理的建議______________(寫出一條即可)。
(2)如圖是1mol NO2(g)和1mol CO(g)反應(yīng)生成lmol CO2(g)和1 mol NO(g)過程中能量變化示意圖,請(qǐng)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_____________________。
(3)在容積恒定的密閉容器中,進(jìn)行如下反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,其平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表:
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式:K=_____________;
②試判斷K1__________K2(填寫“>”“=”或“<”=;
③NH3(g)燃燒的方程式為:4NH3(g)+7O2(g)=4NO2(g)+6H2O(l),已知:
H2(g)+O2(g)2H2O(l) △H=-483.6 kJ/mol
N2(g)+2O2(g)2NO2(g) △H=+67.8 kJ/mol
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.0 kJ/mol
請(qǐng)計(jì)算NH3(g)的燃燒熱________kJ/mol。
(1)10%;增大反應(yīng)物濃度(或降低溫度,或增大壓強(qiáng),或及時(shí)轉(zhuǎn)移走生成的氨);(2)NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ?mol-1;
(3)
②>;③282.8kJ/mol.
解析試題分析:(1)10min達(dá)平衡,測得氨氣的濃度為0.4mol/L,則氮?dú)獾臐舛茸兓繛?.4mol/L×1/2=0.2mol/L,故氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率=0.2/2×100%=10%;
增大反應(yīng)物濃度,降低溫度,增大壓強(qiáng),或及時(shí)轉(zhuǎn)移走生成的氨,都可以使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),氨氣的產(chǎn)率提高。
(2)該反應(yīng)的焓變△H=E1-E2=134KJ/mol-368KJ/mol=-234KJ/mol,所以熱化學(xué)方程式為NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ?mol-1,
(3)①N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)的平衡常數(shù)表達(dá)式k=
②N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,所以K1>K2,
③NH3(g)燃燒的方程式為4NH3(g)+7O2(g)═4NO2(g)+6H2O(l),已知:
Ⅰ、2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-483.6kJ/mol
Ⅱ、N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.8kJ/mol
Ⅲ、N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.0kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律,Ⅱ×2-Ⅲ×2+Ⅰ×3得:4NH3(g)+7O2(g)═4NO2(g)+6H2O(l),△H=2×67.8kJ/mol
-2×(-92.0kJ/mol)+3×(-483.6kJ/mol)=-1131.2kJ/mol,故氨氣的燃燒熱為1131.2 kJ/mol/4=282.8kJ/mol,
考點(diǎn):化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算、化學(xué)平衡影響因素、化學(xué)平衡常數(shù),反應(yīng)熱的計(jì)算等
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
2013年霧霾天氣多次肆虐我國中東部地區(qū)。其中,汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一。
(1)汽車尾氣凈化的主要原理為:2NO(g)+2CO (g)2CO2 (g) +N2 (g)在密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)時(shí),c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時(shí)間(t)的變化曲線,如圖所示。據(jù)此判斷:
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為 。
②該反應(yīng)的ΔH 0(選填“>”、“<”)。
③當(dāng)固體催化劑的質(zhì)量一定時(shí),增大其表面積可提高化 學(xué)反應(yīng)速率。若催化劑的表面積S1>S2,在圖中畫出c(CO2)在T2、S2條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線。
(2)直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問題。
① 煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物,用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污
染。
CH4(g)+2NO2(g) = N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) =-867kJ·mol-1
2NO2(g) N2O4(g) =-56.9kJ·mol-1
寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式 。
②將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用,可 達(dá)到低碳排放的目的。下圖是通過光電轉(zhuǎn)化原理以廉價(jià)原料制備新產(chǎn)品的示意圖。寫出上述光電轉(zhuǎn)化過程的化學(xué)反應(yīng)方程式 。催化劑a、b之間連接導(dǎo)線上電子流動(dòng)方向是 (填a→b或b→a) 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)能源的開發(fā)利用與人類社會(huì)的可持續(xù)性發(fā)展息息相關(guān)。
已知:① Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) △H1="a" kJ/mol
②CO(g)+1/2 O2(g)=CO2(g) △H2="b" kJ/mol
③4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H3="c" kJ/mol
則C的燃燒熱____________________________kJ.mol-1
(2)某實(shí)驗(yàn)小組模擬工業(yè)合成氨反應(yīng)N2+3H2 2NH3 △H ="-92.4" kJ/mol,開始他們將N2和H2混合氣體20mol (體積比1:1)充入5L合成塔中.反應(yīng)前壓強(qiáng)為P0,反應(yīng)過程中壓強(qiáng)用P表示,反應(yīng)過程中P/P0與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。請(qǐng)回答下列問題:
①反應(yīng)達(dá)平衡的標(biāo)志是(填字母代號(hào))_____________
A.壓強(qiáng)保持不變
B.氣體密度保持不變
C.NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍
②2min時(shí),以C(N2)變化表示的平均反應(yīng)速率為___________
③若提高N2的轉(zhuǎn)化率可采取的措施有_______________
A.向體系中按體積比1:1再充入N2和H2
B.分離出NH3
C.升高溫度
D.充入He氣使壓強(qiáng)增大
E.加入一定量的N2
(3)25°C時(shí),BaCO3和BaSO4的溶度積常數(shù)分別是8×10-9和1×10-10,某含有BaCO3沉淀的懸濁液中c(CO32-)=0.2mol/L,如果加入等體積的Na2SO4溶液,若要產(chǎn)生 BaSO4沉淀,加入Na2SO4溶液的物質(zhì)的量濃度最小是________mol /L。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意義。
(1)用CO可以合成甲醇。已知:
CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-764.5 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
則CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH=________kJ·mol-1
(2)下列措施中能夠增大上述合成甲醇反應(yīng)的反應(yīng)速率的是________(填寫序號(hào)).
a.使用高效催化劑 b.降低反應(yīng)溫度
c.增大體系壓強(qiáng) d.不斷將CH3OH從反應(yīng)混合物中分離出來
(3)在一定壓強(qiáng)下,容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H2,在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇,平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖所示。
①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
②100 ℃時(shí),該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=________(mol·L-1)-2;
③在其它條件不變的情況下,再增加a mol CO和2a molH2,達(dá)到新平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(4)某科研小組用SO2為原料制取硫酸。
①利用原電池原理,用SO2、O2和H2O來制備硫酸,該電池用多孔材料作電極,它能吸附氣體,同時(shí)也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。請(qǐng)寫出該電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式________________。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液,然后電解該溶液可制得硫酸。電解原理示意圖如下圖所示。請(qǐng)寫出開始時(shí)陽極反應(yīng)的電極反應(yīng)式________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
霧霾已經(jīng)嚴(yán)重影響我們的生存環(huán)境;鹆Πl(fā)電廠釋放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等氣體會(huì)造成環(huán)境污染。
圖22-1 圖22-2 圖22-3
(1)利用甲烷催化還原NOx:
①CH4(g) + 4NO2(g) =" 4NO(g)" + CO2(g) + 2H2O(g) △H1=-574kJ?mol-1
②CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H2=-1160kJ?mol-1
甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為 。
(2)將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為:
CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) △H3
①取五份等體積CO2和H2的混合氣體(物質(zhì)的量之比均為1∶3),分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)相同時(shí)間后,測得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH) 與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線(見圖22-1),則上述CO2轉(zhuǎn)化為甲醇反應(yīng)的△H3 0(填“>”、“<”或“=”)。
②在一恒溫恒容密閉容器中充入1mol CO2和3mol H2,進(jìn)行上述反應(yīng)。測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖22-2所示。
下列說法正確的是 (填字母代號(hào))。
A.第10min后,向該容器中再充入1molCO2和3molH2,則再次達(dá)到平衡時(shí)c(CH3OH) ="1.5" mol/L |
B.達(dá)到平衡時(shí),氫氣的轉(zhuǎn)化率為0.75 |
C.0~10分鐘內(nèi),氫氣的平均反應(yīng)速率為0.075mol/(L?min) |
D.該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)的值為3/16 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
硫酸鹽主要來自地層礦物質(zhì),多以硫酸鈣、硫酸鎂的形態(tài)存在。
(1)已知:①Na2SO4(s)=Na2S(s)+2O2(g) ; ΔH1=" +1011.0" kJ · mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ; ΔH2=-393.5 kJ · mol-1
③2C(s)+O2(g)="2CO(g)" ;ΔH3=-221.0 kJ · mol-1
則反應(yīng)④Na2SO4(s)+4C(s)=Na2S(s)+4CO(g);ΔH4= kJ · mol-1,該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的原因是 ;工業(yè)上制備Na2S不用反應(yīng)①,而用反應(yīng)④的理由是 。
(2)已知不同溫度下2SO2+O22SO3的平衡常數(shù)見下表。
溫度(℃) | 527 | 758 | 927 |
平衡常數(shù) | 784 | 1.0 | 0.04 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)在298K時(shí),1mol C2H6 在氧氣中完全燃燒生成CO2和液態(tài)水,放出熱量1558.3kJ。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 。
(2)利用該反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池:用KOH溶液作電解質(zhì)溶液,多孔石墨作電極,在電極上分別通入乙烷和氧氣。通入乙烷氣體的電極應(yīng)為 極(填“正”或“負(fù)”),該電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為 。
(3)在右圖所示實(shí)驗(yàn)裝置中,石墨棒上的電極反應(yīng)式為 。如果起始時(shí)盛有1L pH=5的CuSO4溶液(25℃,CuSO4足量),一段時(shí)間后溶液的pH變?yōu)?,此時(shí)可觀察到的現(xiàn)象是 。若要使溶液恢復(fù)到起始濃度(溫度不變,忽略溶液體積的變化),可向溶液中加入 (填物質(zhì)名稱),其質(zhì)量約為 。
(4)將普通碳鋼釘放入“84消毒液”(NaClO溶液)中浸泡一段時(shí)間。預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 。
(5)為了進(jìn)一步探究碳鋼釘在該消毒液(NaClO)中的腐蝕原理,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置,寫出碳(C)極上發(fā)生的電極反應(yīng)式 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
I.已知:反應(yīng)①H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ΔH=" —184" kJ/mol
②4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=" —115.6" kJ/mol
請(qǐng)回答:
(1)H2與O2反應(yīng)生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式
(2)斷開1 mol H—O 鍵所需能量約為 kJ。
II.實(shí)施以減少能源浪費(fèi)和降低廢氣排放為基本內(nèi)容的節(jié)能減排政策,是應(yīng)對(duì)全球氣候問題、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的必然選擇;ば袠I(yè)的發(fā)展必須符合國家節(jié)能減排的總體要求。試運(yùn)用所學(xué)知識(shí),解決下列問題:
(1)已知某反應(yīng)的平衡表達(dá)式為: ,它所對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為: 。
(2)已知在400℃時(shí),N2 (g)+ 3H2(g) 2NH3(g) △H<0 的K="0.5," 則400℃時(shí),在0.5L的反應(yīng)容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng),一段時(shí)間后,測得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol,則此時(shí)反應(yīng)V(N2)正 V(N2)逆(填:>、<、=、不能確定)。欲使得該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率加快,同時(shí)使平衡時(shí)NH3的體積百分?jǐn)?shù)增加,可采取的正確措施是 (填序號(hào))
A.縮小體積增大壓強(qiáng) B.升高溫度 C.加催化劑 D.使氨氣液化移走
(3)在一定體積的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):A(g) + 3B(g) 2C(g) + D(s) ΔH,其化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度t的關(guān)系如下表:
t/K | 300 | 400 | 500 | … |
K/(mol·L-1)2 | 4×106 | 8×107 | K1 | … |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
人們已經(jīng)研制出以丙烷為燃料的新型燃料電池,電解質(zhì)為熔融碳酸鹽,電池總反應(yīng)方程式為:C3H8+5O2=3CO2+4H2O。
(1)已知:2C3H8(g)+7O2(g)=6CO(g)+8H2O(l)
C(s)+O2(g)=CO2(g)
2C(s)+O2(g)=2CO(g)
則反應(yīng)C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(1)的△H___________________。.
(2)該電池的正極通入O2和CO2,負(fù)極通入丙烷,則正極的電極反應(yīng)式為_________________,電池工作時(shí)CO32—移向_____________極。
(3)用該電池電解1L 1 mol·L—1的AgNO3溶液,此電解池反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________;當(dāng)該電池消耗0.005molC3H8時(shí),所得溶液的pH為__________(溶液體積變化忽略不計(jì))
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