【題目】氨為重要的化工原料,有廣泛用途。

(1)合成氨中的氫氣可由下列反應(yīng)制取:

aCH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g) ΔH1=+216.4 kJ·mol1

bCO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) ΔH2=-41.2 kJ·mol1

則反應(yīng)CH4(g)2H2O(g)CO2(g)4H2(g) ΔH_________________________

(2)起始時投入氮?dú)夂蜌錃獾奈镔|(zhì)的量分別為1 mol、3 mol,在不同溫度和壓強(qiáng)下合成氨。平衡時混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖。

①恒壓時,反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是________(填序號)

A N2H2的轉(zhuǎn)化率相等 B 反應(yīng)體系密度保持不變

C c(H2)/c(NH3 )保持不變 D c(NH3 )/c(N2)2

p1________(“>”、“<”、不確定,下同)p2;反應(yīng)的平衡常數(shù):B點(diǎn)________D點(diǎn)。

C點(diǎn)H2的轉(zhuǎn)化率為________;在A、B兩點(diǎn)條件下,該反應(yīng)從開始到平衡時生成氨氣的平均速率:v(A)________v(B)

(3)N2H4可作火箭推進(jìn)劑,NH3NaClO在一定條件下反應(yīng)可生成N2H4。

①寫出NH3NaClO反應(yīng)生成N2H4的化學(xué)方程式________________________________

②已知25 ℃時,N2H4的水溶液呈弱堿性:N2H4H2ON2H5+OHK11×10a N2H5+H2ON2H62+OH K21×10b25 ℃時,向N2H4水溶液中加入H2SO4,欲使c(N2H5+)>c(N2H4),同時c(N2H5+)>c(N2H62+),應(yīng)控制溶液pH的范圍為__________________________________(用含a、b的式子表示)

【答案】175.2 kJ·mol1 BC < > 66.7% < 2NH3NaClON2H4NaClH2O 14b<pH<14a

【解析】

1)已知a.CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g) ΔH1=+216.4kJ·mol1,b.CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol1,根據(jù)蓋斯定律由a+b可得反應(yīng):CH4(g)2H2O(g)CO2(g)4H2(g) ΔH=216.4kJ·mol1+(41.2kJ·mol1)=175.2 kJ·mol1,故答案為:+175.2kJ·mol1

2)①A.氮?dú)夂蜌錃獾某跏嘉镔|(zhì)的量之比為1:3,由反應(yīng)方程式N2+3H22NH3可得,氮?dú)夂蜌錃獍次镔|(zhì)的量之比1:3反應(yīng),所以N2H2的轉(zhuǎn)化率一直是相等的,與是否達(dá)到平衡狀態(tài)無關(guān),故A不選;

B.該反應(yīng)是一個氣體分子式變化的反應(yīng),恒壓是只要不平衡,氣體體積就會發(fā)生變化,因?yàn)闅怏w總質(zhì)量不變,所以密度就會不斷變化,當(dāng)密度不變時,說明達(dá)到平衡狀態(tài),故B選;

C.氮?dú)鈺r反應(yīng)物,氨氣是生成物,若氫氣減少,則氨氣必增多,其比值c(H2)/c(NH3 )就會變化,當(dāng)比值不變時說明已經(jīng)處于平衡狀態(tài),故C選;

D.氫氣是反應(yīng)物,氨氣是生成物,只要不平衡,若氫氣減少,則氨氣必增多,其比值c(H2)/c(NH3 )就會變化,當(dāng)比值不變時說明已經(jīng)處于平衡狀態(tài),但當(dāng)比值為2時,不一定說明不在變化,所以不一定是平衡狀態(tài),故D不選。

故答案為:BC。

②合成氨反應(yīng)是一個氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng)有利于平衡正向移動,有圖可知,溫度相同時,壓強(qiáng)為P1時平衡混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)小于壓強(qiáng)為P2時,所以P1<P2;合成氨正反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度越高,平衡常數(shù)越小,D點(diǎn)溫度高于B點(diǎn)溫度,所以平衡常數(shù):BD,故答案為:<,>。

③設(shè)C點(diǎn)H2的轉(zhuǎn)化率為α(H2)

N2 + 3H2 2NH3

初始(mol) 1 3 0

轉(zhuǎn)化(mol) α(H2) 3α(H2) 2α(H2)

平衡(mol) 1-α(H2) 3-3α(H2) 2α(H2)

因?yàn)槠胶饣旌衔镏邪钡捏w積分?jǐn)?shù)為50%,同溫同壓下氣體體積分?jǐn)?shù)與物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相等,所以2α(H2)/(1-α(H2)+3-3α(H2)+ 2α(H2))×100%=50%,解得α(H2)=66.7%;A、B兩點(diǎn)平衡混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)相同,B點(diǎn)溫度和壓強(qiáng)均高于A點(diǎn)溫度和壓強(qiáng),則在A、B兩點(diǎn)條件下,該反應(yīng)從開始到平衡時生成氨氣的平均速率:v(A)< v(B),故答案為:. 66.7%,<

3)①NH3NaClO一定條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)可得到肼(N2H4)、氯化鈉和水,NaClO作氧化劑,被還原為NaCl,所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2NH3NaClON2H4NaClH2O,故答案為:2NH3NaClON2H4NaClH2O。

K1=c(N2H5+)c(OH)/c(N2H4)=1×10-a,所以c(N2H5+)= c(N2H4)時,c(OH) =1×10-ac(H+)=Kw/c(OH)=10-(14-a),pH=-lgc(H+)=14-a,則c(N2H5+)c(N2H4)時,c(OH)<1×10-a,c(H+)=Kw/ c(OH)10-(14-a)pH=-lgc(H+)<14-a,K2=c(N2H62+)c(OH)/c(N2H5+)=1×10-b,所以c(N2H5+)=c(N2H62+)時,c(OH) =1×10-b,c(H+)=Kw/c(OH)=10-(14-b),pH=-lgc(H+)=14-b,則c(N2H5+)c(N2H62+)時,c(OH)<1×10-bc(H+)=Kw/c(OH)10-(14-b),pH=-lgc(H+)<14-b,所以25℃時,向N2H4水溶液中加入H2SO4,欲使c(N2H5+)>c(N2H4),同時c(N2H5+)>c(N2H62+),應(yīng)控制溶液pH的范圍為(14-b,14-a),故答案為:14b<pH<14a。

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】下列反應(yīng)中,可用離子方程式+=表示的是

A.NH4Cl+NaOHNaCl+NH3+H2O

B.Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O

C.

D.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某溶液可能含有 K+、NH4+、Ca2+、Cl、SO42–、CO32–中的若干種。為了確定該溶液的組成,取100mL上述溶液進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):(所加試劑均過量,氣體全部逸出)下列說法不正確的是

A. 原溶液中一定存在SO42–、CO32–和NH4+

B. 原溶液中一定不存在Ca2+,無法判斷Cl是否存在

C. 要確定Cl是否存在,可取少許溶液2加入硝酸銀和稀硝酸檢驗(yàn)

D. 原溶液中 c(K+ )≥0.1 mol· Lˉ 1

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考慮其他雜質(zhì))制取七水合硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O),設(shè)計了如下流程:

下列說法不正確的是( )

A. 溶解燒渣選用足量硫酸,試劑X選用鐵粉

B. 固體1中一定含有SiO2,控制pH是為了使Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3,進(jìn)入固體2

C. 從溶液2得到FeSO4·7H2O產(chǎn)品的過程中,須控制條件防止其氧化和分解

D. 若改變方案,在溶液1中直接加NaOH至過量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液經(jīng)結(jié)晶分離也可得到FeSO4·7H2O

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】甲醇是重要的化工原料,又可稱為燃料。利用合成氣(主要成分為CO、CO2H2)在催化劑的作用下合成甲醇,發(fā)生的主反應(yīng)如下:

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H1

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H2

CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H3

(1)已知反應(yīng)①中的相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:

化學(xué)鍵

H—H

C—O

C≡O(shè)

H—O

C—H

E/(kJ·mol-1)

436

343

1076

465

413

由此計算△H1=__________kJ·mol-1,已知△H2=-58kJ·mol-1,則△H3=_________kJ·mol-1

(2)反應(yīng)①的化學(xué)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為_______________;③的化學(xué)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為_____________;

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】N2+3H22NH3的反應(yīng)中,各物質(zhì)的起始濃度分別為:c(H2)=4 mol·L-1,c(N2)=3 mol·L-1,c(NH3)=0.5 mol·L-1,經(jīng)3 min后,c(NH3)=0.8 mol·L-1,該反應(yīng)的反應(yīng)速率是

A. v(H2)=0.7 mol·(L·min)–1 B. v(NH3)=0.3 mol·(L·min)-1

C. v(H2)=0.2 mol·(L·min)-1 D. v(H2)=0.15 mol·(L·min)-1

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一定溫度下,反應(yīng)A2(g)+B2(g)2AB(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是

A. 單位時間內(nèi)生成n mol A2的同時生成n mol AB

B. 容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不隨時間的變化而變化

C. 單位時間內(nèi)生成2n mol AB的同時生成n mol B2

D. 單位時間內(nèi)生成n mol A2的同時生成n mol B2

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】有下列七種物質(zhì)的溶液:①NaCl ②NH4Cl ③Na2CO3 ④CH3COONa ⑤CH3COOH ⑥NaHCO3

(1)溶液呈酸性的有_____________,呈堿性的有____________

(2)分別寫出②、④水解的離子方程式:__________________________________________________________。

(3)常溫下,濃度均為0.1mol/L的溶液中離子種類_____________(相同不相同),溶液的PH:③_________⑥( >、=或 <)。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列表述中正確的是

A. 任何能使熵值增大的過程都能自發(fā)進(jìn)行

B. △H0,△S0的化學(xué)反應(yīng)一定能自發(fā)進(jìn)行

C. 已知熱化學(xué)方程式2SO2(g)O2(g)2SO3(g)△H=-QkJ·mol1Q0),則將2mol SO2(g) 1mol O2(g) 置于一密閉容器中充分反應(yīng)后放出Q kJ的熱量

D. 稀溶液中1mol NaOH分別和1mol CH3COOH、1molHNO3反應(yīng),兩者放出的熱量一樣多

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案