I.科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。目前合成氨的技术原理为氮气和氢气在高温高压催化剂条件下生成氨气,一定条件下,向一个2L的密闭容器中充入2molN2和

I.科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。目前合成氨的技术原理为氮气和氢气在高温高压催化剂条件下生成氨气,一定条件下,向一个2L的密闭容器中充入2molN2和

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I.科学家一直致力于“人工固氮”的方法研究。目前合成氨的技术原理为氮气和氢气在高温高压催化剂条件下生成氨气,一定条件下,向一个2L的密闭容器中充入2molN2和6molH2,反应达平衡时生成NH3的浓度为0.5mol/L,并放出QkJ热量,该反应的热化学方程式可表示为______。
II.已知:N2O4(g)2NO2(g) △H=+57.20kJ/mol。
在1000C时,将0.100molN2O4气体充入lL恒容抽空的密闭容器中,每隔一定时间对该容器内的物质浓度进行分析得到下表数据:
时间(s)
0
20
40
60
80
c(N2O4)/mol
0.100
c1
0.050
c3
c4
c(NO2)/mol
0.000
0.060
c2
0.120
0.120
 
(1)该反应的平衡常数表达式为______;从表中数据分析:c1______c2、c3______c4(选填“>”、“<”或“=”)。
(2)在右图中画出并标明此反应中N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线。

(3)在上述条件下,从反应开始至达到化学平衡时,四氧化二氮的平均反应速率为______。
(4)若起始时充入NO2气体0.200mol,则达到平衡时NO2气体的转化率为______;其它条件不变时,下列措施能提高NO2转化率的是______ (填字母)。
A.减小NO2的浓度 B.降低温度  C.增加NO2的浓度
D.升高温度 E.再充入一定量的He
(5)向容积相同、温度分别为T1和T1的两个密闭容器中分别充入等量NO2,发生反应:2NO2N2O4(g)(g) △H=-57.20kJ/mol。恒温恒容下反应相同时间后,分别测得体系中NO2的百分含量分别为a1和a2。巳知T1<T2,则a1____a2(选择A、B、C、D填空)。
A.大于    B.小于    C.等于   D.以上都有可能
答案
.(14分)Ⅰ. N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-2QkJ/mol(2分)
Ⅱ. (1)K=; <;   = (每空1分,共3分)
(2)      (2分)
(3) 0.001mol/(L·s)(1分)(4) 40% (2分) B C(2分) (5) D(2分)
解析

试题分析:Ⅰ.反应达平衡时生成NH3的浓度为0.5mol/L,并放出QkJ热量,即生成0.5mol/L×2L=1mol氨气时放出QkJ热量,所以该反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-2QkJ/mol。
Ⅱ.(1)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以根据方程式可知,该反应的平衡常数K=;根据表中数据可知,20s时生成NO2是0.060mol,则根据方程式可知,消耗N2O4的物质的量是0.030mol,因此c1=0.100mol-0.030mol=0.070mol。反应由20s进行到40s时消耗N2O4是0.070mol-0.050mol=0.020mol.根据方程式可知,生成NO2是0.040mol,所以c2=0.060mol+0.040mol=0.100mol,所以c1<c2;反应进行到60s时反应达到平衡状态,所以c3=c4
(2)根据表中数据可知,平衡时生成NO2是0.120mol,所以消耗N2O4是0.060mol,则N2O4的平衡量是0.040mol,所以此反应中N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线为
(3)从反应开始至达到化学平衡时,四氧化二氮的平均反应速率为=0.001mol/(L·s)。
(4)              2NO2(g)N2O4(g)
起始浓度(mol/L)   0.200         0
转化浓度(mol/L)   2x           x
平衡浓度(mol/L)  0.200-2x     x
则该反应的平衡常数=
由于逆反应的平衡常数是正反应平衡常数的倒数,所以,解得x=0.04,所以NO2的转化率=×100%=40%;
A、减小NO2的浓度,相当于降低压强,平衡向逆反应方向移动,NO2转化率降低,A不正确;B、反应放热,降低温度平衡向正反应方向移动,NO2转化率增大,B正确;C、增加NO2的浓度,相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,NO2转化率增大,C正确;D、升高温度,平衡向平衡向逆反应方向移动,NO2转化率降低,D不正确;E、再充入一定量的He,平衡不移动,E不正确,答案选BC。
(5)升高温度平衡向逆反应进行,平衡时二氧化氮的含量增大,温度越高反应速率越快,到达平衡的时间越短,据此作出二氧化氮含量与时间关系图为,由图可知,t1时刻a1=a2,t1时刻之前a1>a2,t1时刻之后a1<a2,故答案为D。
举一反三
已知: (1)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s); △H1=-76kJ·mol-1
(2)NH3(g)+H2O(l)=NH3·H2O(aq); △H2=-35.1kJ·mol-1
(3)HCl(g)+HCl (aq); △H3=-72.3kJ·mol-1
(4)HCl (aq) NH3·H2O(aq) =NH4Cl(aq)+H2O(l); △H4=-52.3kJ·mol-1
(5)NH4Cl(s)=NH2Cl(aq); △H5=?
根据盖斯定律,则(5)方程式中的反应热△H5
A.-335.7 kJ·mol-1B.-16.3 kJ·mol-1
C.+16.3 kJ·mol-1D.-83.7 kJ·mol-1

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(1)医疗上常用浓度为75%的某有机物水溶液作皮肤消毒液。该有机物的结构简式是     
(2)一定条件下,0.1mol氨气与氧气反应生成两种无毒气体,放出31.67kJ热量。写出核反应的热化学方程式:         
(3)现有固体X,可能含有Cu、SiO2、KNO3、NH4Cl中的一种或几种。为了探究其成分,某学习小组取该样品进行如下实验(部分产物已略去)。

①步骤I中发生反应的离子方程式为                           
②20.00gX中Cu的质量分数为                
③为进一步确定固体X的组成,常温下,学习小组另取固体X加水,充分搅拌后过滤,测得滤液的pH<7。他们判断一定有NH4Cl,理由是          
(4)工业上常用电渗析法生产HI,其模拟实验如图。写出阴极的电极反应式:           

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已知2H2(g)+O2(g) →2H2O(l)+571.6kJ,2H2(g)+O2(g) →2H2O(g)+483.6kJ。下列说法正确的是
A.2 molH2(g)和1molO2(g)的总能量小于2mol H2O (l)的能量
B.1 mol H2O (g)分解成H2(g)和O2 (g),吸收241.8kJ能量
C.1mol H2O (l)变成1mo1 H2O (g),吸收88 kJ能量
D.等质量的H2O (g)比H2O(l)所含能量低

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(14分)氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
(1)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。已知:
CH4(g)+H2O(g) ===CO(g)+3H2(g)        ΔH=+206.2 kJ/mol
CH4(g)+CO2(g) ===2CO(g)+2H2(g)       ΔH=+247.4 kJ/mol
CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为               
(2)硫铁矿(FeS2)燃烧产生的SO2通过下列碘循环工艺过程既能制H2SO4,又能制H2

已知1g FeS2完全燃烧放出7.1 kJ热量,FeS2燃烧反应的热化学方程式为      
该循环工艺过程的总反应方程式为      
(3)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。电解时,阳极的电极反应式为               

(4)用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH表示),NiO(OH)作为电池正极材料,KOH溶液作为电解质溶液,可制得高容量,长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为:
NiO(OH)+MHNi(OH)2+M
①电池放电时,正极的电极反应式为      
②充电完成时,Ni(OH)2全部转化为NiO(OH)。若继续充电将在一个电极产生O2,O2扩散到另一个电极发生电极反应被消耗,从而避免产生的气体引起电池爆炸,此时,阴极的电极反应式为      
(5)Mg2Cu是一种储氢合金。350℃时,Mg2Cu与H2反应,生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的质量分数为0.077)。Mg2Cu与H2反应的化学方程式为           
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已知在一定条件下,CO的燃烧热为283 kJ/mol,CH4的燃烧热为890 kJ/mol,由1 mol CO和3 mol CH4组成混合气体在上述条件下充分燃烧,释放的热量为
A.2912 kJB.2953 kJC.3236 kJ D.3867 kJ

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