(15分)碳和氮的化合物与人类生产、生活密切相关。(1)在一恒温、恒容密闭容器中发生反应: Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g),H<0。利
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(15分)碳和氮的化合物与人类生产、生活密切相关。 (1)在一恒温、恒容密闭容器中发生反应: Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g),H<0。利用该反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。对该反应的说法正确的是 (填字母编号)。A.增加Ni的量可提高CO的转化率,Ni的转化率降低 | B.缩小容器容积,平衡右移,H减小 | C.反应达到平衡后,充入CO再次达到平衡时,CO的体积分数降低 | D.当4vNi(CO)4=v(CO)时或容器中混合气体密度不变时,都可说明反应已达化学平衡状态 | (2)CO与镍反应会造成镍催化剂中毒。为防止镍催化剂中毒,工业上常用SO2将CO氧化,二氧化硫转化为单质硫。 已知:C(s)+O2(g)==CO(g) H= -Q1 kJ·mol-1 C(s)+ O2(g)==CO2(g) H= -Q2 kJ·mol-1 S(s)+O2(g)==SO2(g) H= -Q3 KJ·mol-1 则SO2(g)+2CO(g)==S(s)+2CO2(g) H= kJ·mol-1。 (3)金属氧化物可被一氧化碳还原生成金属单质和二氧化碳。图(1)是四种金属氧化物(Cr2O3、SnO2、PbO2、Cu2O)被一氧化碳还原时与温度(t)的关系曲线图。 700oC时,其中最难被还原的金属氧化物是 (填化学式),用一氧化碳还原该金属氧化物时,若反应方程式系数为最简整数比,该反应的平衡常数(K)数值等于 。
(4)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理如上图(2)所示。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y,其电极反应式为 。 若该燃料电池使用一段时间后,共收集到20mol Y,则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为 L。 |
答案
(15分) (1)C (3分) (2)-(2Q2-2Q1-Q3) kJ·mol-1或(2Q1-2Q2+Q3)kJ·mol-1 (3分) (3)Cr2O3 (3分) 10-12 (2分) (4)NO2+NO3--e-=N2O5 (2分) 224(2分) |
解析
试题分析:(1)A、Ni是固体,浓度为常数,改变用量对平衡无影响,反应物的转化率不变,错误;B、一定温度下给定的化学方程式的△H不会随着平衡移动而改变,只与方程式的书写方式有关,错误;C、因外界条件为恒温恒容、Ni是固体且正反应为气体体积缩小的反应,所以反应达到平衡后充入CO,相当于在恒温恒压条件下达平衡后又加压,平衡右移,CO的转化率提高,平衡后其体积分数降低,正确;D、速率关系未说明正、逆,不能判断是否已达平衡,错误。 (2)已知的三个反应分别用①②③表示,运用盖斯定律可得,SO2(g)+2CO(g)═S(s)+2CO2(g)可由—①×2+②×2-③得到,则△H=-(2Q2-2Q1-Q3) kJ•mol-1或(2Q1-2Q2+Q3)kJ•mol-1 (3)700℃时,越大则K越小,说明反应进行的程度小,金属氧化物越难被还原,根据图像,Cr2O3对应的最大,所以Cr2O3最难被还原;此时Cr2O3对应的=4,得c(CO2)/c(CO)=10-4,结合Cr2O3与CO反应的化学方程式Cr2O3+3CO2Cr+3CO2,可得K="[" c(CO2)/c(CO)]3=10-12。 (4)石墨I电极上通入NO2,为负极,发生的电极反应为:NO2+NO3--e-=N2O5;根据电池总反应4NO2+O2=2N2O5,收集到20molN2O5需消耗O2为10mol,标准状况下体积为224L。 |
举一反三
已知反应3H2+N22NH3为放热反应,由此推断出 ( )A.氢气和氮气在常温常压下,不需要任何能量就可以迅速发生反应 | B.3mol氢气和1mol氮气所具有的总能量低于2mol氨气所具有的总能量 | C.断裂1molN≡N键和3molH—H键吸收的能量小于形成6molN—H键所放出的能量 | D.氢气和氮气是高能极不稳定的物质,氨气是低能且非常稳定的物质 |
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已知在250C、1.013×105Pa下,1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285kJ的热量,请回答下列问题(H2O相对分子质量为18): (1)若2 mol氢气完全燃烧生成水蒸气,则放出的热量 _ __570 kJ(填“>”、“<”或“=”)。 (2)现有250C、1.013×105Pa下的H2和CH4的混合气体0.5mol,完全燃烧生成一定质量的CO2气体和10.8gH2O(l),放出203kJ的热量,则1molCH4 完全燃烧生成CO2气体和H2O(l)的热化学方程式为 。 (3)美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置,其构造如图所示:A、B两个电极均由多孔的碳块组成。
该电池的正极为:______(填A或B)。电极反应式为 ________ ____ 。 (4)若将上述装置中通入H2的改成CH4气体,也可以组成一个原电池装置,电池的总反应为:CH4+2O2+2KOH = K2CO3+3H2O ,则该电池的负极反应式为:______ _ _ 。 |
下列物质中既含有非极性键,又含有离子键的是A.MgBr2 | B.H2O2 | C.Na2O2 | D.NH4Cl |
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已知:断开1molN≡N需要吸收akJ热量,断开1molH—H需要吸收bkJ热量,断开1molN—H需要吸收ckJ热量。向某密闭容器中通入1molN2和3molH2,在一定条件下发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(放热反应)。下列描述中正确的是A.N2和H2具有的总能量一定比NH3具有的总能量低 | B.a、b、c三者的关系为:a+3b<2c | C.向密闭容器中通入1molN2和3molH2,反应放出的热量必为(6c―a―3b)kJ | D.形成1molN—H会放出ckJ热量 |
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已知:25℃,101KPa下,固体白磷、固体红磷分别充分燃烧,放出热量如下: ①P(s,白磷)+5/4 O2(g)=" 1/4" P4O10(s) 放出755.2kJ的热 ②P(s,红磷)+5/4 O2(g)=" 1/4" P4O10(s) 放出738.5kJ的热 据此判断下列说法中正确的是A.由白磷变红磷是吸热反应 | B.白磷、红磷都是磷的单质,相互可以自由转化,不吸热,也不放热 | C.等质量时,白磷比红磷具有的能量高 | D.等物质的量时,断白磷分子中的键比断红磷分子中的键消耗的能量多 |
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