合成氯是人类研究的重要课题,目前工业合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-93.0kJ/mol(1)某温度下,在2 L密闭容器中发生
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合成氯是人类研究的重要课题,目前工业合成氨的原理为: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-93.0kJ/mol (1)某温度下,在2 L密闭容器中发生上述反应,测得数据如下
时间/h 物质的量/mol
| 0
| 1
| 2
| 3
| 4
| N2
| 2.0
| 1.83
| 1.7
| 1.6
| 1.6
| H2
| 6.0
| 5.49
| 5.1
| 4.8
| 4.8
| NH3
| 0
| 0.34
| 0.6
| 0.8
| 0.8
| ①0~2 h内,v(N2)= 。 ②平衡时,H2的转化率为____;该温度下,反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数K= 。 ③若保持温度和体积不变,起始投入的N2、H2、NH3的物质的量分别为a mol、b mol、c mol,达到平衡后,NH3比的浓度与上表中相同的为 (填选项字母)。 A.a=l、b=3.c=0 B.a=4、b=12、c=0 C.a=0、b=0.c=4 D.a=l、b=3、c=2 (2)另据报道,常温、常压下,N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应,生成NH3和O2。已知:H2的燃烧热ΔH=-286kJ/mol,则陪制NH3反应的热化学方程式为 。 (3)采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H"),通过电解法也可合成氨,原理为: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。在电解法合成氨的过程申,应将N2不断地通入 ___极,该电极反应式为 。 |
答案
(1)①0.075 mol·L-1·h-1 ②20% 69.12 ③C D (2)2 N2(g) + 6 H2O (l) =" 4" NH3(g) + 3 O2 (g) ΔH =" +1530" kJ·mol-1 (3)阴 N2 + 6 H+ + 6e- = 2NH3 |
解析
试题分析:(1)①v(N2)= ∆c(N2) ÷∆t =(2.0-1.7)mol÷2L÷2h=0.075mol/(L·h) ②平衡时,H2的转化率为(6.0-4.8) ÷6.0×100%=20%.化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各生成物浓度幂指数的乘积与各反应物浓度幂指数的乘积的比。所以。③若保持温度和体积不变,起始投入的N2、H2、NH3的物质的量分别为a mol、b mol、c mol,达到平衡后,NH3比的浓度与上表中相同,则应该一边倒转化,得到的N2物质的量为2mol,H2的物质的量为6mol,NH3的物质的量为0mol。可知C、D符合要求。选项为C、D。①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)∆H=-93.0KJ/mol; ②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ∆H=-572KJ/mol.①×2-②×3.整理可得:2 N2(g) + 6 H2O (l) =" 4" NH3(g) + 3 O2 (g) ΔH =" +1530" kJ/mol。(3)因为N2在反应中得到电子,化合价降低,所以应该把N2不断地通入阴极。电极反应式为N2 + 6 H+ + 6e- = 2NH3。考点: |
举一反三
中科院大气研究所研究员张仁健课题组与同行合作,对北京地区PM2.5化学组成及来源的季节变化研究发现,北京PM2.5有6个重要来源,其中,汽车尾气和燃煤分别占4%、18%
(1)用于净化汽车尾气的反应为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),已知该反应在570K时的平衡常数为1×1059,但反应速率极慢。下列说法正确的是:________A.装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO | B.提高尾气净化效率的常用方法是升高温度 | C.增大压强,上述平衡右移,故实际操作中可通过增压的方式提高其净化效率 | D.提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂 | (2)CO对人类生存环境的影响很大,CO治理问题属于当今社会的热点问题。镍与CO反应的化学方程式为Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),镍与CO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除去CO,生成物为S和CO2。已知相关反应过程的能量变化如图所示
则用SO2除去CO的热化学方程式为 _____________________________________。 (3)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。发生的化学反应是:2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)△H<0。为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是(任意填一种)____________________。 (4)利用ClO2氧化氮氧化物反应过程如下: 反应Ⅰ的化学方程式是2NO+ClO2+H2O═NO2+HNO3+2HCl,反应Ⅱ的离子方程式是 ________________。若有11.2L N2生成(标准状况),共消耗NO _________________ g。 (5)工业废气中含有的NO2还可用电解法消除。用NO2为原料可制新型绿色硝化剂N2O5。制备方法之一是先将NO2转化为N2O4,然后采用电解法制备 N2O5,装置如图所示。 Pt乙为 _____极,电解池中生成N2O5的电极反应式是________________。
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某实验小组用燃烧分析法测定某有机物中碳和氢等元素的含量,随后又对其进行了性质探究。将已称量的样品置于氧气流中,用氧化铜作催化剂,在高温条件下样品全部被氧化为水和二氧化碳,然后分别测定生成的水和二氧化碳。实验可能用到的装置如下图所示,其中A、D装置可以重复使用。
请回答下列问题: (1)请按气体流向连接实验装置B→ →C→A→D→ (用装置编号填写)。 (2)B装置中制O2时所用的药品是 。实验中,开始对C装置加热之前,要通一段时间的氧气,目的是 ;停止加热后,也要再通一段时间的氧气,目的是 .。 (3)已知取2.3g的样品X进行上述实验,经测定A装置增重2.7g,D装置增重4.4g。试推算出X物质的实验式 。 (4)该小组同学进一步实验测得:2.3g的 X与过量金属钠反应可放出560mLH2(已换算成标准状况下),且已知X分子只含一个官能团。查阅资料后,学生们又进行了性质探究实验:实验一:X在一定条件下可催化氧化最终生成有机物Y;实验二:X与Y在浓硫酸加热条件下生成有机物Z。则:①写出实验二中反应的化学方程式 。 ② 除去Z中混有的Y所需的试剂和主要仪器是 、 。 (5)若已知室温下2.3g液态X在氧气中完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水时可放出68.35kJ的热量,写出X在氧气中燃烧的热化学方程式 。 |
碳和硅属于同主族元素,在生活生产中有着广泛的用途。 (1)甲烷可用作燃料电池,将两个石墨电极插入KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2,构成甲烷燃料电池,通入CH4的一极,其电极反应式是 ; CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染,有望解决汽车尾气污染问题,反应如下: CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mol-1 CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ·mol-1 则NO2被甲烷还原为N2的热化学方程式为_____________________________________ (2)已知H2CO3 HCO3-+ H+ Ka1(H2CO3)=4.45×10-7 HCO3-CO32-+H+ Ka2(HCO3-)=5.61×10-11 HAH++A- Ka(HA)=2.95×10-8 请依据以上电离平衡常数,写出少量CO2通入到NaA溶液中的离子方程式 ___________________________。 (3) 在T温度时,将1.0molCO2和3.0molH2充入2L密闭恒容器中,可发生反应的方程式为CO2 (g) + 3H2(g) CH3OH(g) + 2H2O(g) 。充分反应达到平衡后,若容器内的压强与起始压强之比为a :1,则CO2转 化率为______,当a=0.875时,该条件下此反应的平衡常数为_______________(用分数表示)。 (4)氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,它可由石英(SiO2)与焦炭在高温的氮气流中反应生成,已知该反应的平衡常数表达式K=[c(CO)]6/[c(N2)]2,若已知CO生成速率为v(CO)=6mol·L-1·min-1,则N2消耗速率为v(N2)= ;该反应的化学方程式为________________________________________。 |
能源危机促使世界各国寻找新的替代能源和开展对已有能源“高效利用”的技术研发。设计燃料电池使汽油氧化直接产生电流是本世纪最富有挑战性的课题之一。以丁烷(已知丁烷的燃烧热为2 877.6 kJ·mol-1)为代表回答下列问题: (1)写出丁烷燃烧的热化学方程式:________________; (2)正丁烷的燃烧热:2 878 kJ·mol-1,异丁烷的燃烧热:2 869 kJ·mol-,正丁烷转化为异丁烷的过程中________(填“放出”或“吸收”)能量。 |
“氢能”是人类未来最理想的新能源之一。 (1)实验测得,1 g氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为__________________________。 (2)利用核能把水分解制氢气,是目前正研究的课题。如图是其中的一种流程,流程中用了过量的碘(提示:反应②的产物是O2、SO2和H2O)。 完成下列反应的化学方程式:反应①________________;反应②________________。此法制取氢气的最大优点是____________________。 |
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