Question

【题目】氢气是一种清洁能源，又是合成氨工业的重要原料．已知氢气有多种制取方法：

①活泼金属如钠、钾直接跟水反应；

②金属如锌或铁或铝跟稀盐酸或稀硫酸反应；

③电解水制氢气；

④由煤或焦炭跟水反应制取氢气：；

⑤由天然气或重油制取氢气：；

（1）请你再补充一种制取氢气的方法，写出该反应的化学方程式 ______ ．

（2）比较方法①和⑤： ______ g金属钠跟水反应与标准状况下跟水反应产生氢气的量相等．

（3）在甲、乙、丙3个容积均为2L的密闭容器中，于相同的温度下、使用相同的催化剂分别进行如下反应： 3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g)，现按不同配比投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时有关数据如下：

容器	甲	乙	丙
反应物投入量	、	、
达到平衡的时间		5	8
的浓度	c		c
的体积分数
混合气体密度

①分析表数据，下列关系正确的是 ______ 填写序号字母．

A.

②在该温度下该反应的平衡常数 ______ 用含的代数式表示．

（4）已知：；

；

则甲烷和反应生成和的热化学方程式为 ______ ．

（5）如图所示装置工作时均与有关．

①图1所示装置中阳极的电极反应式为 ______ ．

②图2所示装置中，通入的管口是 ______ 选填字母代号．

③某同学按图3所示装置进行实验，实验结束后，将玻璃管内固体物质冷却后，溶于稀硫酸，充分反应后，滴加KSCN溶液，溶液不变红，再滴入新制氯水，溶液变为红色．该同学据此得出结论：铁与水蒸气反应生成FeO和该结论 ______ 填“严密”或“不严密”，你的理由是 ______ 用离子方程式表示．

Answer 1

【答案】 69 AC d 不严密

【解析】

根据生成氢气的反应书写；

根据生成相同的氢气进行计算；

先将丙中的数据按照化学计量数转化成反应物氮气、氢气的物质的量，然后利用等效平衡知识进行分析；

计算出反应前氮气、氢气的物质的量浓度，然后利用化学平衡三段式计算出达到平衡时各组分的浓度，最后根据化学平衡常数表达式计算出该温度下的平衡常数；

依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式；

阳极上失电子发生氧化反应；

根据氢氧根离子的移动方向及氢气的反应判断氢气所在的电极；

根据反应现象知，溶液中没有铁离子，原因是部分铁未被氧化，导致剩余的铁和铁离子反应生成亚铁离子．

结合以上生成氢气的反应，还可以利用铝的两性来生成氢气，即反应方程式为，

故答案为：；

由反应标准状况下跟水反应产生氢气的物质的量为

又根据，要生成氢气则需要钠3mol，故需要钠的质量为，

故答案为：69；

恒温、恒容条件下：

A.假设乙容器的容积为4L，则达到平衡时甲乙为等效平衡，各组分的含量、浓度相等，此时氮气的浓度为，然后将容器的容积缩小到2L，若平衡不移动，，由于压强增大，平衡向着正向移动，氨气的浓度增大，所以，故A正确；

B.丙中2mol氨气相当于加入了1mol氮气、3mol氢气，而甲中为3mol、2mol，由于丙反应物氮气的物质的量减小，生成的氨气的物质的量减小，所以，故B错误；

C.反应前后都是气体，容器的容积都是2L，乙中混合气体的质量为甲的2倍，根据可知：，故C正确；

故选AC；

甲容器中，反应前氢气浓度为：，氮气的浓度为：，达到平衡时氮气的浓度变化为：，

由化学平衡的三段式可得：

在该温度下甲容器中反应的平衡常数，

故答案为：；

得到；

故答案为：；

阳极上锰酸根离子失电子生成高锰酸根离子，电极反应式为：，故答案为：；

氢氧燃料碱性电池中，氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，图片中氢氧根离子向d电极移动，说明d电极上是氢气，故答案为：d；

铁和水蒸气在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，根据反应现象知，该反应中部分铁未参加反应导致剩余的铁和铁离子反应生成二价铁离子，离子方程式为：，所以说不严密，故答案为：不严密；．