题目内容
对含氮物质的研究和利用有着极为重要的意义。
(1)N2、O2和H2相互之间可以发生化合反应,已知反应的热化学方程式如下:
N2(g)+O2(g)=2NO(g) H=+180.5kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H =-483.6 kJ·mol-1;
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) H =-92.4 kJ·mol-1。
则氨的催化氧化反应的热化学方程式为 。
(2)汽车尾气净化的一个反应原理为:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)
H<0。
一定温度下,将2.8mol NO、2.4mol CO通入固定容积为2L的密闭容器中,反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示。
①NO的平衡转化率为 ,0~20min平均反应速率v(NO)为 。25min时,若保持反应温度不变,再向容器中充入CO、N2各0.8 mol,则化学平衡将 移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
②若只改变某一反应条件X,反应由原平衡I达到新平衡II,变量Y的变化趋势如下图所示。下列说法正确的是 (填字母代号)。
|

a.放电过程中,电解质溶液的pH保持不变
b.溶液中的NH4Cl浓度增大,但Cl-离子浓度不变
c.每转移6.02

d.为保持放电效果,电池使用一段时间需更换电解质溶液
(1)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g) +6H2O(g) ΔH=﹣905kJ·mol-1(3分)
(2)① 28.6%(2分) 0.02 mol·L-1·min-1(2分) 向左(2分)
② b(3分)
(3) N2+8H++6e-=2NH4+(3分)Bcd(3分)
解析试题分析:(1)先写出NH3与O2反应的化学方程式,并注明物质的状态,然后根据盖斯定律求算?H,?H=2×?H1+3×?H2—2×?H3=﹣905kJ·mol-1,可得热化学方程式:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g) +6H2O(g) ΔH=﹣905kJ·mol-1。
(2)①根据三段式进行计算,2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)
起始浓度(mol?L?1) 1.4 1.2 0 0
转化浓度(mol?L?1) 0.4 0.4 0.2 0.4
平衡浓度(mol?L?1) 1.0 0.8 0.2 0.4
则NO的转化率为:0.4mol/L÷1.4mol/L×100%=28.6%;0~20min平均反应速率v(NO)=0.4mol/L÷20min=" 0.02" mol·L-1·min-1;根据平衡浓度可求出平衡常数K=0.2×0.42÷(12×0.82)=0.05,加入CO、N2后Q=0.6×0.42÷(12×1.22)=0.22,因为Q>K,所以平衡向左移动。
②a、压强增大,化学平衡常数不变,不符合图像,错误;b、因为该反应为放热反应,温度升高,平衡向左移动,所以CO浓度增大,符合图像,正确;c、因为该反应为放热反应,温度升高,平衡向左移动,所以N2的体积分数减小,不符合图像,错误;d、催化剂不影响化学平衡,NO的平衡转化率不变,不符合图像,错误。
(3)N2的氧化性大于H2,所以正极上N2得电子,根据化合价的变化可得电解方程式:N2+8H++6e-=2NH4+;a、该燃料电池的总反应为:N2+3H2+2H+=2NH4+,消耗了H+,所以pH增大,错误;b、根据电池反应,生成了NH4+,所以溶液中的NH4Cl浓度增大,但Cl-离子浓度不变,正确;c、H2被氧化,电子转移为:H2 ~ 2e?,所以每转移6.021023个电子,则有标准状况下11.2L电极反应物被氧化,正确;d、随着电池反应的进行,NH4+的浓度越大,所以为保持放电效果,电池使用一段时间需更换电解质溶液,正确。
考点:本题考查热化学方程式的书写、转化率和平衡的计算、图像的分析、原电池的原理。

甲醇燃料分为甲醇汽油和甲醇柴油。工业上合成甲醇的方法很多。
(1)一定条件下发生反应:
CO2(g) +3H2(g) =CH3OH(g)+H2O(g) △H1
2CO (g) +O2(g) =2CO2(g) △H2
2H2(g)+O2(g) =2H2O(g) △H3
则 CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) 的△H= 。
(2)在容积为2L的密闭容器中进行反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ,其他条件不变,在300℃和500℃时,物质的量n(CH3OH) 与反应时间t的变化曲线如图所示。该反应的△H 0 (填>、<或=)。
(3)若要提高甲醇的产率,可采取的措施有____________(填字母)。
A.缩小容器体积 |
B.降低温度 |
C.升高温度 |
D.使用合适的催化剂 |
(4)CH4和H2O在催化剂表面发生反应CH4+H2O

(5)以甲醇为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢为燃料的 传统燃料电池,目前得到广泛的研究,如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题:

①B极的电极反应式为 。
②若用该燃料电池做电源,用石墨做电极电解硫酸铜溶液,当电路中转移1mole- 时,实际上消耗的甲醇的质量比理论上大,可能原因是 。
(6)25℃时,草酸钙的Ksp=4.0×10-8,碳酸钙的Ksp=2.5×10-9。向20ml碳酸钙的饱和溶液中逐滴加入8.0×10-4 mol·L-1的草酸钾溶液20ml,能否产生沉淀 (填“能”或“否”)。
下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ):
物质 | Cl2 | Br2 | I2 | HCl | HBr | HI | H2 |
能量/kJ | 243 | 193 | 151 | 432 | 366 | 298 | 436 |
根据上述数据回答(1)~(5)题。
(1)下列物质本身具有的能量最低的是 。
A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2
(2)下列氢化物中,最稳定的是 。
A.HCl B.HBr C.HI
(3)X2+H2

(4)相同条件下,X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应,当消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收的热量最多的是 。
(5)若无上表中的数据,你能正确回答出问题(4)吗?
答: ,你的根据是 ______________________。
氨在国民经济中占有重要地位。
(1)合成氨工业中,合成塔中每产生2 mol NH3,放出92.2 kJ热量。
① 工业合成氨的热化学方程式是 。
② 若起始时向容器内放入2 mol N2和6 mol H2,达平衡后放出的热量为Q,则
Q(填“>”、“<”或“=”)_______184.4 kJ。
③ 已知:
1 mol N-H键断裂吸收的能量约等于_______kJ。
(2)工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为:2NH3 (g)+ CO2 (g) CO(NH2)2 (l) + H2O (l),该反应的平衡常数和温度关系如下:
T / ℃ | 165 | 175 | 185 | 195 |
K | 111.9 | 74.1 | 50.6 | 34.8 |
①焓变ΔH(填“>”、“<”或“=”) 0
②在一定温度和压强下,若原料气中的NH3和CO2的物质 的量之比(氨碳比)


③ 上图中的B点处,NH3的平衡转化率为_______。
(3)氮气是制备含氮化合物的一种重要物质,而氮的化合物用途广泛。
下面是利用氮气制备含氮化合物的一种途径:

①过程Ⅱ的化学方程式是
②运输时,严禁NH3与卤素(如Cl2)混装运输。若二者接触时剧烈反应产生白烟,并且0.4 mol NH3参加反应时有0.3 mol 电子转移。写出反应的化学方程式
③氨是一种潜在的清洁能源,可用作碱性燃料电池的燃料。
已知:4NH3(g) + 3O2(g) = 2N2(g) + 6H2O(g) ΔH =" ―1316" kJ/mol,则该燃料电池的负极反应式是 。