题目内容

【题目】我国科技工作者设计了一种电解装置,能合成氨及硝酸,实现高效人工固氮,原理如图所示下列说法正确的是

A.催化电极a的电势比催化电极b的电势高

B.负极区的电极反应为N2-10e-+6H2O=2NO3-+12H+

C.N2得到6mole-,有6molH+向电极b迁移

D.理论上1molN2参与反应转移的电子数为3.75NA

【答案】D

【解析】

根据图示,该装置为电解池,电极a上氮气转化为氨气,氮元素化合价降低,得电子,发生还原反应,a为阴极,电极反应为N2+6e-+6H+=2NH3;电极b上氮气转化为硝酸,氮元素的化合价升高,失电子,发生氧化反应,电极反应为N2-10e-+H2O=2NO3-+12H+b为阳极,据此分析解答。

A.根据分析,催化电极a为阴极,与电源负极相连,催化电极b为阳极,与电源正极相连,电源外电路电流从正极流向负极,根据电流总是从高电势流向低电势,则催化电极b的电势比催化电极a的电势高,故A错误;

B.根据分析,b为阳极,与电源正极相连,电极反应为N2-10e-+H2O=2NO3-+12H+,故B错误;

C.电解池中,阳离子向阴极迁移,根据分析,催化电极a为阴极,则H+向电极a迁移,故C错误;

D.根据分析,a为阴极,电极反应为N2+6e-+6H+=2NH3b为阳极,电极反应为N2-10e-+H2O=2NO3-+12H+,总反应为8N2+3H2O10NH3+6NO3-+6H+,根据反应可知,8mol氮气参与反应转移30mol电子,则1molN2参与反应转移的电子数为mol×NA=3.75NA,故D正确;

答案选D

练习册系列答案
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【题目】Ⅰ.氮的固定一直是科学家研究的重要课题,合成氨则是人工固氮比较成熟的技术,其原理为N2 (g)+3H2 (g)2NH3(g)

(1)已知每破坏1mol有关化学键需要的能量如下表:

H-H

N-H

N-N

N≡N

435.9KJ

390.8KJ

192.8KJ

945.8KJ

(1)则反应物的总能量_________(“>” “<”)生成物的总能量

(2)在一定温度下、向2L密闭容器中加入2 molN26 mol H2,在适当的催化剂作用下,发生反应 N2 (g)+3H2 (g)2NH3(g)10min后达到平衡,此时剩余4.5mol H2

①下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是________________________

a.容器内总压强不变 bv(H2)v(H2)  cN2H2的浓度相等

d 2 mol NH3生成的同时有3 moH—H键断裂 eNH3的浓度不再改变

0~10 min内的平均反应速率v(H2) ______mol/(Lmin)10秒末NH3的浓度是______mol/LN2 的的物质的量________mol

Ⅱ.某温度时,在一个2L的密闭容器中XYZ三种气体物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示,据此回答:

(1)该反应的化学方程式为_______________________

(2)从开始至2minZ的平均反应速率为____________mol/(L·min)

(3)改变下列条件,可以加快化学反应速率的有_________

A.升高温度 B.减小物质X的物质的量

C.减小压强 D.增加物质Z的物质的量.

E.加入某种催化剂 F.缩小容积 G.使用效率更高的催化剂

(4)该反应正向为放热反应若上述容器为绝热容器(与外界无热交换),则到达平衡所需时间将_________

a.延长 b.缩短 c.不变 d.无法确定

【题目】(1) 在含Fe3+S2OI-的混合溶液中,反应S2O (aq) + 2I-(aq)=2SO (aq) + I2(aq)的分解机理及反应进行中的能量变化如图所示。

步骤2Fe3+(aq) + 2I-(aq) = I2(aq)+ 2Fe2+(aq)

步骤2Fe2+(aq) + S2O (aq) = 2Fe3+(aq) + 2SO (aq)

下列有关该反应的说法不正确的是 _______

A. 该反应为吸热反应

B. Fe3+是该反应的催化剂,能提高反应体系中活化分子百分数

C. 反应速率v(S2O)=2v(SO)

D. 若不加Fe3+,则正反应的活化能比逆反应的大

(2)一定条件下,工业上可采用CH3OH→CO+2H2的方法来制取高纯度的COH2。我国学者采用量子力学方法,通过计算机模拟,研究了在钯基催化剂表面甲醇制氢的反应历程,其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。

甲醇脱氢反应的第一步历程,有两种可能方式:

方式ACH3OH*→CH3O*+H* Ea=+103.1kJ·mol-1 方式BCH3OH*→CH3*+OH* Eb=+249.3kJ·mol-1

由活化能E值推测,甲醇裂解过程主要经历的方式应为_____________(“A”“B”)

下图为计算机模拟的各步反应的能量变化示意图。

该历程中,放热最多的步骤的化学方程式为 ________________________________

(3)已知298K时,AB分别为无色气体、深色气体,发生反应:A(g)2B(g)

反应达平衡后,扩大容器的体积,再次达到平衡时混合气体的颜色 ____(变深变浅不变”)

恒容密闭容器中发生上述反应,已知v=k·p(A)v=k·p2(B)Kp=____________ (kk表示)。若初始压强为100kPak=2.8×104 s-1,当B的体积分数为40%时,v= _____kPa·s-1[其中p(A)p(B)分别是AB的分压, 分压=p×气体体积分数,kk为速率常数]

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