题目内容
氮及其化合物在工农业生产中具有重要作用。
(1)某小组进行工业合成氨N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0的模拟研究,在1L密闭容器中,分别加入0.1mol N2和0.3mol H2。实验①、②、③中c(N2)随时间(t)的变化如图所示。
实验②从开始到达到平衡状态的过程中,用H2表示的平均反应速率为 。与实验①相比,.实验②所采用的实验条件可能为 (填字母),实验③所采用的实验条件可能为 (填字母)。
a.增大压强b.减小压强c.升高温度d.降低温度e.使用催化剂
(2)NH3可用于处理废气中的氮氧化物,其反应原理为2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g) △H<0欲提高废气中氮氧化物的转化率,可采取的措施是 (填字母)
a.升高温度 b.增大压强 c,增大NH3的浓度
(3)NCl3遇水发生水解反应,生成NH3的同时得到 (填化学式)。ClO2是广谱高效消毒剂,制备原理为NCl3+6ClO2-+3H2O=NH3↑+6ClO2+3OH-+3Cl-。若转移1mol电子,则制取ClO2的质量为 。
(4)25℃时,将amol·L-1的氨水与bmol·L-1盐酸等体积混合,反应后溶液恰好显中性,则a b(填“>”、“<”或“=”)。用a、b表示NH3·H2O的电离平衡常数为 。
(12分)(1)0.012mol/(L?min)(2分) e(1分) c(1分) (2)c(2分)
(3)HClO(1分) 67.5(2分) (4)>(1分) mol/L(2分)
解析试题分析:(1)根据图像可知,实验②中反应进行到10min到达平衡状态,平衡时氮气的物质的量浓度减少了=0.1mol/L-0.06mol/L=0.04mol/L。根据方程式可知,氢气的浓度变化量△c(H2)=3△c(N2)=3×0.04mol/L=0.12mol/L,所以υ(H2)==0.012mol/(L?min);根据图像可知,与实验①相比,实验②到达平衡所用时间比较短,反应速率较快,但平衡时氮气的浓度不变,即改变条件平衡不移动。由于该反应正反应是气体体积减小的反应,故实验②的条件应是使用了催化剂,答案选e;根据图像可知,与实验①相比,实验③到达平衡所用时间也比较短,反应速率较快,但平衡时氮气的浓度增大,这说明改变体积平衡向逆反应移动。由于该反应正反应是体积减小的放热反应,因此实验③所采用的实验条件是升高温度,答案选c。
(2)提高废气中氮氧化物的转化率,应改变条件使平衡向正反应移动,则:
a.该反应正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应移动,氮氧化物的转化率降低,故a错误;
b.该反应正反应是体积增大的反应,增大压强,平衡向逆反应移动,氮氧化物的转化率降低,故b错误;c.增大NH3的浓度,平衡向正反应移动,氮氧化物的转化率增大,故c正确,答案选c。
(3)NCl3遇水发生水解反应生成NH3,这说明NCl3分子中负价原子结合水电离的H+,因此正价原子结合水电离的OH-,所以生成NH3的同时还得到HClO;反应中只有氯元素的化合价发生变化,氯元 素由NCl3中+1降低为Cl-中-1价,得到电子;由ClO2-中+3价升高为ClO2中+4价,失去1个电子,即每生成1molClO2,反应中就转移1mol电子。所以当转移1mol电子时,生成ClO2的物质的量为1mol,质量为1mol×67.5g/mol=67.5g。
(4)溶液显中性,所以c(H+)=c(OH-)。根据溶液的电荷守恒可得:c(H+)+c(NH4+)=c(Cl-)+ c(OH-),因此c(NH4+)=c(Cl-)。氯化铵是强酸弱碱盐,NH4+水解,其水溶液呈酸性,因此要使氯化铵溶液呈中性,则氨水应稍微过量。因为盐酸和氨水的体积相等,则氨水的物质的量浓度大于盐酸,即a>b;溶液中c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,c(NH4+)=c(Cl-)=0.5bmol/L,所以c(NH3?H2O)=0.5amol/L-0.5bmol/L。电离常数只与温度有关,则此时NH3?H2O的电离常数Kb==mol/L.。
考点:考查反应速率的计算、外界条件对反应速率和平衡状态的影响;氧化还原反应的有关计算;溶液酸碱性的判断以及电离常数的计算等
(1)在密闭容器中进行下列反应:M(g) + N(g)R(g) + 2L(?),此反应规律符合下图图像。
①T1 T2 ,正反应的△H 0。(填“>”、“<”或“=”,下同)。
②P1 P2 , L为 。(填“固”或“液”或“气”态)。
(2)合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H=-92.4 kJ/mol,该反应的能量变化如图所示。
①在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是 (填“增大”、“减小”或“不变”)。②若在一密闭容器中加入1molN2和3molH2,在一定条件下充分反应,放出的热量 92.4kJ.(填“>”、“<”或“=”)。
③将1 mol N2和3 mol H2充入体积不变的密闭容器中,在一定条件下达到平衡,此时欲提高该容器中H2的转化率,下列措施可行的是 (填字母)。
A.向容器中按原比例再充入原料气 | B.向容器中再充入一定量H2 |
C.改变反应的催化剂 | D.液化生成物分离出氨 |
(12分)工业制硫酸时,利用接触氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键的步骤。
(1)在接触室中2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态的标志是______。
A.υ(O2)正=2υ(SO2)逆 |
B.容器中气体的总质量不随时间而变化 |
C.容器中气体的颜色不随时间而变化 |
D.容器中气体的压强不随时间而变化 |
(3)某温度下SO2(g)+ O2(g) SO3(g) ΔH=-98KJ/mol
①开始时在体积固定的密闭容器中加入4mol SO2 (g)和1mol O2 (g),达到平衡时 共放出196 KJ的热量,该温度下SO2的平衡转化率为______
②已知固态单质硫的燃烧热为296KJ/mol,则由S(s)生成2 molSO3(g)的ΔH为____________
(4)检验SO42-常用BaCl2溶液。常温时,BaSO4的Ksp=1.08×10-10,现将等体积的BaCl2溶液与2.0×10-3mol/L的H2SO4溶液混合。若要生成BaSO4沉淀,原BaCl2溶液的最小浓度为____________