题目内容
化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。现提供H2燃烧反应中有关物质的化学键键能: H—H键键能为Q1 kJ·mol-1、H—O键键能为Q3 kJ·mol-1、O2分子内氧原子间的键能为Q2 kJ·mol-1。
(1)请根据上述数据,在图中标注的数字处,填出能量变化的数值或根据箭头的指向填写能量变化是“放出”热量还是“吸收”热量。
(2)请写出1 molH2燃烧生成液态水的热化学反应方程式:____________________________。
(1)①2Q1+Q2 ②放出 ③4Q3 ④4Q3-(2Q1+Q2) ⑤吸收
(2)H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-[(4Q3+Q4)-(2Q1+Q2)]kJ·mol-1
解析
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 。
(15分)资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放,还可重新获得燃料或重要工业产品。
(1)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+ CO2(g)= NH2CO2NH4(s) △H = -159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)= CO(NH2)2(s)+ H2O(g) △H = +116.49 kJ·mol-1
③H2O(l)= H2O(g) △H =+88.0 kJ·mol-1
试写出NH3和CO2合成尿素和液态水的热化学方程式 。
(2)在一定条件下,二氧化碳转化为甲烷的反应如下:
CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH<0
①向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2,在300℃时发生上述反应,达到平衡时各物质的浓度分别为CO2:0.2mol·L—1,H2:0.8mol·L—1,CH4:0.8mol·L—1,H2O:1.6mol·L—1,起始充入CO2和H2的物质的量分别为 、 。CO2的平衡转化率为 。
②现有两个相同的恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器I、II,在I中充入1 molCO2,和4 molH2,在II中充入1 mol CH4和2 mol H2 O(g) ,300℃下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是 (填字母)。
A.容器I、II中正反应速率相同 |
B.容器I、II中CH4的物质的量分数相同 |
C.容器I中CO2的物质的量比容器II中的多 |
D.容器I中CO2的转化率与容器II中CH4的转化率之和小于1 |
①上述生产过程的能量转化方式是 。
②上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为CaO和CO2,电解质为熔融碳酸钠,则阳极的电极反应式为 ,阴极的电极反应式为 。