题目内容
【题目】一氧化二氮(Nitrous oxide),无色有甜味气体,又称笑气,“笑气”的名称是由于吸入它会感到欣快,并能致人发笑。1799年,英国化学家汉弗莱·戴维发现了该气体。一氧化二氮早期被用于牙科手术的麻醉,现用在外科手术和牙科起麻醉和镇痛作用。
(1)N2O在金粉表面发生热分解反应:2N2O(g)=2N2(g)+O2(g) △H。
已知:2NH3(g)+3N2O(g)=4N2(g)+3H2O(1) △H1
4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(1) △H2
△H=________(用含△H1、△H2的代数式表示)。
(2)N2O和CO是环境污染性气体,这两种气体会发生反应:N2O(g)+CO(g) CO2(g)+N2(g),“Fe+”常用作该反应的催化剂。其总反应分两步进行:第一步为Fe++N2O
FeO++N2;第二步为____________________(写化学方程式)。第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间,由此推知,第二步反应活化能_____(填“大于”“小于”或“等于”)第一步反应活化能。
(3)在四个恒容密闭容器中充入相应量的气体(图甲),发生反应:2N2O(g) 2N2(g)+O2(g)△H,容器I、II、III中N2O的平衡转化率如图乙所示:
①该反应的△H______(填“>”或“<”)0。
②容器II的体积为0.5L,在470℃下进行反应,30s后达到平衡,0~30s内容器II中O2的反应速率为_______mol·L-1·s-1。
③已知容器I的体积为1L,370℃时,该反应的平衡常数k=________(保留两位有效数字)。
④图中A、B、C三点处容器内密度最大的点是________(填“A”“B”或“C”)。
【答案】△H1 —
△H2 FeO+ +CO
Fe+ +CO2 小于 > 0.002 8.9×10-3 C
【解析】
(1)利用盖斯定律书写出正确的热化学方程式,并计算出△H;
(2)根据催化剂的定义判断;第二步反应对总反应的速率没有影响,说明第一步是慢反应,控制总反应的速率;
(3)①由乙图可知,温度升高N2O的平衡转化率增大,据此判断;
②470℃下N2O的平衡转化率为60%,因此0~30sN2O转化了0.06mol,可计算出v(N2O),根据速率之比等于化学计量数之比可计算出v(O2);
③370℃时,容器I中N2O的平衡转化率为40%,利用三段法进行计算;
④A、B、C三点温度逐渐升高,而升高温度,平衡正向移动,据此分析判断。
(1)已知:①2NH3(g)+3N2O(g)=4N2(g)+3H2O(1) △H1
②4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(1) △H2
根据盖斯定律可知,(①×2-②)×,可得2N2O(g)=2N2(g)+O2(g) △H=
△H1 —
△H2;
(2)根据催化剂的定义可知,第二步反应中,中间产物FeO+氧化CO生成CO2,而本身被还原为Fe+,反应为:FeO+ +CO Fe+ +CO2;第二步反应对总反应的速率没有影响,说明第一步是慢反应,控制总反应的速率,第二步反应速率大于第一步反应速率,因此第二步反应活化能小于第一步反应活化能;
(3)①由乙图可知,温度升高N2O的平衡转化率增大,说明平衡正向移动,而温度升高,平衡向吸热的方向移动,即该反应正向为吸热反应,△H>0;
②0~30sN2O转化了0.06mol,v(N2O)==
=0.004mol/(Ls),根据速率之比等于化学计量数之比可知v(O2)=
×0.004mol/(Ls)=0.002mol/(Ls);
③370℃时,容器I中N2O的平衡转化率为40%,那么
2N2O(g) 2N2(g) + O2(g)
平衡常数=
=8.9×10-3;
④A、B、C三点N2O的平衡转化率,温度越高,平衡正向移动趋势越大,容器内气体越多,容器内的密度越大,因此三点中C点的容器内密度最大。
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
【题目】Ⅰ. (1) 已知S4的结构式如图,反应S4(g) + 4Cl2(s )== 4SCl2(g) △H= - 4 kJ·mol-1,S—S键的键能为266 kJ·mol-1,S—Cl键的键能为255 kJ·mol-1,则1mol Cl2(g)分子中的化学键断裂时需要吸收的能量为_____kJ。
Ⅱ. 工业上合成氯化亚砜反应:SO2(g)+ SCl2(g)+Cl2(s)2SOCl2(g),该反应中某一反应物的体积分数(以A%表示)随温度的变化关系如图所示。
(2) 在373K时,向2L密闭容器中通入物质的量均为0.04 mol的SO2、SCl2与Cl2, 发生上述反应。测得其压强(p)随时间(t)的变化为下表中数据Ⅰ(平衡时的温度与起始温度相同)
t/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Ⅰ | 6.0p0 | 6.7 p0 | 6.1 p0 | 5.4 p0 | 5.0 p0 | 5.0 p0 |
Ⅱ | 6.0 p0 | 7.0 p0 | 5.3 p0 | 5.0 p0 | 5.0 p0 | 5.0 p0 |
①该反应的△H_____0(填“>”“<”或“=”)。
②反应开始至达到平衡时,v(SCl2)=__________。
③若只改变某一条件,测得其压强随时间的变化为表中数据Ⅱ,则改变的条件是_______________。
(3) 下图是某同学测定的上述反应的pK(pK= - lgK)与温度的变化关系图。
① A点的数值为_________(已知lg4=0.6)。
②当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,A点可能变化为______点。
III. (4) 电解NO2制备NH4NO3,其工作原理如图所示。
①阴极的电极反应式为_________________________。
②为使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充某种物质A,则A的化学式为___________。