题目内容

已知甲和乙在溶液中的转化关系如图所示：。请回答下列问题：
(1)若甲是10电子的阳离子，乙是碱性气体。1 mol乙通入足量强酸溶液中与H＋反应，反应过程中的能量变化如图。写出乙的一种用途________________。该反应的热化学方程式为___________________________。

(2)若甲是CO2，用CO2和NH3反应可以合成尿素，合成尿素的反应分为如下两步。
第一步：2NH3(l)＋CO2(g)H2NCOONH4(l)(氨基甲酸铵)　ΔH1
第二步：H2NCOONH4(l)H2O(l)＋H2NCONH2(l)(尿素)　ΔH2
在一体积为0.5 L的密闭容器中投入4 mol氨和1 mol二氧化碳，实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如图Ⅰ所示。

①已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第________步反应决定。
②反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如图Ⅰ所示，则前10 min用CO2表示的第一步反应的速率为________。
③第二步反应的平衡常数K随温度的变化如图Ⅱ所示，则ΔH2________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

(1)制氮肥　NH3(g)＋H＋(aq)===NH4+(aq)　ΔH＝－(b－c) kJ·mol－1
(2)①二　②0.148 mol·L－1·min－1　③＞

解析

练习册系列答案
相关题目

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)。

催化剂

 

（3）某化学小组拟设计以N2和H2为电极反应物，以HCl—NH4Cl为电解质溶液制成燃料电池，则该电池的正极反应式为                 。假设电解质溶液的体积不变，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6．021023个电子，则有标准状况下11．2L电极反应物被氧化
d．为保持放电效果，电池使用一段时间需更换电解质溶液

制备锌印刷电路板是用稀硝酸腐蚀锌板，产生的废液称“烂板液”。“烂板液”中含硝酸锌外，还含有自来水带入的Cl—和Fe3+。在实验室里，用“烂板液”制取ZnSO4·7H2O的过程如下：

（1）若稀硝酸腐蚀锌板时还原产物为N2O，氧化剂与还原剂的物质的量之比是       。
（2）若步骤①的pH>12，则Zn(OH)2溶解生成四羟基合锌酸钠。写出Zn(OH)2被溶解的离子方程式                                                。
（3）滤液D中除了含有OH—离子外，还含有的阴离子有             （填离子符号）。
（4）若滤液E的pH=4，c(Zn2+)=2mol·L-1，c(Fe3+)=2.6×l0-9mol·L-1，能求得的溶度积是       （填选项）。
A.Ksp[Zn(OH)2]    B.Ksp[Zn(OH)2]和Ksp[Fe(OH)3]    C.Ksp[Fe(OH)3]
（5）步骤③要控制pH在一定范围。实验室用pH试纸测定溶液pH的方法是：                  　　 。
（6）已知：①Fe(OH)3(s)Fe3+(aq)+3OH-(aq) ； ΔH=" a" kJ?mol-1
②H2O(l)  H+(aq)+OH-(aq) ；ΔH=" b" kJ?mol-1
请写出Fe3+发生水解反应的热化学方程式：                             。
若①的溶度积常数为KSP，②的离子积常数为KW，Fe3+发生水解反应的平衡常数：
K=                 。（用含KSP、KW的代数式表示）

2013年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图所示。

据此判断:
①该反应的ΔH　　0(填“>”或“<”)。 
②在T2温度下,0～2 s内的平均反应速率v(N2)=　　　　。 
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是　　　　(填代号)。 


(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
例如:
CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)     ΔH1="-867" kJ/mol
2NO2(g)N2O4(g)   ΔH2="-56.9" kJ/mol
写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)和H2O(g)的热化学方程式:　                 。 
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为　                   。 

根据下列条件计算有关反应的焓变：
（1）已知：Ti(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)ΔH＝－804．2 kJ·mol－1
2Na(s)＋Cl2(g)=2NaCl(s)　ΔH＝－882．0 kJ·mol－1
Na(s)=Na(l)　ΔH＝＋2．6 kJ·mol－1
则反应TiCl4(l)＋4Na(l)=Ti(s)＋4NaCl(s)的ΔH＝________ kJ·mol－1。
（2）已知下列反应数值：

反应序号
化学反应
反应热
①
Fe2O3(s)＋3CO(g)= 2Fe(s)＋3CO2(g)
ΔH1＝－26．7 kJ·mol－1
②
3Fe2O3(s)＋CO(g)=2Fe3O4(s)＋CO2(g)
ΔH2＝－50．8 kJ·mol－
③
Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g)
ΔH3＝－36．5 kJ·mol－1
④
FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO2(g)
ΔH4
 
则反应④的ΔH4＝____________ kJ·mol－1。

2013年初，雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)。在密闭容器中发生该反应时，c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线如图所示。

据此判断：
①该反应的ΔH________0(填“>”或“<”)
②在T2温度下，0～2 s内的平均反应速率v(N2)＝______________________。
③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2，在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填代号)。


(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
例如：CH4(g)＋2NO2(g)=N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－867 kJ/mol
2NO2(g)??N2O4(g)　ΔH2＝－56.9 kJ/mol
写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式：________________________________________________________________________。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的
目的。如图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为__________________________。

③常温下，0.1 mol·L－1的HCOONa溶液pH为10，则HCOOH的电离常数Ka＝________。

硫在地壳中主要以硫化物、硫酸盐等形式存在，其单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
（1）已知：重晶石（BaSO4）高温煅烧可发生一系列反应，其中部分反应如下：
BaSO4(s)+4C(s)=BaS(s)+4CO(g) △H=" +" 571.2 kJ?mol—1
BaS(s)= Ba(s)+S(s) △H=" +460" kJ?mol—1
已知：2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=" -221" kJ?mol—1
则：Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s) △H=       。 
（2）雄黄(As4S4)和雌黄(As2S3)是提取砷的主要矿物原料。已知As2S3和HNO3有如下反应：
As2S3+10H++ 10NO3-=2H3AsO4+3S+10NO2↑+ 2H2O
当反应中转移电子的数目为2mol时，生成H3AsO4的物质的量为    。
（3）向等物质的量浓度Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸至过量。其中主要含硫各物种（H2S、HS—、S2—）的分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与滴加盐酸体积的关系如下图所示（忽略滴加过程H2S气体的逸出）。

①含硫物种B表示      。在滴加盐酸过程中，溶液中c(Na+)与含硫各物种浓度的大小关系为      (填字母)。
a．c(Na+)= c(H2S)+c(HS—)+2c(S2—)
b．2c(Na+)=c(H2S)+c(HS—)+c(S2—)
c．c(Na+)=3[c(H2S)+c(HS—)+c(S2—)]
②NaHS溶液呈碱性，若向溶液中加入CuSO4溶液，恰好完全反应，所得溶液呈强酸性，其原因是     （用离子方程式表示）。
（4）硫的有机物（）与甲醛、氯化氢以物质的量之比1:1:1反应，可获得一种杀虫剂中间体X和H2O。
及X的核磁共振氢谱如下图，其中      （填“Ⅰ”或“Ⅱ”）为的核磁共振氢谱图。写出X的结构简式：      。

氨是氮循环过程中的重要物质,氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法。
(1)根据图1提供的信息,写出该反应的热化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,在图1中曲线　　　　　　　(填“a”或“b”)表示加入铁触媒的能量变化曲线。 

(2)在恒容容器中,下列描述中能说明上述反应已达平衡的是　　　　。 
A.3v(H2)正=2v(NH3)逆
B.单位时间内生成n mol N2的同时生成2n mol NH3
C.混合气体的密度不再改变
D.容器内压强不随时间的变化而变化
(3)一定温度下,向2 L密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,保持体积不变,0.5 min后达到平衡,测得容器中有0.4 mol NH3,则平均反应速率v(N2)=　　　　　　,该温度下的平衡常数K=　　　　　　　。若升高温度,K值变化　　　　(填“增大”、“减小”或“不变”)。 
(4)为了寻找合成NH3的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。

实验编号
 		T(℃)
 		n(N2)/n(H2)
 		p(MPa)
 
ⅰ
 		450
 		1/3
 		1
 
ⅱ
 		　 
 		　 
 		10
 
ⅲ
 		480
 		　 
 		10
 
 
A.请在上表空格中填入剩余的实验条件数据。
B.根据反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的特点,在给出的坐标图2中,画出其在1 MPa和10 MPa条件下H2的转化率随温度变化的趋势曲线示意图,并标明各条曲线的压强。

CH4(g)＋2NO2(g)N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－867 kJ·mol－1。该反应可用于消除氮氧化物的污染。在130 ℃和180 ℃时，分别将0.50 mol CH4和a mol NO2充入1 L的密闭容器中发生反应，测得有关数据如下表：

实验
编号
温度
时间/min
0
10
20
40
50
1
130 ℃
n(CH4)/mol
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
2
180 ℃
n(CH4)/mol
0.50
0.30
0.18
 
0.15
 
(1)开展实验1和实验2的目的是______________________________。
(2)180 ℃时，反应到40 min，体系________(填“是”或“否”)达到平衡状态，理由是__________________________；
CH4的平衡转化率为________。
(3)已知130 ℃时该反应的化学平衡常数为6.4，试计算a的值。(写出计算过程)
(4)一定条件下，反应时间t与转化率α(NO2)的关系如图所示，请在图像中画出180 ℃时，压强为p2(设压强p2>p1)的变化曲线，并做必要的标注。

(5)根据已知求算：ΔH2＝________。
CH4(g)＋4NO2(g)4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－574 kJ·mol－1
CH4(g)＋4NO(g)2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH2

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