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(2012?石家庄二模)氨是重要的化工产品之一,研究合成氨反应具有重要意义.σ

(1)已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:N≡N 946.0kJ?mol-1、H-H 436kJ?mol-1、N-H 390.8kJ?mol-1,写出以N2(g)和H2(g)为原料合成NH3(g)的热化学方程式
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-90.8 kJ?mol-1
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-90.8 kJ?mol-1

(2)某小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,实验结果如图1所示:
①t1时刻改变的条件为
升高温度
升高温度

②t2时刻,恒压充入氦气,t3时刻达到平衡.在图中画出t2时刻后的速率变化图象.
(3)相同温度下,A、B、C三个密闭容器,A、B恒容,C带有可自由移动的活塞K,各向其中充入如图2所示反应物,初始时控制活塞K,使三者体积相等,一段时间后均达到平衡.
①达到平衡时,A、C两个容器中NH3的浓度分别为c1、c2,则c1
c2(填“>”、“<”或“=”).
②达到平衡时,若A、B两容器中反应物的转化率分别为α(A)、α(B),则 α(A)+α(B)
1(填“>”、“<”或“=”).
③达到平衡时,若容器C的体积是起始时的
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,则平衡时容器C中H2的体积分数为
50%
50%

(4)直接供氨式碱性燃料电池(DAFC),以KOH溶液为电解质溶液,其电池反应为 4NH3+3O2═2N2+6H2O,则负极的电极反应式为
2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O
2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O
分析:(1)化学反应中,化学键断裂吸收能量,形成新化学键放出能量,根据方程式计算分别吸收和放出的能量,以此计算反应热并判断吸热还是放热;
(2)①t1时刻改变的条件后正逆反应速率都增大,平衡逆移;
②t2恒压充入氦气,体积膨胀,参加反应的气体所占分压减小,平衡向体积增大方向移动,据此画出图象;
(3)①A为恒容容器,C为恒压容器,根据压强对平衡的影响分析;
②因体积相同,将乙中的量极限转化后为甲中的2倍,则压强大于甲中的压强,减小氨气的转化率;
③根据已知数据列三段式计算,根据恒压条件下物质的量之比等于体积比;
(4)燃料电池中,负极是燃料发生失电子的氧化反应.
解答:解:(1)在反应N2+3H2?2NH3中,断裂3molH-H键,1mol N≡N键共吸收的能量为:3×436kJ+946kJ=2254kJ,生成2mol NH3,共形成6mol N-H键,放出的能量为:6×390.8kJ=2344.8kJ,吸收的能量少,放出的能量多,该反应为放热反应,放出的热量为:2344.8kJ-2254kJ=90.8kJ,
故答案为:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-90.8kJ?mol-1
(2)①t1时刻改变的条件后正逆反应速率都增大,逆反应速率大于正反应速率,平衡逆移,所以改变条件为升高温度,
故答案为:升高温度;
②t2恒压充入氦气,体积膨胀,各反应物质浓度减小,参加反应的气体所占分压减小,平衡向体积增大方向移动,正逆反应速率都减小,画出图象为:
故答案为:
(3)①A为恒容容器反应到达平衡是容器内压强减小,C为恒压容器,容器内压强不变,所以C容器内的压强大于A的,压强增大平衡正移氨气的浓度增大,所以C容器内氨气浓度大,
故答案为:<;
②因体积相同,将乙中的量极限转化后为甲中的2倍,则压强大于甲中的压强,增大压强向生成氨气的方向移动,所以减小了氨气的转化率,所以α(A)+α(B)<1,
故答案为:<;
③N2 (g)+3H2(g)?2NH3(g)
起始(mol)   1        3        0
反应(mol)   x        3x       2x
平衡(mol)   1-x     3-3x      2x      
达到平衡时,若容器C的体积是起始时的
3
4

1-x + 3-3x + 2x      
1+3
=
3
4

解得x=0.5,
所以平衡是氢气为3-3x=1.5mol,
容器内气体总物质的量为3mol,
所以平衡时容器C中H2的体积分数为
1.5
3
×100%=50%,
故答案为:50%;
(4)燃料电池中,负极是燃料发生失电子的氧化反应,所以氨作为燃料电池燃气时,负极上是氨气失电子的过程,即2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O,
故答案为:2NH3-6e-+6OH-═N2+6H2O.
点评:本题考查化学平衡的计算,影响平衡的因素,燃料电池等,明确化学平衡三段法计算方法是解答本题的关键之一,题目难度较大.
练习册系列答案
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(2012?石家庄一模)某化学小组为测定某种铁的硫化物FexSy的组成,按照如下步骤进行了实验.

步骤一:利用图Ⅰ所示装置,高温灼烧4.16g FexSy至固体质量不再变化,得到红棕色固体和一种能使品红溶液褪色的气体.
步骤二:将B中所得溶液按图Ⅱ进行处理.

请回答:
(1)步骤一中,当FexSy固体完全反应后,还需继续通入空气片刻,其目的为
把生成的SO2气体全部吹入B中被NaOH溶液完全吸收;防止B中液体倒吸入硬质玻璃管中;
把生成的SO2气体全部吹入B中被NaOH溶液完全吸收;防止B中液体倒吸入硬质玻璃管中;

(2)加入H2O2溶液的作用为
SO32-+H2O2═SO42-+H2O
SO32-+H2O2═SO42-+H2O
 (用离子方程式表示).
(3)过滤时用到的玻璃仪器除烧杯外,还有
漏斗、玻璃棒
漏斗、玻璃棒
 (填仪器名称).
(4)判断步骤二中沉淀是否已经洗涤干净的操作方法为
取最后一次洗涤所得的溶液少许于试管中,滴加稀硫酸(硫酸钠或硝酸酸化的硝酸银溶液),若无白色沉淀生成,说明沉淀已洗涤干净;若有白色沉淀生成,说明沉淀未洗涤干净
取最后一次洗涤所得的溶液少许于试管中,滴加稀硫酸(硫酸钠或硝酸酸化的硝酸银溶液),若无白色沉淀生成,说明沉淀已洗涤干净;若有白色沉淀生成,说明沉淀未洗涤干净

(5)利用题中提供的数据可计算得出该铁的硫化物的化学式为
Fe2S3
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(6)实验过程中若无装置A,则所测FexSy中x:y的值将
偏小
偏小
 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”).
(7)某同学认为不用进行步骤二,只需通过测定步骤一中装置B中的溶液在反应前后的质量差,即可确定x:y的值.实验证明按此方法测定的结果偏小,其原因为
过量的氧气进入装置B中与SO32-反应生成SO42-,造成B中溶液在反应前后的质量差增大
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(2012?石家庄二模)某化学小组为测定加碘盐中KIO3的质量分数并制备少量KIO3,进行了如下实验.
I.测定加碘盐中KIO3的质量分数(杂质不发生反应)
已知:KIO3+3H2SO4+5KI=3I2+3K2CO3+3H2O;   I2+2Na2S2O3=2Na I+Na 2S4O6
步骤一:准确称取a g加碘盐,配制成250mL溶液;
步骤二:取所配溶液25.00mL于锥形瓶中,加稀硫酸酸化,再加入足量KI溶液;
步骤三:以淀粉为指示剂,用c mol?L-1的Na2S2O3溶液滴定步骤二所得溶液至终点,记录数据;重复滴定2次,平均消耗Na2S2O3溶液12.00mL.
(1)步骤一中配制250mL溶液用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和量筒外,还有
250mL容量瓶
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(2)步骤三中到达滴定终点时的现象为
溶液蓝色褪色
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(3)实验测得此加碘盐中KIO3的质量分数=
428c
a
%
428c
a
%
(KIO3的相对分子质量为214).
II.实验室制备KIO3
已知:碘酸盐可以用氯气在碱性溶液中氧化碘化物得到.
该化学小组通过以下装置制备KIO3

(4)装置A中反应的离子方程式为
MnO2+4H++2Cl-
 △ 
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O
MnO2+4H++2Cl-
 △ 
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O

(5)装置B中的试剂为
饱和食盐水
饱和食盐水

(6)写出装置C中生成KIO3的离子方程式
3Cl2+I-+6OH-=6Cl-+IO3-+3H2O
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(7)上述实验装置存在一处明显缺陷,请指出
缺少吸收氯气的尾气吸收装置
缺少吸收氯气的尾气吸收装置

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