题目内容
【题目】碳、氮和氯元素及其化合物与人类的生产、生活密切相关。
I.碳的化合物的转换在生产、生活中具有重要的应用。特别是CO2的低碳转型对抵御气候变化具有重要意义。
在三个容积均为1L的密闭容器中以不同的氢碳比n(H2)/n(CO2)充入H2和CO2,在一定条件下发生反应:
2CO2(g) + 6H2(g) C2H4(g) + 4H2O(g) △H,CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示(①、②、2.0分别代表三种氢碳比时的变化曲线)。
请回答下列问题:
(1)反应的△H_____0,氢碳比①________②,Q点v(正)_____v(逆)(填“大于”或“小于”)
(2)若起始时,CO2的浓度为0.5mol/L,氢气的浓度为1.0mol/L;则P点对应温度的平衡常数的值为_____________________。
II.氯的化合物合成、转化一直是科学研究的热点。
①一定条件下,氯气与氨气反应可以制备氯胺[NH2Cl(g)],已知部分化学键的键能:
则上述反应的热化学方程式为_______________________________________________________。
化学键 | N—H | Cl—Cl | N—Cl | H—Cl |
键能/kJ·mol-1 | 391.3 | 243.0 | 191.2 | 431.8 |
②氯胺是一种长效缓释含氯消毒剂,有缓慢而持久的杀菌作用,可以杀死H7N9禽流感病毒,其消毒原理为与水缓慢反应生成强氧化性的物质,该反应的化学方程式为
_________________________________________________________。
III.用氨水除去SO2
(1)已知25℃时,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.2×10-8.若氨水的浓度为2.0mol/L,则溶液中的c(OH-)=_________mol/L.将SO2通入该氨水中,当c(OH-)降至1.0×10-7mol/L时,溶液中的c(SO32-)/c(HSO3-)=_____________.
(2)利用氨气与空气催化氧化法制取联氨N2H4.如图是由“联氨-空气”形成的绿色燃料电池,以石墨为电极的电池工作原理示意图,b电极为____________极(填“正”或“负”),写出该电池工作时a电极的电极反应式___________________________________________.
【答案】 小于 大于 大于 512L3/mol3 NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g)+HCl(g) △H=+11.3kJ/mol NH2Cl+H2ONH3+HClO或NH2Cl+2H2O
NH3·H2O+HClO 6.0×10-3 0.62 正 N2H4-4e-=N2+4H+
【解析】本题主要考查化学反应原理综合问题。
I.(1)CO2的平衡转化率随着温度升高而减小,表明升温平衡左移,反应的△H小于0,在相同温度下,CO2的平衡转化率①大于②,所以氢碳比①大于②,在一定温度下,Q点达到平衡过程中,CO2的转化率增大,所以v(正)大于v(逆)。
(2)平衡时,CO2的浓度为0.25mol/L,氢气的浓度为0.25mol/L,乙烯的浓度为0.125mol/L,水蒸气的浓度为0.5mol/L,则P点对应温度的平衡常数为=512L3/mol3。
II.①△H=反应物键能之和-生成物键能之和=(3×391.3+243.0-191.2-2×391.3-431.8)kJ/mol=+11.3kJ/mol,则上述反应的热化学方程式为NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g)+HCl(g) △H=+11.3kJ/mol。
②氯胺与水缓慢反应生成的强氧化性物质是次氯酸,该反应的化学方程式为NH2Cl+2H2ONH3·H2O+HClO。
III.(1)Kb==1.8×10-5,c(NH3·H2O)=2.0mol/L,则c(OH-)≈c(NH4+)=
=6.0×10-3mol/L. Ka2=
=6.2×10-8,c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7mol/L,溶液中的c(SO32-)/c(HSO3-)=Ka2/ c(H+)=0.62.
(2) O2在b电极被还原,所以b电极为正极,该电池工作时a电极的电极反应式:N2H4-4e-=N2+4H+.
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
【题目】在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为;
(2)反应是反应.(选填“吸热”、放热).
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是 .
a.容器中压强不变 b.混合气体中c(CO)不变
c.v正(H2)=v逆(H2O) d.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)c(CH2)=c(CO)c(H2O),试判断此时的温度为℃