题目内容
氮是地球上含量丰富的一种元素,氮元素的单质和化合物在工农业生产、生活中有重要用途。
(1)根据右下能量变化示意图:
写出CO和NO2反应生成NO和CO2的热化学方程式
(2)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3 (g) ΔH<0,
其平衡常数K与温度T的关系如下表,试判断K1 K2(填“>”、“=”或“<”)
T /K | 298 | 398 |
平衡常数K | K1 | K2 |
(3)下列各项能说明该反应达到平衡状态的是 (填字母序号)
a. v(H2)正="3" v(N2)逆
b. 容器内压强保持不变
c. 容器中混合气体的密度保持不变
d.: N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2
(4)氨气极易溶于水,常用下图实验来验证,在标准状况下,烧瓶中的氨水使酚酞变红。
请回答:
①用化学用语说明所得氨水能使酚酞变红的原因 。
②250C时,将一定量的氨水与盐酸混合后pH=7,测该混合溶液中c(Cl-)与c(NH4+)关系为 (填字母序号)
a.c(Cl-)﹥c(NH4+) b.c(Cl-)﹦c(NH4+)
c. c(Cl-)﹤c(NH4+) d.无法判断
(8分)
(1)CO(g) +NO2 (g) =CO2(g)+NO (g) ΔH=-234kJ/mol (2分)
(2)> (1分)
(3)a b (2分)
(4)①NH3·H2O NH4++OH- (其他合理答案也给分) (2分)
② b (1分)
解析试题分析:(1)反应物断化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量=反应的焓变,所以△H=134KJ·mol-1-368KJ·mol-1=-234kJ·mol-1;CO和NO2反应生成NO和CO2的热化学方程式为:CO(g)+NO2(g)═CO2(g)+NO (g)△H=-234kJ·mol-1,
答案为:CO(g)+NO2(g)═CO2(g)+NO (g)△H=-234kJ·mol-1;
(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0,反应是放热反应,温度升高平衡逆向进行,平衡常数减小,所以K1>K2,故答案为:>;
(3)a.依据正反应速率之比等于化学方程系数之比,V正(H2)=3V正(N2),依据v正(H2)=3v逆(N2)可知V正(N2)=v逆(N2),说明反应达到平衡,a正确;
b.反应前后气体体积分数变化,容器内压强保持不变证明反应达到平衡,b正确;
c.反应过程中气体质量和混合气体体积不变容器中混合气体的密度保持不变,不能证明反应达到化学平衡,c错误;
d.N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2只能说明反应了之比等于系数之比,不能证明反应达到平衡,d错误;
答案为:ab;
(4)①用化学用语说明所得氨水能使酚酞变红的原因,可以利用电离平衡说明,电离方程式为:NH3·H2ONH4++OH-,故答案为:NH3·H2ONH4++OH-;
②25℃时,依据溶液中存在的电荷守恒为c(H+)+c(NH4+)=c(OH-)+c(Cl-),将一定量的氨水与盐酸混合后pH=7,c(H+)=c(OH-),测该混合溶液中c(Cl-)与c(NH4+)关系相等,答案为:b.
考点 :反应热和焓变;化学平衡常数的含义;化学平衡状态的判断.
氨是一种重要的化工产品,是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱的原料,也是一种常用的制冷剂。
(1) 实验室制备氨气的化学反应方程式为_________。
(2) 工业合成氨的反应方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H。下图I是合成氨反应的能量与反应过程相关图(未使用催化剂);图D是合成気反应在2L容器中、相同投料情况下、其它条件都不变时,某一反应条件的改变对反应的影响图。
下列说法正确的是_______。
A.ΔH=-92.4kJ/mol |
B.使用催化剂会使E1的数值增大 |
C.为了提高转化率,工业生产中反应的浓度越低越好 |
D.图II是不同压强下反应体系中氨的物质的量与反应时间关系图,且PA<PB |
F.该反应的平銜常数KA<KB
G.在曲线A条件下,反应从开始到平衡,消耗N2的平均速率为mol/(L·min)
(3) —定温度下,向一个容积为2 L的密闭容器中通入2 mol N2和7 mol H2,达到平衡时测得容器的压强为起始时的倍,则此温度下的平衡常数为_______。在同一温度,同一容器中,将起始物质改为amol N2 b molH2 c mol NH3 (a,b,c均不为零)欲使平衡混合物中各物质的质量与原平衡相同,则a,b,c满足的关系为_____________(用含a,b,c的表达式表示),且欲使反应在起始时向逆反应方向进行,c的取值范围是_______
(4)已知H2(g)的燃烧热为285.8 kJ/mol,试写出表示NH3(g)燃烧热的热化学反应方程式_____。以氨气为燃料可以设计制氨燃料电池(电极材料均为惰性电极,KOH溶液作电解质溶液)该电池负极电极反应式为_______经測定,该电作过程中每放出1molN2实际提供460kJ的电能,则该燃料电池的实际效率为_____(燃料电池的实标效率是指电池实际提供的电能占燃料电池反应所能释放出的全部能量的百分数)
工业上在催化剂作用下可利用CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),图1表示反应过程中能量的变化情况。
请回答下列问题:
(1)在图I中,曲线______(填“a”或“b”)表示使用了催化剂;该反应属于______(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)为探究外界条件对合成甲醇化学反应速率的影响规律,某科技工作者设计了以下三组实验,部分数据已填人表中,请补充完整。
实验组 | T/℃ | 起始浓度/mol?L-1 | 等质量催化剂的 比表面积/m2?g-1 | |
CO | H2 | |||
① | 280 | 1.20×10-3 | 5.80×10-3 | 82 |
② | 280 | 1.20×10-3 | 5.80×10-3 | 124 |
③ | 350 | | | 124 |
其中设计实验组①和②的目的是______。
(3)“图2”所揭示的规律是:在p1压强达平衡时______;并请画出在p2压强下(p2> p1)的曲线。
(4)在碱性条件下可将合成甲醇的反应设计成原电池,则负极的电极反应式为______。