题目内容

氨的工业合成工艺的成熟推动了人类文明的进步,不少科技工作者为了寻找廉价的氨的制备方法,进行了前赴后继的探索性工作。请回答下列各题:
用氢气和氮气合成氨是一个可逆反应,化学方程式如下:N2+3H22NH3。已知,在常温下,1 g H2完全转化为NH3,放出的热量为15.4 kJ。
(1)请写出该反应的热化学方程式　。 
(2)如果一个反应的ΔH-TΔS<0,则该反应能够自发进行。已知该反应的ΔS="-198.2" J·K-1·mol-1。则上述氨气的合成反应在常温下　　　　(填“能”或“不能”)自发进行。 

(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH="-92.4" mol·L-1
(2)能

解析

练习册系列答案
相关题目

(1)已知下列两个热化学方程式：
C3H8(g)+5O2(g) =3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=－2220.0 kJ·mol-1
H2O（l）=H2O（g） ΔH="+44.0" kJ·mol-1
则0.5mol丙烷燃烧生成CO2和气态水时释放的热量为             。
(2)已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)＋O2(g)  ΔH＝＋140 kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)="2CO(g)" ΔH＝－221 kJ·mol－1
写出TiO2和焦炭、氯气反应生成TiCl4和CO气体的热化学方程式：            。
(3)科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体（如图所示），与白磷分子相似。已知断裂1molN—N键吸收193kJ热量，断裂1molNN键吸收941kJ热量，则1molN4气体转化为2molN2时要放出              kJ能量。

（4）阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池总反应为：2H2+O2＝2H2O，电解质溶液为稀H2SO4溶液，电池放电时是将     能转化为     能。其电极反应式分别为：负极                ，正极                   。

为了防止或减少机动车尾气和燃煤产生的烟气对空气的污染，人们采取了很多措施。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g) △H＜0，
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）。
（下图中υ正、K、n、w分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量、质量分数）

（2）机动车尾气和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。已知：
CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g) △H＝－867 kJ/mol      ①
2NO2(g)N2O4(g) ΔH＝－56.9 kJ/mol       ②
H2O(g) ＝ H2O(l) ΔH＝－44.0 kJ／mol       ③
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式：                 。
（3）用NH3催化还原NOX也可以消除氮氧化物的污染。如图，采用NH3作还原剂，烟气以一定的流速通过催化剂，通过测量逸出气体中氮氧化物含量，从而可确定烟气脱氮率，反应原理为：NO(g) +NO2(g)+2NH3(g)2N2(g) + 3H2O(g)。

①该反应的△H     0（填“＞”、“＝”或 “＜”）。
②对于气体反应，用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数（记作KP），
则上述反应的KP＝                       。
（4）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见图，石墨I为电池的       极。  该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应为            。

（5）硝酸工业尾气中氮氧化物（NO和NO2）可用尿素〔CO(NH2)2〕溶液除去。反应生成对大气无污染的气体。1 mol尿素能吸收工业尾气中氮氧化物（假设NO、NO2体积比为1︰1）的质量为          g。

（Ⅰ）碳和碳的化合物在人类生产、生活中的应用非常广泛。“低碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的生活方式。
（1）甲烷燃烧时放出大量的热，可作为能源应用于人类的生产和生活。
（2）将两个石墨电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，构成甲烷燃料电池。其负极电极反应式是：                           。
（3）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：
，得到如下三组数据：

①实验1中，以v（ H2）表示的平均反应速率为：     。
②该反应的正反应为     （填“吸”或“放”）热反应；
③若要实验3达到与实验2相同的平衡状态（即各物质的体积分数分别相等），则a、b应满足的关系是       （用含a、b的数学式表示）。
（Ⅱ）某小组运用工业上离子交换膜法制烧碱的原理，用如下图所示装置电解K2SO4溶液。
①该电解槽中通过阴离子交换膜的离子数      （填“>”“<”或“一”）通过阳离子交换膜的离子数；
②图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH，则a、b、c、d由小到大的顺序为              ；
③电解一段时间后，B出口与C出口产生气体的质量比为             。

实验测得环己烷(l)、环己烯(l)和苯(l)的标准燃烧热分别为3 916 kJ·mol-1、3 747 kJ·mol-1和3 265 kJ·mol-1,写出这三种物质燃烧时燃烧热的热化学方程式。
(1)环己烷:　_______________________。 
(2)环己烯:　_______________________。 
(3)苯:　_______________________。 

甲醇燃料分为甲醇汽油和甲醇柴油。工业上合成甲醇的方法很多。
（1）一定条件下发生反应：
CO2(g) +3H2(g) ＝CH3OH(g)+H2O(g) △H1
2CO (g) +O2(g) ＝2CO2(g)  △H2
2H2(g)+O2(g) ＝2H2O(g)   △H3
则　CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)　的△H＝               。
（2）在容积为2L的密闭容器中进行反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ，其他条件不变，在300℃和500℃时，物质的量n(CH3OH) 与反应时间t的变化曲线如图所示。该反应的△H    0 （填>、<或=）。

（3）若要提高甲醇的产率，可采取的措施有____________（填字母）。

A．缩小容器体积
B．降低温度
C．升高温度
D．使用合适的催化剂
E．将甲醇从混合体系中分离出来
（4）CH4和H2O在催化剂表面发生反应CH4+H2OCO+3H2，T℃时，向1 L密闭容器中投入1 mol CH4和1 mol H2O(g)，5小时后测得反应体系达到平衡状态，此时CH4的转化率为50% ，计算该温度下的平衡常数     （结果保留小数点后两位数字）。
（5）以甲醇为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢为燃料的 传统燃料电池，目前得到广泛的研究，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题：

①B极的电极反应式为                     。
②若用该燃料电池做电源，用石墨做电极电解硫酸铜溶液，当电路中转移1mole- 时，实际上消耗的甲醇的质量比理论上大，可能原因是                     。
（6）25℃时，草酸钙的Ksp=4.0×10-8,碳酸钙的Ksp=2.5×10-9。向20ml碳酸钙的饱和溶液中逐滴加入8.0×10-4 mol·L-1的草酸钾溶液20ml，能否产生沉淀       （填“能”或“否”）。

下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ):

物质
Cl2
Br2
I2
HCl
HBr
HI
H2
能量/kJ
243
193
151
432
366
298
436
 
根据上述数据回答(1)~(5)题。
(1)下列物质本身具有的能量最低的是　　　　。 
A.H2                    B.Cl2                                C.Br2          D.I2
(2)下列氢化物中,最稳定的是　　　　。 
A.HCl　　　　　B.HBr　　　　　C.HI
(3)X2+H22HX(X代表Cl、Br、I )的反应是吸热反应还是放热反应?答:　______________。 
(4)相同条件下,X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应,当消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收的热量最多的是　　　　　。 
(5)若无上表中的数据,你能正确回答出问题(4)吗?
答:　　　　　,你的根据是　______________________。 

(创新预测题)将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)；C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为：
C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
H2(g)＋ O2(g)=H2O(g)　ΔH＝－242.0 kJ·mol－1
CO(g)＋ O2(g)=CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
请回答：
(1)根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学反应方程式：_____________________________。
(2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”；乙同学根据盖斯定律做出如图循环图

并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。
请分析：甲、乙两同学观点正确的是________(填“甲”或“乙”)；判断的理由是
_______________________________________________________。
(3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点，请列举其中的两个优点______________________________________________________

研究SO2、CO等大气污染物的处理与利用具有重大意义。
Ⅰ.利用钠碱循环法可脱除烟气中SO2，该法用Na2SO3溶液作为吸收剂，吸收过程pH随n（SO）?n（HSO3-）变化关系如下表：

n（SO32-）?n（HSO3-）
91:9
1:1
9:91
pH
8.2
7.2
6.2
（1）由上表判断NaHSO3水溶液显   __性，原因是   __。
（2）当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是   __。
a．c（Na＋）＝2c（SO32-）＋c（HSO3-）
b．c（Na＋）＞c（HSO3-）＞＞c（SO32-）＞c（H＋）＝c（OH－）
c．c（Na＋）＋c（H＋）＝c（HSO3-）＋c（SO32-）＋c（OH－）
（3）若某溶液中含3 mol Na2SO3，逐滴滴入一定量稀HCl，恰好使溶液中Cl－与HSO3-物质的量之比为2?1，则滴入盐酸中n（HCl）为   __mol。
Ⅱ.CO可用于合成甲醇，反应原理为
CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）。
（4）在容积为2 L的密闭容器中通入0.2 mol CO,0.4 mol H2，达到平衡时，CO转化率为50%，则该温度下的平衡常数为   __，再加入1.0 mol CO后，重新达到平衡，CO的转化率   __（填“填大”“不变”或“减小”）；平衡体系中CH3OH的体积分数   __（填“增大”“不变”或“减小”）。
（5）已知CH3OH（g）＋H2O（g）=CO2（g）＋3H2（g）；
H2（g）＋O2（g）=H2O（g）　ΔH＝－241.8 kJ/mol。
有关键能数据如下：（单位：kJ/mol）
化学键
H—H
H—O
C—H
C—O
C=O
键能
435
463
413
356
745
 
写出甲醇气体完全燃烧生成气态水的热化学方程式：   __。

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