题目内容

运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义.
(1)合成氨反应,在2L密闭容器中通入2mol的N2和6mol的H2,5min时反应达到平衡,此时容器内的压强变为原来的3/4,0-5min该反应的化学反应速率为V(H2)=
0.3mol/(L.min)
0.3mol/(L.min)
,N2的转化率=
50%
50%
,化学平衡常数K=
0.59
0.59

(2)NH3 (g)与CO2(g)经过两步反应生成尿素〔CO(NH22〕,两步反应的能量变化示意图1:
则NH3(g) 与CO2(g) 反应生成尿素的热化学方程式为
2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH22(s)+H2O(l)△H=-134kJ/mol
2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH22(s)+H2O(l)△H=-134kJ/mol

(3)用CO合成甲醇(CH3OH)的化学方程式为CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0,按照相同的物质的量投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图2所示.下列说法正确的是
BCD
BCD
(填字母)
A.温度:T1>T2>T3
B.平衡常数:K(a)>K(c)  
C.平衡常数:K(b)=K(d)
D.正反应速率:v(b)>v(d)
E.平均摩尔质量:M(a)=M(c)
(4)在25℃下,将a  mol?L-1的氨水与0.01mol?L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中C(NH+4)=C(Cl?),则溶液显(
)性(填“酸”“碱”或“中”);用含a的代数式表示NH3?H2O的电离常数Kb=
10-9
a-0.01
10-9
a-0.01
分析:(1)由N2+3H2?2NH3可知,
开始   2    6    0
转化   x    3x    2x
平衡 (2-x)(6-3x) 2x
5min时反应达到平衡,此时容器内的压强变为原来的
3
4
,利用物质的量与压强成正比计算x,
以此计算反应速率、转化率、化学平衡常数;
(2)由反应进程和盖斯定律可知,两步进程相加可得NH3(g) 与CO2(g) 反应生成尿素的热化学方程式;
(3)A.该反应为放热反应,温度越低,CO的转化率越大;
B.由图可知,CO的转化率越大,K越大;
C.温度相同,K相同;
D.压强越大,反应速率越大;
E.CO转化率的越大,n总越小,由M=
m
n
判断;
(4)a  mol?L-1的氨水与0.01mol?L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中C(NH+4)=C(Cl?),由电荷守恒分析酸碱性;NH3?H2O的电离常数Kb=
c(OH-)c(NH4+)
c(NH3H2O)
解答:解:(1)由N2+3H2?2NH3可知,
开始   2    6       0
转化   x    3x       2x
平衡 (2-x)(6-3x)  2x
5min时反应达到平衡,此时容器内的压强变为原来的
3
4

由物质的量与压强成正比可知
2+6
(2-x)+(6-3x)+2x
=
4
3
,解得x=1,
则0-5min该反应的化学反应速率为V(H2)=
3mol
2L
5min
=0.3mol/(L.min),
N2的转化率为
1mol
2mol
×100%=50%,
由平衡时的浓度可知化学平衡常数K=
(1mol/L)2
0.5mol/L×(1.5mol/L)3
=0.59,
故答案为:0.3mol/(L.min);50%;0.59;
(2)由反应进程和盖斯定律可知,两步进程相加可得2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH22(s)+H2O(l)△H=-272kJ/mol+(+138kJ/mol)=-134kJ/mol,
即反应生成尿素的热化学方程式为2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH22(s)+H2O(l)△H=-134kJ/mol,
故答案为:2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH22(s)+H2O(l)△H=-134kJ/mol;
(3)A.该反应为放热反应,温度越低,CO的转化率越大,则T1<T2<T3,故A错误;
B.由图可知,CO的转化率越大,K越大,则K(a)>K(c),故B正确;
C.温度相同,K相同,则K(b)=K(d),故C正确;
D.压强越大,反应速率越大,b点压强大,则v(b)>v(d),故D正确;
E.CO转化率的越大,n总越小,由M=
m
n
可知,a点n总小,则M(a)>M(c),故E错误;
故答案为:BCD;
(4)a  mol?L-1的氨水与0.01mol?L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中C(NH+4)=C(Cl?),由电荷守恒可知C(NH+4)+C(H+)=C(Cl?)+C(OH?),则C(H+)=C(OH-),即溶液为中性;NH3?H2O?NH+4+OH-,C(OH-)=10-7mol/L,C(NH+4)=C(Cl?)=0.01mol/L,c(NH3?H2O)=(a-0.01)mol/L,则NH3?H2O的电离常数Kb=
c(OH-)c(NH4+)
c(NH3H2O)
=
10-9
a-0.01

故答案为:
10-9
a-0.01
点评:本题考查化学平衡的计算、盖斯定律计算反应热、化学反应速率及图象、电离及水解,综合性较强,题目难度中等,注重对高考常考考点的考查,(4)为解答的易错点.
练习册系列答案
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运用化学反应原理研究氢、氧、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义

(1)已知:25℃时KSP(AgCl)=1.6×l0-10     KSP(AgI)=1.5×l0-16
海水中含有大量的元素,常量元素如氯,微量元素如碘,其在海水中均以化合态存在.在25℃下,向0.1L0.002mol?L-l的NaCl溶液中加入0.1L0.002mol?L-l硝酸银溶液,有白色沉淀生成,产生沉淀的原因是(通过计算回答)
c(Ag+)?c(Cl-)>Ksp(AgCl)
c(Ag+)?c(Cl-)>Ksp(AgCl)
,向反应后的浑浊液中继续加入0.1L0.002mol?L-1的NaI溶液,看到的现象是
白色沉淀转化为黄色沉淀
白色沉淀转化为黄色沉淀
,产生该现象的原因是(用离子方程式表示)
AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq)
AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq)

(2)过氧化氢的制备方法很多,下列方法中原子利用率最高的是
D
D
(填序号).
电解
A.BaO2+H2SO4=BaSO4↓+H2O2
B.2NH4HSO4
 点解 
.
 
(NH42S2O8+H2↑;
(NH42S2O8+2H2O=2NH4HSO4+H2O2
C.CH3CHOHCH3+O2→CH3COCH3+H2O2
D.乙基蒽醌法见图1
(3)某文献报导了不同金属离子及其浓度对双氧水氧化降解海藻酸钠溶液反应速率的影响,实验结果如图2、图3所示.注:以上实验均在温度为20℃、w(H2O2)=0.25%、pH=7.12、海藻酸钠溶液浓度为8mg?L-1的条件下进行.图2中曲线a:H2O2;b:H2O2+Cu2+;c:H2O2+Fe2+;d:H2O2+Zn2+;e:H2O2+Mn2+;图3中曲线f:反应时间为1h;g:反应时间为2h;两图中的纵坐标代表海藻酸钠溶液的粘度(海藻酸钠浓度与溶液粘度正相关).
由上述信息可知,下列叙述错误的是
B
B
(填序号).
A.锰离子能使该降解反应速率减缓
B.亚铁离子对该降解反应的催化效率比铜离子低
C.海藻酸钠溶液粘度的变化快慢可反映出其降解反应速率的快慢
D.一定条件下,铜离子浓度一定时,反应时间越长,海藻酸钠溶液浓度越小.
运用化学反应原理研究氮、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义.
(1)如图是一定的温度和压强下N2和H2反应生成lmolNH3过程中能量变化示意图,请写出工业合成氨的热化学方程式(△H的数值用含字母Q1、Q2的代数式表示):
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=2(Q1-Q2)kJ?mol-1
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=2(Q1-Q2)kJ?mol-1

(2)最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实现氮的固定--氨的电解法合成,大大提高了氮气和氢气的转化率.总反应式为:N2+3H2
         通电         
.
(一定条件)
2NH3.则在电解法合成氨的过程中,应将H2不断地通入
极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”);在另一电极通入N2,该电极反应式为
N2+6H++6e-=2NH3
N2+6H++6e-=2NH3

(3)氨气溶于水得到氨水.在25℃下,将a mol?L-1的氨水与b mol?L-1的盐酸等体积混合(混合后体积为混合前体积之和),反应后溶液显中性.求25℃下该混合溶液中氨水的电离平衡常数
b×10-7
a-b
b×10-7
a-b

(4)已知:25℃时KSP(AgCl)=1.6×l0-10   KSP(AgI)=1.5×l0-16
海水中含有大量的元素,常量元素如氯,微量元素如碘,其在海水中均以化合态存在.在25℃下,向0.1L0.002mol?L-l的NaCl溶液中逐滴加入适量的0.1L0.002mol?L-l硝酸银溶液,有白色沉淀生成,从难溶电解质的溶解平衡角度解释产生沉淀的原因是
c(Ag+)?c(Cl-)>Ksp(AgCl)
c(Ag+)?c(Cl-)>Ksp(AgCl)
,向反应后的浑浊液中继续加入0.1L0.002mol?L-1的NaI溶液,看到的现象是
白色沉淀转化为黄色沉淀
白色沉淀转化为黄色沉淀
,产生该现象的原因是(用离子方程式表示)
AgCl(s)+I-(aq)═AgI(s)+Cl-(aq)
AgCl(s)+I-(aq)═AgI(s)+Cl-(aq)
运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义.
(1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),混合体系中SO3的质量分数和温度的关系如图1所示(曲线上任何一点都表示平衡状态).根据图示回答下列问题:

①2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)的△H
0(选填“>”或“<”);若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡
向左
向左
移动(选填“向左”、“向右”或“不”);
②若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1
K2;若反应进行到状态D时,v
v(选填“>”、“<”或“=”).
(2)氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用.
①图2是一定的温度和压强下N2和H2反应生成1mol NH3过程中能量变化示意图,请写出合成氨的热化学反应方程式:
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);
△H=2(a-b)kJ?mol-1
△H=2(a-b)kJ?mol-1
.(△H的数值用含字母a、b的代数式表示,不必注明反应条件)
②氨气溶于水得到氨水.在25℃下,将xmol?L-1的氨水与ymol?L-1的盐酸等体积混合,所得溶液呈中性.则x
y,所得溶液中c(NH4+
=
=
C(Cl-)(选填“>”、“<”或“=”);用含x和y的代数式表示出一水合氨的电离平衡常数
10-7y
x-y
mol/L
10-7y
x-y
mol/L

(3)海水中含有大量的元素,常量元素如氯、微量元素如碘在海水中均以化合态存在.在25℃下,向0.1mol?L-1的NaCl溶液中逐滴加入适量的0.1mol?L-1硝酸银溶液,有白色沉淀生成,向反应后的浊液中,继续加入0.1mol?L-1的NaI溶液,看到的现象是
白色沉淀转化为黄色沉淀
白色沉淀转化为黄色沉淀
,产生该现象的原因是(用离子方程式表示)
AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq)
AgCl(s)+I-(aq)=AgI(s)+Cl-(aq)
.(已知25℃时Ksp[AgCl]=1.0×10-10 mol2?L-2,Ksp[AgI]=1.5×10-16mol2?L-2

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