题目内容

8．氨气在生产、生活和科研中应用十分广泛．
（1）①SNCR-SCR是一种新型的烟气脱硝技术（除去烟气中的NOx），SNCR-SCR流程中发生的主要反应有：
4NO（g）+4NH3（g）+O2（g）?4N2（g）+6H2O（g）△H=-1627.2kJ•mol-1；
6NO（g）+4NH3（g）?5N2（g）+6H2O（g）△H=-1807.0kJ•mol-1；
6NO2（g）+8NH3（g）?7N2（g）+12H2O（g）△H=-2659.9kJ•mol-1；
反应N2（g）+O2（g）?2NO（g）的△H=+179.8 kJ•mol-1
②液氨可以发生电离：2NH3（l）?NH2-+NH4+，COCl2和液氨发生“复分解”反应生成尿素，写出该反应的化学方程式COCl2+4NH3=CO（NH2）2+2NH4Cl；
（2）氨气易液化，便于储运①若在恒温恒容的容器内进行反应2NH3（g）?N2（g）+3H2（g）；△H=+94.4kJ/mol，下列表示该反应达到平衡状态的标志有BC（填字母序号）
A．容器中混合气体的密度保持不变
B．NH3（g）百分含量保持不变
C．容器中混合气体的压强保持不变
D．有3个H-H键生成同时又1个N≡N键生成
②其他条件相同时，该反应在不同催化剂作用下反应，相同时间后，氨气的转化率随反应温度的变化如图1所示．在600℃时催化效果最好的是Ru（填催化剂的化学式）．c点氨气的转化率高于b点，原因是b、c点均未达到平衡，c点温度较高，反应速率较快，氨气的转化率较高，且Ru比Fe的催化能力更强．

（3）如图2表示使用新型电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl-NH4Cl为电解质溶液组成的既能提供能量又能实现氮固定的新型电池．请写出该电池的正极反应式N2+8H++6e-═2NH4+；生产中可分离出的物质A的化学式为NH4Cl．

分析 （1）①依据热化学方程式和盖斯定律计算所需热化学方程式，
①4NO（g）+4NH3（g）+O2（g）?4N2（g）+6H2O（g）△H=-1627.2kJ•mol-1；
②6NO（g）+4NH3（g）?5N2（g）+6H2O（g）△H=-1807.0kJ•mol-1；
③6NO2（g）+8NH3（g）?7N2（g）+12H2O（g）△H=-2659.9kJ•mol-1；
依据盖斯定律①-②得到；
②根据液氨的电离方程式，结合尿素的化学式为CO（NH2）2来分析；
（2）①当化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、含量不再发生变化，由此衍生的一些物理性不变，以此解答该题；
②根据图可知，在600℃时催化效果最好的是Ru，b、c点均未达到平衡，c点温度较高，反应速率较快；
（3）原电池正极发生还原反应，依据装置图分析判断分离出氯化铵．

解答 解：（1）①4NO（g）+4NH3（g）+O2（g）?4N2（g）+6H2O（g）△H=-1627.2kJ•mol-1；
②6NO（g）+4NH3（g）?5N2（g）+6H2O（g）△H=-1807.0kJ•mol-1；
③6NO2（g）+8NH3（g）?7N2（g）+12H2O（g）△H=-2659.9kJ•mol-1；
依据盖斯定律①-②得到N2（g）+O2（g）?2NO（g）△H=+179.8kJ•mol-1；
故答案为：+179.8；
②由于液氨的电离方程式为2NH3（l）?NH2-+NH4+，COCl2和液氨发生“复分解”反应生成尿素，而尿素的化学式为CO（NH2）2，可知该反应的化学方程式为COCl2+4NH3=CO（NH2）2+2NH4Cl，
故答案为：COCl2+4NH3=CO（NH2）2+2NH4Cl；
（2）①A．混合气体的总质量不变，容器的体积不变，混合气体的密度始终不变，故A错误；
B．NH3（g）百分含量保持不变，说明到达平衡，故B正确；
C．该反应随反应进行，气体的总的物质的量进行，压强降低，故混合气体的压强不再发生变化，说明到达平衡，故C正确；
D．有3个H-H键生成同时又1个N≡N键生成，都表示逆反应速率，不能说明到达平衡，故D错误；
故答案为：BC；
②根据图可知，在600℃时催化效果最好的是Ru，b、c点均未达到平衡，c点温度较高，反应速率较快，氨气的转化率较高，
故答案为：Ru；b、c点均未达到平衡，c点温度较高，反应速率较快，氨气的转化率较高，且Ru比Fe的催化能力更强．
（3）以N2、H2为原料，以HCl-NH4Cl为电解质溶液构成新型燃料电池，正极发生还原反应，即氮气被还原生成NH4+，电极反应式为N2+6e-+8H+=2NH4+；负极是氢气失电子生成氢离子，正极生成铵根离子在电解质溶液中可以分离出氯化铵；
故答案为：N2+8H++6e-═2NH4+；NH4Cl．

点评 本题考查化学平衡状态判断、化学平衡有关计算、反应自发性判断、化学反应速率及化学平衡影响因素、影响化学平衡的因素、化学平衡图象等，难度中等．

练习册系列答案
相关题目
9．设NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是（　　）
A．标准状况下，2.24L SO3中含有的SO3分子数为0.1NA
B．5.6 g Fe与标准状况下2.24L的Cl2充分反应，转移的电子数为0.3NA
C．将含3NA个离子的Na2O2固体溶于水配成1L溶液，所得溶液中Na+的浓度为2mol/L
D．1molMnO2与4mol浓盐酸充分反应后生成的Cl2分子数为NA
19．氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题．
（1）下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值．
反应大气固氮
N2（g）+O2（g）?2NO（g）		工业固氮
N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）
温度/℃27200025400450
K3.84×10-310.15×1080.5070.152
①分析数据可知：大气固氮反应属于吸热（填“吸热”或“放热”）反应．
②从平衡视角考虑，工业固氮应该选择常温条件，但实际工业生产却选择500℃左右的高温，解释其原因K值小，正向进行的程度小（或转化率低），不适合大规模生产．
（2）工业固氮反应中，在其他条件相同时，分别测定N2的平衡转化率在不同压强（р1、р2）下随温度变化的曲线，如图所示的图示中，正确的是A（填“A”或“B”）；比较р1、р2的大小关系р2＞р1（填“＞”、“＜”或“=”）．

（3）20世纪末，科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极，实现高温常压下的电化学合成氨，提高了反应物的转化率，其实验简图如C所示，阴极的电极反应式是N2+6e-+6H+=2NH3．
（4）近年，又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路，反应原理为：2N2（g）+6H2O（1）?4NH3（g）+3O2（g），则其反应热△H=+1530 kJ•mol-1．
（已知：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ•mol-1
2H2（g）+O2（g）?2H2O（l）△H=-571.6kJ•mol-1）
16．碳是形成物种最多的元素之一，许多含碳物质对人类极其重要．
（1）工业上利用甲烷和氧气直接氧化制取甲醇的反应如下：
CH4+$\frac{1}{2}$O2（g）?CH3OH（g）△H=-128.5kJ/mol
副反应有：CH4（g）+$\frac{3}{2}$O2（g）?CO（g）+2H2O（g）△H=a kJ/mol
CH4（g）+2O2（g）?CO2（g）+2H2O（g）△H=b kJ/mol
CH4（g）+O2（g）?HCHO（g）+H2O（g）△H=c kJ/mol
甲醇与氧气反应生成HCHO（g）和水蒸汽的热化学方程式为CH3OH（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）→HCHO（g）+H2O（g）△H=（c+128.5）KJ•L-1．
（2）苯乙烷（C8H10）生产苯乙烯（C8H8）的反应：C8H10（g）?C8H8（g）+H2（g）△H＞0．T1℃下，将0.40mol苯乙烷充入2L密闭容器中反应，不同时间容器内n（C8H10）如表：
时间/min0102030
n（C8H10）/mol0.400.300.26n2
①当反应进行到30min时恰好到达平衡，则n2取值的最小范围是0.22＜n＜0.26；
②改变温度为T2℃，其他条件不变，测得平衡时容器内气体压强为反应前的1.4倍，则此时苯乙烷的转化率为40%．
（3）用惰性电极电解葡萄糖[CH2OH（CHOH）4CHO]和硫酸钠混合溶，可以制得葡萄糖酸[CH2OH（CHOH）4COOH]和己六醇[CH2OH（CHOH）4CH2OH]．电解过程中，葡萄糖酸在阳极生成，对应的电极反应式CH2OH（CHOH）4CHO+H2O-2e-═CH2OH（CHOH）4COOH+2H+．
3．已知2-丁烯有顺、反两种异构体，在某条件下两种气体处于平衡，下列说法正确的是（　　）
A．顺-2-丁烯比反-2-丁烯稳定
B．顺-2-丁烯的燃烧热比反-2-丁烯大
C．加压和降温有利于平衡向生成顺-2-丁烯反应方向移动
D．它们与氢气加成反应后的产物具有不同的沸点
13．在一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入1mol A，发生A（g）?B（g）+C（g）反应．反应过程中c（C） 随时间变化的曲线如图所示，下列说法不正确的是（　　）
A．反应在0～50s的平均速率v（C）=1.6×10-3mol/（L•s）
B．该温度下，反应的平衡常数K=0.025
C．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c（B）=0.11mol/L，则该反应的△H＜0
D．反应达平衡后，再向容器中充入 1 mol A，该温度下再达到平衡时0.1mol/L＜c（C）＜0.2mol/L
20．碳元素是形成物种最多的元素之一，其中许多物质对人类来说有着极其重要的作用．
（1）石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，它是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，同时也是世界上导电性最好的材料（结构见图1）．
试预测它与下列物质可能反应的是ABC．
A．氧气     B．单质氟     C．浓硝酸    D．氢氧化钠溶液
（2）①CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=a kJ•mol-1；
②CH3OH（g）=CO（g）+2H2（g）△H=bkJ•mol-1；
CH4（g）与H2O（g）反应生成CH3OH（g）和H2（g）的热化学方程式为CH4（g）+H2O（g）=CH3OH（g）+H2（g）△H=（a-b）kJ/mol．
（3）柠檬酸（H3Cit）是重要的三元有机酸，它的三种铵盐均易溶于水，它们可通过H3Cit与氨水反应获得，含碳各物种的分布分数（平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数）与pH 的关系见图2．
①为制取NH4H2Cit，pH应控制在大约4 或3.8～4.2；
②柠檬酸和一定量氨水反应所得溶液的pH约为6.7时，该反应的离子方程式为2H3Cit+5NH3•H2O=HCit2-+Cit3-+5NH4++5H2O或“2H3Cit+5NH3=HCit2-+Cit3-+5NH4+”．
（4）另一含碳化合物，其分子式为C3H6S2O，它是一种重要医药中间体，它的核磁共振氢谱见图3．则它的结构简式为．
（5）某科研组设计见图4装置，利用电解乙醇和氢氧化钠制取乙醇钠（阳离子交换膜只允许Na+通过）．电解时阳极产成的气体是O2，阴极发生的电极反应式为2CH3CH2OH+2e-=2CH3CH2O-+H2↑．
17．乙醇可用来制取乙醛、乙醚、乙酸乙酯等化工原料，也是制取染料、涂料、洗涤剂等产品的原料．
（1）已知常温常压下：
①CH3CH2OH（l）+3O2（g）═2CO2（g）+3H2O（g）△H1=-1366.8kJ•mol-1
②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H2=-566kJ•mol-1
③H2O（g）═H2O（l）△H3=-44kJ•mol-1
则CH3CH2OH（l）和O2生成CO和H2O（l）的热化学方程式为CH3CH2OH（l）+2O2（g）=2CO（g）+3H2O（l）△H=-932.8 kJ•mol-1．
（2）在容积为2L的密闭容器中，由CO和H2合成由乙醇的反应为2CO（g）+4H2（g）?CH3CH2OH（g）+H2O（g），在其他条件不变的情况下，CO的转化率随温度的变化如图所示（注：T1、T2均大于280℃）：
①根据如图可推知T2＞T1（填“＞”、“＜”或“=”）．
②该反应△H＜0（填“＞”、“＜”或“=”）；升高温度，上述反应向逆（填“正”或“逆”）反应方向移动．
③该反应的平衡常数表达式为K=$\frac{c（C{H}_{3}C{H}_{2}OH）•c（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（CO）•{c}^{4}（{H}_{2}）}$，降低温度平衡常数将变大（填“变大”、“变小”或“不变”，下同），反应速率将变小．
18．下列说法正确的是（　　）
A．二氧化碳通过Na2O2粉末后固体物质质量增加
B．在NaClO溶液中，H+、NH4+、SO42-、Br-可以大量共存
C．Na2S溶液在空气中长期放置变浑浊的离子方程式为2S2-+O2+4H+=2S↓+2H2O
D．NH4HCO3溶液中滴加足量NaOH溶液的离子方程式为HCO3-+OH-=CO32-+H2O

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网