题目内容

合成氨反应（2NH3(g)）在工业生产中的大量运用，满足了人口的急剧增长对粮食的需求，也为化工生产提供了足够的原料。按要求回答下列问题：

（1）合成氨反应的能量变化如图所示，则该反应的热化学方式为（△H用图给字母表示）                。
（2）在温度恒定为298K，体积恒定为10L的密闭容器中测得合成氨反应达到平衡时氢气、氮气、氨气的物质的量分别为0.1mol、0.4mol、4mol，则此温度下题给该反应的平衡常数K=       
（3）标况下，若将22.4mL的氨气通入100mLpH为2的盐酸中，则溶液中各离子浓度的顺序由大到小为            。
（4）将氨气通入盛有CaSO4悬浊液的沉淀池中，再通入足量的CO2，过滤后即可得到（NH4）2SO4。该过程的化学方程式为         ，由此可知Ksp(CaSO4)   Ksp(CaCO3)（填“大于”、“小于”或“等于”）
（9分）
（1）          （2分）
（2）（2分）
（3）（2分）
（4）（2分）；大于（1分）
（1）由图可得该反应的热化学反应方程式为：
  
（2）平衡常数是指可逆反应达到平衡后，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值；得；
（3）标况下，若将22.4mL的氨气通入100mLpH为2的盐酸中，则溶液中各离子浓度的顺序由大到小为：；
（4）将氨气通入盛有CaSO4悬浊液的沉淀池中，再通入足量的CO2，过滤后即可得到（NH4）2SO4。该过程的化学方程式为；
由此可知Ksp(CaSO4)大于Ksp(CaCO3)
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（7分）化学键的键能是指气态原子间形成1mol化学键时释放的能量。如：H(g)＋I(g)→H－I(g)＋297KJ 即H－I键的键能为297kJ/mol，也可以理解为破坏1mol H－I键需要吸收297KJ的热量。化学反应的发生可以看成旧化学键的破坏和新化学键的形成。下表是一些键能数据。（单位：kJ/mol）
 
键能
 
键能
 
键能
H－H
436
Cl－Cl
243
H－Cl
432
S＝S
255
H－S
339
C－F
427
C－Cl
330
C－I
218
H－F
565
C－O
347
H－O
464
Si—Si
176
Si—O
460
O=O
497
 
 
 
阅读上述信息，回答下列问题：
（1）根据表中数据判断CCl4的稳定性         （填“大于”或“小于”）CF4的稳定性。试预测C－Br键的键能范围_________<  C－Br键能 <__________
（2）有人认为：H－O键的键能大于H－S键的键能，所以H2O的熔沸点高于H2S的熔沸点。你是否赞同这种观点？如不赞同，请说出你的解释。                                      
                                                                                    
（3）已知H2O(l)＝H2O(g)   ΔH＝+44kJ/mol,请写出表示氢气燃烧热的热化学方程式：
                                                    
下列依据热化学方程式得出的结论正确的是（   ）
A．已知2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1，则氢气的燃烧热为483.6 kJ·mol－1
B．已知C(石墨，s)＝C(金刚石，s)　ΔH＞0，则金刚石比石墨稳定
C．已知2C(s)＋2O2(g)＝2CO2(g)　ΔH1　2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)　ΔH2　则ΔH1＞ΔH2
D．已知Ni(CO)4(s)＝Ni(s)＋4CO(g)　ΔH＝+Q kJ·mol－1，则Ni(s)＋4CO(g)＝Ni(CO)4(s)　ΔH＝－Q kJ·mol－1
白磷与氧可发生如下反应：P4+5O2== P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为： P-P a kJ·mol-1?、P—O b kJ·mol-1、P==O c kJ·mol-1、O==O d kJ·mol-1?。?根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH，其中正确的是  (    )
A．（6a+5d-4c-12b） kJ·mol-1
B．（4c +12b -6a-5d） kJ·mol-1
C．（4c +12b -4a-5d） kJ·mol-1
D．（4a+5d-4c -12b） kJ·mol-1
已知铝与O2、O3在一定条件下均能反应，且都生成Al2O3。反应的热化学方程式如下：
4Al（s）+ 3O2（g）===2Al2O3（s）；△H=－Q1 kJ/mol
4Al（s）+ 2O3（g）===2Al2O3（s）；△H=－Q2 kJ/mol。Q1、Q2均大于0，且Q1＜Q2，下列说法正确的组合是（  ）
①上述两个反应均为吸热反应；
②4mol固态Al和3mol气态O2所具有的总能量大于2mol固态Al2O3所具有的能量；
③等质量的O2、O3，O2的能量高；   ④等物质的量的O2、O3，O3的能量高；
⑤由O2生成O3的反应为放热反应；   ⑥由O2生成O3的反应为吸热反应；
①②④       B．②④⑥         C．②③⑤         D．③④⑥
（15分）非金属元素氮有多种氧化物，如NO、NO2、N2O4等。已知NO2和N2O4的结构式分别是和。实验测得N－N键键能为167kJ·mol－1，NO2中氮氧双键的平均键能为466 kJ·mol－1，N2O4中氮氧双键的平均键能为438.5 kJ·mol－1。
（1）写出NO2转化为N2O4的热化学方程式_________________________________________
（2）对反应2NO2 (g) N2O4 (g)，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是(         )

A．A、C两点的反应速率：A＞C
B．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
C．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
D．由状态B到状态A，可以用加热的方法
（3）在100℃时，将0.400mol的NO2气体充入2 L抽空的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如下表数据：
时间（s）
0
20
40
60
80
n(NO2)/mol
0.40
n1
0.26
n3
n4
n(N2O4)/mol
0.00
0.05
n2
0.08
0.08
①在上述条件下，从反应开始直至20 s时，二氧化氮的平均反应速率为___    __。
②2NO2(g) N2O4(g)该反应的平衡常数K的值为             ；若100℃时的某时刻测得c(NO2)=1.00mol/L,c(N2O4)=0.20mol/L，则该时刻的v正 　　 v逆（填“>”、“<”或“=”），升高温度后，反应2NO2N2O4的平衡常数K将       （填“增大”、“减小”或“不变”）。
③若在相同情况下最初向该容器充入的是N2O4气体，要达到上述同样的平衡状态，N2O4的起始浓度是_____________mol·L－1。
④计算③中条件下达到平衡后混合气体的平均相对分子质量为____________。（结果保留小数点后一位）
（4分）（1）同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率很慢，有时还很不完全，测定反应热有时很困难，因此常用盖斯定律进行计算得到相应数据。已知：
P4（白磷，s）＋5O2（g）＝P4O10（s）    ΔH＝－2983.2kJ·mol－1
P（红磷，s）＋O2（g）＝P4O10（s） △H＝－738.5kJ·mol－1 
则白磷转化为红磷的热化学方程式为____________________。
（2）已知：① C(s)＋O2(g)＝CO2(g)；        DH＝—393.5 kJ·mol-1
② 2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g)；            DH＝-566 kJ·mol-1
③ TiO2(s)＋2Cl2(g)＝TiCl4(s)＋O2(g)；  DH＝+141 kJ·mol-1
则TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)＝TiCl4(s)＋2CO(g)的DH＝                。
(8分)燃煤废气中的氮氧化物、二氧化碳等气体,常用下列方法处理，以实现节能减排、废物利用等。
(1)对燃煤废气进行脱硝处理时，常利用甲烷催化还原氮氧化物。如：
则CH4 ( g)将NO2 (g)还原为N2(g)等的热化学方程式是________________________________
(2)将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的化学方程式为：。已知在一定压强下,该反应随温度的升高而CO2的转化率降低。则该反应的________ 0(填“ >”或“ <”）；若用以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极构成燃料电池,则该电池中负极的电极反应式是________________________________,放电过程中溶液的PH________ (填“增大”、“减小”或“不变”）。
已知：Fe2O3 (s)＋C(s)= CO2(g)＋2Fe(s)   △H=234.1kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)=CO2(g)   △H=－393.5kJ·mol－1 , 
则 2Fe(s)＋O2(g)=Fe2O3(s)的△H是(       )
A．－824.4kJ·mol－ 1B．－627.6kJ·mol－1
C．－744.7kJ·mol－1D．－169.4kJ·mol－1

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