题目内容

(8分) 将1.92g铜置入一定量的浓硝酸中，并微热，随着铜的不断减少，反应生成的气体颜色逐渐变浅，当铜反应完毕时（铜片完全消失），共收集到1.12L气体（标准状况），求：            

（1）上述过程中，有关反应的化学方程式为                                      ；

                                                                       。

（2）反应中被还原的HNO3的物质的量是                                mol。

（3）将收集上述气体的容器倒扣在盛有水的水槽中，并向其中缓慢通入O2，使其充分反应，若要使水恰好充满容器，理论上需要参加反应的O2的物质的量是多少摩尔？

 

【答案】

（8分）（1）Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

3Cu+8HNO3= 3Cu(NO3)2+2NO2↑+4H2O （各1分）  （2）0.05（2分）

（3）0.015 mol

【解析】考查根据方程式进行的有关计算。

（1）溴水具有强氧化性，应用浓硝酸在反应过程中会逐渐变稀，因此会产生NO气体，有关反应式为Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O、3Cu+8HNO3= 3Cu(NO3)2+2NO2↑+4H2O。

（2）1.12L气体（标准状况）是NO和NO2的混合气体，物质的量是1.12L÷22.4L/mol＝0.05mol。根据氮原子守恒可知，被还原的硝酸是0.05mol。

（3）气体溶于水又生成硝酸，因此原来铜所失去的电子，又被转移到氧气中，因此根据电子的得失守恒可进行计算。

设需参加反应的氧气的物质的量为x，根据电子守恒，可得：

2Cu   ~   O2   

128g      1mol

1.92g       x

128g∶1mol = 1.92g∶x

解得x = （1.92g×1mol）÷128g　= 0.015 mol

 

练习册系列答案
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精英家教网能源的开发利用与人类社会的可持续性发展息息相关．
I已知：Fe2O3（s）+3C（s）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=akJ?mol-1
CO(g)+
1
2
O2=CO2(g)△H2=bkJ?mol-1
4Fe（s）+3O2（g）=2Fe2O3（s）△H3=ckJ?mol-1
则C的燃烧热
 
kJ．mol-1
II（I）依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是
 
（填序号）．
A．C（s）+C02（g）=2C0（g）
B．Na0H（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H20（1）
C.2H20（l）=2H2（g）+02（g）
D.2C0（g）+02（g）=2C02（g）
若以熔融的K2CO3与CO2为反应的环境，依据所选反应设计成一个原电池，诸写出该原电池的负极反应：
 
．
（2）某实验小组模拟工业合成氨反应N2+3H2
高温、高压
催化剂
2NH3△H=-92.4kJ?mol-1，开始他们将N2和H2混合气体20mol（体积比1：1）充入5L合成塔中．反应 前压强为P0，反应过程中压强用P表示，反应过程中
P
P0
与时间t的关系如图所示．请回答下列问题：
①反应达平衡的标志是（填字母代号）
 

A．压强保持不变
B．气体密度保持不变
C．NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍
②2min时，以C（N2）变化表示的平均反应速率为
 

③若提高N2的转化率可采取的措施有
 

A．向体系中按体积比1：1再充入N2和H2     B．分离出NH3
C．升高温度    D．充入He气使压强增大     E．加入一定量的N2
（3）25°C时，BaCO3和BaSO4的溶度积常数分别是8×10-9和1×10-10，某含有BaCO3沉淀的悬浊液中，c(C
O
2-
3
)=0.2mol?L-1，如果加入等体积的Na2SO4溶液，若要产生 BaSO4沉淀，加入Na2SO4溶液的物质的量浓度最小是
 
mol?L-1．

(8分)德国人哈伯在1913年实现了合成氨的工业化生产，反应原理：

N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)；已知298 K时，

ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2J·mol－1·K－1，试回答下列问题：

(1)计算说明298 K下合成氨反应能否自发进行？________(填“能”或“不能”)；在298K时，将10 mol N2和30 mol H2放入合成塔中，为什么放出的热量小于924 kJ？________。

(2)如图在一定条件下，将1 mol N2和3mol H2混合于一个10 L的密闭容器中，反应达到A平衡时，混合气体中氨占25%，试回答下列问题：

①N2的转化率为________；

②在达到状态A时，平衡常数KA＝________(代入数值的表达式，不要求得具体数值)，当温度由T1变化到T2时，KA________KB(填“＝”、“<”或“>”)。

③在达到状态B时，下列说法正确的是(　　)

a．通入氩气使压强增大，化学平衡向正反应方向移动

b．N2的正反应速率是H2的逆反应速率的1/3倍

c．降低温度，混合气体的平均相对分子质量变小

d．增加N2的物质的量，H2的转化率降低

(3)若在恒温、恒压条件下合成氨反应达到平衡后，再向平衡体系中通入氩气，平衡________移动(填“向左”“向右”或“不”)。

(4)在1998年希腊亚里斯多德大学的Marnellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H＋)，实现了高温高压下高转化率的电化学合成氨，其实验装置如图：

则阴极的电极反应式为____________________________________________________。

 

(8分)德国人哈伯在1913年实现了合成氨的工业化生产，反应原理：
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)；已知298 K时，
ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·mol－1·K－1，试回答下列问题：
(1)计算说明298 K下合成氨反应能否自发进行？________(填“能”或“不能”)；在298 K时，将10 mol N2和30 mol H2放入合成塔中，为什么放出的热量小于924 kJ？________。

(2)如图在一定条件下，将1 mol N2和3 mol H2混合于一个10 L的密闭容器中，反应达到A平衡时，混合气体中氨占25%，试回答下列问题：
①N2的转化率为________；
②在达到状态A时，平衡常数KA＝________(代入数值的表达式，不要求得具体数值)，当温度由T1变化到T2时，KA________KB(填“＝”、“<”或“>”)。
③在达到状态B时，下列说法正确的是(　　)
a．通入氩气使压强增大，化学平衡向正反应方向移动
b．N2的正反应速率是H2的逆反应速率的1/3倍
c．降低温度，混合气体的平均相对分子质量变小
d．增加N2的物质的量，H2的转化率降低
(3)若在恒温、恒压条件下合成氨反应达到平衡后，再向平衡体系中通入氩气，平衡________移动(填“向左”“向右”或“不”)。
(4)在1998年希腊亚里斯多德大学的Marnellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H＋)，实现了高温高压下高转化率的电化学合成氨，其实验装置如图：

则阴极的电极反应式为____________________________________________________。

(8分)利用N2和H2可以实现NH3的工业合成，而氨又可以进一步制备硝酸，在工业上一般可进行连续生产．请回答下列问题：
(1)已知：N2(g)+O2(g)="2NO(g)   "         △H=+180.5kJ/mol
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)   △H=－92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)       △H=－483.6kJ/mol
完成氨气经催化氧化生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式：
4NH3（g）+5O2（g）==4NO（g）+6H2O（g）；△H=             kJ／mol

(2)某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的影响．实验结果如图所示：(图中T表示温度，n表示物质的量)
①图像中T1和T2的关系是：T1_______T2(填“高于”“低于”“等于”“无法确定”)
②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最低的是________(填字母)．
(3)在一定温度和催化剂下，将3.2mol H2和1.2molN2混合于一个容积为2L的密闭容器中发生反应，在2min末时反应恰好达平衡，此时生成了0.8mol NH3．计算该条件下的平衡常数。(写出计算过程，结果保留小数点后一位)

(8分)德国人哈伯在1913年实现了合成氨的工业化生产，反应原理：

N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)；已知298 K时，

ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·mol－1·K－1，试回答下列问题：

(1)计算说明298 K下合成氨反应能否自发进行？________(填“能”或“不能”)；在298 K时，将10 mol N2和30 mol H2放入合成塔中，为什么放出的热量小于924 kJ？________。

(2)如图在一定条件下，将1 mol N2和3 mol H2混合于一个10 L的密闭容器中，反应达到A平衡时，混合气体中氨占25%，试回答下列问题：

①N2的转化率为________；

②在达到状态A时，平衡常数KA＝________(代入数值的表达式，不要求得具体数值)，当温度由T1变化到T2时，KA________KB(填“＝”、“<”或“>”)。

③在达到状态B时，下列说法正确的是(　　)

a．通入氩气使压强增大，化学平衡向正反应方向移动

b．N2的正反应速率是H2的逆反应速率的1/3倍

c．降低温度，混合气体的平均相对分子质量变小

d．增加N2的物质的量，H2的转化率降低

(3)若在恒温、恒压条件下合成氨反应达到平衡后，再向平衡体系中通入氩气，平衡________移动(填“向左”“向右”或“不”)。

(4)在1998年希腊亚里斯多德大学的Marnellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H＋)，实现了高温高压下高转化率的电化学合成氨，其实验装置如图：

则阴极的电极反应式为____________________________________________________。

 

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