题目内容
【题目】氮的化合物在生产、生活中广泛存在。
(1)键能是将1mol理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B所需的能量。已知下列化学键的键能如下表:
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写出1mol气态肼(H2N-NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式________________。
(2)用焦炭还原NO的反应为:2NO(g)+C(s)
N2(g)+CO2(g),向容积均为1L的甲、乙、丙三个恒容恒温(反应温度分别为400℃、400℃、T℃)容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO,测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示:
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①该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。
②乙容器在60min时达到平衡状态,则0~60min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=____________。
(3)用焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s)
N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1molNO2和足量C发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:
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①A、C两点的浓度平衡常数关系:Kc(A)________Kc(C)(填“<”或“>”或“=”)。
②A、B、C三点中NO2的转化率最高的是________(填“A”或“B”或“C”)点。
③计算B点时该反应的压强平衡常数Kp(B)=________(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】
放热 0.01mol/(L·min) = C 3.2MPa
【解析】
试题(1)根据焓变=反应物总键能-生成物总键能计算1mol气态肼(H2N-NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的焓变;(2)①比较甲、丙的图表数据,丙的反应速率大于甲,可知丙的温度大于400℃ ,平衡时丙的NO浓度大于甲,所以升高温度平衡逆向移动;②根据
计算反应速率;(3)①A、C两点温度相同,所以平衡常数相等;②增大压强平衡逆向移动;③根据平衡常数表达式计算B点时该反应的压强平衡常数。
解析:(1)根据焓变=反应物总键能-生成物总键能, 1mol气态肼(H2N-NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的焓变=193KJ/mol+391 KJ/mol×4+497 KJ/mol-946 KJ/mol-463 KJ/mol×4=-544 KJ/mol,所以1mol气态肼(H2N-NH2)燃烧生成氮气和水蒸气的热化学方程式是
;
(2)①比较甲、丙的图表数据,丙的反应速率大于甲,可知丙的温度大于400℃ ,平衡时丙的NO浓度大于甲,所以升高温度平衡逆向移动,所以正反应放热;
②![]()
甲的平衡常数=
,甲乙温度相同,所以平衡常数相同,设乙装置NO的浓度变化量为xmol/L,
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,x=0.6,根据
,v(NO)=
0.01mol/(L·min);
(3)①A、C两点温度相同,所以平衡常数相等,故Kc(A)=Kc(C);②增大压强平衡逆向移动,NO2的转化率最高的是C;③根据方程式,N2(g)的平衡浓度是CO2浓度的
,所以B点时,NO2、N2、CO2物质的量分数分别是
、
、
; B点时该反应的压强平衡常数=
。
【题目】二氧化氯(ClO2)广泛应用于纸浆漂白、杀菌消毒和水净化处理等领域。工业上利用甲醇还原NaClO3的方法制备ClO2,工艺流程如下:
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已知:a.发生器中制备ClO2的反应:12NaClO3+8H2SO4+3CH3OH= 12ClO2↑+3HCOOH+4Na3H(SO4)2↓+9H2O
b.相关物质的熔沸点:
物质 | CH3OH | HCOOH | ClO2 |
熔点/℃ | -97 | 9 | -59 |
沸点/℃ | 65 | 101 | 11 |
(1)ClO2可用于纸浆漂白、杀菌消毒是因其具有______性。
(2)冷却塔用于分离ClO2并回收CH3OH,应控制的最佳温度为______(填字母)。
A.0~10℃ B.20~30℃ C.60~70℃
(3)经过程Ⅰ和过程Ⅱ可以获得芒硝(Na2SO4·10H2O)并使部分原料循环利用。
已知:Na2SO4·10H2O和Na2SO4的溶解度曲线如下图:
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①Na3H(SO4)2处理器中获得芒硝时需加入NaClO3固体,从芒硝溶解平衡的角度解释其原因:______。
②结合Na2SO4·10H2O和Na2SO4的溶解度曲线,过程Ⅱ的操作是:在32.4℃恒温蒸发,______。
③Na3H(SO4)2处理器的滤液中可以循环利用的原料是NaClO3和______。