题目内容
大气固氮和合成氮是周氮的重要形式。下表是大气固氮和合成氨的部分K值:
| | N2+O2 | N2+3H2 | ||
| 温度 | 25℃ | 2000℃ | 25℃ | 400℃ |
| 平衡常数K | 3.84×10-31 | 0.1 | 5×108 | 200 |
(1)大气固氮是_______(“吸热”、“放热”)反应;人工固氮对农业意义十分重大,根据表中数据,可推知合成氨最重要的研究方向是______________________________________。
(2)工业合成氨原料气的制备主要方法如下:
①以空气为原料制备N2,其方法是______________________________________。
②以焦炭和水为原料制备H2,反应原理为____________________、__________________。
H2中混有的CO可用醋酸亚铜氨溶液吸收,以防止合成氨时催化剂中毒:
CO(g)+Cu(NH3)2Ac(aq)
要从除杂后的溶液中“再生”出醋酸亚铜氨,可________(“升”“降”)温、____(“增”“降”)压。
(3)液氨和水类似,也能自离解(电离):NH3+NH3
①液氨的离子积可以表示为________________。
②25℃时,液氨的离子积K=1.0×10-30。若将NaNH2固体加入液氨中,则所得溶液中不存在的关系式是(设温度保持不变)_________ (选填编号)
a.c(Na+)=c(NH2-) b.c(NH4+)·c(NH2-)=1.0×10-30 c.c(NH2-)> c(NH4+)
(4)若在液氨中NaNH2和NH4Cl都能完全电离,则用标准NaNH2液氨溶液滴定未知浓度NH4Cl液氨溶液时,反应的离子方程式为_______________________。
(1)吸热(1分);寻找常温下能发生反应的催化剂(1分)。
(2)①将空气加压使其液化,然后蒸发(蒸馏),分离出氮气和氧气。(或将碳在空气中燃烧,除去CO2)(1分)。
②C(s)+ H2O (g)
CO+ H2(1铃);CO+ H2O (g)
CO2+ H2O(1分);升、降(2分)。
(3)① K= c(NH4+)?c(NH2-)(1分) ②a(2分)
(4)NH4++ NH2-→2NH3(2分)
解析试题分析:(1)根据表中数据,温度升高,平衡常数增加,说明大气固氮是吸热反应;人工固氮对农业意义十分重大,根据表中数据,可推知合成氨最重要的研究方向是寻找常温下能发生反应的催化剂。
(2)①以空气为原料制备N2,其方法是将空气加压使其液化,然后蒸发(蒸馏),分离出氮气和氧气。(或将碳在空气中燃烧,除去CO2)。②以焦炭和水为原料制备H2,反应原理为C(s)+ H2O (g)=CO+ H2(1铃);CO+ H2O (g)=CO2+ H2O。CO(g)+Cu(NH3)2Ac(aq)
Cu(NH3)2AC·CO(aq)+Q(Q>0)正反应是放热反应, 要从除杂后的溶液中“再生”出醋酸亚铜氨,可升温降压,可使平衡左移即可。
(3)NH3+NH3
NH4++NH2-。①液氨的离子积可以表示为K= c(NH4+)?c(NH2-)。②由于液氨能电离出NH2-,当加入NaNH2时电离出NH2-的量和钠离子的量肯定相等,但加上原NH2-时,就有c(Na+)<(NH2-) ,a错误;
(4)若在液氨中NaNH2和NH4Cl都能完全电离,则用标准NaNH2液氨溶液滴定未知浓度NH4Cl液氨溶液时,反应的离子方程式为NH4++ NH2-→2NH3。
考点:本题考查化学平衡常数的运用,平衡移动和电离平衡对离子的分析。
在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A(g),在一定温度进行如下反应:A(g)
B(g)+C(g) ΔH=+85.1 kJ·mol-1
反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:
| 时间t/h | 0 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 20 | 25 | 30 |
| 4.91 | 5.58 | 6.32 | 7.31 | 8.54 | 9.50 | 9.52 | 9.53 | 9.53 |
回答下列问题:
(1)欲提高A的平衡转化率,应采取的措施为________。
(2)由总压强p和起始压强P0计算反应物A的转化率a(A)的表达式为________,平衡时A的转化率为________,列式并计算反应的平衡常数K________。
(3)①由总压强p和起始压强P0表示反应体系的总物质的量n(总)和反应物A的物质的量n(A),n(总)=________mol,n(A)=________mol。
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据,计算:a=________。
| 反应时间t/h | 0 | 4 | 8 | 16 |
| c(A)/(mol·L-1) | 0.10 | a | 0.026 | 0.0065 |
分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(t)的规律,得出的结论是________,由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为________mol·L-1。
利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是工业上生产硫酸的关键步骤。
已知:SO2(g)+
O2(g)
SO3(g) △H=-98 kJ·mol-1。
(1)某温度下该反应的平衡常数K=
,若在此温度下,向100 L的恒容密闭容器中,充入3.0 mol SO2(g)、16.0 mol O2(g)和3.0 mol SO3(g),则反应开始时v(正) v(逆)(填“<”、“>”或“=”)。
(2)一定温度下,向一带活塞的体积为2 L的密闭容器中充入2.0 mol SO2和1.0 molO2,达到平衡后体积变为1.6 L,则SO2的平衡转化率为 。
(3)在(2)中的反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2(g)平衡浓度比原来减小的是 (填字母)。
| A.保持温度和容器体积不变,充入1.0 mol O2 |
| B.保持温度和容器内压强不变,充入1.0 mol SO3 |
| C.降低温度 |
| D.移动活塞压缩气体 |
(5)为稳定持续生产,硫酸溶液的浓度应维持不变,则通入SO2和水的质量比为_____。
KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录:
| 实验编号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ |
| 温度(℃) | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 |
| 显色时间(s) | 160 | 80 | 40 | 20 | 10 |
(1)该反应的离子方程式为 。
(2)该实验的目的是 。
(3)实验试剂除了1 mol/L KI溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液外,还需要的试剂是 ,实验现象为 。
(4)上述实验操作中除了需要(3)的条件外,还必须控制不变的是 (填字母)。
A.温度 B.试剂的浓度 C.试剂的用量(体积) D.试剂添加的顺序
(5)由上述实验记录可得出的结论是 。
(6)若要进行酸性对反应速率的影响的探究实验,你会采取的措施是 。