题目内容
(10分) 氨气是一种重要的化工原料,工业上用N2和H2合成NH3。现已知N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)过程中能量变化示意图如下左图。回答下列问题:![]()
(1)该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)合成氨的热化学方程式为 。
(3)若又已知键能数据如上表,结合以上数据求出N-H键键能为 kJ/mol。
(4)工业上,以氨气为原料生产硝酸的第一步为氨催化氧化,请写出该反应的化学方程式 。
(1)放热 (2)N2(g)+3H2(g)
2 NH3(g) △H=—92 kJ/mol
(3)391 (4) 4NH3 + 5O2
4NO + 6H2O 。
解析试题分析:(1)由于反应物的总能量高于生成物的总能量,实验多余的能量释放迟来。因此该反应是放热反应。(2)根据图示可知:合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)
2 NH3(g) △H=—92 kJ/mol;(3)反应热就是断裂化学键吸收的能量与形成化学键释放的能量的差,436 kJ/mol×3mol+946 kJ/mol×1mol-6X=—92 kJ/mol,解得X=391 kJ/mol;(4)工业上,以氨气为原料生产硝酸的第一步为氨催化氧化,该反应的化学方程式是4NH3 + 5O2
4NO + 6H2O。
考点:考查反应的热效应、反应热与键能、物质的能量的关系、化学方程式、热化学方程式的书写的知识。
(12分)(1)从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应:2H2 + O2 = H2O。 已知该反应为放热反应,下图能正确表示该反应中能量变化的是________。![]()
从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化。化学键的键能如下表:
| 化学键 | H—H | O=O | H—O |
| 键能kJ/mol | 436 | 496 | 463 |
(2)原电池可将化学能转化为电能。若Fe、Cu和浓硝酸构成原电池,负极是 (填“Cu”或“Fe”); 若Zn、Ag和稀盐酸构成原电池,正极发生 反应(填“氧化”或“还原”),电解质溶液中阳离子移向 极(填“正”或“负”)。质量相同的铜棒和锌棒用导线连接后插入CuSO4溶液中,一段时间后,取出洗净、干燥、称量,二者质量差为12.9 g。则导线中通过的电子的物质的量是 mol。
(3)一定温度下,将3 molA气体和1mol B气体通入一容积固定为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)
(14分)二甲醚(CH3OCH3)和甲醇(CH3OH)都是高效清洁能源。工业上利用煤的气化产物(水煤气)合成甲醇和二甲醚。回答下列问题:
(1)制备二甲醚最后一步反应由Al2O3催化甲醇脱水合成,反应方程式为 。
(2)已知:CO(g)+2H2(g)=CH3OH (g) △H= —90.1kJ·mol-1 CO(g)的燃烧热是282.8 kJ·mol-1;H2的燃烧热是285.8 kJ·mol-1写出表示CH3OH (g) 燃烧热的热化学反应方程式 。
(3)二甲醚直接燃料电池比甲醇直接燃料电池更高效,等质量的二甲醚和甲醇完全放电转移电子的物质的量之比是 。用二甲醚直接燃料电池电解足量饱和食盐水,当消耗9.2g二甲醚时理论上阴极产生的气体的体积为 L。(标况下)
(4)在合成中伴有水煤气交换反应:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),等物质的量的CO(g)和H2O(g)加入密闭容器中反应,平衡时测得结果如下表。
| 温度 | 260℃ | 280℃ | 295℃ | 310℃ |
| CO转化率 | 89% | 80% | 75% | 60% |
②列式计算280℃时平衡常数 。
③若平衡体系中,测得H2的压强占总压的30%,要使体系中CO转化率达到70%,应该使温度 (填“升高”、“降低”、“不变”)
丙烷在燃烧时能放出大量的热,它也是液化石油气的主要成分,作为能源应用于人们的日常生产和生活。已知:
①2C3H8(g)+7O2(g) =6CO(g)+8H2O(g) △H =-2389.8 kJ/mol
②2CO(g) + O2(g) =2CO2(g) △H =-566 kJ/mol
③H2O(l) = H2O(g) △H ="+" 44.0 kJ/mol
(1)写出C3H8燃烧时燃烧热的热化学方程式 。
(2)C3H8在不足量的氧气里燃烧,生成CO、CO2、H2O(g),将所有的产物通入一个体积固定的密闭容器中,在一定条件下发生如下可逆反应:CO(g) +H2O(g)
CO2(g) +H2(g)该反应的平衡常数与温度的关系如下表:
| 温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
| 平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
| | H2O | CO | CO2 | H2 |
| 甲 (质量/g) | 1.8 | 8.4 | a | 1 |
| 乙 (质量/g) | 1.8 | 2.8 | 0 | 0 |
②下图表示上述甲容器中反应在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某一个条件而发生变化的情况。则t2时刻改变的条件可能是 、 (答两个要点即可)。
(3)CO2可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3。
① Na2CO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为 ;
② 已知25℃时,H2CO3的电离平衡常数K1 = 4.4×10-7 mol/L、K2 = 4.7×10-11 mol/L,当Na2CO3溶液的pH为11时,溶液中c(HCO3-)∶c(CO32-) = 。
③ 0.1 mol/L Na2CO3溶液中c(OH-) -c(H+) = [用含c(HCO3-)、c(H2CO3)的符号表示]。