题目内容

【题目】含氮物质等被广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维、塑料等行业中,是最重要的化工产品之一。

(一)发射卫星时可用N2H4为燃料,若用氟作氧化剂,已知:

则N2H4与F2反应的热化学方程式为:________。

(二)汽车尾气净化反应:△H

(1)该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图:

反应在t2时达平衡,在t1时改变了某种条件,改变的条件不可能是________。

A. 升温 B. 加压

C. 使用催化剂 D. 增大NO的浓度

(2)某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率及CO2的体积分数变化图如下:

下列说法正确的是________。

A. 由图乙可得△H<0,反应低温自发

B. 为达到NO转化为N2的最佳转化率,应该选择的温度为900K,n(NO)/n(CO)=1

C. 图甲中对应的a点一定处于平衡状态

D. 图丙中X、Y、Z三点,CO的转化率由大到小的关系为Z>Y>X

(3)向初始体积为4.5L的密闭容器中通入3molNO、1.5molCO,在恒压条件下发生反应:,平衡体系中NO的物质的量变化见下表。此温度下,该反应的平衡常数K=________。

(三)尿素被广泛用作氮肥。

(1)在恒容的密闭容器中,发生反应。测得H2O的平衡转化率随温度的变化关系如图所示,已知T4时达平衡所需时间为t。请在图中画出反应经相同时间t时,H2O的转化率随温度变化的曲线。______________

(2)工业上可通过电解的方法处理尿素的碱性溶液,产物中无污染物,试写出电解时阳极的电极反应式________。

【答案】N2H4(g)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g) △H=-1126kJ/mol CD ABD CO(NH2)2+8OH--6e-=CO32-+N2↑+6H2O

【解析】

(一)已知:①

②

③

根据盖斯定律,由①+②×4-③得反应N2H4(g)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g) △H=△H1 +4△H2 -△H 3=-1126kJ/mol,则N2H4与F2反应的热化学方程式为:N2H4(g)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g) △H=-1126kJ/mol;

(二)(1)A.升温,正、逆反应速率突然增大,随着反应的进行,生成物的浓度增大,逆反应速率增大,最后不变,选项A正确;

B.增大压强,正、逆反应速率突然增大,随着反应的进行,生成物的浓度增大,逆反应速率增大,最后不变,选项B正确;

C.使用催化剂,正、逆反应速率突然同等程度增大,但平衡不移动,选项D错误;

D.增大NO的浓度,正反应速率突然增大,逆反应速率瞬间不变,选项D错误;

答案选CD;

(1)A、从图中可看出,NO的分解转化率随温度的升高而降低,可见正反应为放热反应,△H<0,反应为熵减的反应,△S<0,根据△G=△H-T△S <0,则反应低温自发,选项A正确;

B、读图可知,相同温度下,n(NO)/n(CO)越大,NO的转化率越小;投料比最小时,温度越高,NO转化率越大,但是900K 时NO转化率已经接近100%,再升高温度,需要消耗更多的能量,NO转化率却增加不大,得不偿失,因此最佳温度和投料比分别为900K、n(NO) /n(CO)=1,选项B正确;

C、反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,NO的转化率降低,而图甲中对应的a点前面各点NO还在升高,则不一定达平衡状态,选项C错误;

D、根据二氧化碳的体积分数可知,图丙中X、Y、Z三点,CO的转化率由大到小的关系为Z>Y>X,选项D正确;

(3)根据三段式可知,,

开始时的量(mol) 3 1.5 0 0

改变的量(mol) 1 1 0.5 1

平衡时的量(mol) 2 0.5 0.5 1

该反应的平衡常数K==;

(三)(1)反应经相同时间t时,H2O的转化率随温度变化的曲线如图:;

(2)工业上可通过电解的方法处理尿素的碱性溶液,产物中无污染物,电解时阳极上尿素在碱性条件下失电子产生氮气、碳酸根离子和水,反应的电极反应式为CO(NH2)2+8OH--6e-=CO32-+N2↑+6H2O。

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