题目内容

合成氨和制备硝酸是两种重要的化工生产，重庆某化工厂将合成氨与制备硝酸进行连续生产．
（1）在某温度下体积为200L的氨合成塔中，以分为单位的时间点上测得各物质的浓度（mol?L-1）如下表：
0minl min2min3min4min
N21.5001.4001.200c1c1
H24.5004.2003.600c2c2
NH300.2000.600c3c3
根据表中数据得知0min～2min内N2的平均反应速率是
 
，若3min末N2的转化率为a，则此时H2的转化率为
 
 （用含a的代数式表示）．
（2）今对合成氨反应进行如下研究：在容积均为10L的a、b、c三个相同密闭容器中分别充入1mol N2和3mol H2，三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3，在其他条件相同情况下，实验测得反应均进行到5min时，NH3的体积分数如图所示．则下列说法正确的是
 
．
A．a、b、C三容器5min时的正反应速率大小为：b＞a＞c
B．达到平衡时，a、b、c中N2转化率为a＞b＞c
C．5min时，a、b、c三容器中的反应均可能达到平衡状态
D．将容器b中的平衡状态转变到容器c中的平衡状态，可采取的措施有升温或减压
（3）已知：N2（g）+O2（g）═2NO（g）：△H=+180.5kJ/mol
          4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）；△H=-905kJ/mol
          2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）；△H=-483.6kJ/mol
则在该条件下，氨合成塔中所发生反应的热化学方程式为：
 
；
（4）金属Cu单独与氨水或单独与双氧水都不反应，但可与二者的混合溶液反应生成深蓝色溶液，写出该反应的离子方程式：
 
；
（5）取200mL的硝酸恰好与32g Cu2S完全反应，已知硝酸被还原成等物质的量的NO和NO2，另外还有CuSO4和Cu（NO3）2生成，则所得工业硝酸的浓度是
 
mol?L-1．
考点：体积百分含量随温度、压强变化曲线,化学方程式的有关计算,热化学方程式,反应速率的定量表示方法,化学平衡的影响因素
专题：计算题,化学平衡专题
分析：（1）根据v=
△c
t
计算v（N2）；根据氮气的转化率计算氢气的转化率；
（2）根据图象和影响化学平衡的因素进行判断，a中反应未达平衡，b、c中的反应达到平衡状态；
（3）利用盖斯定律进行计算；
（4）铜与双氧水和氨水反应生成配合物，离子方程式为：Cu+4NH3?H2O+H2O2=[Cu（NH3）4]2++4H2O+2OH-；
（5）根据得失电子守恒和元素守恒进行计算．
解答： 解：（1）由表可知氮气的起始浓度为1.5mol/L，2min氮气的浓度为1.2mol/L．
所以2小时内氮气的速率为v（N2）=
1.5mol/L-1.2mol/L
2min
=0.15mol?L-1?min-1；
已知N2的转化率为a，而氮气的转化率与氢气的转化率相等，故H2的转化率为a，
故答案为：0.15mol?L-1?min-1；a；
（2）A．升高温度，化学反应速率加快，故a、b、C三容器5min时的正反应速率大小为：c＞b＞a，故A错误；
B．该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，故达到平衡时，a、b、c中N2转化率为a＞b＞c，故B正确；
C．该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，故5min时，a中反应未达平衡，b、c中的反应达到平衡状态，故C错误；
D．该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动；反应后气体体积小于反应前，减小压强．平衡逆向移动，故将容器b中的平衡状态转变到容器c中的平衡状态，可采取的措施有升温或减压，故D正确，
故答案为：BD；
（3）①N2（g）+O2（g）═2NO（g）：△H=+180.5kJ/mol
    ②4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）；△H=-905kJ/mol
    ③2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）；△H=-483.6kJ/mol，
①-
1
2
②+
3
2
③得N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H=-92.4kJ/mol，
故答案为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H=-92.4kJ/mol；
（4）铜与双氧水和氨水反应生成配合物，离子方程式为：Cu+4NH3?H2O+H2O2=[Cu（NH3）4]2++4H2O+2OH-，
故答案为：Cu+4NH3?H2O+H2O2=[Cu（NH3）4]2++4H2O+2OH-；
（5）32g Cu2S，物质的量为：
32
160
=0.2mol，铜的化合价由+1价升高为+2价，故转移的电子数为：0.2×2=0.4mol，硫的化合价由-2价升高为+6价，故转移的电子数为：0.2×8=1.6mol，故共转移的电子数为0.4+1.6=2mol；
Cu2S：0.2mol，根据硫守恒可知：CuSO4：0.2mol，根据铜守恒可知：Cu（NO3）2：0.2mol；n（NO3-）=0.4mol，
硝酸被还原成等物质的量的NO和NO2，设NO和NO2的物质的量为x，则转移的电子数为：3x+x=4x=2，x=0.5mol，故硝酸的物质的量为：0.5+0.5+0.4=1.4mol，c（HNO3）=
1.4
0.2
=7mol?L-1，
故答案为：7．
点评：本题考查化学反应速率及化学平衡计算、热化学方程式的书写、氧化还原反应的相关计算等，题量很大，难度较大．
练习册系列答案
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某溶液含有Fe3+、Al3+、Ba2+、Ag+、K+五种阳离子，现用过量的H2SO4、NaOH、NH3?H2O、NaCl四种溶液，按如图所示的步骤分开五种离子．下列判断正确的是（　　）
A、沉淀乙是氢氧化铝和氢氧化银的混合物
B、溶液3中含有Al3+
C、溶液4含有三种阳离子，分别是H+、Na+、K+
D、试剂①是NaCl，试剂④是H2SO4
在给定条件下，氮气与氢气在密闭容器中合成氨．起始时加入氮气和氢气且浓度分别为1.0mol/L 和3.0mol/L，2秒后，氮气的浓度为0.8mol/L，氢气的浓度为2.4mol/L，氨气的浓度为0.4mol/L．分别用氮气、氢气和氨气的浓度变化表示的这2秒内的化学反应速率是多少？有什么关系：
钛有强度高和质地轻的优点，广泛应用于飞机制造业等．工业上利用钛铁矿，其主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3）制备钛金属，工业流程如下：
已知：Ti与TiO2化学性质稳定，不溶于稀硫酸、稀盐酸等．

（1）请写出FeTiO3与稀盐酸反应的离子方程式：
 
．
（2）请写出“熔融氧化”的化学方程式：
 
．
（3）电解氯化镁的阴极反应式为：
 
，可循环利用的物质为：
 
（填化学式）．
（4）热还原法中能否改用钠代替镁作还原剂：
 
（填“能”或“不能”）；原因为：
 
．
（5）用此方法制备得到的Ti金属常混有MgCl2和Mg，除杂试剂是
 
（填化学式）．
将2molSO2和1molO2在一密闭容器中，于一定条件下发生反应：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），达到平衡后，生成了amolSO3．
（1）达到平衡时SO3的体积分数是
 
 （用字母a的表达式表示）．
（2）若该反应是在恒温恒压的密闭容器中进行的．现加入4molSO2和2molO2，达到平衡后SO3的物质的量为
 
mol （用字母a表示）．此时SO3在反应混合气中的体积分数
 
（填“增大”、“减小”或“不变”）
（3）若该反应是在恒温恒容的密闭容器中进行的．
①若要使反应达到相同的平衡状态，可改为加入
 
molSO3，或b molSO3和
 
molSO2和
 
molO2的混合物．
②现加入4molSO2和2molO2，达到平衡后SO3的物质的量[n（SO3）]的取值范围是
 
．
用如图所示装置确定有机物的分子式（含C、H、O中的两种或三种）．（不考虑空气进入装置）

回答下列问题：
（1）A中发生反应的化学方程式为
 
．
（2）B装置的作用是
 
，燃烧管C中CuO的作用是
 
．
（3）产生氧气按从左向右流向，燃烧管C与装置D、E连接．现有两种连接方案．
方案1：连接顺序是C→E→D
方案2：连接顺序是C→D→E
请你评价两种连接方案，正确的是
 
，理由是：
 
．
（4）准确称取1.8g有机物X的样品，经充分燃烧后，D管质量增加1.08g，E管质量增加2.64g，实验测得X的蒸气密度是同温同压下乙烷密度的3倍，则X的分子式为
 
．
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（1）图Ⅰ是反应时CO和CH3OH的浓度随时间的变化情况，从反应开始到平衡，用CO浓度变化表示平均反应速率v（CO）=
 
．
（2）图Ⅱ表示该反应进行过程中能量的变化，写出该反应的热化学方程式
 
．
（3）该反应的平衡常数K的表达式为
 
；当温度升高时，该平衡常数K将
 
（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（4）恒容条件下，下列措施中能使
n(CH3OH)
n(CO)
增大的有
 
．
A．升高温度   B．充入He气    C．再充入1molCO和2molH2     D．使用催化剂
（5）在恒温条件下，扩大容器体积，则平衡
 
（填“逆向移动”、“正向移动”、“不移动”）．
（6）在温度、容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投料，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下，则下列关系正确的是
 
．
容器 甲 乙 丙
投料量 1mol CO、2mol H2 1mol CH3OH 2mol CH3OH
CH3OH的浓度（mol?L-1） c1 c2 c3
反应的能量变化 放出Q1 kJ 吸收Q2 kJ 吸收Q3 kJ
体系压强（Pa） P1 P2 P3
反应物转化率 α1 α2 α3
A．c1=c2；  B．Q3=2Q2；  C．2P1＜P3；  D．α1+α2=1；  E．2α2=α3 ；
F．该反应若生成1mol CH3OH放出的热量为（Q1+Q2）kJ．
有X、Y、Z三种元素，X元素的原子失去两个电子后，第二层为最外层；Y元素原子核外有3个电子层，其最外层电子数占核外电子总数的
1
3
；Z元素核内有13个质子．由上述推断可得X为
 
，Y为
 
，Z为
 
．
已知某粒子的质子数，则可确定的（　　）
A、中子数B、最外层电子数
C、核电荷数D、相对原子质量

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