题目内容

如图是298K 时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是    (    )

A. 该反应的热化学方程式为:

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)            ΔH = 92kJ·mol-1

B.b曲线是升高温度时的能量变化曲线

C. 加入催化剂, 该化学反应的活化能和反应热都改变

D. 在温度体积一定的条件下, 通入lmol N2和3molH2 反应后放出的热量为Q1kJ,若通入2mol N2和6mol H2 反应后放出的热量为Q2kJ 则184>Q2 >2Q1

 

D

解析:A:ΔH 应带负号表示放热;B:b曲线是不使用催化剂时的能量变化曲线;C:加入催化剂时,反应的活化能降低,但反应热不变;D:可逆反应不可能进行到底,依方程式知道通入2mol N2和6mol H2 ,放出的热量:Q2 <184kJ,而在恒容情况下,相当于两倍于通入lmol N2和3molH2且加压,所以Q2>2Q1,选项正确,故答案为D

 

练习册系列答案
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(2010?临沂一模)氨气在农业和国防工业都有很重要的作用,历史上诺贝尔化学奖曾经有3次颁给研究氮气与氢气合成氨的化学家.

(1)如图1表示了298K时氮气与氢气合成氨反应过程中的能量变化,据此请回答:
①写出氮气与氢气合成氨的热化学反应方程式:
N2(g)+3H2(g)
 催化剂 
.
 
2NH3(g)△H═-92kJ/mol
N2(g)+3H2(g)
 催化剂 
.
 
2NH3(g)△H═-92kJ/mol

②对于合成氨的反应下列说法正确的是
CD
CD
(填编号)
A、该反应在任意条件下都可以自发进行
B、加入催化剂,能使该反应的E和△H都减小
C、若反应在298K、398K时的化学平衡常数分别为K1、K2,K1>K2
D、该反应属于人工固氮
(2)现在普遍应用的工业合成氮的方法N2+3H2?2NH3,是哈伯于1905年发明的,但此法达到平衡时反应物的转化率不高.
①能使该反应的反应速率增大,且平衡向正方向移动的措施是
D
D
(填编号)
A、使用的更高效催化剂
B、升高温度
C、及时分离出氨气
D、冲入氮气,增大氮气的浓度(保持容器体积不变)
②若在某温度下、2L的密闭容器中发生N2+3H2?2NH3的反应,如图2表示N2的物质的量随时间的变化曲线.用H2表示0~10min内该反应的平速率v(H2)=
0.06mol/(L?min)
0.06mol/(L?min)
.从1min起,压缩容器的体积为1L,则n(N2)的变化曲线为
D
D
(填编号)
A、a  B、b   C、c   D、d
(3)随着对合成氨研究的发展,2001年两位希腊化学家提出了电解合成氨的方法,即在常压下吧氢气和用氦气稀释的氮气,分别通入一个加热到500℃的电解池中,采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质理用吸附在它内外表面上的金属但多晶薄膜像电噪,实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氮(装置如图3).
请回答:铠电极是电解池的
极(填“阳“或“阴“),该极上的电极反应式是
N2+6e-+6H+=2NH3
N2+6e-+6H+=2NH3
对一个化学反应的研究需要从反应条件、限度、速率、定量关系等因素进行综合分析,下列是关于化学反应的系列研究,请根据相关信息回答问题.
(1)关于反应物之间的定量关系的研究:已知反应:Br2+2Fe2+═2Br-+2Fe3+,向10mL 0.1mol?L-1的FeBr2溶液中通入0.001mol Cl2,该反应的离子方程式为:
2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-
2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-

(2)关于反应速率、限度的研究:
①已知298K时,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5.6×10-12,在氯化镁溶液中加入一定量的烧碱,测得pH=13.0,则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)=
5.6×10-10mol/L
5.6×10-10mol/L

②科学研究发现纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂.一定温度下,在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.10mol水蒸气,发生反应:2H2O(g)
Cu2O
2H2(g)+O2(g)△H=+484kJ?mol-1不同时段产生O2的量见下表:
时间/min 20 40 60 80
n(O2)/mol 0.0010 0.0016 0.0020 0.0020
则前20min的反应速率 v(H2O)=
5.0×10-5mol?L-1?min-1
5.0×10-5mol?L-1?min-1
;达平衡时,至少需要吸收的光能为
0.968
0.968
kJ.

③向某密闭容器中加入 0.3molA、0.1molC和一定量的B三种气体.一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如下图中甲图所示.附图中乙图为t2时刻后改变容器中条件,平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同的条件,所用条件均不同.已知,t3-t4阶段为使用催化剂[已知t0-t1阶段c(B)未画出].请回答:
I:t4-t5阶段改变的条件为
减小压强
减小压强

II:B的起始物质的量为
0.04mol
0.04mol
利用N2和H2可以实现NH3的工业合成,而氨又可以进一步制备硝酸,在工业上一般可进行连续生产.请回答下列问题:
(1)已知:N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.5kJ/mol
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6kJ/mol
若有17g 氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为
226.3kJ
226.3kJ

(2)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)反应的影响.
实验结果如图所示:(图中T表示温度,n表示物质的量)
①图象中T2和T1的关系是:T2
低于
低于
T1(填“高于”、“低于”、“等于”或“无法确定”).
②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是
c
c
(填字母).
③在起始体系中加入N2的物质的量为
n
3
n
3
mol时,反应后氨的百分含量最大;若容器容积为1L,n=3mol反应达到平衡时H2的转化率为60%,则此条件下(T2),反应的平衡常数K=
2.08
2.08

④若该反应在298K、398K时的平衡常数分别为K1,K2,则K1
K2(填“>”“=”“<”)
⑤对于该反应有关表述正确的是
bd
bd

a.其他条件不变,缩小容器体积时正反应速率增大,逆反应速率减小,故平衡将逆向移动
b.绝热条件下,若测得该体系温度不再改变,则反应处于平衡状态
c.恒容条件下,若容器内气体的密度保持不变,则反应处于平衡状态
d.其他条件不变,将容器体积扩大为原来的2倍,则重新平衡时,NH3的平衡浓度将比原平衡浓度的一半还要小.

对于一个化学反应的研究需要从反应条件、限度、速率、定量关系等因素进行综合分析,下列是关于化学反应的系列研究,请根据相关信息回答问题。

     ⑴关于反应物之间的定量关系的研究:

已知反应:Br2 +2Fe2+=2 Br -+2Fe3+,向10 mL0 .1mol/L的Fe Br2溶液中通入0 .003mol Cl2,该反应的离子方程式为                                   

⑵关于反应速率、限度的研究:

①已知298K时,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5.6×10-12,在氯化镁溶液中加入一定量的烧碱,测得pH=13.0,则此温度下残留在溶液中的c(Mg 2+)=               

②科学研究发现纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂。

一定温度下,在2L密闭容器中加入纳米级的Cu2O并通入0 .1mol水蒸气,发生反应:

2 H2O(g)         

2 H2 (g) + O2(g) △H=+484kJ· mol-1,不同时段产生O2的量见下表:

时间/min

20

40

60

80

n(O2)/mol

0.0010

0.0016

0.0020

0.0020

则前20min的反应速率v(H2O)=                  ;达到平衡时,至少需要吸收的光能为              kJ。

③向某密闭容器中加入0 .3molA、0 .1molC和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如下图中甲图所示。附图中乙图为t2时刻后改变容器中条件,平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都只改变一种条件。已知t3~t4为使用催化剂,甲图中t0~t1阶段c (B)未画出。请回答:

Ⅰ:t4~t5阶段改变的条件是          t5~t6阶段改变的条件是               

Ⅱ:B的起始浓度为               ,该反应方程式为                      

 

(08山东省威海市质检)(8分)I.(1)已知298K时2C(s)+O2(g)=2CO(g)   △H1=-221.01kJ?mol1

      

C(s)+O2(g)=CO2(g)   △H2=-393.5kJ?mol则298K时CO(g)在O2(g)燃烧生成CO2(g) 的热化学反应方程式为:________。

(2)一种新型的熔融盐燃料电池具有高发电效率而备受重视。现用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质,一极通入CO气体,另一极通入空气与CO2的混合气体,制得燃料电池。

       该电池工作时的负极反应式为:                                           

       熔融盐中CO32的物质的量在工作时          (填“增大”、“减少”、“不变”)。

      

 II.如右图所示,A为电源,B为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸,滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液,C、D

为电解槽,其电极材料及电解质溶液见图。

   (1)关闭K1,打开K2,通电后,B的KMnO4紫红色液滴向c端移动,则电源a端为      极,通电一段时间后,观察到滤纸d端出现的现象是:                  

   (2)已知C装置中溶液为Cu(NO3)2和X(NO33,且均为0.1mol,打开K1,关闭K2,通电一段时间后,阴极析出固体质量m(g)与通过电子的物质的量n(mol)关系如图所示。则Cu2+、X3+、H+氧化能力由大到小的顺序是                         ;D装置Cu极的电极反应式为                        

 

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