题目内容

【题目】氨作为重要化工原料,被大量应用于工业生产。氨在不同催化剂条件下可发生下列两个反应:

反应I:4NH3(g) +5O2(g)4NO(g) +6H2O(g) △H=-905.0 kJ·molˉ1

反应 II:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g) +6H2O(g) △H=-1266.6kJ·molˉ1

(1)写出NO分解生成N2与O2的热化学方程式:___________________________。

(2)反应I在容积固定的密闭容器中进行,容器内部分物质的物质的量浓度如下表:

时间 浓度

c(NH3)/mol/Ll

c((O2)/mol/L

c(NO)/ mol/L

第 0 min

0.8

1.6

0

第 2 min

0.3

0.975

0.5

第 3 niin

0.3

0.975

0.5

第4 min

0.7

1.475

0.1

①反应从开始到第2min时,v(H2O)=__________________。

②在第3min时,改变的反应条件可能是_________(填选项字母)。

A.使用催化剂 B.臧小压强 C.升高温度 D.增加O2的浓度

③该反应达到平衡状态的标志是___________(填选项字母)。

A.在恒温恒容的容器中,混合气体的密度不再变化

B.单位时间内消耗nmolNO的同时消耗nmolNH3

C.百分含量w(NH3)=w(NO)

D.反应速率v(NH3):v(O2):v(NO):v(H2O)=4:5:4:6

(3)①若在容积为2L的密闭容器中充入8molNH3(g)和6molO2(g),发生反应II。保持其他条件不变,在相同时间内测得c(N2)与温度的关系如图所示。则T1℃下,NH3的平衡转化率为___。

②图中a、c两点对应的容器内部压强Pa____Pc(填“>”、“<”或“=”)

(4)氨气可用于生成硝酸铵化肥。25℃时,已知NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10-5,则硝酸铵在此温度下发生水解反应的平衡常数Kh=___________。

【答案】 2NO(g) N2(g)+O2(g) △H=-180.8kJ/mol 0.375mol/(L·min) C B 60% > (5/9)×10-9(或5.6×10-10)

【解析】(1)已知:反应I:4NH3(g) +5O2(g)4NO(g) +6H2O(g) △H=-905.0 kJ·molˉ1,反应 II : 4NH3(g)+3O2(g)2N2(g) +6H2O(g) △H=-1266.6kJ·molˉ1,根据盖斯定律可知( II-I)÷2可得2NO(g) =O2+N2(g) ,△H=[(-1266.6 kJ·mol-1)-(-905.0 kJ·mol-1)]÷2 = △H= -180.8 kJ·mol-1,NO分解生成N2与O2的热化学方程式为2NO(g) N2(g) +O2(g) △H= -180.8 kJ·mol-1;(2) ①反应从开始到第2min时,v(H2O)= v(NO)=0.375mol/(L·min);②在第3min后到4min,根据数据可知反应按比例向逆方向移动,因为该反应为气体体积增大的放热反应,故A.使用催化剂不能使平衡移动,选项A不选;B.臧小压强平衡向气体体积增大的正反应方向移动,不符合,选项B不选;C.升高温度平衡向吸热反应的逆方向移动,不符合,选项C不选;D.增加O2的浓度平衡向正反应方向移动,不符合,选项D不选。答案选C;③A、混合气体的密度不再改变的状态 ,恒容条件下,气体的总质量不变,则混合气体的密度一直不变,不能作为达到平衡状态的标志,选项A错误;B、单位时间内消耗nmolNO的同时消耗nmolNH3,符合正逆反应速率相等,可作为达到平衡状态的标志,选项B正确;C、用百分含量w(NH3)=w(NO) 不一定是平衡状态,所以不能作为达到平衡状态的标志,选项C错误;D、用NH3、O2、NO、H2O的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为4:5:4:6的状态,不一定是平衡状态,所以不能作为达到平衡状态的标志,选项D错误;答案选B;(3)①T1℃下,c(N2)=1.2mol/L,则生成的氮气为1.2mol/L2L=2.4mol,根据反应4NH3(g)+3O2(g)2N2(g) +6H2O(g)可知消耗的氨气为4.8mol,故转化率为;②c点温度较高平衡逆向移动,气体的总物质的量减少,压强减小,故图中a、c两点对应的容器内部压强Pa>Pc;(4) 25℃时,已知NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10-5,则NH4++H2ONH3·H2O+H+,Kh=

练习册系列答案
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(1)请选择必要的装置,按气流方向连接顺序为_____________(填仪器接口的字母编号,装置可重复使用)。

(2)根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:①检验装置的气密性后,装入药品;②打开分液漏斗活塞通入一段时间气体,加热药品;③反应结束后,_______________(填操作);④拆除装置,取出产物。

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②支管B的作用是_________________________;

③步骤③中洗涤CaO2·8H2O的液体X的最佳选择是____________;

A.无水乙醇 B.浓盐酸 C.水 D.CaCl2溶液

④该反应常用冰水浴控制温度在0℃左右,其可能的原因该反应是放热反应,温度低有利于提高CaO2·8H2O产率;________________________________________。

(4)测定产品中CaO2含量的实验步骤如下:

步骤一:准确称取a g产品于有塞锥形瓶中,加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体,再滴入少量2 mol·L-1的硫酸,充分反应。

步骤二:向上述锥形瓶中加入几滴________(作指示剂)。

步骤三:逐滴加入浓度为c mol·L-1的Na2S2O3溶液至反应完全,滴定至终点,记录数据,再重复上述操作2 次,得出三次平均消耗Na2S2O3溶液的体积为V mL。

CaO2的质量分数为________(用字母表示)。(已知:I2 + 2S2O===2I-+ S4O)

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