将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),使其达到分解平衡:NH2COONH4(s)
2NH3(g)+CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
| 温度/℃ | 15.0 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 |
| 平衡总压强/kPa | 5.7 | 8.3 | 12.0 | 17.1 | 24.0 |
| 平衡气体总浓度/10-3mol/L | 2.4 | 3.4 | 4.8 | 6.8 | 9.4 |
A 该可逆反应达到平衡的标志之一是混合气体平均相对分子质量不变
B 因该反应熵变(△S)大于0,焓变(△H)大于0,所以在低温下自发进行
C根据表中数据,计算15.0℃时的分解平衡常数约为2.0×10-9(mol·L-1)3
D达到平衡后,若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量减小
某化学实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件,用如图装置进行实验,反应物用量和反应停止的时间数据如下表:
|
时间 H2O2 | 0.1 g | 0.3 g | 0.8 g |
| 10 mL 1.5% | 223 s | 67 s | 56 s |
| 10 mL 3.0% | 308 s | 109 s | 98 s |
| 10 mL 4.5% | 395 s | 149 s | 116 s |
请回答下列问题:
(1)盛装双氧水的化学仪器名称是 。
(2)如何检验该套装置的气密性 。
(3)相同浓度的过氧化氢,其分解速率随着二氧化锰用量的增加而________。
(4)从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入________g的二氧化锰为较佳选择。
(5)某同学分析上述数据后认为:“当用相同质量的二氧化锰时,双氧水的浓度越小,所需要的时间就越少,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确________,理由是_______________________________________。(提示:H2O2的密度可认为近似相等)。
(Ⅱ)在如图所示的量热计中,将100mL 0.50mol·L-1CH3COOH溶
液与100mL0.55mol·L-1NaOH 溶液混合,温度从25.0℃升高到27.7℃。已知量热计的热容常数(量热计各部件每升高1℃所需的热量)是
150.5J·℃-1生成溶液的比热容为4.184J·g-1·℃-1,溶液的密度均近似
为1g·mL-1。
(1)试求CH3COOH的中和热△H= 。
(2)CH3COOH的中和热的文献值为56.1KJ· mol-1,则请你分
析在(1)中测得的实验值偏差可能的原因 。
(3)实验中NaOH过量的目的是 。
氨是一种重要的化工产品,是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱等的原料。
(1)以氨为燃料可以设计制造氨燃料电池,因产物无污染,在很多领域得到广泛应用。若电极材料均为惰性电极,KOH溶液作电解质溶液,则该电池负极电极反应式为 。
(2)在一定温度下,在固定体积的密闭容器中进行可逆反应:N2+3H2
2NH3。该可逆反应达到平衡的标志是________________。
A.3v(H2)正=2v(NH3)逆
B.单位时间生成m mol N2的同时消耗3m mol H2
C.容器内的总压强不再随时间而变化
D.混合气体的密度不再随时间变化
E.a molN≡N键断裂的同时,有6amolN—H键断裂
F.N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
(3)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L的密闭容器内充入1molN2和3molH2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度压强下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
| 反应时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
| 压强/MPa | 16.80 | 14.78 | 13.86 | 13.27 | 12.85 | 12.60 | 12.60 |
则从反应开始到25min时,以N2表示的平均反应速率= ;该温度下平衡常数K= ;
(4)以CO2与NH3为原料合成尿素[化学式为CO(NH2)2]的主要反应如下,已知:
①2NH3(g)+CO2(g) == NH2CO2 NH4(s) △H= —l59.5 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)
CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+116.5 kJ·mol-1
③H2O(1) == H2O(g) △H=+44.0kJ·mol-1
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式 ;
对于上述反应②在密闭容器中将过量NH2CO2NH4固体于300K下分解,平衡时P[H2O(g)]为a Pa,若反应温度不变,将体系的体积增加50%,则P[H2O(g)]的取值范围是_________________(用含a的式子表示)。(分压=总压×物质的量分数)
)磷酸燃料电池是目前较为成熟的燃料电池,其基本组成和反应原理如下。
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(1)在改质器中主要发生的反应为_______________________________
(2)移位反应器中CO(g)+H2O (g)
CO2 (g)+H2(g) ,在一定温度下,在1L容器中发生上述反应,各物质的物质的量浓度变化如下表:
| t/min | COmol/L) | H2O(mol/L) | CO2(mol/L) | H2(mol/L) |
| 0 | 0.2 | 0.3 | 0 | 0 |
| 2 | n1 | n2 | n3 | 0.1 |
| 3 | n1 | n2 | n3 | 0.1 |
| 4 | 0.09 | 0.19 | 0.11 | 0.11 |
①此温度下,该反应的平衡常数为________
②反应在3~4 min之间,氢气的物质的量增多的原因可能是 (填代号)
A.充入水蒸汽 B.升高温度 C.使用催化剂 D.充入氢气
(3)磷酸燃料电池负极排出的气体主要是___ __,
该电池正极的电极反应为_ _ __。
(4)磷酸燃料电池的电极上镀了铂粉,这样做的目的,除了起到更好的导电作用外,还具备的作用是 。
(5)总体看来,整个体系中能量来自与CxHy与空气的反应,假设CxHy为辛烷,且
已知辛烷的燃烧热为5 518 kJ·mol-1,请写出辛烷燃烧热的热化学方程式 。