氨气是一种重要的化工产品,是生产铵盐、尿素等的原料.工业合成氨的反应如下:
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ?mol-1
(1)实验室中常用来制备氨气的化学方程式为
 

(2)已知H2(g)的燃烧热为285.8kJ?mol-1,写出NH3(g)在纯氧中燃烧生成无毒、无害物质的热化学方程式
 

(3)25℃时,将a mol (NH42SO4溶于水,向该溶液中滴加V L稀氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将
 
(填“正向”、“不”或“逆向”)移动,所滴加稀氨水的物质的量浓度为
 
mol?L-1.(25℃时,NH3?H2O的电离平衡常数Kb≈2×10-5).
(4)工业上常用CO2和NH3通过如下反应合成尿素[CO(NH22].
CO2(g)+2NH3(g)
一定条件
CO(NH22(l)+H2O(g)△H<0,t℃时,向容积恒定为2L的密闭容器中加入0.10mol CO2和0.40mol NH3,70min开始达到平衡.反应中CO2(g)的物质的量随时间变化如下表所示:
时间/min 0 30 70 80 100
n(CO2)/mol 0.10 0.060 0.040 0.040 0.040
①20min时v(CO2
 
80min时v(H2O)(填“>”、“=”或“<”).
②在100min时,保持其它条件不变,再向容器中充入0.050mol CO2和0.20mol NH3,重新建立平衡后CO2的转化率与原平衡相比将
 
(填“增大”、“不变”或“减小”).
③根据表中数据在图甲中绘制出在t℃下NH3的转化率随时间变化的图象;保持其它条件不变,则(t+10)℃下正确的图象可能是
 
(填图甲中的“A”或“B”).精英家教网
④图乙所示装置(阴、阳极均为惰性电极)可用于电解尿素[CO(NH22]的碱性溶液制取氢气.该装置中阳极的电极反应式为
 
,若两极共收集到气体22.4L(标况),则消耗的尿素为
 
g(忽略气体的溶解).
利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2.紫外光照射时,在不同催化剂(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ)作用下,CH4的产量随光照时间的变化如图1所示.精英家教网
(1)在O?30小时内,CH4的平均生成速率v(Ⅰ)、v(Ⅱ)和v(Ⅲ)由大到小的顺序为
 
;反应开始后的15小时内,在第
 
种催化剂的作用下,收集的CH4最多.
(2)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g);△H=+206kJ.mol-1.将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密闭容器,某温度下反应达到平衡,此时测得CO的物质的量为O.10mol,CH4的平衡转化率为91%,则此温度下该反应的平衡常数为
 
 (计算结果取整数).
(3)该反应产生的CO和H2可用来合成可再生能源甲醇,已知CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-283.0kJ?mol-1和-726.5kJ?mol-1,则CH3OH(l)不完全燃烧生成CO(g)和H2O(l)的热化学方程式为
 

(4)工业上常利用反应CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g),△H<0合成甲醇,在230℃?270℃最为有利.为研究合成气最合适的起始组成比n(H2):n(CO),分别在230℃、250℃和270℃进行实验,结果如图2.
①270℃的实验结果所对应的曲线是
 
 (填字母);
②230℃时,工业生产适宜釆用的合成气组成n(H2):n(CO)的比值范围是
 
 (填字母).
A.1?1.5   B.2.5?3  C.3.5?4.5
(5)某同学以石墨为电极,以KOH溶液为电解质设计甲醇燃料电池,其负极的电极反应式为
 
甲醇是基础有机化工原料和新型清洁燃料,广泛用于制造各种燃料电池.工业上以甲烷和水蒸气为原料制备甲醇,反应过程如下.
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反应Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H1
反应Ⅱ:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2 (△H2<0=
(1)图1是反应Ⅰ进行过程中的能量变化示意图.根据图象判断,升高温度,反应I的平衡常数将
 
 (填“增大”、“减小”或“不变”).
(2)已知在催化剂和一定压强下,反应Ⅱ能自发进行.在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律.
图2是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系,则曲线Z对应的温度是
 
;该温度下上述反应的化学平衡常数为
 

(3)图3甲是一种甲醇燃料电池的结构示意图,甲醇提供质子和电子,电子经外电路到达另一极与氧气反应,电池总反应为2CH3OH+3O2
  △  
.
 
2CO2+4H2O.
①M电极的电极反应式为
 

②以上述电池做电源,用图3乙所示装置,在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中,发现Al电极附近逐渐变浑浊并有气泡逸出,原因是(用离子方程式表示):
 
.Al电极应接燃料电池的
 
(填“M”或“N”)极.
(4)合成甲醇时可选用CuCl为催化剂.CuCl是不溶于水的白色固体,制备时向CuCl2溶液中加入过量铜粉,发生反应CuCl2+Cu═2CuCl.在实验过程中应先加入浓盐酸,发生反应CuCl+HCl?H[CuCl2].反应结束后将溶液倒入蒸馏水中有CuCl生成.实验过程中加入浓盐酸的目的是
 
.当c(Cl-)=2×10-3mol?L-1时,c(Cu+)=
 
 mol?L-1.已知:Ksp(CuCl)=1.7×10-7
 0  60567  60575  60581  60585  60591  60593  60597  60603  60605  60611  60617  60621  60623  60627  60633  60635  60641  60645  60647  60651  60653  60657  60659  60661  60662  60663  60665  60666  60667  60669  60671  60675  60677  60681  60683  60687  60693  60695  60701  60705  60707  60711  60717  60723  60725  60731  60735  60737  60743  60747  60753  60761  203614 

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