【題目】氨是生產(chǎn)氮肥、尿素等物質(zhì)的重要原料。
(1)合成氨反應(yīng)N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)在一定條件下能自發(fā)進(jìn)行的原因是 。電化學(xué)法是合成氨的一種新方法,其原理如圖1所示,陰極的電極反應(yīng)式是 。
(2)氨碳比[n(NH3)/n(CO2)]對(duì)合成尿素[2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(g)+H2O(g)]有影響,恒溫恒容時(shí),將總物質(zhì)的量3 mol的NH3和CO2以不同的氨碳比進(jìn)行反應(yīng),結(jié)果如圖2所示。a、b線分別表示CO2或NH3的轉(zhuǎn)化率變化,c線表示平衡體系中尿素的體積分?jǐn)?shù)變化。[n(NH3)/ n(CO2)]= 時(shí),尿素產(chǎn)量最大;經(jīng)計(jì)算,圖中y= (精確到0.01)。
(3)廢水中含氮化合物的處理方法有多種。
①NaClO溶液可將廢水中的NH4+轉(zhuǎn)化為N2。若處理過程中產(chǎn)生N20.672 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則需要消耗0.3mol·L-1的NaClO溶液 L。
②在微生物的作用下,NH4+經(jīng)過兩步反應(yīng)會(huì)轉(zhuǎn)化為NO3-,兩步反應(yīng)的能量變化如圖3所示。則1 mol NH4+(aq)全部被氧化成NO3-(aq)時(shí)放出的熱量是 kJ。
③用H2催化還原法可降低水中NO3-的濃度,得到的產(chǎn)物能參與大氣循環(huán),則反應(yīng)后溶液的pH (填“升高”、“降低”或“不變”)。
【答案】(1)△H <0 N2+6H++6e—=2NH3
(2)2 0.36
(3)①0.3 ②346 ③升高
【解析】試題分析:(1)N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)的△S<0,自發(fā)進(jìn)行可知△H﹣T△S<0,則△H<0,合成氨的陰極反應(yīng)為N2+6H++6e﹣=2NH3;
(2)由圖可知,橫坐標(biāo)為n(NH3)/n(CO2)=2時(shí),尿素的體積分?jǐn)?shù)最大,且y點(diǎn)氨氣的轉(zhuǎn)化率為80%,
2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(g)+H2O(g)
起始濃度(mol.L﹣1) 2 1 0 0
變化濃度(ol.L﹣1) 1.6 0.8 0.8 0.8
平衡濃度(mol.L﹣1) 0.4 0.2 0.8 0.8
平衡CO(NH2)2的體積分?jǐn)?shù)y==0.36;
(3)①N失去電子,Cl得到電子,設(shè)消耗0.3molL﹣1的NaClO溶液為xL,由電子守恒可知,0.3mol×xL×2=×2×3,解得x=0.3;
②由圖可知,第一步熱化學(xué)反應(yīng)為NH4+(aq)+1.5O2(g)=2H+(aq)+NO2﹣(aq)+H2O(l)△H=﹣273 kJmol﹣1①,
第二步熱化學(xué)反應(yīng)為NO2﹣(aq)+0.5O2(g)=NO3﹣(aq))△H=﹣73kJmol﹣1②,
由蓋斯定律可知①+②得1mol NH4+(aq)全部氧化成NO3﹣(aq)的熱化學(xué)方程式為NH4+(aq)+2O2(g)=2H+(aq)+NO3﹣(aq)+H2O(l)△H=﹣346 kJmol﹣1,即放出346kJ的熱量;
③H2催化還原飲用水中NO3﹣,反應(yīng)中的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物均可參與大氣循環(huán),則產(chǎn)物為水和氮?dú),該反?yīng)為5H2+2NO3﹣N2+4H2O+2OH﹣,氫氧根離子濃度增大,則pH升高
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下,將除去表面氧化膜的A1、Cu片插入濃HNO3中組成原電池(圖1),測(cè)得原電池的電流強(qiáng)度(I)隨時(shí)間(t)的變化如圖2所示。反應(yīng)過程中有紅棕色氣體產(chǎn)生。下列說法錯(cuò)誤的是 ( )
A. t1時(shí)刻前,A1片的電極反應(yīng)為:2A1+3H2O - 6e- ═ A12O3+6H+
B. t1時(shí),因A1在濃硝酸中鈍化,氧化膜阻礙了A1繼續(xù)反應(yīng)
C. t1之后,負(fù)極Cu失電子,電流方向發(fā)生改變
D. 燒杯中發(fā)生的離子反應(yīng)為:2NO2+2OH- ═ 2NO3-+H2O
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Ⅰ.甲醇燃料電池被認(rèn)為是21世紀(jì)電動(dòng)汽車最佳候選動(dòng)力源。
(1)101 kPa時(shí),1 mol CH3OH液體完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放出熱量726.51 kJ,則表示甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式為_______________________________。
(2)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)原理是:
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H1=+49.0 kJ·mol-1 ②CH3OH(g)+ O2(g)= CO2(g)+2H2(g) △H2
已知H2(g)+ O2(g)===H2O(g) △H = —241.8kJ·mol-1,則反應(yīng)②的△H2=_____________。
(3)工業(yè)上一般可采用如下反應(yīng)來合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室模擬該反應(yīng)并進(jìn)行分析。下圖是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線如右圖。
①該反應(yīng)的焓變ΔH______0(填“>”、“<”或“=”)。
②T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1_______K2(填“>”、“<”或“=”)。
(4)H2 和CO合成甲醇反應(yīng)為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)(正反應(yīng)是放熱反應(yīng))。在恒溫,體積為2L的密閉容器中分別充入1.2mol CO和1mol H2,10min后達(dá)到平衡,測(cè)得含有0.4mol CH3OH(g)。則達(dá)到平衡時(shí)CO的濃度為_______;10min內(nèi)用H2表示的化學(xué)反應(yīng)速率為_______;若要加快CH3OH的生成速率并提高CO的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有________________(填一種合理的措施)。
(5) 二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向,將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為: CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) △H 。
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=___________。
②在恒容密閉容器中使CO2和H2(物質(zhì)的量之比為1∶3)發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)過程中測(cè)得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系如下圖所示,則△H _________0(填“大于”或“小于”)
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【題目】下列指定反應(yīng)的離子方程式正確的是
A. 制作印刷電路板: Fe3++ Cu = Fe2++ Cu2+
B. Ca(HCO3)2溶液中加足量NaOH溶液:HCO3-+ Ca2++ OH-= CaCO3↓ + H2O
C. 用NaOH溶液吸收Cl2: Cl2+ 2OH-= Cl-+ ClO3-+ H2O
D. 明礬常用于凈水:Al3++ 3H2OAl(OH)3(膠體)+ 3H+
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【題目】黑火藥爆炸時(shí)發(fā)生多種化學(xué)反應(yīng),其中主要化學(xué)反應(yīng)方程式為:
2KNO3+3C+S K2S+N2↑+3CO2↑
(1)上述反應(yīng)中,原子半徑最小的元素其原子結(jié)構(gòu)示意圖為 .
(2)寫出上述反應(yīng)生成物中,屬于非電解質(zhì)的物質(zhì)的電子式 , 屬于電解質(zhì)的物質(zhì)的電子式 .
(3)上述反應(yīng)中,每生成1mol氧化產(chǎn)物,消耗KNO3的質(zhì)量為(保留1位小數(shù)).
(4)黑火藥爆炸后氣體產(chǎn)物中有一種能造成酸雨的物質(zhì),它與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng),能使溶液生成Mn2+而使紫紅色退去.
①氣體產(chǎn)物與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)的離子方程式 .
②利用如圖裝置檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物中的CO氣體,一段時(shí)間后,觀察到B中出現(xiàn)黑色的Pd沉淀,寫出B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 .
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【題目】下列關(guān)于元素周期表的說法,錯(cuò)誤的是
A.元素周期表是元素按原子序數(shù)大小排列而成的
B.元素原子的電子層數(shù)等于其所在周期的周期序數(shù)
C.元素原子的最外層電子數(shù)等于其所在族的族序數(shù)
D.元素周期表是元素周期律的具體表現(xiàn)形式
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【題目】下列事實(shí)中,不能用勒夏特列原理解釋的是 ( )
A. 向K2Cr2O4溶液中滴入濃的NaOH溶液后,溶液黃色加深
B. 實(shí)驗(yàn)室用排飽和食鹽水法收集氯氣
C. 反應(yīng)2SO2+O22SO3 ΔH<0,工業(yè)上采取高溫的措施有利于提高SO2的轉(zhuǎn)化率
D. 合成氨反應(yīng):N2+3H22NH3 ΔH<0,為使氨的產(chǎn)率提高,理論上應(yīng)采取低溫高壓的措施
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【題目】按要求填空
(1)實(shí)驗(yàn)室里盛放堿液的試劑瓶瓶塞不能用玻璃塞,請(qǐng)解釋原因(用化學(xué)方程式表示);
(2)在偏鋁酸鈉溶液中滴入鹽酸至過量,現(xiàn)象:;離子方程式: .
(3)向100mL 0.1molL﹣1的AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,當(dāng)?shù)渭訅A液800mL時(shí),恰好完全反應(yīng)得到澄清的溶液,求NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度 .
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【題目】在下列條件下,一定能大量共存的離子組是( )
A. 無色透明的水溶液中:K+、Mg2+、I﹣、MnO4﹣
B. 在強(qiáng)堿溶液中:Na+、K+、CO32﹣、NO3﹣
C. 有SO42﹣存在的溶液中:Na+、Mg2+、Ca2+、H+
D. 在強(qiáng)酸溶液中:NH4+、HCO3-、SO42﹣、Cl﹣
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