【題目】氮、硫的化合物合成、應(yīng)用以及對環(huán)境的影響一直是科學(xué)界研究的熱點。

(1)尿素主要以NH3CO2為原料進行合成。主要通過以下兩個反應(yīng)進行:

反應(yīng)12NH3(l)+CO2(g)H2NCOONH4(l) ΔH1= -117.2 kJ·mol-1

反應(yīng)2H2NCOONH4(l)H2O(l)+CO(NH2)2(l) ΔH2=+21.7 kJ·mol-1

請回答:CO(NH2)2 (l)+H2O(l)2NH3(l)+CO2(g) ΔH3=_____________,該反應(yīng)能自發(fā)進行的主要原因是__________________

(2)焦炭催化還原SO2生成S2,化學(xué)方程式為:2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g),在恒容容器中,1 mol/LSO2與足量的焦炭反應(yīng),SO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。

700℃發(fā)生該反應(yīng),經(jīng)3分鐘達到平衡,計算0—3分鐘v(S2)=_______molL-1min-1,該溫度下的平衡常數(shù)為_________

若該反應(yīng)在起始溫度為700℃的恒容絕熱容器中進行,達到平衡時SO2的轉(zhuǎn)化率________90%(、“=”)

下列說法一定能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是_______

A.焦炭的質(zhì)量不再變化時

BCO2、SO2的濃度相等時

CSO2的消耗速率與CO2的生成速率之比為1:1

D.容器的總壓強不再變化時

(3) NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料電池,其原理如圖所示.

石墨I附近發(fā)生的反應(yīng)為__________________________________,當外電路通過1mole-,正極上共消耗_______mol N2O5

【答案】+95.5 kJ·mol-1 ΔS0 0.15 36.45 AD NO2+NO3--e-=N2O5 0.5

【解析】

1)根據(jù)蓋斯定律(反應(yīng)1+反應(yīng)2×-1)得到;反應(yīng)自發(fā)進行的條件是H-TS0;

2)①利用反應(yīng)的三段式結(jié)合反應(yīng)速率公式、平衡常數(shù)表達式計算;

700℃時升高溫度,SO2的轉(zhuǎn)化率降低,則平衡逆向移動,正向反應(yīng)為放熱反應(yīng),該體系相當在恒溫恒容平衡體系中升溫,平衡逆向移動;

③化學(xué)反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)時,正逆反應(yīng)速率相等,且不等于0,各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化,由此衍生的一些物理量不發(fā)生變化,以此進行判斷;

3)石墨I為電池的負極:NO2失電子生成N2O5,寫出電極反應(yīng)式;寫出反應(yīng)的總方程式再計算電子轉(zhuǎn)移數(shù)。

(1)反應(yīng)12NH3(l)+CO2(g)H2NCOONH4(l) ΔH1= -117.2 kJ·mol-1

反應(yīng)2H2NCOONH4(l)H2O(l)+CO(NH2)2(l) ΔH2=+21.7 kJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律(反應(yīng)1+反應(yīng)2×-1)得到:CO(NH2)2 (l)+H2O(l)2NH3(l)+CO2(g) ΔH3=[-117.2 kJ·mol-1+(+21.7 kJ·mol-1)]×-1=+95.5 kJ·mol-1 ,該反應(yīng)能自發(fā)進行的主要原因是:該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),反應(yīng)能發(fā)生則S0;

(2) 反應(yīng)的三段式為 2Cs+2SO2gS2g+2CO2g

起始濃度(mol·L1 1 0 0

變化濃度(mol·L1 0.9 0.45 0.9

平衡濃度(mol·L1 0.1 0.45 0.9

vS2=t=0.45mol·L1÷3min=0.15mol/L·min

該溫度下的平衡常數(shù)k= = =36.45

1 mol·L1SO2與足量的焦炭在恒容、700℃反應(yīng)時,SO2的轉(zhuǎn)化率為90%,若1 mol·L1SO2與足量的焦炭在恒容、絕熱容器中反應(yīng),由于反應(yīng)放熱,容器內(nèi)溫度升高,所以恒容、絕熱容器中的反應(yīng)相當在恒容、700℃反應(yīng)平衡的基礎(chǔ)上升溫,則平衡逆向進行,SO2的轉(zhuǎn)化率降低;

A.焦炭的質(zhì)量減少,則反應(yīng)正向進行,焦炭的質(zhì)量增加,則反應(yīng)逆向進行,若焦炭的質(zhì)量不再變化時,則反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故A正確;

BCO2、SO2的濃度相等時,不能確定正逆反應(yīng)速率是否相等,所以不能確定反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài),故B錯誤;

C.無論反應(yīng)是否達到平衡,SO2的消耗速率與CO2的生成速率始終相等,所以SO2的消耗速率與CO2的生成速率之比為11時,不能確定反應(yīng)狀態(tài)是否平衡,故C錯誤;

D.反應(yīng)正向是氣體體積增大的反應(yīng),反應(yīng)正向進行,容器壓強增大,逆向進行,容器壓強減小,所以容器的總壓強不再變化時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故D正確;

故選AD

3)石墨I,NO2失電子生成N2O5,附近發(fā)生的反應(yīng)為NO2+NO3--e-=N2O5;

總反應(yīng)為:4NO2+O2=2N2O5,每轉(zhuǎn)移4mol電子,生成2molN2O5,當外電路通過1mole-,正極上共消耗 0.5mol N2O5 。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

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【題目】乙醇分子中化學(xué)鍵如圖:

⑴與金屬鈉反應(yīng)時,鍵_________斷裂;

⑵與濃硫酸共熱制乙烯時,鍵________斷裂;

⑶催化氧化為醛時,鍵______斷裂,

⑷與乙酸、濃硫酸混合制乙酸乙酯,鍵_____斷裂。

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【題目】(1)某烷烴分子中含共價鍵的數(shù)目為16,則該烷烴的分子式為____________,其一氯代物只有一種的烷烴的結(jié)構(gòu)簡式為_____________。

(2)某物質(zhì)只含C、H、O三種元素,其分子模型如圖所示,分子中共有12個原子(圖中球與球之間的連線代表單鍵、雙鍵等化學(xué)鍵)

①該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式為________________。

②下列物質(zhì)中,與該物質(zhì)互為同系物的是(填序號)__________,互為同分異構(gòu)體的是________。

A.CH3CH=CHCOOH    B.CH2=CHCOOCH3

C.CH3CH2CH=CHCOOH  D.CH3CH(CH3)COOH

(3)藥物Z可用于治療哮喘、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等,可由X(咖啡酸)Y(1,4-環(huán)己二酮單乙二醇縮酮)為原料合成(如下圖)

試填空:

X的分子式為_____________ ;該分子中最多共面的碳原子數(shù)為___________ 。

Y中是否含有手性碳原子______________(”)

1molZ與足量的氫氧化鈉溶液充分反應(yīng),需要消耗氫氧化鈉______________mol1molZ與足量的濃溴水充分反應(yīng),需要消耗Br2_____________ mol

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖為元素周期表前四周期的一部分,下列有關(guān)W、XY、Z、R五種元素的敘述正確的是(  )

A. 常溫下,Z的單質(zhì)為氣態(tài)物質(zhì)

B. YZ的陰離子的電子層結(jié)構(gòu)都與R原子的相同

C. W的氫化物的穩(wěn)定性要比X的強

D. Y的元素的非金屬性比W元素強

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】電解100mLc(H+)=0.3mol/L的下列溶液,當電路中通過0.04mol電子時,理論上析出金屬質(zhì)量最大的是(

A. 0.10mol/LAg+B. 0.20mol/LZn2+C. 0.20mol/LCu2+D. 0.20mol/LPb2+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】銅是人類最早發(fā)現(xiàn)并廣泛使用的一種金屬。向硫酸銅溶液中逐滴滴加稀氨水,產(chǎn)生藍色沉淀:繼續(xù)滴加稀氨水,沉淀溶解,溶液最終變?yōu)樯钏{色:再向深藍色溶液中加入無水乙醇,析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O;卮鹣铝袉栴}:

(1)基態(tài)Cu原子中,電子在核外排布的原子軌道共有________個。

(2)N、OS元素的原子對鍵合電子吸引力最大的是_________。

(3)乙醇分子中C原子的雜化方式是_________

(4)[Cu(NH3)4]2+中,提供孤對電子的是________,Cu(NH3)2Cl2有兩種同分異構(gòu)體,其中一種可溶于水,則此種化合物是_______(極性非極性”)分子,由此推知[Cu(NH3)4]2+的空間構(gòu)型是_________。

(5)硫元素對應(yīng)的含氧酸酸性是H2SO4

強于H2SO3,其原因為___________________。

(6)銅的一種氧化物晶體結(jié)構(gòu)如圖所示,

該氧化物的化學(xué)式是________。若該晶體結(jié)構(gòu)為長方體,其參數(shù)如圖,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則該氧化物的密度為_______g·cm3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知K、Ka、Kb、KwKh、Ksp分別表示化學(xué)平衡常數(shù)、弱酸的電離平衡常數(shù)、弱堿的電離平衡常數(shù)、水的離子積常數(shù)、鹽的水解平衡常數(shù)、難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)。

1)有關(guān)上述常數(shù)的說法正確的是______

a.它們都能反映一定條件下對應(yīng)變化進行的程度

b.它們的大小都隨溫度的升高而增大

c.常溫下,CH3COOH在水中的Ka大于在飽和CH3COONa溶液中的Ka

d.一定溫度下,在CH3COONa溶液中,KwKa·Kh

225℃時,將a mol·L1的氨水與0.01 mol·L1的鹽酸等體積混合所得溶液中c(NH4+)c(Cl),則溶液顯_____(”“”)性;用含a的代數(shù)式表示NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb____。

3)高爐煉鐵中發(fā)生的反應(yīng)有FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g) ΔH<0。該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K_____;已知1100 ℃時,K0.25,則平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為________;在該溫度下,若測得高爐中c(CO2)0.020 mol·L1c(CO)0.1 mol·L1,則此時反應(yīng)速率是υ()_____υ()(“>”“<””)。

4)已知高溫下Fe(OH)3Mg(OH)2Ksp分別為8.0×1038、1.0×1011,向濃度均為0.1 mol·L1FeCl3、MgCl2的混合溶液中加入堿液,要使Fe3完全沉淀而Mg2不沉淀,應(yīng)該調(diào)節(jié)溶液pH的范圍是______(已知lg20.3)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】1)元素的第一電離能:Al____Si(“>”“<”),按電負性由大到小的順序排列N、OF___。

2)基態(tài)Mn2+的核外電子排布式為___。

3)硅烷(SinH2n+2)的沸點與其相對分子質(zhì)量的變化關(guān)系如圖所示,呈現(xiàn)這種變化關(guān)系的原因是___

4)硼砂是含結(jié)晶水的四硼酸鈉,其陰離子Xm-(B、OH三種元素)的球棍模型如圖所示:

①在Xm-中,硼原子軌道的雜化類型有___;配位鍵存在于___原子之間(填原子的數(shù)字標號)。

②硼砂晶體由Na+、Xm-H2O構(gòu)成,它們之間存在的作用力有___(填序號)。

A.離子鍵 B.共價鍵 C.金屬鍵 D.范德華力E.氫鍵

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某烴 A 是有機化學(xué)工業(yè)的基本原料,其產(chǎn)量可以用來衡量一個國家的石油化工發(fā)展水平, A可發(fā)生如圖所示的一系列化學(xué)反應(yīng),其中①②③屬于同種反應(yīng)類型。根據(jù)圖回答下列問題:

(1)物質(zhì)D有特殊香味,生活中常用于飲料、燃料、消毒,D的名稱為________

(2)寫出②、④兩步反應(yīng)的化學(xué)方程式,并注明反應(yīng)類型:

______________________,反應(yīng)類型__________。

______________________,反應(yīng)類型_________。

(3)除去B中混有的少量雜質(zhì)A,所用的試劑為______________。

(4)圖中由A制備C的最好途徑是通過反應(yīng)_______(填寫①⑤”):理由是:_______

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