16.500℃、20MPa時(shí),將H2和N2置于一容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng).反應(yīng)過(guò)程中H2、N2和NH3的物質(zhì)的量變化如圖所示,根據(jù)題意完成下列各題:
(1)500℃、20MPa時(shí),反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的時(shí)間段20~25min,35~40min.
(2)反應(yīng)開始到第一次平衡時(shí),N2的平均反應(yīng)速率為0.00375mol/(L.min).
(3)500℃、20MPa時(shí),據(jù)圖判斷,反應(yīng)進(jìn)行到10min至20min時(shí)曲線發(fā)生變化的原因是:使用催化劑;反應(yīng)進(jìn)行到25min時(shí)曲線發(fā)生變化的原因是:分離出NH3

分析 (1)根據(jù)圖象結(jié)合反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的時(shí)各物質(zhì)的量不變分析;
(2)根據(jù)v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$計(jì)算;
(3)據(jù)圖象知,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),10min時(shí)是連續(xù)的,三種氣體物質(zhì)的速率增加倍數(shù)相同,說(shuō)明為使用催化劑;25分鐘,NH3的物質(zhì)的量突然減少,而H2、N2的物質(zhì)的量不變,說(shuō)明應(yīng)是分離出NH3,據(jù)此判斷.

解答 解:(1)因?yàn)榉磻?yīng)處于平衡狀態(tài)的時(shí)各物質(zhì)的量不變,所以根據(jù)圖象,500℃、20MPa時(shí),反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的時(shí)間段20~25min,35~40min,故答案為:20~25min,35~40min;
(2)由圖象可知,反應(yīng)開始到第一次平衡時(shí),N2的物質(zhì)的量從0.4mol減少到0.25mol,所以反應(yīng)速率v(N2)=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.4-0.25}{2}}{20}$=0.00375mol/(L.min),故答案為:0.00375mol/(L.min);
(3)由圖象可知各組分物質(zhì)的量變化增加,且10min時(shí)變化是連續(xù)的,20min達(dá)平衡時(shí),△n(N2)=0.025mol×4=0.1mol,
△n(H2)=0.025mol×12=0.3mol,△n(NH3)=0.025mol×8=0.2mol,物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,三種氣體物質(zhì)的速率增加倍數(shù)相同,說(shuō)明10min可能改變的條件是使用催化劑;
第25分鐘,NH3的物質(zhì)的量突然減少,而H2、N2的物質(zhì)的量不變,說(shuō)明應(yīng)是分離出NH3;
故答案為:使用催化劑;分離出NH3

點(diǎn)評(píng) 本題考查反應(yīng)速率的計(jì)算、平衡移動(dòng)以及平衡狀態(tài)的判斷,綜合性強(qiáng),側(cè)重反應(yīng)原理的考查,注意對(duì)圖象的分析,是高考中的常見題型,試題基礎(chǔ)性強(qiáng),題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

6.化學(xué)與生產(chǎn)、生活、社會(huì)密切相關(guān).下列說(shuō)法中不正確的是( 。
A.合金材料中可能含有非金屬元素
B.燃燒化石燃料排放的廢氣中含大量CO2、SO2造成大氣污染,使雨水pH=5.6,形成酸雨
C.廢棄的玻璃、金屬、紙制品是可回收利用的資源
D.用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料,實(shí)現(xiàn)“碳”的循環(huán)利用

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

7.工業(yè)中的氯堿工業(yè)是離子交換膜法電解精制飽和食鹽水如下圖,離子交換膜只允許陽(yáng)離子通過(guò).
完成下列填空:
(4)粗食鹽的水溶液含有SO42-、Ca2+、Mg2+.若要除去SO42-,則需加的試列為BaCl2或Ba(OH)2
(5)精制飽和食鹽水從圖中_位置補(bǔ)充,氫氧化鈉溶液從圖中d位置流出(選填“a”、“”“b”、“c”或“d”)
(6)0.1mol/L的Na2SO3溶液中各離子濃度從人到小的順序?yàn)閏(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+).
(7)室溫下,0.1mol/L的NaClO溶液的pH大于 0.1mol/L的Na2SO3溶液的pH.(選填“大于”、“小于”或“等于”)(已知:H2SO3  K1=1.54×10-2  K2=1.02×10-7;HClO K=2.95×10-8

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

4.一定溫度下,反應(yīng)N2(g)+O2(g)?2NO(g)在密閉容器中進(jìn)行,回答下列措施對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響.(填“增大”、“減小”或“不變”)
(1)縮小體積使壓強(qiáng)增大:增大;
(2)恒容充入N2:增大;
(3)恒容充入He:不變;
(4)恒壓充入He:減小.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

11.對(duì)于混合物的分離或提純,常采用的方法有:A、分液  B、過(guò)濾    C、萃取    D、蒸餾    E、結(jié)晶    F、加熱分解,下列各組物質(zhì)的分離或提純,應(yīng)選用上述方法的哪一種?(填字母序號(hào))
(1)除去Ca(OH)2溶液中懸浮的CaCO3B;       
(2)分離植物油和水A;
(3)除去NaCl中所含的少量KNO3E;      
 (4)除去CaO中少量CaCO3F;
(5)用食用酒精浸泡中草藥提取其中的有效成份C;
(6)回收碘的CCl4溶液中的CCl4D.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

1.某;瘜W(xué)興趣小組對(duì)課本中影響反應(yīng)速率因素的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了以下研究,請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題.
該小組通過(guò)分析Fe3+催化H2O2分解的實(shí)驗(yàn)并結(jié)合元素周期律的知識(shí),推測(cè)同為第四周期第Ⅷ族的Co、Ni的化合物可能有類似的催化作用,他們通過(guò)查閱資料得知以下信息:鈷及其化合物廣泛應(yīng)用于磁性材料、電池材料及超硬材料等領(lǐng)域.其中CoxNi(1-x)Fe2O4(其中Co、Ni均為+2價(jià))也可用作H2O2分解的催化劑,具有較高的活性.
(1)Fe3+催化H2O2分解的原理分兩步,第二步反應(yīng)離子方程式是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,第一步反應(yīng)離子方程式是2Fe3++H2O2═2Fe2++O2↑+2H+
(2)①H2O2的結(jié)構(gòu)式是H-O-O-H,CoxNi(1-x)Fe2O4中鐵元素的化合價(jià)為+3.
②如圖表示兩種不同方法制得CoxNi(1-x)Fe2O4在相同溫度下催化分解H2O2溶液的相對(duì)初始速率隨x變化的曲線,由圖中信息可知微波水熱(填方法名稱)制得到的催化劑活性較低,Co2+、Ni2+中催化劑效果更好的是Co2+

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

6.(1)催化硝化法和電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染.
①催化硝化法中,用H2將NO3-還原為N2,一段時(shí)間后,溶液的堿性明顯增強(qiáng).則該反應(yīng)離子方程式為
2NO3-+5H2$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{\;}$N2+2OH-+4H2O.
②電化學(xué)降解NO3-的原理如圖1所示,電源正極為a(填“a”或“b”);陰極反應(yīng)式為2NO3-+12H++10e-=N2+6H2O..
(2)鉬酸鈉晶體(Na2MoO4•2H2O)是無(wú)公害型冷卻水系統(tǒng)的金屬緩蝕劑,由鉬精礦(主要成分是MoS2,含少量PbS等)制備鉬酸鈉晶體的部分流程如圖2所示:

1Na2MoO4•2H2O中鉬元素的化合價(jià)為+6;
②焙燒時(shí)為了使鉬精礦充分反應(yīng),可采取的措施是將礦石粉碎(或增加空氣的進(jìn)入量或采用逆流原理等)(答出一條即可);
③焙燒過(guò)程中鉬精礦發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為MoS2+O2$\stackrel{△}{→}$MoO3+SO2(未配平),該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物是MoO3、SO2;7(填化學(xué)式);當(dāng)生成1molSO2時(shí),該反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為7mol;
④堿浸時(shí),MoO3與Na2CO3溶液反應(yīng)的離子方程式為MoO3+CO32-=MoO42-+CO2↑;
⑤過(guò)濾后的堿浸液結(jié)晶前需加入Ba(OH)2固體以除去SO42-,當(dāng)BaMoO4開始沉淀時(shí),
SO42-的去除率為97.5%,已知堿浸液中c(MoO42-)=0.40mol•L-1,c(SO42-)=0.040mol•L-1,Ksp(BaSO4)=1.0×10-10、則Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8[加入Ba(OH)2固體引起的溶液體積變化可忽略].

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

3.膠狀液氫(主要成分是H2和CH4)有望用于未來(lái)的運(yùn)載火箭和空間運(yùn)輸系統(tǒng).實(shí)驗(yàn)測(cè)得,101kPa時(shí),1molH2完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8kJ的熱量;1mol CH4完全燃燒生成液態(tài)水和CO2,放出890.3kJ的熱量.下列熱化學(xué)方程式書寫正確的是( 。
A.CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l);△H=+890.3 kJ•mol-1
B.CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l);△H=-890.3 kJ•mol-1
C.CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g);△H=-890.3 kJ
D.2H2(g)+O2(g)═2H2O(l);△H=-285.8 kJ

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

4.有四種短周期元素,它們的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等信息如下表所述:
元素結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等信息
A是短周期中(除稀有氣體外)原子半徑最大的元素,該元素的某種合金是原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑
BB與A同周期,其最高價(jià)氧化物的水化物呈兩性
C元素的氣態(tài)氫化物極易溶于水,可用作制冷劑
D是海水中除氫、氧元素外含量最多的元素,其單質(zhì)或化合物也是自來(lái)水生產(chǎn)過(guò)程中常用的消毒殺菌劑
請(qǐng)根據(jù)表中信息填寫:
(1)A原子的核外電子排布式1s22s22p63s1
(2)B元素在周期表中的位置第3周期第ⅢA族;簡(jiǎn)單離子半徑:B離子小于C離子(填“大于”或“小于”).
(3)D原子的外圍電子排布式為3s23p5
(4)B的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物與A的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,與C的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物反應(yīng)的離子方程式為Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O.

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