時(shí)間/min | 0 | 30 | 70 | 80 | 100 |
n(CO2)/mol | 0.10 | 0.060 | 0.040 | 0.040 | 0.040 |
分析 (1)將已知熱化學(xué)方程式和氫氣的燃燒熱的熱化學(xué)方程式,綜合利用蓋斯定律求解;
(2)滴加氨水的過(guò)程中,氨水電離產(chǎn)生的OH-對(duì)水的電離平衡起抑制作用;可知根據(jù)電荷守恒,求溶液中銨根離子的物質(zhì)的量;
(3)①化學(xué)平衡建立是從反應(yīng)物投料建立平衡狀態(tài)的,所以從開(kāi)始到平衡反應(yīng)物的濃度在不斷減少,濃度越小速率越;平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積;
②在100min時(shí),保持其它條件不變,再向容器中充入0.050mol CO2和0.20mol NH3相當(dāng)給原平體系加壓;
③計(jì)算平衡濃度,平衡時(shí),c(CO2)=0.04÷2=0.02mol/L,c(NH3)=(0.4-0.06×2)÷2=0.14mol/L,c(H2O)=0.06÷2=0.03mol/L,平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積;
④升高溫度,平衡逆向移動(dòng),氨氣的轉(zhuǎn)化率減;
⑤第一個(gè)問(wèn)題是電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě),首先從價(jià)態(tài)變化上,判斷陽(yáng)極上產(chǎn)生氮?dú),然后根?jù)化合價(jià)的變化和電子得失守恒,電荷守恒,書(shū)寫(xiě)出電極反應(yīng)式.
解答 解:(1)NH3(g)在純氧中燃燒生成無(wú)毒、無(wú)害物質(zhì)量氮?dú),的熱化學(xué)方程式,實(shí)際上是考查蓋斯定律的應(yīng)用,根據(jù)H2(g)的燃燒熱為285.8kJ•mol-1,即H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ•mol-1…①,再結(jié)合已知的:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4 kJ•mol-1…②
(①×3-②)×2即可得到:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)△H=-1530 kJ•mol -1,
故答案為:4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)△H=-1530 kJ•mol -1;
(2)①向(NH4)2SO4溶液中滴加稀氨水的過(guò)程中水的電離平衡受到抑制,H2O?H++OH-,加入酸和堿平衡逆向移動(dòng),因此加氨水對(duì)水的電離起逆向移動(dòng);由amol(NH4)2SO4溶于水,向該溶液中滴加VL稀氨水后溶液呈中性可知,c(OH-)=10-7mol/L,設(shè)平衡時(shí)NH3•H2O的物質(zhì)的量為x,溶液的體積為b,
則:NH3•H2O?NH4++OH-
$\frac{x}$ $\frac{2a}$ 10-7
由電離平衡常數(shù)可知:$\frac{\frac{2a}×1{0}^{-7}}{\frac{x}}$=2×10-5解之得:x=$\frac{a}{100}$,則c(NH3•H2O)=$\frac{a}{100V}$,
故答案為:逆向;$\frac{a}{100V}$;
(3)①?gòu)谋碇械臄?shù)據(jù)可知:80min時(shí)已經(jīng)達(dá)到平衡,v逆(H2O)=v正(H2O)=v正(CO2),而20min時(shí)未達(dá)到平衡,v正(CO2)大于80min時(shí)v正(CO2),因此:20min時(shí)v正(CO2)大于80min時(shí)v逆(H2O),在t℃時(shí),CO2(g)+2NH3(g)?CO(NH2)2(l)+H2O(g)△H<0,該反應(yīng)額平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2}){c}^{2}(N{H}_{3})}$,
故答案為:>;$\frac{c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2}){c}^{2}(N{H}_{3})}$;
②第一次投料是0.10molCO2和0.40molNH3,第二次投料是0.15molCO2和0.60molNH3,第二次投料建立的平衡狀態(tài)相當(dāng)于再第一次投料建立平衡的基礎(chǔ)上再加壓,平衡正向移動(dòng),因此CO2的轉(zhuǎn)化率將增大,故答案為:增大;
③平衡時(shí),c(CO2)=0.04÷2=0.02mol/L,c(NH3)=(0.4-0.06×2)÷2=0.14mol/L,c(H2O)=0.06÷2=0.03mol/L,故K=$\frac{c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2}){c}^{2}(N{H}_{3})}$=$\frac{0.03}{0.02×0.1{4}^{2}}$=76.53,故答案為:76.53;
④利用三段式計(jì)算出30min時(shí)NH3的轉(zhuǎn)化率為20%,70min時(shí)NH3的轉(zhuǎn)化率為30%,然后模仿已有曲線繪制出曲線,注意70min前的圖象不能畫(huà)成直線,無(wú)論是吸熱還是放熱反應(yīng),溫度升高時(shí),達(dá)到平衡的時(shí)間都會(huì)縮短;該反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高,平衡會(huì)逆向移動(dòng),所以NH3的轉(zhuǎn)化率會(huì)減小,故答案為:B;
⑤電極反應(yīng)式為:CO(NH2)2-6e-+8OH-=CO32-+N2↑+6H2O,總反應(yīng):CO(NH2)2+2OH-=CO32-+N2↑+3H2↑
即 1molCO(NH2)2 ~4mol氣體,
60g 89.6L
15g 22.4L,
故答案為:CO(NH2)2-6e-+8OH-=CO32-+N2↑+6H2O;15.
點(diǎn)評(píng) 本題考查氨氣的實(shí)驗(yàn)室制法的原理、蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡的移動(dòng)、電離平衡常數(shù)、等效平衡和電化學(xué)的相關(guān)知識(shí),涉及的知識(shí)點(diǎn)多,題目難度中等.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 向無(wú)色溶液中加入氯化鋇溶液有白色沉淀生成,再加鹽酸,沉淀不消失,則溶液中一定含有SO42- | |
B. | 用鉑絲蘸取少量某溶液進(jìn)行焰色反應(yīng),火焰呈黃色,該溶液一定是鈉鹽溶液 | |
C. | 滴加硝酸化的AgNO3溶液后產(chǎn)生白色沉淀,說(shuō)明該溶液一定含有Cl- | |
D. | 向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不變色,滴加氯水后溶液顯紅色,該溶液中一定含F(xiàn)e2+ |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 漂白粉、氨水和冰醋酸都屬于混合物 | |
B. | Fe(OH)3膠體無(wú)色、透明,能產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象 | |
C. | 淀粉、纖維素、天然橡膠都是天然高分子化合物 | |
D. | SiO2既能和NaOH溶液反應(yīng)又能和氫氟酸反應(yīng),所有是兩性氧化物 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | CO2(HCl):將氣體通入飽和Na2CO3溶液中 | |
B. | Cl2(HCl):將氣體通入飽和食鹽水中 | |
C. | NO2(NO):將氣體通入水中 | |
D. | CO2(SO2):將氣體通入澄清石灰水中 |
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