【題目】在氮及其化合物的化工生產(chǎn)中,對有關(guān)反應(yīng)的反應(yīng)原理進(jìn)行研究有著重要意義。

(1)t℃時,關(guān)于N2NH3的兩個反應(yīng)的信息如下表所示:

化學(xué)反應(yīng)

正反應(yīng)活化能

逆反應(yīng)活化能

t℃時平衡常數(shù)

N2(g)O2(g)2NO(g) △H>0

a kJ/mol

b kJ/mol

K1

4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g) △H<0

c kJ/mol

d kJ/mol

K2

請寫出t℃時氨氣被一氧化氮氧化生成無毒氣體的熱化學(xué)方程式:______________________,t℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)為__________ (K1K2表示)

(2)工業(yè)合成氨的原理為:N2(g)3H2(g)2NH3(g)下圖甲表示在一定體積的密閉容器中反應(yīng)時,H2的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化。圖乙表示在其他條件不變的情況下,起始投料H2N2的物質(zhì)的量之比(設(shè)為x)與平衡時NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的關(guān)系。

圖甲中0t1 min內(nèi),v(N2)_____mol·L1·min1;b點(diǎn)的v(H2)_____a點(diǎn)的v(H2)(大于”“小于等于”)

②己知某溫度下該反應(yīng)達(dá)平衡時各物質(zhì)均為1 mol,容器體積為1L,保持溫度和壓強(qiáng)不變,又充入3 mol N2后,平衡________(向右移動”“向左移動不移動”)。

(3)①科學(xué)家研究出以尿素為動力的燃料電池新技術(shù)。用這種電池可直接去除城市廢水中的尿素,既能產(chǎn)生凈化的水,又能發(fā)電。尿素燃料電池結(jié)構(gòu)如圖所示,寫出負(fù)極電極反應(yīng)式:________________________________________________。

理論上電池工作時,每消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L O2時,可產(chǎn)生的電量為________ (法拉第常數(shù)為96500C/ mol)

【答案】4NH3(g)6NO(g)= N2(g) 6H2O(g) H=(c-d-5a+5b) kJ/mol K= mol/(Lmin) 大于 不移動 CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2+N2+6H+ 38600c

【解析】

(1)已知H=正反應(yīng)活化能-逆反應(yīng)活化能,則①N2(g)O2(g)2NO(g) H=(a-b)kJ/mol >0,②4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g) H=(c-d)kJ/mol <0,由蓋斯定律知:②-×54NH3(g)6NO(g)= N2(g) 6H2O(g),據(jù)此計算反應(yīng)H并寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù);

(2) ①圖甲中0t1 min內(nèi),H2的變化濃度為0.6mol/L-0.3mol/L=0.3mol/L,由N2(g)3H2(g)2NH3(g)可知N2的變化濃度為0.3mol/L×=0.1mol/L,再根據(jù)v(N2)計算;根據(jù)濃度越大,反應(yīng)速率越快判斷b點(diǎn)與a點(diǎn)的速率大;

②己知某溫度下該反應(yīng)達(dá)平衡時各物質(zhì)均為1 mol,容器體積為1L,則平衡常數(shù)K===1,保持溫度和壓強(qiáng)不變,又充入3 mol N2,此時容器的體積變?yōu)?/span>2L,則N2H2NH3的濃度瞬間變?yōu)?/span>2mol/L、0.5mol/L0.5mol/L,根據(jù)Qc=判斷平衡移動的方向;

(3)①由尿素燃料電池的結(jié)構(gòu)可知,正極上氧氣得到電子生成水,負(fù)極上尿素失去電子生成氮?dú)夂投趸迹?/span>

②標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L O2的物質(zhì)的量為=0.1mol,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.4mol,再計算產(chǎn)生的電量。

(1) 已知H=正反應(yīng)活化能-逆反應(yīng)活化能,則①N2(g)O2(g)2NO(g) H=(a-b)kJ/mol >0,②4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g) H=(c-d)kJ/mol <0,由蓋斯定律知:②-×54NH3(g)6NO(g)= N2(g) 6H2O(g),即H=(c-d)kJ/mol -[(a-b)]kJ/mol×5=(c-d-5a+5b) kJ/mol,則t℃時氨氣被一氧化氮氧化生成無毒氣體的熱化學(xué)方程式為4NH3(g)6NO(g)= N2(g) 6H2O(g) H=(c-d-5a+5b) kJ/mol,t℃時此反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=;

(2)①圖甲中0t1 min內(nèi),H2的變化濃度為0.6mol/L-0.3mol/L=0.3mol/L,由N2(g)3H2(g)2NH3(g)可知N2的變化濃度為0.3mol/L×=0.1mol/L,則v(N2)==mol/(Lmin);根據(jù)濃度越大,反應(yīng)速率越快可知b點(diǎn)的v(H2)大于a點(diǎn)的v(H2);

②己知某溫度下該反應(yīng)達(dá)平衡時各物質(zhì)均為1 mol,容器體積為1L,則平衡常數(shù)K===1,保持溫度和壓強(qiáng)不變,又充入3 mol N2,此時容器的體積變?yōu)?/span>2L,則N2、H2NH3的濃度瞬間變?yōu)?/span>2mol/L、0.5mol/L0.5mol/L,根據(jù)Qc===1=K,則此時平衡不移動;

(3)①由尿素燃料電池的結(jié)構(gòu)可知,負(fù)極上尿素失去電子生成氮?dú)夂投趸,?fù)極反應(yīng)為CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2+N2+6H+

②標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L O2的物質(zhì)的量為=0.1mol,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.4mol,則可產(chǎn)生的電量為96500C/ mol×0.4mol=38600c

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一定量的Fe、FeOFe2O3、Fe3O4的混合物中加入350mL 2molL1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解,放出2.24L NO(標(biāo)準(zhǔn)狀況),往所得溶液中加入KSCN溶液,無紅色出現(xiàn).若用足量的H2在加熱條件下還原相同質(zhì)量的混合物,所得到的鐵的物質(zhì)的量為(

A. 0.21 molB. 0.25 molC. 0.3 molD. 0.35 mol

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一定溫度下,反應(yīng)N2(g)O2(g)2NO(g)在密閉容器中進(jìn)行,達(dá)到平衡后,下列措施能改變化學(xué)反應(yīng)速率且能使平衡發(fā)生移動的是

A.恒容,按原平衡各物質(zhì)的比例充入N2、O2NOB.恒容,充入He

C.恒壓,充入HeD.恒壓,充入N2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某溫度時,在2 L容器中三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)分析,該反應(yīng)的化學(xué)方程式和反應(yīng)開始至2 min末Z的平均反應(yīng)速率分別為( 。

A. X+3Y2Z 0.1 mol/(L·min) B. 2X+Y2Z 0.1 mol/(L·min)

C. X+2YZ 0.05 mol/(L·min) D. 3X+Y2Z 0.05 mol/(L·min)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某化學(xué)興趣小組欲制備摩爾鹽[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]并探究其分解產(chǎn)物。查到如下信息:

摩爾鹽可由FeSO4溶液與(NH4)2SO4溶液混合制備;該物質(zhì)能溶于水、不溶于乙醇,在空氣中能逐漸被氧化;100℃開始分解,且分解產(chǎn)物中含有鐵氧化物、硫氧化物、氨氣和水蒸氣等。

I.制備摩爾鹽

(1)向新制的FeSO4溶液中加入(NH4)2SO4固體,加熱,實驗過程中最好采用___________加熱方式。

(2)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶使摩爾鹽結(jié)晶析出,晶體過濾后用_____________洗滌。

(3)該小組用滴定法測產(chǎn)品純度。現(xiàn)稱取a g該產(chǎn)品于錐形瓶中,加蒸餾水溶解,用0.1000mol/L酸性KMnO4溶液滴定,到達(dá)滴定終點(diǎn)時,消耗KMnO4溶液20.00 mL,則該產(chǎn)品的純度為____________。

II.探究摩爾鹽受熱分解的產(chǎn)物

(4)驗證分解產(chǎn)物中含有氨氣和水蒸氣,并探究殘留固體成分。

所選用裝置的正確連接順序為___________。(可選部分儀器,填裝置的字母序號)

A中固體完全分解后變?yōu)榧t棕色粉末,設(shè)計實驗證明A中殘留固體僅為Fe2O3,而不含FeOFe3O4______________________。

(5)探究分解產(chǎn)物中的硫氧化物,按ADBF的順序連接裝置,進(jìn)行實驗。

①D裝置中試劑的作用是____________________________________________。

實驗過程中,僅B中有沉淀生成,其他實驗證明摩爾鹽受熱分解除上述產(chǎn)物外,還有N2生成。寫出摩爾鹽受熱分解的化學(xué)方程式__________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在容積為2 L的密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng):A(g)+2B(g)3C(g)+nD(g),開始時A4 mol,B6 mol;5 min后達(dá)到化學(xué)平衡,此時C的物質(zhì)的量為3 mol,用D表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(D)0.2 mol·L1 min1。

(1)5 minB的物質(zhì)的量濃度為________

(2)5 min內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速率v(A)_______。

(3)化學(xué)方程式中n值為________

(4)該反應(yīng)在此溫度下的平衡常數(shù)K=______(填數(shù)值)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)有反應(yīng):mA(g)nB(g)pC(g),達(dá)到平衡后,當(dāng)升高溫度時,B的轉(zhuǎn)化率變大;當(dāng)減小壓強(qiáng)時,混合體系中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小,則:

1)該反應(yīng)的逆反應(yīng)為__(吸熱放熱”)反應(yīng),且mn_(“>”““<”)p。

2)減壓使容器體積增大時,A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)__(增大”“減小不變,下同)

3)若升高溫度,則平衡時B、C的濃度之比___

4)若加入催化劑,平衡時氣體混合物的總物質(zhì)的量____

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】工業(yè)上常用水鈷礦(主要成分為Co2O3,還含少量Fe2O3Al2O3、MgO、CaO等雜質(zhì))制備鈷的氧化物,其制備工藝流程如下(已知Na2SO3能還原Fe3Co3)

回答下列問題:

(1)在加入鹽酸進(jìn)行酸浸時,能提高酸浸速率的方法有______________(任寫2)。

(2)“酸浸后加入Na2SO3鈷的存在形式為Co2,產(chǎn)生Co2反應(yīng)的離子方程式為________

(3)溶液a中加入NaClO的作用是___________________________________

(4)沉淀a的成分是__________(寫化學(xué)式),操作2的名稱是_______________

(5)溶液d中的金屬離子只有Co2Na兩種,則溶液c中加入NaF溶液的作用是________

(6)在空氣中緞燒CoC2O4生成鈷的某種氧化物和CO2,測得充分煅燒后固體質(zhì)量為12.05gCO2的體積為6.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則此反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】新型納米材料MFe2Ox(3x4)M表示+2價的金屬元素,在反應(yīng)中化合價不發(fā)生變化。常溫下,MFe2Ox能使工業(yè)廢氣中的SO2轉(zhuǎn)化為S,流程如下,則下列判斷正確的是( )

A.MFe2Ox是氧化劑

B.SO2是該反應(yīng)的催化劑

C.x<y

D.MFe2Oy是還原產(chǎn)物

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