【題目】運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究碳、氮、硫的單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)對(duì)緩解環(huán)境污染、能源危機(jī)具有重要意義。

I.氨為重要的化工原料,有廣泛用途。

(1)合成氨中的氫氣可由下列反應(yīng)制。

a. CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) H1=+216.4kJ/mol

b. CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H2=-41.2kJ/mol

則反應(yīng)CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) H= _____________。

(2)起始時(shí)投入氮?dú)夂蜌錃獾奈镔|(zhì)的量分別為1mol、3mol,在不同溫度和壓強(qiáng)下合成氨。平衡時(shí)混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖。

①恒壓時(shí),反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是_____________(填序號(hào))

A.的轉(zhuǎn)化率相等 B.反應(yīng)體系密度保持不變

C.保持不變 D.

②P1_____P2 (“>”“=”不確定,下同);反應(yīng)的平衡常數(shù):B點(diǎn)_______D點(diǎn)。

C點(diǎn)的轉(zhuǎn)化率為________;在AB兩點(diǎn)條件下,該反應(yīng)從開(kāi)始到平衡時(shí)生成氮?dú)獾钠骄俾剩?/span>υ(A)__________υ(B)。

.用間接電化學(xué)法去除煙氣中NO的原理如下圖所示。

已知陰極室溶液呈酸性,則陰極的電極反應(yīng)式為_____________。反應(yīng)過(guò)程中通過(guò)質(zhì)子交換膜(ab)2mol時(shí),吸收柱中生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_____________L。

【答案】+175.2kJ/mol BC < > 66.7% < 2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O 11.2

【解析】

I.(1)則將a+b可得CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) H

(2)①起始時(shí)投入氮?dú)夂蜌錃夥謩e為1mol、3mol,在不同溫度和壓強(qiáng)下合成氨,達(dá)到平衡時(shí),正、逆反應(yīng)速率相等,各物質(zhì)的濃度不變,氣體的總物質(zhì)的量不變,以此判斷;

②增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),平衡混合氣體中氨氣的百分含量增大;升高溫度,平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減。

③起始時(shí)投入氮?dú)夂蜌錃夥謩e為1mol、3mol,反應(yīng)的方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)C點(diǎn)氨氣的含量為50%,結(jié)合方程式計(jì)算;壓強(qiáng)越大、溫度越高,反應(yīng)速率越快;

II.根據(jù)圖示可知,陰極通入的SO32-發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成S2O42-,結(jié)合溶液為酸性書(shū)寫(xiě)陰極反應(yīng)式;寫(xiě)出電解池的總反應(yīng),根據(jù)通過(guò)的氫離子物質(zhì)的量可知轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量,吸收柱中生成的氣體為氮?dú),然后利用電子守恒?jì)算氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量,最后根據(jù)V=nVm計(jì)算標(biāo)況下體積。

I.(1)已知a.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H=+216.4kJ/mol

b.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-41.2kJ/mol

則將a+b,可得CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) H=+216.4-41.2kJ/mol=+175.2kJ/mol

(2)A.N2H2的起始物料比為13,且按照13反應(yīng),則無(wú)論是否達(dá)到平衡狀態(tài),轉(zhuǎn)化率都相等,N2H2轉(zhuǎn)化率相等不能用于判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài),A錯(cuò)誤;

B.氣體的總質(zhì)量不變,由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),恒壓條件下,當(dāng)反應(yīng)體系密度保持不變時(shí),說(shuō)明體積不變,則達(dá)到平衡狀態(tài),B正確;

C.保持不變,說(shuō)明氫氣、氨氣的濃度不變,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),C正確;

D.達(dá)平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度保持不變,但不一定等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,不能確定反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),D錯(cuò)誤;

故合理選項(xiàng)是BC;

②由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),平衡混合氣體中氨氣的百分含量增大,由圖象可知P1<P2,該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,則反應(yīng)平衡常數(shù):B點(diǎn)>D點(diǎn);

③起始時(shí)投入氮?dú)夂蜌錃夥謩e為1mol、3mol,反應(yīng)的方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g),C點(diǎn)氨氣的含量為50%,設(shè)轉(zhuǎn)化N2物質(zhì)的量為xmol,則

N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)

起始:1mol 3mol 0

轉(zhuǎn)化:x mol 3xmol 2xmol

平衡:(1-x)mol (3-3x)mol 2xmol

×100%=50%,解得x=,則C點(diǎn)H2的轉(zhuǎn)化率為=66.7%,B點(diǎn)的壓強(qiáng)、溫度都比A點(diǎn)高,壓強(qiáng)越大、溫度越高,反應(yīng)速率越大,所以υ(A)<υ(B);

II.根據(jù)圖示可知,陰極通入的SO32-發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成S2O42-,則陰極反應(yīng)式為:2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O;電解池的陽(yáng)極水電離出的氫氧根離子放電生成氧氣,發(fā)生反應(yīng)為:2H2O-4e-=4H++O2,則電解池中總反應(yīng)為:4SO32-+4H+2S2O42-+2H2O+O2,即轉(zhuǎn)移4mol電子時(shí)有4mol氫離子通過(guò)質(zhì)子交換膜,則反應(yīng)過(guò)程中通過(guò)質(zhì)子交換膜(ab)的H+2mol時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol,生成1molS2O42-,圖示NO吸收柱中S2O42-失去電子被氧化成SO32-NO得到電子被還原成N2,根據(jù)得失電子守恒可知,吸收柱中生成N2的物質(zhì)的量為:n(N2)==0.5mol,標(biāo)況下0.5mol氮?dú)獾捏w積為:22.4L/mol×0.5mol=11.2L。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】pH=a的某電解質(zhì)溶液中,插入兩支惰性電極通直流電一段時(shí)間后,溶液的pH>a,則該電解質(zhì)可能( )

A. H2SO4 B. NaOH C. AgNO3 D. Na2SO4

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室中用氯酸鉀、鐵、鹽酸、二氧化錳和碳酸鈣制取氫氣、氧氣和二氧化碳。

(1)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室制取這三種氣體的化學(xué)方程式,注明反應(yīng)的基本類(lèi)型。

①制氫氣:_____________,反應(yīng)類(lèi)型:____________;

②制氧氣:____________,反應(yīng)類(lèi)型:____________;

③制二氧化碳:_______________,反應(yīng)類(lèi)型____________。

(2)實(shí)驗(yàn)室中可用二氧化錳和濃鹽酸共熱制取氯氣,已知反應(yīng)中還生成二氯化錳和水,則該反應(yīng)________(不是”)氧化還原反應(yīng),判斷的依據(jù)是______________,若是氧化還原反應(yīng),則請(qǐng)標(biāo)出該反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向(從還原劑中變價(jià)元素出發(fā)指向氧化劑中變價(jià)元素)和數(shù)目;若不是氧化還原反應(yīng),則本空不用作答:_______________

(3)在實(shí)驗(yàn)室制取氧氣和氯氣的反應(yīng)中,都要用到二氧化錳。在制取氧氣的反應(yīng)中,二氧化錳作________劑,在制取氯氣的反應(yīng)中,二氧化錳作________劑。在實(shí)驗(yàn)室制取氫氣和氯氣的反應(yīng)中,都用到鹽酸,在制取氫氣的反應(yīng)中,HCl________劑,在制取氯氣的反應(yīng)中,HCl________劑。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】(1)相對(duì)分子質(zhì)量為70的烯烴的分子式為___________________;若該烯烴與足量的H2加成后能生成含3個(gè)甲基的烷烴,則該烯烴的可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為___________________;

(2)有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為

①若A是單烯烴與氫氣加成后的產(chǎn)物,則該單烯烴可能有________種結(jié)構(gòu);

②若A是炔烴與氫氣加成后的產(chǎn)物,則此炔烴可能有________種結(jié)構(gòu);

③若A的一種同分異構(gòu)體只能由一種烯烴加氫得到,且該烯烴是一個(gè)非常對(duì)稱(chēng)的分子構(gòu)型,有順、反兩種結(jié)構(gòu)。

a.寫(xiě)出A的該種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 ______________________;

b.寫(xiě)出這種烯烴的順、反異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 _____________________;

(3) Br2的加成產(chǎn)物有________________種;

(4)C5H12O的同分異構(gòu)體有_________,其中屬于醇類(lèi)且能被氧化成醛的有______種,能消去H2O生成烯的醇有__________種,生成的烯有_______;

(5)寫(xiě)出由1個(gè) —C6H4—(苯環(huán))、2個(gè)—CH2—、1一個(gè)—OH、兩個(gè)—CH3,1 個(gè)組成的能使FeCl3變紫色且苯環(huán)上的一氯取代產(chǎn)物有兩種的有機(jī)物有多少種 __________;

(6)相同狀況下9升甲烷與6升某烯烴混合, 所得混合氣的密度等于相同條件下氧氣的密度,則該烯烴的分子式___________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】工業(yè)酸性廢水中的可轉(zhuǎn)化為除去,實(shí)驗(yàn)室用電解法模擬該過(guò)程,結(jié)果如下表所示(實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)溶液體積為的起始濃度、電壓、電解時(shí)間均相同),下列說(shuō)法中,不正確的是( )

實(shí)驗(yàn)

電解條件

陰、陽(yáng)極均為石墨

陰、陽(yáng)極均為石墨,滴加濃硫酸

陰極為石墨,陽(yáng)極為鐵,滴加濃硫酸

的去除率%

0.922

12.7

57.3

A. 對(duì)比實(shí)驗(yàn)①②可知,降低pH可以提高的去除率

B. 實(shí)驗(yàn)②中,在陰極放電的電極反應(yīng)式是

C. 實(shí)驗(yàn)③中,去除率提高的原因是陽(yáng)極產(chǎn)物還原

D. 實(shí)驗(yàn)③中,理論上電路中每通過(guò)電子,則有被還原

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】0.1mol/LCH3COOH溶液中存在如下電離平衡:CH3COOH CH3COOH+對(duì)于該平衡,下列敘述正確的是( )

A. 加入水時(shí),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

B. 加入少量NaOH固體,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

C. 加入少量0.1mol·L1 HCl溶液,溶液中c(H+)減小

D. 加入少量CH3COONa固體,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】按要求填空:

(1)具有復(fù)合官能團(tuán)的復(fù)雜有機(jī)物,其官能團(tuán)具有各自的獨(dú)立性,在不同條件下所具有的化學(xué)性質(zhì)可分別從各官能團(tuán)討論。如具有三種官能團(tuán):__________________________(填官能團(tuán)的名稱(chēng)),所以這個(gè)化合物可看作______類(lèi),______類(lèi)和______類(lèi)。

(2)羥基的電子式是___________________________。

(3)(CH3CH2)2C(CH3)2的名稱(chēng)為_________________________。

(4)2-甲基-1,3-丁二烯的鍵線式___________________________。

(5) 該有機(jī)物發(fā)生加聚反應(yīng)后,所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)為______。

(6)分子式為_______________________結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為______________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖是以鉛蓄電池為電源,模擬氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水的裝置圖(C、D均為石墨電極)。已知:鉛蓄電池在放電時(shí)發(fā)生下列電極反應(yīng):負(fù)極PbSO42-2e===PbSO4正極PbO24HSO42-2e===PbSO42H2O

(1)請(qǐng)寫(xiě)出電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式____________。

(2)若在電解池D極滴酚酞試液,電解一段時(shí)間后呈紅色,說(shuō)明鉛蓄電池的B極為___極。

(3)用鉛蓄電池電解2 L飽和食鹽水(電解過(guò)程假設(shè)體積不變)

①若收集到11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氯氣,則至少轉(zhuǎn)移電子________mol。

②若鉛蓄電池消耗H2SO4 2 mol,則可收集到H2的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)________L。

③若消耗硫酸a mol,電解后除去隔膜,所得溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度為(假設(shè)氯氣全部排出)______________(用含a的代數(shù)式表示)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知 C—C 單鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)。某烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖,下列說(shuō)法中正確的是

A. 該烴在核磁共振氫譜上有 6組信號(hào)峰

B. 1mol該烴完全燃燒消耗16.5mol O2

C. 分子中至少有 10個(gè)碳原子處于同一平面上

D. 該烴是苯的同系物

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