【題目】在新能源中,氫能將會(huì)成為21世紀(jì)最理想的能源,但現(xiàn)階段氫氣的主要用于合成氨工業(yè)。

Ⅰ.已知101kPa、25℃時(shí),1mol下列物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定狀態(tài)化合物時(shí)放出的熱量數(shù)據(jù)如下:

物質(zhì)

氫氣

原煤

(主要成份是C)

汽油

(主要成份C8H18)

熱量(kJ)

285.8

250.9

4910

(1)H2燃燒的熱化學(xué)方程式是__________________。

(2)工業(yè)上電解飽和鹽水的副產(chǎn)物之一是H2,反應(yīng)的離子方程式是_____________。

Ⅱ.德國(guó)人發(fā)明了合成氨反應(yīng),其原理為: N2(g)+3H2(g)2NH3(g);已知298 K時(shí),ΔH=-92.4 kJ·mol-1, 在500℃,20Mpa時(shí),將氮?dú)夂蜌錃馔ㄈ氲襟w積為2升的密閉容器中,反應(yīng)過(guò)程中各種物質(zhì)的量變化如右圖所示。

(1)10分鐘內(nèi)用氨氣表示該反應(yīng)的平均速率,V(NH3)= ________

(2)在10-20分鐘內(nèi)氨氣濃度變化的原因可能是 (填空題)

A.加了催化劑 B.縮小容器體積 C.降低溫度 D.增加NH3物質(zhì)的量

(3)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志 (填字母)

A.3v(H2)=2v(NH3

B.混合氣體的密度不再隨時(shí)間變化

C.容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再隨時(shí)間而變化

DN2、H2、NH3的分子數(shù)比為1:3:2

E.單位時(shí)間生成nmolN2,同時(shí)生成3nmolH2

Famol 氮氮三鍵斷裂的同時(shí),有6 amol氮?dú)滏I合成

【答案】I(1)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol

(2)2Cl-+2H2OH2+Cl2+2OH

II(1)V(NH3)=0.005mol/Lmin(2)AB(3)

【解析】

試題分析Ⅰ.(1)分析表格數(shù)據(jù)知101kPa25℃時(shí),1mol H2完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8kJ的熱量,H2燃燒的熱化學(xué)方程式是2H2(g) + O2(g) = 2H2O (l) △H = -571.6 kJ / mol。

(2)工業(yè)上電解飽和鹽水生成氫氧化鈉、氫氣和氯氣,反應(yīng)的離子方程式是2Cl- +2H2OH2↑+ Cl2↑+ 2OH。

Ⅱ.(1)分析圖像知10分鐘內(nèi)生成氨氣01mol,根據(jù)公式v=△n/V△t計(jì)算v(NH3)=0.1mol÷(2L×10min)= 0.005mol/Lmin。

(2)分析圖像知在10-20分鐘內(nèi)氨氣的物質(zhì)的量增加,氮?dú)夂蜌錃獾奈镔|(zhì)的量減少,反應(yīng)正向進(jìn)行,曲線的斜率增大,反應(yīng)速率加快。A.加了催化劑,反應(yīng)速率加快,正確;B.縮小容器體積,壓強(qiáng)增大,反應(yīng)速率加快,正確;C.降低溫度,反應(yīng)速率變慢,錯(cuò)誤;D.增加NH3物質(zhì)的量,圖像不連續(xù),錯(cuò)誤,選AB。

(3)A.3v(H2)=2v(NH3,正逆反應(yīng)速率不相等,反應(yīng)未達(dá)到平衡,錯(cuò)誤;B.容器的容積不變,氣體的質(zhì)量不變,混合氣體的密度為恒量,密度不再隨時(shí)間變化不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),錯(cuò)誤;C.隨著反應(yīng)的進(jìn)行,容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量逐漸減小,壓強(qiáng)逐漸減小,當(dāng)容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再隨時(shí)間而變化,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),正確;D.N2、H2、NH3的分子數(shù)比為1:3:2,反應(yīng)不一定為平衡狀態(tài),錯(cuò)誤;E.單位時(shí)間生成nmolN2,同時(shí)生成3nmolH2,二者均為逆反應(yīng)速率,不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),錯(cuò)誤;F.a(chǎn)mol 氮氮三鍵斷裂的同時(shí),有6 amol氮?dú)滏I合成,二者均為正反應(yīng)速率,不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),錯(cuò)誤;選C。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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已知:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H = -905.48 kJ·mol-1

N2(g)+O2(g)2NO(g) △H = +180.50 kJ·mol-1

①下列表示NH3(g)與NO(g)在一定條件下反應(yīng),生成無(wú)污染氣體的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系示意圖正確的是:___________(填字母)

右圖是反應(yīng)4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)過(guò)程中NH3的體積分?jǐn)?shù)隨X變化的示意圖,X代表的物理量可能是_________,原因是_________。

(3圖電解裝置可將霧霾中的SO2、NO轉(zhuǎn)化為(NH4)2SO4

陰極的電極反應(yīng)式是 。

物質(zhì)A是_____________(填化學(xué)式),理由是_________________________。

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