【題目】氮的化合物在相互轉化、工業(yè)生產(chǎn)等方面應用廣泛,回答下列問題。

(1)N2O是一種能刺激神經(jīng)使人發(fā)笑的氣體,可發(fā)生分解反應2N2O=2N2+O2,碘蒸氣能大幅度提高N2O的分解速率,反應歷程為:

第一步: I2(g)=2I(g) (快反應)

第二步: I(g)+N2O(g)=N2(g)+IO(g) (慢反應)

第三步: IO(g)+N2O(g)=N2(g)+O2(g)+I(g) (快反應)

實驗表明,含碘時N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k為速率常數(shù))。下列表述正確的是_____(填標號)。

A.溫度升高,該反應速率常數(shù)k值增大

B.第三步對總反應速率起決定作用

C.第二步活化能比第三步大

DI2作催化劑,其濃度大小與N2O分解速率無關

(2)溫度為T1時,在二個容積均為1L的密閉容器中僅發(fā)生反應:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) H0。實驗測得:v=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=kc2(NO)·c(O2),v=v(NO2)消耗=kc2(NO2),k、k為速率常數(shù)。

容器編號

起始濃度/ mol·L1

平衡濃度/ mol·L1

c(NO)

c(O2)

c(NO2)

c(O2)

0.6

0.3

0

0.2

0.3

0.25

0.2

①溫度為T1時, =________;當溫度升高為T2時,k、k分別增大m倍和n倍,則m______n(填”““=”)。

②容器Ⅱ中起始時v_____v(填”““=”),理由是_______。

(3)NH3CO2反應可合成尿素[化學式為CO(NH2)2],反應方程式為2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)在合成塔中進行,下圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三條曲線分別表示溫度為T℃時,按不同氨碳比和水碳比投料時,二氧化碳平衡轉化率的情況。

①曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中水碳比的數(shù)值分別為0.60.7,11.1,1.51.6,則生產(chǎn)中應選用的水碳比數(shù)值范圍是______。

②在選擇氨碳比時,工程師認為控制在4.0左右比較適宜,不選擇4.5,理由是_____。

【答案】AC 1.25 因為 Qc==1.78K =1.25,反應向逆反應方向進行,所以vv 0.60.7 4.0CO2轉化率已經(jīng)很高,將氨碳比提高到4.5CO2轉化率提高不大,增加了成本

【解析】

(1)A.溫度升高,反應速率加快;

B.第二步反應為慢反應,對總反應速率起決定性作用;

C.第二步反應為慢反應,第三步反應為快反應,第二步活化能比第三步大;

D.由含碘時N2O分解速率方程式可知;

(2)容器中平衡時氧氣濃度從0.3mol/L變?yōu)?/span>0.2mol/L,氧氣的濃度變化為0.1mol/L,列“三段式”,平衡時v= v,根據(jù)v=kc2(NO)c(O2)、v=kc2(NO2)計算;該反應為放熱反應,升高溫度平衡向著逆向移動;

②容器中,根據(jù)QcK的相對大小分析平衡移動方向分析解答;

(3)①依據(jù)反應轉化率的大小分析,結合圖象分析判斷;

②氨碳比在4.5時氨氣量增大對二氧化碳的轉化率增加不大。

(1)由分解速率方程可以看出碘單質的濃度也占主要因素,因此碘單質作催化劑,逐項分析可知:

A.溫度升高,反應速率加快,k值增大,故A正確;

B.第二步反應為慢反應,對總反應速率起決定性作用,故B錯誤;

C.第二步反應為慢反應,第三步反應為快反應,第二步活化能比第三步大,故C正確;

D.由含碘時N2O分解速率方程式可知,I2濃度與N2O分解速率有關,故D錯誤;

故答案為:AC。

(2)①Ⅰ容器中平衡時氧氣濃度從0.3mol/L變?yōu)?/span>0.2mol/L,氧氣的濃度變化為0.1mol/L,則

平衡時v=v=,根據(jù)v=kc2(NO)c(O2)、v=kc2(NO2)可知: ==1.25,反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)H0,該反應為放熱反應,升高溫度平衡向著逆向移動,當溫度升高為T2時,k、k分別增大m倍和n倍,則k增大幅度較大,即mn;

②容器中,因為Qc==1.78>K=1.25,反應向逆反應方向進行,所以vv

(3)①氨碳比相同時曲線Ⅰ二氧化碳的轉化率大,所以生產(chǎn)中選用水碳比的數(shù)值為0.60.7

②氨碳比在4.5時,需要氨氣較多,但依據(jù)圖象分析二氧化碳轉化率增大不多,工業(yè)合成氨生成工藝較復雜,提高生產(chǎn)成本,所以氨碳比控制在4.0左右。

練習冊系列答案
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【題目】新型光催化劑Zn2GeO4具有較高的催化活性。下列有關其組成元素的說法正確的是(

A.Zn處于元素周期表中的d區(qū)

B.Ge的價電子排布式為3d104s24p2

C.基態(tài)O原子中成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的2

D.三種元素電負性由大到小的順序是:OGeZn

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1)焙燒時,下列措施有利于使鉬精礦充分反應的是________(填序號)。

a 增大鉬精礦的量 b 將礦石粉碎 c 采用逆流原理混合

2)操作1的名稱是______,堿浸過程中反應的離子方程式為________。

3)經(jīng)蒸發(fā)結晶過程可得到鉬酸鈉晶體的粗品,要得到純凈的鉬酸鈉晶體,需要進行的操作2名稱是_________。

4Mo元素有+4、+6兩種價態(tài),鉬精礦中存在非整比晶體MoS2.7,則MoS2.7Mo4+所占Mo元素的物質的量分數(shù)__________。

5)焙燒鉬精礦所用的裝置是多層焙燒爐,如圖為各爐層固體物料的物質的量的百分組成。圖像中縱坐標x =_____。

6)在實際生產(chǎn)中會有少量SO42生成,用固體BaOH2除去。在除SO42前測定堿浸液中c(MoO42)=0.80mol·L1, c(SO42)=0.04mol·L1,當BaMoO4開始沉淀時,SO42的去除率為94.5%,則Ksp(BaMoO4)=_________。[ Ksp(BaSO4)= 1.1×1010,溶液體積變化、溫度變化可忽略。]

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【題目】氨氣是一種重要的化工原料,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應用。

1)在一定溫度下,在固定體積的密閉容器中進行可逆反應:CO+2H2CH3OH(g)。該可逆反應達到平衡的標志是________

A.2 v(H2)= v(CH3OH)

B.單位時間生成m molCO的同時生成2m molH2

C.容器內(nèi)氣體的平均相對分子質量不再隨時間而變化

D.混合氣體的密度不再隨時間變化

2)工業(yè)上可用天然氣為原料來制取化工原料氣氫氣,某研究性學習小組的同學模擬工業(yè)制取氫氣的原理,在一定溫度下,體積為2L的恒容密閉容器中,測得如下表所示數(shù)據(jù)。

時間/min

CH4(mol)

H2O(mol)

CO(mol)

H2(mol)

0

0.40

1.00

0

0

5

a

0.80

c

0.60

7

0.20

b

0.20

d

10

0.21

0.81

0.19

0.64

請回答下列問題:

①該溫度下,上述反應的平衡常數(shù)K=________;

②反應在7~10min內(nèi),CO的物質的量減少的原因可能是____________(填字母)。

A.減少CH4的物質的量 B.降低溫度

C.升高溫度 D.充入H2

③若保持相同的溫度,向2L的恒容器密閉容器中同時充入0.2molCH40.62molH2O、a molCO0.5molH2,當a =0.2時,上述反應向_____(填正反應逆反應)方向進行。若要使上述反應開始時向逆反應方向進行,則a的取值范圍為__________。

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【題目】某科研團隊研制出“TM﹣LiH(TM表示過渡金屬)”雙催化劑體系,顯著提高了在溫和條件下氮氣和氫氣合成NH3的效率,原理示意如下:

下列分析不合理的是(  )

A.狀態(tài)Ⅰ,吸收能量并有N≡N鍵發(fā)生斷裂B.合成NH3總反應的原子利用率是100%

C.“TM﹣LiH”能降低合成氨反應的△HD.生成NH3:2LiNH+3H2═2LiH+2NH3

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A.10B.9C.8D.7

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【題目】某化學興趣小組利用硫酸鐵溶液與銅粉反應,又向反應后溶液中加入KSCN溶液以檢驗Fe3+是否有剩余,實驗記錄如下;

實驗編號

操作

現(xiàn)象

實驗1

i.加入Cu粉后充分振蕩,溶液逐漸變藍; ii.取少量i中清液于試管中,滴加2

0.2mol/LKSCN溶液,溶液變?yōu)榧t色,但振蕩后紅色迅速褪去并有白色沉淀生成。

1)寫出實驗1中第i步的離子方程式_______________。甲同學猜想第ii步出現(xiàn)的異常現(xiàn)象是由于溶液中的Cu2+干擾了檢驗Fe3+的現(xiàn)象。查閱相關資料如下

2Cu2++4SCN- 2CuSCN↓(白色)+(SCN)2(黃色)

②硫氰[(SCN)2]:是一種擬鹵素,性質與鹵素單質相似,其氧化性介于Br2I2之間。

該同學又通過如下實驗驗證猜想

實驗編號

操作

現(xiàn)象

實驗2

溶液呈綠色,一段時間后后開始出現(xiàn)白色沉淀,上層溶液變?yōu)辄S色

實驗3

無色溶液立即變紅,同時生成白色沉淀。

2)經(jīng)檢測,實驗2反應后的溶液pH值減小,可能的原因是___________________________________________。

3)根據(jù)實驗23的實驗現(xiàn)象,甲同學推斷實驗3中溶液變紅是由于Fe2+(SCN)2氧化,寫出溶液變紅的離子方程式_______________________。繼續(xù)將實驗2中的濁液進一步處理,驗證了這一結論的可能性。

補充實驗4的目的是排除了溶液存在Cu2+的可能,對應的現(xiàn)象是____________________________________________。

4)乙同學同時認為,根據(jù)氧化還原反應原理,在此條件下,Cu2+也能氧化Fe2+,他的判斷依據(jù)是_______

5)為排除干擾,小組同學重新設計如下裝置。

A溶液為____________________________。

電流表指針偏轉,說明CuFe3+發(fā)生了反應,你認為這種說法是否合理?__________________(填合理或不合理),原因是__________________________________________

③驗證Fe3+是否參與反應的操作是________________________________________。

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【題目】短周期主族元素W、X、Y Z的原子序數(shù)依次增大,WX同主族,Y原子的最外層電子數(shù)等于X原子的電子總數(shù),Z原子的電子總數(shù)等于W、X、Y三種原子的電子數(shù)之和,Z的最高價氧化物對應水化物的化學式為HnZO2n+2。WX、Y三種元素形成的一種化合物的結構如下圖所示。下列說法錯誤的是

A.W的最高正價和最低負價的代數(shù)和為0

B.W的簡單離子半徑可能大于X的簡單離子半徑

C.Y的最高價氧化物對應的水化物屬于弱堿

D.Z的單質的水溶液需保存在棕色試劑瓶中

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