【題目】1913年,德國化學(xué)家哈伯實(shí)現(xiàn)了合成氨的工業(yè)化生產(chǎn),被稱作解救世界糧食危機(jī)的化學(xué)天才.現(xiàn)將lmolN2和3molH2投入1L的密閉容器,在一定條件下,利用如下反應(yīng)模擬哈伯合成氨的工業(yè)化生產(chǎn):N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H<0.當(dāng)改變某一外界條件(溫度或壓強(qiáng))時,NH3的體積分?jǐn)?shù)ψ(NH3)變化趨勢如圖所示.
回答下列問題:
(1)已知:①NH3(l)═NH3(g)△H1,②N2(g)+3H2(g) 2NH3(l)△H2;則反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的△H=_____________(用含△H1、△H2的代數(shù)式表示);
(2)合成氨的平衡常數(shù)表達(dá)式為____________,平衡時,M點(diǎn)NH3的體積分?jǐn)?shù)為10%,則N2的轉(zhuǎn)化率為____________(保留兩位有效數(shù)字) ;
(3)X軸上a點(diǎn)的數(shù)值比b點(diǎn)____________(填“大”或“小”)。上圖中,Y軸表示____________(填“溫度”或“壓強(qiáng)”),判斷的理由是____________;
(4)若將1mol N2和3mol H2分別投入起始容積為1L的密閉容器中,實(shí)驗(yàn)條件和平衡時的相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示:
容器編號 | 實(shí)驗(yàn)條件 | 平衡時反應(yīng)中的能量變化 |
Ⅰ | 恒溫恒容 | 放熱Q1kJ |
Ⅱ | 恒溫恒壓 | 放熱Q2kJ |
Ⅲ | 恒容絕熱 | 放熱Q3kJ |
下列判斷正確的是____________;
A.放出熱量:Ql<Q2<△Hl B.N2的轉(zhuǎn)化率:Ⅰ>Ⅲ
C.平衡常數(shù):Ⅱ>Ⅰ D.達(dá)平衡時氨氣的體積分?jǐn)?shù):Ⅰ>Ⅱ
(5)常溫下,向VmL amol/L的稀硫酸溶液中滴加等體積bmol/L的氨水,恰好使混合溶液呈中性,此時溶液中c(NH4+)____________c(SO42-)(填“>”、“<”或“=”) ;
(6)利用氨氣設(shè)計(jì)一種環(huán)保燃料電池,一極通入氨氣,另一極通入空氣,電解質(zhì)是摻雜氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體,它在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2-,寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式____________。
【答案】2△H1+△H218%小溫度隨Y值增大,φ(NH3)減小,平衡N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0向逆反應(yīng)方向移動,故Y為溫度AB>2NH3+3O2--6e-=N2+3H2O
【解析】
(1)已知:①NH3(l)NH3(g)△H1,②N2(g)+3H2(g)2NH3(l)△H2,根據(jù)蓋斯定律,①×2+②可得:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),故△H=2△H1+△H2,故答案為:2△H1+△H2;
(2)反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=,設(shè)轉(zhuǎn)化的氮?dú)鉃?/span>xmol,則:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始量(mol):1 3 0
轉(zhuǎn)化量(mol):x 3x 2x
平衡量(mol):1-x 3-3x 2x
所以=10%,解得x=mol,故氮?dú)廪D(zhuǎn)化率為×100%=18%,故答案為:;18%;
(3)隨Y值增大,φ(NH3)減小,平衡N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0向逆反應(yīng)方向移動,正反應(yīng)為體積減小的放熱反應(yīng),故Y為溫度,則X為壓強(qiáng),增大壓強(qiáng)平衡正向移動,φ(NH3)增大,a點(diǎn)的數(shù)值比b點(diǎn)小,故答案為:;溫度;隨Y值增大,φ(NH3)減小,平衡N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0向逆反應(yīng)方向移動,故Y為溫度;
(4)A.I為恒溫恒容,隨反應(yīng)進(jìn)行壓強(qiáng)減小,Ⅱ為恒溫恒壓,Ⅱ等效為在I的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),平衡正向移動,Ⅱ中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率大于Ⅰ,放出熱量:Ql<Q2,故A正確;B.Ⅲ為恒容絕熱,隨反應(yīng)進(jìn)行溫度升高,I為恒溫恒容,Ⅲ等效為在I的基礎(chǔ)上升高溫度,平衡逆向移動,N2的轉(zhuǎn)化率:I>III,故B正確;C.平衡常數(shù)只受溫度影響,溫度相同,平衡常數(shù)相同,則平衡常數(shù):II=I,故C錯誤;D.Ⅱ等效為在I的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),平衡正向移動,則達(dá)平衡時氨氣的體積分?jǐn)?shù):I<II,故D錯誤;故答案為:AB;
(5)溶液呈中性,則c(H+)=c(OH-),根據(jù)電荷守恒:c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-),則c(NH4+)>c(SO42-),故答案為:>;
(6)原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),氨氣在負(fù)極失去電子,與電解質(zhì)氧化傳導(dǎo)的O2-結(jié)合生成氮?dú)馀c水,負(fù)極電極反應(yīng)式為:2NH3+3O2--6e-=N2+3H2O,故答案為:2NH3+3O2--6e-=N2+3H2O。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下兩份等濃度的純堿溶液,將第二份升高溫度,兩溶液中c(HCO3-)( )
A.前者大于后者B.后者大于前者
C.二者相等D.無法比較
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】稠環(huán)芳香烴是指兩個或兩個以上的苯環(huán)通過共用環(huán)邊所構(gòu)成的多環(huán)有機(jī)化合物,它們的化學(xué)性質(zhì)與苯相似。常見的稠環(huán)芳香烴如萘、蒽、菲、芘等,其結(jié)構(gòu)分別為
下列說法不正確的是
A. 萘的分子式為C10H8,與H2完全加成后,產(chǎn)物的分子式為C10H18
B. 上述四種物質(zhì)均能發(fā)生取代反應(yīng)、加成反應(yīng)、氧化反應(yīng)
C. 上述四種物質(zhì)均能與液溴在鐵粉催化下發(fā)生加成反應(yīng)
D. 上述四種物質(zhì)均可與濃硝酸發(fā)生硝化反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】可逆反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),△H=-Q kJ/mol(Q>0)。有甲、乙兩個容積相同且不變的密閉容器,向甲容器中加入1molN2和3molH2,在一定條件下達(dá)到平衡時放出熱量為Q1kJ;在相同條件下,向乙容器中加入2molNH3達(dá)到平衡后吸收熱量為Q2kJ,已知甲和乙兩容器中所達(dá)到的平衡完全相同且Q1=4Q2。下列敘述不正確的是
A. 達(dá)平衡時,兩容器中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不同,甲中N2和H2為80%,乙中NH3為20%
B. 甲中NH3的體積分?jǐn)?shù)與乙相等
C. 達(dá)到平衡后,再向乙中加入0.2moLN2、0.6molH2、1.6molNH3,平衡向生成NH3的方向移動
D. 乙中的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為2NH3(g) N2(g)+3H2(g);△H=+Q2kJ/mol
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【題目】需要加入適當(dāng)?shù)难趸瘎┎拍軐?shí)現(xiàn)的反應(yīng)
A. PCl3→PCl5 B. MnO4- →Mn2+ C. SO3→HSO4- D. CO2→H2CO3
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【題目】現(xiàn)有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系,水和部分產(chǎn)物已略去。
已知:①X和Z是兩種透明、不溶于水的堅(jiān)硬固體,其中Z無固定熔點(diǎn),是現(xiàn)代建筑不可缺少的裝飾和采光材料;②無色氣體A是引起溫室效應(yīng)的主要?dú)怏w;
③B、D均為難溶于水的白色固體;④高純度的F是使用最廣泛的半導(dǎo)體材料。
據(jù)此回答下列問題:
(1)Z的名稱是________,工藝師在Z表面刻蝕花紋圖案需用的試劑為________(填名稱)。
(2)由X、Y制F的化學(xué)方程式為________________________,此反應(yīng)中Y作________劑(填“氧化”或“還原”)。
(3)轉(zhuǎn)化①的化學(xué)方程式為________________________;轉(zhuǎn)化②(A少量)的離子方程式為______________________。
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【題目】X、Y、Z三種氣體,取X和Y按物質(zhì)的量之比1∶1混合,放入某密閉容器中發(fā)生反應(yīng)X+2Y2Z,達(dá)到平衡后,測得混合氣體中反應(yīng)物的總物質(zhì)的量與生成物的總物質(zhì)的量之比為3∶2,則Y的轉(zhuǎn)化率最接近于
A. 33% B. 40% C. 50% D. 65%
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【題目】某金屬單質(zhì)跟一定濃度的硝酸反應(yīng),假定只產(chǎn)生單一的還原產(chǎn)物,當(dāng)參加反應(yīng)的單質(zhì)與被還原HNO3的物質(zhì)的量之比為2∶1時,還原產(chǎn)物可能是
A.N2OB.NO
C.NO2D.N2
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【題目】斷開1molH—H鍵、Cl—Cl鍵、H—Cl鍵需要吸收的能量分別為436kJ、243kJ、431kJ,則由Cl2和H2生成1molHCl時的反應(yīng)熱為
A. 吸熱91.5kJB. 放熱91.5kJ
C. 吸熱183kJD. 放熱183kJ
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