18.(1)氨是氮循環(huán)中的重要物質(zhì),氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法.
(1)已知:H-H鍵能為436KJ•mol-1,N≡N鍵能為945KJ•mol-1,N-H鍵能為391KJ•mol-1.寫出合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-93 KJ•mol-1
(2)可逆反應(yīng)N2+3H2?2NH3在恒容密閉容器中進(jìn)行,達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是②⑤
①單位時間內(nèi)生成n mo1N2的同時生成3n mol H2
②單位時間內(nèi)1個N≡N鍵斷裂的同時,有6個N-H鍵斷裂
③容器中N2、H2、NH3的物質(zhì)的量為1:3:2
④常溫下,混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)
⑤常溫下,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)
(3)恒溫下,往一個2L的密閉容器中充入2.6mol H2和1mol N2,反應(yīng)過程中對NH3的濃度進(jìn)行檢測,得到的數(shù)據(jù)如下表所:
時間/min51015202530
C(NH3)/mol•L-10.080.140.180.200.200.20
5min內(nèi),消耗N2的平均反應(yīng)速率為0.008mol/(L.min);此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=0.1;反應(yīng)達(dá)到平衡后,若往平衡體系中加入H2、N2和NH3各2mol,化學(xué)平衡將向逆反應(yīng)(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動.
(4)氨是氮肥工業(yè)的重要原料.某化肥廠以天然石膏礦(主要成分CaSO4)為原料生產(chǎn)銨態(tài)氮肥(NH42SO4,(已知Ksp(CaSO4)=7.10×10-5  Ksp(CaCO3)=4.96×10-9)其工藝流程如下:
請寫出制備(NH42SO4的反應(yīng)方程式:CaSO4+(NH42CO3=(NH42SO4+CaCO3↓;并利用有關(guān)數(shù)據(jù)簡述上述反應(yīng)能發(fā)生的原因因為Ksp(CaSO4)=7.10×10-5>Ksp(CaCO3)=4.96×10-9

分析 (1)反應(yīng)熱=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能,注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)與反應(yīng)熱書寫熱化學(xué)方程式;
(2)可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時,同種物質(zhì)的正逆速率相等,各組分的濃度、含量保持不變,由此衍生的其它一些量不變,判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化,該物理量由變化到不變化說明到達(dá)平衡;
(3)根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v(NH3),再利用速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比計算v(N2);
恒溫下,往一個2L的密閉容器中充入2.6mol H2和1mol N2,20min處于平衡狀態(tài),平衡時NH3濃度為0.2mol/L,則:
               N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
起始量(mol/L):0.5     1.3       0
變化量(mol/L):0.1    0.3       0.2
平衡量(mol/L):0.4    1         0.2
平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}(N{H}_{3})}{c({N}_{2})×{c}^{3}({H}_{2})}$;
計算濃度商Qc,若Qc=K,處于平衡狀態(tài),若Qc>K,反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行,若Qc<K,反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行;
(4)由流程圖可知,硫酸鈣、氨氣、二氧化碳轉(zhuǎn)化為(NH42SO4與CaCO3,CaCO3分解生成的二氧化碳循環(huán)利用,反應(yīng)利用溶解度大轉(zhuǎn)化為溶解度更小沉淀轉(zhuǎn)化原理.

解答 解:(1)反應(yīng)發(fā)生:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),則△H=945KJ•mol-1+3×436KJ•mol-1-6×391KJ•mol-1=-93 KJ•mol-1,反應(yīng)熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-93 KJ•mol-1,
故答案為:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-93 KJ•mol-1
(2)①單位時間內(nèi)生成n mo1N2的同時生成3n mol H2,均表示逆反應(yīng)速率,反應(yīng)始終按該比例關(guān)系進(jìn)行,故①錯誤;
②單位時間內(nèi)1個N≡N鍵斷裂的同時,有6個N-H鍵斷裂,而1個N≡N鍵斷裂的同時生成6個N-H鍵,氨氣的生成與消耗速率相等,反應(yīng)到達(dá)平衡,故②正確;
③容器中N2、H2、NH3的物質(zhì)的量關(guān)系與氮氣、氫氣起始物質(zhì)的量及轉(zhuǎn)化率有關(guān),不一定為1:3:2,故③錯誤;
④混合氣體總質(zhì)量不變,容器容積不變,混合氣體的密度始終不變,故④錯誤;
⑤混合氣體總質(zhì)量不變,隨反應(yīng)進(jìn)行混合氣體總物質(zhì)的量進(jìn)行,平均相對分子質(zhì)量增大,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變,說明到達(dá)平衡狀態(tài),故⑤正確,
故選:②⑤;
(3)5min內(nèi),△c(NH3)=0.08mol/L,則v(NH3)=$\frac{0.08mol/L}{5min}$=0.016mol/(L.min),速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,v(N2)=$\frac{1}{2}$v(NH3)=0.008mol/(L.min);
恒溫下,往一個2L的密閉容器中充入2.6mol H2和1mol N2,20min處于平衡狀態(tài),平衡時NH3濃度為0.2mol/L,則:
             N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
起始量(mol/L):0.5   1.3       0
變化量(mol/L):0.1  0.3       0.2
平衡量(mol/L):0.4   1        0.2
平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}(N{H}_{3})}{c({N}_{2})×{c}^{3}({H}_{2})}$=$\frac{0.{2}^{2}}{0.4×{1}^{3}}$=0.1;
濃度商Qc=$\frac{(0.2+\frac{2}{2})^{2}}{(0.4+\frac{2}{2})×(1+\frac{2}{2})^{3}}$=0.13>K=0.1,反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行,
故答案為:0.008mol/(L.min);0.1;逆反應(yīng);
(4)由流程圖可知,硫酸鈣、氨氣、二氧化碳轉(zhuǎn)化為(NH42SO4與CaCO3,CaCO3分解生成的二氧化碳循環(huán)利用,制備(NH42SO4的反應(yīng)方程式:CaSO4+(NH42CO3=(NH42SO4+CaCO3,上述反應(yīng)能發(fā)生的原因:因為Ksp(CaSO4)=7.10×10-5>Ksp(CaCO3)=4.96×10-9,
故答案為:CaSO4+(NH42CO3=(NH42SO4+CaCO3↓;因為Ksp(CaSO4)=7.10×10-5>Ksp(CaCO3)=4.96×10-9

點評 本題考查化學(xué)平衡計算、平衡狀態(tài)判斷、反應(yīng)速率計算、平衡常數(shù)、熱化學(xué)方程式書寫、沉淀轉(zhuǎn)化等,題目比較綜合,涉及知識點比較多,是對學(xué)生綜合能力的考查,需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ),難度中等.

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:填空題

19.鎂、鋁、鐵在日常生活中有較廣泛的用途.如:
(1)鎂在空氣中燃燒時,其化學(xué)方程式為2Mg+O2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO、3Mg+N2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$Mg3N2、2Mg+CO2$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2MgO+C.
(2)鐵粉與人體胃液中的鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑.
(3)鋁箔耐腐蝕的原因為4Al+3O2=2Al2O3(用化學(xué)方程式解釋)
(4)解釋不能用鐵制容器配制硫酸銅溶液的原因(用化學(xué)方程式表示):2Al+3CuSO4=Al2(SO43+3Cu.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

9.某化學(xué)實驗小組的同學(xué)對銅與硝酸反應(yīng)的實驗及銅的制備、回收利用進(jìn)行了下列幾方面的研究:

(1)圖甲是課本中驗證銅和濃硝酸反應(yīng)的裝置,乙、丙是師生對演示實驗改進(jìn)后的裝置:
甲、乙、丙三個裝置中共同發(fā)生的離子方程式是Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O.
(2)和甲裝置相比,乙裝置的優(yōu)點是①可以控制反應(yīng);②吸收NO2氣體,防止污染環(huán)境.
(3)做銅與濃硝酸反應(yīng)的實驗時,為了減少污染,化學(xué)實驗小組的又同學(xué)設(shè)計了以下四種裝置,希望在不拆除、不增加儀器的情況下既能觀察到反應(yīng)現(xiàn)象,又能使二氧化氮被吸收(氫氧化鈉可吸收).設(shè)計的裝置(如圖2)能達(dá)目的是:①③(填序號).
(4)在做銅與稀硝酸反應(yīng)的實驗時,常看到生成的氣體為淺紅棕色,其原因是:試管內(nèi)有空氣存在,將生成的NO氧化為NO2,2NO+O2=2NO2;為了能直接觀察到生成氣體的顏色,可在往稀硝酸中加入銅的同時,加入少量碳酸鹽即可達(dá)到目的,那么加入碳酸鹽的作用是:碳酸鹽與硝酸的反應(yīng)速率快,生成的CO2排走了試管內(nèi)的空氣.
Ⅱ(1)銅可采用如下方法制備:
火法煉銅:Cu2S+O2 $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+SO2 濕法煉銅:CuSO4+Fe═FeSO4+Cu
上述兩種方法中,銅元素均被還原 (填“氧化”還是“還原”)成銅單質(zhì).
(2)可用FeCl3溶液浸泡印刷電路板上的銅制備CuCl2•2H2O,實驗室模擬回收過程如下:

①步驟3的目的是使溶液的pH升高到5,此時Fe3+濃度為 4×10-11 mol/L[Ksp(Fe(OH)3)=4×10-38],可選用的“試劑1”是CuO或Cu(OH)2(寫出一種即可).
②欲實現(xiàn)反應(yīng)Cu+H2SO4(aq)=CuSO4+H2↑,在你認(rèn)為能實現(xiàn)該轉(zhuǎn)化的裝置中的括號內(nèi),標(biāo)出電極材料(填“Cu”或“C”).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

6.苯甲酸和亞硝酸鈉都是常見的食品防腐劑
I.苯甲酸的制備流程為圖1:

操作步驟如下:
①在圓底燒瓶中加入一定量的甲苯和適量的水,安裝好右圖 所示反應(yīng)裝置,加熱至沸.
②從a的上口分?jǐn)?shù)次加入一定量的堿性高錳酸鉀,并用少量水沖洗a的內(nèi)壁.繼續(xù)回流并時常搖動燒瓶,直至反應(yīng)基本結(jié)束.
③將反應(yīng)混合液趁熱過濾,濾渣為黑色固體;得到的濾液如果呈紫色,可加入少量的飽和亞硫酸鈉溶液使紫色褪去,重新過濾,再將濾液放在冰水浴中冷卻后用濃鹽酸酸化,直到產(chǎn)品析出.
(1)儀器a的名稱冷凝管,被回流的主要物質(zhì)是甲苯
(2)寫出滴加飽和亞硫酸鈉溶液時的離子方程式2MnO4-+H2O+3SO32-═2 MnO2↓+2OH-+3SO42-
(3)第③步中,若冷卻后再過濾,則產(chǎn)率偏低(填“偏高”、“不變”或“偏低”)
Ⅱ.亞硝酸鈉滴定法是利用亞硝酸鈉滴定液在鹽酸溶液中與芳伯氨基化合物發(fā)生重氮化反應(yīng)圖2,定量生成重氮鹽,來測定藥物含量的方法.其滴定反應(yīng)如下:
Ar-NH2+NaNO2+2HCl→Ar-N2C1+NaCl+2H2O
(4)已知亞硝酸具有氧化性,實驗中用KI-淀粉溶液作為滴定終點的指示劑,則滴定終點的現(xiàn)象溶液由無色變藍(lán)色,并在半分鐘內(nèi)不變色.
(5)《中國藥典》規(guī)定在室溫(10℃-30℃)條件下快速滴定,溫度太高會使亞硝酸揮發(fā)和分解,測定結(jié)果會偏高.(填“偏高”“偏低”或“無影響”);但溫度也不宜過低,原因是反應(yīng)速率過慢,不利于滴定終點的判斷.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

13.硫酸是重要的化工原料,二氧化硫生成三氧化硫是硫酸工業(yè)的重要反應(yīng)之一.
(1)現(xiàn)將一定量的SO2(g)和O2(g)放入某固定體積的密閉容器中,在一定條件下,反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)達(dá)到平衡狀態(tài).
①上述反應(yīng)平衡常數(shù)的表達(dá)式K=$\frac{{c}^{2}(S{O}_{3})}{{c}^{2}(S{O}_{3})×c({O}_{2})}$
②能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是bc.(填字母)
a.SO2和SO3濃度相等      b.SO2百分含量保持不變
c.容器中氣體的壓強(qiáng)不變  d.SO3的生成速率與SO2的消耗速率相等.
(2)某溫度下,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(qiáng)(P)的關(guān)系如圖1所示.平衡狀態(tài)由A變到B時,平衡常數(shù)K(A)=K(B)(填“>”、“<”或“=”).

(3)如圖2所示,保持溫度不變,在一定反應(yīng)條件下,將2molSO2和1molO2加入甲容器中,將4molSO2和2molO2加入乙容器中,隔板K不能移動.此時控制活塞P,使乙的容積為甲的2倍.
①若移動活塞P,使乙的容積和甲相等,達(dá)到新平衡時,SO3的體積分?jǐn)?shù)甲小于乙.(填:“大于”、“小于”、或“等于”)
②若在甲容器中通入一定量的He氣,使容器內(nèi)的壓強(qiáng)增大,則$\frac{c(S{O}_{3})}{c(S{O}_{2})}$將不變填:“增大”、“減小”、“不變”、“無法確定”)
(4)將一定量的SO2(g)和O2(g)放入某固定體積的密閉容器中,在一定條件下,c(SO3)的變化如圖3所示.若在第5分鐘將容器的體積縮小一半后,在第8分鐘達(dá)到新的平衡(此時SO3的濃度約為0.25mol/L).請在下圖中畫出此變化過程中SO3濃度的變化曲線.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

3.在2升容器中加入18g水蒸氣,28g一氧化碳,在t℃時(t>100),發(fā)生如下反應(yīng):CO+H2O?CO2+H2,在最初5秒鐘內(nèi),一氧化碳的平均反應(yīng)速率是0.02mol•l-1•s-1求:
(1)5秒鐘末,容器內(nèi)CO2和H2O蒸汽濃度分別為0.1mol/L,0.4mol/L.
(2)若設(shè)計此反應(yīng)為一個原電池,則負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)(填“氧化”,“還原”),負(fù)極消耗的物質(zhì)化學(xué)式為CO.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

10.(1)如圖是NO2和CO反應(yīng)生成CO2和NO過程中能量變化示意圖,請寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-234 kJ•mol-1
(2)我國實施“嫦娥探月”行動的長征火箭中使用偏二甲肼[(CH32N-NH2]作為燃料,其與過氧化氫發(fā)生反應(yīng)放出大量熱量:C2H8N2(l)+8H2O2(l)═N2(g)+2CO2(g)+12H2O(g)△H=-2500kJ/mol. 如果1mol偏二甲肼與過氧化氫發(fā)生上述反應(yīng)生成液態(tài)水,則反應(yīng)中放出的熱量Q>2500kJ(填“<”、“>”或“=”).
(3)恒溫恒容下,2mol H2與2mol N2反應(yīng)達(dá)到平衡時,N2為1.8mol,則H2的轉(zhuǎn)化率為:30%;若該反應(yīng)在恒溫恒壓條件下進(jìn)行(其他條件相同),反應(yīng)達(dá)平衡時,H2的轉(zhuǎn)化率比上述條件(恒容)下H2的轉(zhuǎn)化率大(填“大”、“小”或“相等”).
(4)由甲烷、氧氣和KOH溶液組成的新型燃料電池中,正極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為O2+2H2O+4e-=4OH-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

7.汽車尾氣中NOx的消除及無害化處理引起社會廣泛關(guān)注.
(1)某興趣小組查閱文獻(xiàn)獲得如下信息:
N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.5kJ/mol
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g))△H=-483.6kJ/mol
則反應(yīng)2H2(g)+2NO(g)═2H2O(g)+N2(g)△H=-664.1kJ/mol.
(2)該小組利用電化學(xué)原理設(shè)計了如圖1裝置進(jìn)行H2還原NO的實驗[高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞H+)為介質(zhì),金屬鈀薄膜做電極].鈀電極A為陰極,電極反應(yīng)式為2NO+4H++4e-=N2 +2H2O.
(3)氨法催化還原NO原理如下:
主反應(yīng):4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)?4N2(g)+6H2O(g)   (△H<0)
副反應(yīng):4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
4NH3(g)+4O2(g)?2N2O(g)+6H2O(g)
4NO(g)+4NH3(g)+3O2(g)?4N2O(g)+6H2O(g)
有關(guān)實驗結(jié)論如圖2、圖3所示,據(jù)此回答以下問題:

①催化還原NO應(yīng)控制n(NH3)/n(NO)的最佳值為1,理由是n(NH3)/n(NO)小于1時,NO脫除率不高,n(NH3)/n(NO) 大于1時,NO脫除率增加不明顯且N2O生成率明顯增加.
②主反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式:K=$\frac{{c}^{6}({H}_{2}O){c}^{4}({N}_{2})}{c({O}_{2}){c}^{4}(N{H}_{3}){c}^{4}(NO)}$,隨著溫度的增加,K將減。ㄟx填“增加”、“減小”或“不變”.
③影響N2O生成率的因素有溫度、氧氣濃度和n(NH3)/n(NO).
(4)已知25℃時,Ksp(BaSO4)=1×10-10,Ksp(BaCO3)=1×10-9.萬一誤服了BaCO3,應(yīng)盡快用大量的0.5mol/L的Na2SO4溶液給患者洗胃,如果忽略洗胃過程中Na2SO4溶液濃度的變化,殘留在胃液中的Ba2+濃度僅為2×10-10mol/L.
(5)長期使用的鍋爐需要定期除水垢,否則會降低燃料的利用率.水垢中含有的CaSO4可先用Na2CO3溶液處理,反應(yīng)的離子方程式為CaSO4(s)+CO32-(aq)=CaCO3(s)+SO42-(aq).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.下列說法正確的是( 。
A.分子內(nèi)共價鍵越強(qiáng),分子越穩(wěn)定,其熔、沸點也越高
B.共價化合物溶于水,分子內(nèi)共價鍵一定被破壞
C.離子鍵的形成一定有電子的得與失
D.分子晶體中一定存在分子間作用力,不一定存在共價鍵

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同步練習(xí)冊答案