題目列表(包括答案和解析)
(12分)
科學家一直致力研究常溫、常壓下“人工圍氮”的新方法。曾有實驗報道:在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生反應(yīng),生成的主要產(chǎn)物為NH3。進一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系,部分實驗數(shù)據(jù)見下表(光照、N2壓力1.0×105Pa、反應(yīng)時間3 h):
T/K | 303 | 313 | 323 | 353 |
NH3生成量/(10-6mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
人工固氮是指將氮元素由游離態(tài)轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的過程。據(jù)報道,常溫、常壓、光照條件下,N2在摻有少量氧化鐵的二氧化鈦催化劑表面能與水發(fā)生反應(yīng),生成的主要產(chǎn)物為NH3,相應(yīng)的熱化學方程式為:N2(g)+3H2O(l)2NH3(g)+O2(g) △H="+765.0kJ" /mol。
Ⅰ.請在下圖所示的坐標中畫出上述反應(yīng)在有催化劑和無催化劑兩種情況下反應(yīng)體系中的能量變化示意圖,并進行標注(包括△H)。
Ⅱ.目前工業(yè)合成氨的原理是:N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g) △H=-93.0kJ /mol。
回答下列問題:
(1)氫氣的燃燒熱△H=_______________kJ/mol。
(2)在恒溫恒容密閉容器中進行的合成氨反應(yīng),下列能表示達到平衡狀態(tài)的是_______(填序號)。
a.混合氣體的壓強不再發(fā)生變化
b.混合氣體的密度不再發(fā)生變化
c.反應(yīng)容器中N2、NH3的物質(zhì)的量的比值不再發(fā)生變化
d.單位時間內(nèi)斷開a個H-H鍵的同時形成3 a個N-H鍵
e.三種物質(zhì)的濃度比恰好等于化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比
(3)在恒溫恒容的密閉容器中,合成氨反應(yīng)的各物質(zhì)濃度變化曲線如下圖所示。請回答下列問題:
① 表示N2的濃度變化的曲線是 (選填曲線代號“A”、“B”或“C”)。
② 前25 min 內(nèi),用H2的濃度變化表示的化學反應(yīng)平均速率是 。
③在25 min 末反應(yīng)剛好達到平衡,則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K = (計算結(jié)果可用分數(shù)表示)。若升高溫度,該反應(yīng)的平衡常數(shù)值將_______(填“增大”、 “減小”或“不變”)。
(4)在第25 min 末,保持其它條件不變,若升高反應(yīng)溫度并設(shè)法保持該溫度不變,在第35 min末再次達到平衡。平衡移動過程中H2濃度變化了1.5 mol·L-1,請你在圖中畫出第25 min ~ 40 min NH3濃度變化曲線。
(5)在一定溫度下,將1 mol N2和3 mol H2混合置于體積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),達到平衡狀態(tài)時,測得氣體總物質(zhì)的量為2.8 mol 。
①達平衡時,H2的轉(zhuǎn)化率α1 = ____________。
②在相同條件下,若起始時只將NH3置于該容器中,達到平衡狀態(tài)時NH3的轉(zhuǎn)化率為α2,當α1 + α2 =1時,則起始時n (NH3)= ________mol。
(11 分)科學家一直致力研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法。曾有實驗報道:在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生反應(yīng),生成的主要產(chǎn)物為NH3,反應(yīng)的化學方程式如下:N2(g)+ 3H2O(l) 2NH3(g)+ O2(g);卮鹣铝袉栴}:
(1)進一步研究NH3生成量與溫度的關(guān)系,部分實驗數(shù)據(jù)見下表(光照、N2壓力1.0×105Pa、反應(yīng)時間3 h),則該反應(yīng)的正反應(yīng)為 反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)
T/K | 303 | 313 | 323 |
NH3生成量/(10-6 mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
(2)與目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法相比,該方法中固氮反應(yīng)速率慢。請?zhí)岢隹商岣咂浞磻?yīng)速率且增大NH3生成量的建議: 。
(3)合成氨工業(yè)中原料氣N2可從空氣中分離得到,H2可用甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)制得。甲烷在高溫下與水蒸氣反應(yīng)反應(yīng)方程式為:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)。部分物質(zhì)的燃燒熱數(shù)
據(jù)如下:
H2(g) :△H=-285.8 kJ・mol-1;
CO(g) :△H =-283.0 kJ・mol-1;
CH4(g) :△H=-890.3 kJ・mol-1 。
已知1mol H2O(g)轉(zhuǎn)變?yōu)?mol H2O(l)時放出44.0 kJ熱量。寫出CH4和H2O在高溫下反應(yīng)的熱化學方程式__________________________________。
(4)有人設(shè)想尋求適合的催化劑和電極材料,以N2、H2為電極反應(yīng)物,以HCl——NH4Cl為電解質(zhì)溶液制成新型燃料電池,請寫出該電極的正極反應(yīng)式
(5)生成的NH3可用于制銨態(tài)氮肥,如(NH4)2SO4、NH4Cl,這些肥料顯 性,原因是(用離子方程式表示)___________________________,使用時避免與________________物質(zhì)合施。
(17分)人工固氮是指將氮元素由游離態(tài)轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的過程。據(jù)報道,常溫、常壓、光照條件下,N2在摻有少量氧化鐵的二氧化鈦催化劑表面能與水發(fā)生反應(yīng),生成的主要產(chǎn)物為NH3,相應(yīng)的熱化學方程式為:N2(g)+3H2O(l)2NH3(g)+O2(g) △H="+765.0kJ" /mol。
Ⅰ.請在下圖所示的坐標中畫出上述反應(yīng)在有催化劑和無催化劑兩種情況下反應(yīng)體系中的能量變化示意圖,并進行標注(包括△H)。
Ⅱ.目前工業(yè)合成氨的原理是:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-93.0kJ /mol。
回答下列問題:
(1)氫氣的燃燒熱△H=_______________kJ/mol。
(2)在恒溫恒容密閉容器中進行的合成氨反應(yīng),下列能表示達到平衡狀態(tài)的是_______(填序號)。
a.混合氣體的壓強不再發(fā)生變化
b.混合氣體的密度不再發(fā)生變化
c.反應(yīng)容器中N2、NH3的物質(zhì)的量的比值不再發(fā)生變化
d.單位時間內(nèi)斷開a個H-H鍵的同時形成3 a個N-H鍵
e.三種物質(zhì)的濃度比恰好等于化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比
(3)在恒溫恒容的密閉容器中,合成氨反應(yīng)的各物質(zhì)濃度變化曲線如下圖所示。請回答下列問題:
① 表示N2的濃度變化的曲線是 (選填曲線代號“A”、“B”或“C”)。
② 前25 min 內(nèi),用H2的濃度變化表示的化學反應(yīng)平均速率是 。
③在25 min 末反應(yīng)剛好達到平衡,則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K = (計算結(jié)果可用分數(shù)表示)。若升高溫度,該反應(yīng)的平衡常數(shù)值將_______(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(4)在第25 min 末,保持其它條件不變,若升高反應(yīng)溫度并設(shè)法保持該溫度不變,在第35 min末再次達到平衡。平衡移動過程中H2濃度變化了1.5 mol·L-1,請你在圖中畫出第25 min ~ 40 min NH3濃度變化曲線。
(5)在一定溫度下,將1 mol N2和3 mol H2混合置于體積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),達到平衡狀態(tài)時,測得氣體總物質(zhì)的量為2.8 mol 。
①達平衡時,H2的轉(zhuǎn)化率α1 = ____________。
②在相同條件下,若起始時只將NH3置于該容器中,達到平衡狀態(tài)時NH3的轉(zhuǎn)化率為α2,當α1 + α2 =1時,則起始時n (NH3)= ________mol。
(1)已知熱化學方程式如下:N2(g)+3H2O(1)==2NH3(g)+O2(g);△H="+765.2" kJ·mol-1,請在答題卡的坐標圖中,畫出上述反應(yīng)過程中體系能量變化示意圖,并進行必要標注。
(2)明礬能凈水的原因: (用離子方程式和必要的文字解釋)
___________________________________________________________________________。
(3)已知FeCl3能水解 ,則配制FeCl3溶液的方法是 ____ 。
(4)炒過菜的鐵鍋未及時洗凈,不久便會因腐蝕而出現(xiàn)紅褐色銹斑。請回答:
鐵鍋的銹蝕是 腐蝕(填“析氫”或“吸氧”)
寫出鐵鍋腐蝕負極的電極反應(yīng)式:
正極的電極反應(yīng)式:
一、單項選擇題(本題包括8小題,每小題3分,共24分。每小題只有一個選項符合題意)
1.D 2.C 3.B 4.D 5.C 6.A 7.B 8.D
二、不定項選擇題(本題包括6小題,每小題4分,共24分。每小題有一個或兩個選項符合題意。若正確答案只包括一個選項,多選時,該題為0分;若正確答案包括兩個選項,只選一個且正確的給2分,選兩個且都正確的給4分,但只要選錯一個,該小題就為0分)
9.CD 10.AD 11.D 12.C 13.BC 14.D
三、(本題包括1小題,共14分)
15.
方案一:
(1)在白瓷板或玻璃片上放一小片pH試紙,將被測液滴到試紙上,把試紙顯示的顏色與標準比色卡比較
(2)排除因鹽酸的加入,稀釋氫氧化鈉溶液而引起pH減小
方案二:
(1)趕走溶液中少量氧氣,隔絕氧氣
(2)CO32―+H2O HCO3―+OH―
(3)做對比實驗,取上述NaOH溶液稀釋,加入酚酞溶液出現(xiàn)紅色且不褪去
方案三:
(1)7 (2)U形管中左邊液面下降
(每空2分,共14分)
四、(本題包括2小題,共18分)
16.
⑴
⑵CO2+2AlO2-+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-
⑶Al4SiC4+2N24AlN+SiC+
⑷可行,該反應(yīng)是一個焓減、熵略大于0的反應(yīng),能自發(fā)進行
(每空2分,共8分)
17.
⑴ CaSO4+CO2+2NH3+H2O=CaCO3↓+(NH4)2SO4
生成的CaCO3溶解度小于CaSO4有利于反應(yīng)向正向進行。
⑵)BCD ⑶CO2 ⑷ABD(每空2分,共10分)
五、(本題包括1小題,共10分)
18.
⑴見圖示(2分 ,其中過渡元素涂對得1分)
⑵ ⑶ r(Cl-)>r(K+)
⑷ ②④ (5)
(除⑴外其余每空2分,共10分)
六、(本題包括1小題,共10分)
19.
⑴①增大壓強 t3~t4 ②
⑵①如圖 ②適當增大壓強,研究新催化劑
(每空2分,共10分)
七、(本題包括1小題,共8分)
20.
⑴ 2 第2周期第VIA族 (各1分,共2分)
⑵1s22s22p63s23p63d64s2
⑶H+ + AlO2- + H2OAl(OH)3Al3+ + 3H2O
⑷4Fe(OH)2 + 2H2O+ O2=4Fe(OH)3
(除⑴外其余每空2分,共8分)
八、(本題包括1小題,共12分)
21.
⑴-80kJ?mol―1
⑵用過量的稀硫酸溶解過量的鎂,不斷攪拌,過濾,洗凈、干燥
⑶加快反應(yīng)速率,促進平衡向水解的方向移動
⑷取少量洗滌液,在其中加入AgNO3(或BaCl2),無沉淀生成則說明無相應(yīng)離子。
Ag++Cl-=AgCl↓ Ba2++SO42-=BaSO4↓
(每空2分,共8分)
Ⅲ 1.5mol/L(4分,分步給分)
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