Question

【題目】氫氣是一種清潔能源，又是合成氨工業(yè)的重要原料．已知?dú)錃庥卸喾N制取方法：

①活潑金屬如鈉、鉀直接跟水反應(yīng)；

②金屬如鋅或鐵或鋁跟稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)；

③電解水制氫氣；

④由煤或焦炭跟水反應(yīng)制取氫氣：；

⑤由天然氣或重油制取氫氣：；

（1）請你再補(bǔ)充一種制取氫氣的方法，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 ______ ．

（2）比較方法①和⑤： ______ g金屬鈉跟水反應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)狀況下跟水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的量相等．

（3）在甲、乙、丙3個容積均為2L的密閉容器中，于相同的溫度下、使用相同的催化劑分別進(jìn)行如下反應(yīng)： 3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g)，現(xiàn)按不同配比投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測得反應(yīng)達(dá)到平衡時有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

容器	甲	乙	丙
反應(yīng)物投入量	、	、
達(dá)到平衡的時間		5	8
的濃度	c		c
的體積分?jǐn)?shù)
混合氣體密度

①分析表數(shù)據(jù)，下列關(guān)系正確的是 ______ 填寫序號字母．

A.

②在該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù) ______ 用含的代數(shù)式表示．

（4）已知：；

；

則甲烷和反應(yīng)生成和的熱化學(xué)方程式為 ______ ．

（5）如圖所示裝置工作時均與有關(guān)．

①圖1所示裝置中陽極的電極反應(yīng)式為 ______ ．

②圖2所示裝置中，通入的管口是 ______ 選填字母代號．

③某同學(xué)按圖3所示裝置進(jìn)行實(shí)驗，實(shí)驗結(jié)束后，將玻璃管內(nèi)固體物質(zhì)冷卻后，溶于稀硫酸，充分反應(yīng)后，滴加KSCN溶液，溶液不變紅，再滴入新制氯水，溶液變?yōu)榧t色．該同學(xué)據(jù)此得出結(jié)論：鐵與水蒸氣反應(yīng)生成FeO和該結(jié)論 ______ 填“嚴(yán)密”或“不嚴(yán)密”，你的理由是 ______ 用離子方程式表示．

Answer 1

【答案】 69 AC d 不嚴(yán)密

【解析】

根據(jù)生成氫氣的反應(yīng)書寫；

根據(jù)生成相同的氫氣進(jìn)行計算；

先將丙中的數(shù)據(jù)按照化學(xué)計量數(shù)轉(zhuǎn)化成反應(yīng)物氮?dú)�、氫氣的物質(zhì)的量，然后利用等效平衡知識進(jìn)行分析；

計算出反應(yīng)前氮?dú)�、氫氣的物質(zhì)的量濃度，然后利用化學(xué)平衡三段式計算出達(dá)到平衡時各組分的濃度，最后根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式計算出該溫度下的平衡常數(shù)；

依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學(xué)方程式；

陽極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；

根據(jù)氫氧根離子的移動方向及氫氣的反應(yīng)判斷氫氣所在的電極；

根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象知，溶液中沒有鐵離子，原因是部分鐵未被氧化，導(dǎo)致剩余的鐵和鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子．

結(jié)合以上生成氫氣的反應(yīng)，還可以利用鋁的兩性來生成氫氣，即反應(yīng)方程式為，

故答案為：；

由反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)狀況下跟水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量為

又根據(jù)，要生成氫氣則需要鈉3mol，故需要鈉的質(zhì)量為，

故答案為：69；

恒溫、恒容條件下：

A.假設(shè)乙容器的容積為4L，則達(dá)到平衡時甲乙為等效平衡，各組分的含量、濃度相等，此時氮?dú)獾臐舛葹?/span>，然后將容器的容積縮小到2L，若平衡不移動，，由于壓強(qiáng)增大，平衡向著正向移動，氨氣的濃度增大，所以，故A正確；

B.丙中2mol氨氣相當(dāng)于加入了1mol氮?dú)狻?/span>3mol氫氣，而甲中為3mol、2mol，由于丙反應(yīng)物氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量減小，生成的氨氣的物質(zhì)的量減小，所以，故B錯誤；

C.反應(yīng)前后都是氣體，容器的容積都是2L，乙中混合氣體的質(zhì)量為甲的2倍，根據(jù)可知：，故C正確；

故選AC；

甲容器中，反應(yīng)前氫氣濃度為：，氮?dú)獾臐舛葹椋?/span>，達(dá)到平衡時氮?dú)獾臐舛茸兓癁椋?/span>，

由化學(xué)平衡的三段式可得：

在該溫度下甲容器中反應(yīng)的平衡常數(shù)，

故答案為：；

得到；

故答案為：；

陽極上錳酸根離子失電子生成高錳酸根離子，電極反應(yīng)式為：，故答案為：；

氫氧燃料堿性電池中，氫氣失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成水，圖片中氫氧根離子向d電極移動，說明d電極上是氫氣，故答案為：d；

鐵和水蒸氣在高溫下反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象知，該反應(yīng)中部分鐵未參加反應(yīng)導(dǎo)致剩余的鐵和鐵離子反應(yīng)生成二價鐵離子，離子方程式為：，所以說不嚴(yán)密，故答案為：不嚴(yán)密；．