【題目】合成氨是人類科學技術發(fā)展史上的一項重大突破,研究表明液氨是一種良好的儲氫物質(zhì)。
(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,研究表明金屬催化劑可加速氨氣的合成。下表為某溫度下等質(zhì)量的不同金屬分別催化合成氨氣時,氫氣的初始速率(mmol min-1)。
催化劑 | Ru | Rh | Ni | Pt | Pd | Fe |
初始速率 | 7.9 | 4.0 | 3.0 | 2.2 | 1.8 | 0.5 |
①不同催化劑存在下,合成氨氣反應的活化能最大的是_______ (填寫催化劑的化學式)。
②某研究小組進一步探究催化劑對合成氨氣的影響。將N2和H2以一定的流速通過兩種不同的催化劑進行反應,相同時間內(nèi)測量逸出氣體中NH3含量,如下圖,從而確定溫度對催化劑的影響。a點___ (填“是”或“不是”)對應溫度下氨氣平衡時的百分含量,說明其理由___。
(2)氨氣的分解反應2NH3N2+3H2 △H<0,,在實際生產(chǎn)中往剛性容器中同時通入氨氣和水蒸氣,測得容器總壓和氨氣轉(zhuǎn)化率隨時間變化結(jié)果如圖所示。
①平衡時,p(H2O)= ___kPa,平衡常數(shù)Kp=_____KPa2(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))。
②反應速率v=v正-v逆=K正p2(NH3)-K逆p(N2)p3(H2),k正、k逆分別為正、逆反應速率常數(shù)。計算a處的=__。
(3)液氨中,2NH3(l)NH2-+NH4+,用Pt電極對液氨進行電解也可產(chǎn)生H2和N2。陰極的電極反應______。
(4)在室溫下用氨水吸收SO2。將含SO2的煙氣通入該氨水中,當溶液顯中性時,溶液中的=____。(已知25℃,Kb(NH3H2O)=1.810-5;Ka1(H2SO3)=.310-2,Ka2(H2SO3)=6.210-8)
【答案】Fe 不是 該反應是放熱反應,根據(jù)線Ⅱ可知,a點對應溫度下的氨氣的平衡體積分數(shù)會更高 80 168.75 8100 2NH3+2e-=H2+2NH2-或2NH4++2e-=H2↑+2NH3 0.62
【解析】
(1)①反應的活化能越高,則反應中活化分子數(shù)越少,反應速率越慢,則合成氨氣反應的速率最慢的反應中,合成氨氣反應的活化能最大,即當Fe作催化劑時活化能最大,
故答案為:Fe;
②該反應是放熱反應,根據(jù)線Ⅱ可知,a點對應溫度下的氨氣的平衡體積分數(shù)會更高,a點不是對應溫度下氨氣平衡時的百分含量;
(2) ①反應開始總壓強為100,反應達到平衡時增大為110,增大了10,說明氨氣反應了10,由于氨氣的轉(zhuǎn)化率為50%,因此反應開始時氨氣的含量為=20%,故水蒸氣占80%;p(H2O)=80kPa;根據(jù)上述分析可知:平衡時n(NH3)=20-10=10,n(N2)=5,n(H2)=15,則根據(jù)平衡常數(shù)的含義,物質(zhì)的量的比等于氣體的壓強比,因此用平衡分壓表示的平衡常數(shù)Kp==168.75;
②可逆反應2NH3N2+3H2達到平衡時,正反應速率與逆反應速率相等,此時氨氣為10,氮氣為5,氫氣為15,v=v正-v逆=K正p2(NH3)-K逆p(N2)p3(H2),===168.75,在a點時壓強為108,則說明此時氨氣、氮氣、氫氣分別為12、4、12,所以====8100;
(3)陰極上氨氣或銨根離子得電子發(fā)生還原反應,電極反應式為2NH3+2e-=H2+2NH2- 或2NH4++2e-=H2↑+2NH3;
(4)將含SO2的煙氣通入該氨水中,當溶液顯中性時,c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,Ka2(H2SO3)=,==。
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【題目】下列物質(zhì)的化學用語表達正確的是( 。
A. 乙烯的結(jié)構簡式:CH2CH2 B. 羥基的電子式:
C. 甲醇的球棍模型: D. 乙酸的實驗式:CH3COOH
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【題目】在1200℃時,天然氣脫硫工藝中會發(fā)生下列反應:
H2S(g)+3/2 O2(g)═SO2(g)+H2O(g) △H1
2H2S(g)+SO2(g)═3/2 S2(g)+2H2O(g) △H2
H2S(g)+1/2 O2(g)═S(g)+H2O(g) △H3
2S(g)═S2(g) △H4
則△H4的正確表達式為( )
A.△H4=3/2(△H1-△H2-3△H3)B.△H4=2/3 (3△H3-△H1-△H2)
C.△H4=3/2(△H1+△H2-3△H3)D.△H4=2/3 (△H1+△H2-3△H3)
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【題目】由N2O和NO反應生成N2和NO2的能量變化如圖所示。若生成0.5molN2,下列說法不正確的是( )
A.反應生成1molN2時轉(zhuǎn)移4mole-
B.反應物能量之和大于生成物能量之和
C.N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g) ΔH=-139kJ·mol-1
D.斷鍵吸收能量之和小于成鍵釋放能量之和
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【題目】元素周期表與元素周期律在學習、研究中有很重要的作用。下表是5種元素的相關信息,W、X都位于第三周期。
元素 | 信息 |
Q | 地殼中含量最高的元素 |
W | 最高化合價為+7價 |
X | 最高價氧化物對應的水化物在本周期中堿性最強 |
Y | 焰色試驗(透過藍色鈷玻璃)火焰呈紫色 |
Z | 原子結(jié)構示意圖為: |
(1)Q在周期表中的位置是__。
(2)W的最高價氧化物對應的水化物的化學式是___。
(3)X單質(zhì)與水反應的離子方程式是__。
(4)金屬性Y強于X,用原子結(jié)構解釋原因:__,失電子能力Y大于X,金屬性Y強于X。
(5)下列對于Z及其化合物的推斷中,正確的是__(填字母)。
A.Z的最低負化合價與W的最低負化合價相同
B.Z的氫化物的穩(wěn)定性弱于W的氫化物的穩(wěn)定性
C.Z的單質(zhì)可與X和W形成的化合物的水溶液發(fā)生置換反應
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【題目】某學習小組根據(jù)高中知識設計如下測定室內(nèi)甲醛含量的裝置(夾持裝置已略)。
I.配制銀氨溶液
(1)盛裝AgNO3溶液的儀器D的名稱_________。
(2)關閉K2和K3,打開K1和分液漏斗活塞,將飽和食鹽水滴入到圓底燒瓶中,當觀察到D中最初生成的白色沉淀恰好完全溶解時,關閉K1和分液漏斗活塞。請寫出A裝置中發(fā)生反應的化學方程式____;飽和食鹽水的用途是_______。
(3)已知銀氨溶液的成分是Ag(NH3)2OH,寫出D中生成銀氨溶液的化學方程式_________ 。
II.測定室內(nèi)空氣中甲醛含量
(4)用熱水浴加熱D,打開K3,將滑動隔板由最左端抽到最右端,吸入1L室內(nèi)空氣,關閉K3,后續(xù)操作是___________。共計進行上述操作十次。
(5)裝置中毛細管的作用是_____________ 。
(6)已知甲醛被銀氨溶液氧化的化學方程式為HCHO+4Ag(NH3)2OH=(NH4)2CO3+4Ag↓+6NH3↑+2H2O,測得共生成Ag 2.16mg。則空氣中甲醛的含量為________mg L-1(空氣中其它物質(zhì)不與銀氨溶液反應)。
(7)該設計裝置存在一個明顯的不足之處是_______。
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【題目】25℃、101kPa時,有以下能量轉(zhuǎn)化圖,下列說法不正確的是( )
A. 轉(zhuǎn)化Ⅱ的熱化學方程式2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-282.9 kJ·mol-1
B. 相同條件下,1mol C(s )和0.5 mol O2(g)總能量高于1mol CO(g)的能量
C. 由C→CO 的熱化學方程式2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221.2 kJ·mol-1
D. CO2(g)分解為C(s)和O2(g)是吸熱反應
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【題目】實驗室用濃鹽酸和制,并以干燥的為原料進行實驗,裝置如下圖所示。
⑴裝置燒瓶中發(fā)生反應的化學方程式為:_________________________________。
⑵裝置、中應盛放的試劑名稱分別為__________、_________;從裝置導出的氣體若不經(jīng)過、裝置而直接進入管,將對實驗產(chǎn)生的不良后果是___________________________。
⑶實驗時,先點燃處的酒精燈,讓氯氣充滿裝置,再點燃處酒精燈,寫出中反應的化學方程式:_________________________________________。
⑷裝置所起的作用是____________________,____________________。
⑸用廉價的石灰乳吸收氯氣可制得漂粉精,寫出工業(yè)制漂粉精反應的化學方程式:
___________________________________________________________________。
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【題目】隨著科學技術的發(fā)展,阿伏加德羅常數(shù)的測定手段越來越多,測定精確度也越來越高,現(xiàn)有一種簡單可行的測定方法,具體步驟為:
(1)將固體NaCl研細、干燥后,準確稱取mgNaCl固體并轉(zhuǎn)移到定容儀器A中。
(2)用滴定管向A儀器中滴加苯,不斷振蕩,繼續(xù)加苯至A儀器的刻度線,計算出NaCl固體的體積為Vcm3。
①步驟(1)中A儀器最好用__________(儀器名稱)。
②步驟(2)中用酸式滴定管好還是堿式滴定管好,__________,理由是______________。
③能否用膠頭滴管代替步驟(2)中的滴定管__________;理由是____________________。
④已知NaCl晶體的結(jié)構如上圖所示,用X射線測得NaCl晶體中靠得最近的Na+與Cl-間的平均距離為acm,則用上述測定方法測得阿伏加德羅常數(shù)NA的表達式為:NA=______mol-1。
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