【題目】合成氨技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的重要途徑,其研究來自正確的理論指導(dǎo),合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)K值和溫度的關(guān)系如表:
溫 度(℃) | 360 | 440 | 520 |
K值 | 0.036 | 0.010 | 0.0038 |
(1)①由上表數(shù)據(jù)可知該反應(yīng)的ΔH_____ 0(填填“>”、“=”或“<”)。
②下列措施能用勒夏特列原理解釋是_____(填序號(hào))。
a.增大壓強(qiáng)有利于合成氨 b.使用合適的催化劑有利于快速生成氨
c.生產(chǎn)中需要升高溫度至500°C左右 d.需要使用過量的N2,提高H2轉(zhuǎn)化率
(2)0.2mol NH3溶于水后再與含有0.2mol H2SO4的稀溶液完全反應(yīng)放熱Q kJ,請(qǐng)你用熱化學(xué)方程式表示其反應(yīng)式:___________________________________。
(3)常溫時(shí),將a mol氨氣溶于水后,再通入b mol氯化氫,溶液體積為1L,且c(NH4+)=c(Cl﹣),則一水合氨的電離平衡常數(shù)Kb=_____(用ab表示)。
(4)原料氣H2可通過反應(yīng) CH4(g)+H2O (g)CO(g)+3H2(g) 獲取,已知該反應(yīng)中,當(dāng)初始混合氣中的恒定時(shí),溫度、壓強(qiáng)對(duì)平衡混合氣CH4含量的影響如圖所示:
①圖中,兩條曲線表示壓強(qiáng)的關(guān)系是:P1_____P2(填“>”、“=”或“<”)。
②其它條件一定,升高溫度,氫氣的產(chǎn)率會(huì)______(填“增大”,“減小”減小,“不變”不變)。
(5)原料氣H2還可通過反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)獲取。
①T℃時(shí),向容積固定為5 L的容器中充入1mol H2O(g)和1mol CO, 反應(yīng)達(dá)平衡后,測(cè)得CO的濃度0.08 mol/L,該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K值為_____。
②保持溫度仍為T℃,容積體積為5L,改變水蒸氣和CO的初始物質(zhì)的量之比,充入容器進(jìn)行反應(yīng),下列描述能夠說明體系處于平衡狀態(tài)的是_____(填序號(hào))。
a.容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變
b.混合氣體的密度不隨時(shí)間改變
c.單位時(shí)間內(nèi)生成a mol CO2的同時(shí)消耗a mol H2
d.混合氣中n(CO):n(H2O):n(CO2):n(H2)=1:16:6:6
【答案】 < ad NH3·H2O(aq)+H2SO4(aq)══NH4HSO4(aq)+H2O(l)ΔH=﹣5Q kJmol﹣1 < 增大 2.25 cd
【解析】(1)①觀察數(shù)據(jù)隨溫度的升高K減小,可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH< 0;②增大平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率,改變條件使平衡正向移動(dòng),可以加壓,降溫,增大N2的濃度,減小氨氣的濃度,但催化劑不能使平衡移動(dòng),所以答案選a、d;(2)0.2mol NH3溶于水后得到0.2mol NH3·H2O,再與含有0.2mol H2SO4的稀溶液完全反應(yīng)生成0.2mol NH4HSO4和水,放熱Q kJ,則生成1mol NH4HSO4時(shí)放出的熱量為﹣5Q kJ,用熱化學(xué)方程式表示其反應(yīng)式為:NH3·H2O(aq)+H2SO4(aq)══NH4HSO4(aq)+H2O(l)ΔH=﹣5Q kJmol﹣1;(3)將a molL-1的氨水與b molL-1的鹽酸等體積混合,反應(yīng)后溶液顯中性,溶液中c(OH-)=1×10-7mol/L,溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=mol/L,混合后反應(yīng)前c(NH3H2O)=mol/L,則反應(yīng)后c(NH3H2O)=(-)mol/L,Kb= ==10-7;(4)①依據(jù)圖象變化分析,相同溫度下,CH4(g)+H2O (g)═CO(g)+3H2(g),反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng),壓強(qiáng)越大,平衡逆向移動(dòng),甲烷平衡含量越高,所以P1<P2;②壓強(qiáng)一定,溫度升高,甲烷平衡含量減小,平衡正向移動(dòng),氫氣的產(chǎn)率會(huì)增大;
(5)①根據(jù)化學(xué)平衡三段式計(jì)算平衡濃度,T℃時(shí),向容積固定為5 L的容器中充入1mol H2O(g)和1mol CO, 反應(yīng)達(dá)平衡后,測(cè)得CO的濃度0.08 mol/L,
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
起始濃度(mol/L) 0.2 0.2 0 0
改變濃度(mol/L) 0.12 0.12 0.12 0.12
平衡濃度(mol/L) 0.08 0.08 0.12 0.12
則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K==2.25;
②化學(xué)平衡狀態(tài),反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率相同,各成分含量保持不變分析選項(xiàng),反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)是氣體體積不變的應(yīng),則a.反應(yīng)過程中和平衡狀態(tài)下壓強(qiáng)相同,容器內(nèi)壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),選項(xiàng)a不符合;b.混合氣體的質(zhì)量守恒,反應(yīng)前后氣體體積不變,反應(yīng)過程中和平衡狀態(tài)下,混合氣體的密度不隨時(shí)間改變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),選項(xiàng)b不符合;c.單位時(shí)間內(nèi)生成a mol CO2的同時(shí)消耗a mol H2 ,說明二氧化碳或氫氣的正逆反應(yīng)速率相同,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),選項(xiàng)c符合;d.混合氣中n(CO):n(H2O):n(CO2):n(H2)=1:16:6:6,依據(jù)反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量相同,可以利用物質(zhì)的量代替濃度計(jì)算濃度商和平衡常數(shù)比較,Q==2.25=K,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),選項(xiàng)d符合。答案選cd。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】硫酸銅可用于消毒、制殺蟲劑、鍍銅等。實(shí)驗(yàn)小組制取CuSO4·5H2O晶體并進(jìn)行熱分解的探究。請(qǐng)回答以下問題:
探究Ⅰ:制取CuSO4·5H2O晶體
小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如下兩種方案:
甲:將銅片加入足量濃硫酸中并加熱
乙:將銅片加入稀硫酸,控溫40~50℃,滴加雙氧水
(1)方案甲發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________,反應(yīng)結(jié)束后有大量白色固體析出。簡(jiǎn)述從中提取CuSO4·5H2O晶體的方法:倒出剩余液體,____________。
(2)方案乙發(fā)生反應(yīng):Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O,該實(shí)驗(yàn)控溫40~50℃的原因是________;與方案甲相比,方案乙的主要優(yōu)點(diǎn)有_________、___________。(寫出2種)
探究Ⅱ:用以下裝置(加熱裝置省略)探究CuSO4·5H2O晶體熱分解產(chǎn)物
已知:CuSO4·5H2O脫水后升高溫度,會(huì)繼續(xù)分解成CuO和氣體產(chǎn)物,氣體產(chǎn)物可能含有SO3、SO2、O2中的1~3種。
(3)稱5.00gCuSO4·5H2O于A中加熱,當(dāng)觀察到A中出現(xiàn)_____________,可初步判斷晶體已完全脫水并發(fā)生分解。加熱一段時(shí)間后,A中固體質(zhì)量為3.00g,則此時(shí)A中固體的成分為___________。
(4)裝置B中迅速生成白色沉淀,說明分解產(chǎn)物中有__________,C裝置的作用是____________。
(5)理論上E中應(yīng)收集到VmL氣體,事實(shí)上體積偏少,可能的原因是______________。(不考慮泄漏等僅器與操作原因)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鈦酸鋇(BaTiO3)在工業(yè)上有重要用途,主要用于制作電子陶瓷、PTC熱敏電阻、電容器等多種電子元件。以下是生產(chǎn)鈦酸鋇的一種工藝流程圖:
已知:①草酸氧化鈦鋇晶體的化學(xué)式為BaTiO(C2O4)2·4H2O;
②25℃時(shí),BaCO3的溶度積Ksp=2.58×10-9;
(1)BaTiO3中Ti元素的化合價(jià)為:__________。
(2)用鹽酸酸浸時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為: __________。
(3)流程中通過過濾得到草酸氧化鈦鋇晶體后,為提高產(chǎn)品質(zhì)量需對(duì)晶體洗滌。
①過濾操作中使用的玻璃儀器有_____________________。
②如何證明晶體已洗凈?_______________________。
(4)TiO2具有很好的散射性,是一種有重要用途的金屬氧化物。工業(yè)上可用TiCl4水解來制備,制備時(shí)需加入大量的水,同時(shí)加熱,其目的是:_______________。
(5)某興趣小組取19.70gBaCO3模擬上述工藝流程制備BaTiO3,得產(chǎn)品13.98g,BaTiO3的產(chǎn)率為:________。
(6)流程中用鹽酸酸浸,其實(shí)質(zhì)是BaCO3溶解平衡的移動(dòng)。若浸出液中c(Ba2+)=0.1mol/L,則c(CO32-)在浸出液中的最大濃度為__________ mol/L。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】以CH2=C(CH3)2和為原料可制備香料E(C11H12O2),其合成路線如下:
已知C 能發(fā)生銀鏡反應(yīng),D能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。請(qǐng)回答下列問題:
(1) 根據(jù)系統(tǒng)命名法有機(jī)物CH2=C(CH3)2的名稱為___________;
(2) C 中能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的官能團(tuán)名稱是___________;
(3) ⑤的反應(yīng)類型是_________;
(4) 寫出⑥反應(yīng)的化學(xué)方程式:__________________;
(5) 含苯環(huán)的的同分異構(gòu)體有______種(不包含),其中核磁共振氫譜圖有4 組峰且能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)的有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________;
(6) 參照上述合成路線設(shè)計(jì)一條由乙烯制備聚乙二酸乙二酯的合成路線(無需注明反應(yīng)條件)______。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】A、B、X、Y和Z是原子序數(shù)依次遞增的短周期元素,其中A與Y同主族,X與Z同主族,B和X均可與A形成10電子的化合物;B與Z的最外層電子數(shù)之比為2:3,化合物Y2X2與水反應(yīng)生成X的單質(zhì),所得溶液可使酚酞變紅。請(qǐng)回答下列問題。
(1)Z的原子結(jié)構(gòu)示意圖為_______,化合物BA4的電子式為__________。
(2)化合物Y2X2中含有的化學(xué)鍵類型有________________________。
(3)化合物A2X和A2Z中,沸點(diǎn)較高的是_________(填化學(xué)式),其主要原因是______。
(4)A與X和A與Z均能形成18個(gè)電子的化合物,此兩種化合物發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】298 K、101kPa時(shí),N2與H2反應(yīng)過程中能量變化的曲線圖,下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A. 加入催化劑,不能改變?cè)摶瘜W(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱
B. b曲線是加入催化劑時(shí)的能量變化曲線
C. 該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ/mol
D. 在常溫、體積一定的條件下,通入1 mol N2和3 mol H2,反應(yīng)后放出的熱量為92 kJ
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】N2O和CO是環(huán)境污染性氣體,可在Pt2O+ 表面轉(zhuǎn)化為無害氣體,其反應(yīng)原理為N2O(g) + CO(g)CO2(g) + N2(g) ΔH,有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)變化過程及能量變化過程如下。下列說法不正確的是
A. ΔH = ΔH1 + ΔH2
B. ΔH = 226 kJ/mol
C. 該反應(yīng)正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能
D. 為了實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化需不斷向反應(yīng)器中補(bǔ)充 Pt2O+ 和 Pt2O2+
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氮元素也與碳元素一樣存在一系列氫化物,如NH3、N2H4、N3H5、N4H6等。請(qǐng)回答下列有關(guān)問題:
(1)上述氮的系列氫化物的通式為____________。
(2)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ·mol-1,查閱文獻(xiàn)資料,化學(xué)鍵鍵能如下表:
化學(xué)鍵 | H-H | N=N | N-H |
E/kJ·mol-1 | 436 | 946 | 391 |
①氨分解反應(yīng)NH3(g) N2(g)+ H2(g)的活化能Ea1=300kJ·mol-1,則合成氨反應(yīng) N2(g)+ H2(g)NH3(g)的活化能Ea2=___________。
②氨氣完全燃燒生成氮?dú)夂蜌鈶B(tài)水的熱化學(xué)方程式為__________________________。
③如右圖是氨氣燃料電池示意圖。a電極的電極反應(yīng)式為________________。
(3)已知NH3·H2O為一元弱堿。N2H4·H2O為二元弱堿,在水溶液中的一級(jí)電離方程式表示為:N2H4·H2O+H2ON2H5·H2O++OH-。則可溶性鹽鹽酸肼(N2H6Cl2)第一步水解的離子方程式為__________________;溶液中離子濃度由大到小的排列順序?yàn)?/span>___________________。
(4)通過計(jì)算判定(NH4)2SO3溶液的酸堿性(寫出計(jì)算過程)________________________。(已知:氨水Kb=1.8×10-5;H2SO3 Ka1=1.3×10-2Ka2=6.3×10-8)。
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