【題目】運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究碳、氮、硫的單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)對(duì)緩解環(huán)境污染、能源危機(jī)具有重要意義。

I.氨為重要的化工原料,有廣泛用途。

(1)合成氨中的氫氣可由下列反應(yīng)制。

a. CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) H1=+216.4kJ/mol

b. CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H2=-41.2kJ/mol

則反應(yīng)CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) H= _____________

(2)起始時(shí)投入氮?dú)夂蜌錃獾奈镔|(zhì)的量分別為1mol、3mol,在不同溫度和壓強(qiáng)下合成氨。平衡時(shí)混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖。

①恒壓時(shí),反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是_____________(填序號(hào))

A.的轉(zhuǎn)化率相等 B.反應(yīng)體系密度保持不變

C.保持不變 D.

②P1_____P2 (“>”“=”不確定,下同);反應(yīng)的平衡常數(shù):B點(diǎn)_______D點(diǎn)。

C點(diǎn)的轉(zhuǎn)化率為________;在A、B兩點(diǎn)條件下,該反應(yīng)從開始到平衡時(shí)生成氮?dú)獾钠骄俾剩?/span>υ(A)__________υ(B)。

.用間接電化學(xué)法去除煙氣中NO的原理如下圖所示。

已知陰極室溶液呈酸性,則陰極的電極反應(yīng)式為_____________。反應(yīng)過程中通過質(zhì)子交換膜(ab)2mol時(shí),吸收柱中生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_____________L。

【答案】+175.2kJ/mol BC < > 66.7% < 2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O 11.2

【解析】

I.(1)則將a+b可得CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) H;

(2)①起始時(shí)投入氮?dú)夂蜌錃夥謩e為1mol、3mol,在不同溫度和壓強(qiáng)下合成氨,達(dá)到平衡時(shí),正、逆反應(yīng)速率相等,各物質(zhì)的濃度不變,氣體的總物質(zhì)的量不變,以此判斷;

②增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),平衡混合氣體中氨氣的百分含量增大;升高溫度,平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減;

③起始時(shí)投入氮?dú)夂蜌錃夥謩e為1mol3mol,反應(yīng)的方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)C點(diǎn)氨氣的含量為50%,結(jié)合方程式計(jì)算;壓強(qiáng)越大、溫度越高,反應(yīng)速率越快;

II.根據(jù)圖示可知,陰極通入的SO32-發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成S2O42-,結(jié)合溶液為酸性書寫陰極反應(yīng)式;寫出電解池的總反應(yīng),根據(jù)通過的氫離子物質(zhì)的量可知轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量,吸收柱中生成的氣體為氮?dú),然后利用電子守恒?jì)算氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量,最后根據(jù)V=nVm計(jì)算標(biāo)況下體積。

I.(1)已知a.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)H=+216.4kJ/mol

b.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)H=-41.2kJ/mol

則將a+b,可得CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) H=+216.4-41.2kJ/mol=+175.2kJ/mol

(2)A.N2H2的起始物料比為13,且按照13反應(yīng),則無論是否達(dá)到平衡狀態(tài),轉(zhuǎn)化率都相等,N2H2轉(zhuǎn)化率相等不能用于判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài),A錯(cuò)誤;

B.氣體的總質(zhì)量不變,由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),恒壓條件下,當(dāng)反應(yīng)體系密度保持不變時(shí),說明體積不變,則達(dá)到平衡狀態(tài),B正確;

C.保持不變,說明氫氣、氨氣的濃度不變,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),C正確;

D.達(dá)平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度保持不變,但不一定等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,不能確定反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),D錯(cuò)誤;

故合理選項(xiàng)是BC;

②由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),平衡混合氣體中氨氣的百分含量增大,由圖象可知P1<P2,該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小,則反應(yīng)平衡常數(shù):B點(diǎn)>D點(diǎn);

③起始時(shí)投入氮?dú)夂蜌錃夥謩e為1mol、3mol,反應(yīng)的方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)C點(diǎn)氨氣的含量為50%,設(shè)轉(zhuǎn)化N2物質(zhì)的量為xmol,則

N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)

起始:1mol 3mol 0

轉(zhuǎn)化:x mol 3xmol 2xmol

平衡:(1-x)mol (3-3x)mol 2xmol

×100%=50%,解得x=,則C點(diǎn)H2的轉(zhuǎn)化率為=66.7%,B點(diǎn)的壓強(qiáng)、溫度都比A點(diǎn)高,壓強(qiáng)越大、溫度越高,反應(yīng)速率越大,所以υ(A)<υ(B);

II.根據(jù)圖示可知,陰極通入的SO32-發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成S2O42-,則陰極反應(yīng)式為:2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O;電解池的陽極水電離出的氫氧根離子放電生成氧氣,發(fā)生反應(yīng)為:2H2O-4e-=4H++O2,則電解池中總反應(yīng)為:4SO32-+4H+2S2O42-+2H2O+O2,即轉(zhuǎn)移4mol電子時(shí)有4mol氫離子通過質(zhì)子交換膜,則反應(yīng)過程中通過質(zhì)子交換膜(ab)的H+2mol時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol,生成1molS2O42-,圖示NO吸收柱中S2O42-失去電子被氧化成SO32-,NO得到電子被還原成N2,根據(jù)得失電子守恒可知,吸收柱中生成N2的物質(zhì)的量為:n(N2)==0.5mol,標(biāo)況下0.5mol氮?dú)獾捏w積為:22.4L/mol×0.5mol=11.2L。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】AB、CD四物質(zhì)有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(反應(yīng)條件和部分產(chǎn)物已略去)A BCD。回答下列問題:

(1)A為氣態(tài)氫化物和D能通過化合反應(yīng)生成一種鹽,則:

①簡(jiǎn)述檢驗(yàn)A氣體的方法_________________________________________;

②寫出D制備B的離子方程式_________________________________________;

③寫出由A生成B的化學(xué)方程式_________________________________________;

④某同學(xué)用干燥的圓底燒瓶收集一瓶A氣體,用滴入酚酞的水做噴泉實(shí)驗(yàn),能觀察到美麗的紅色噴泉。用方程式解釋噴泉呈紅色的原因______________________________;

(2)AB反應(yīng)能生成一種淡黃色固體單質(zhì)。寫出B→C的化學(xué)方程式_____________

(3)A是金屬單質(zhì),C是一種淡黃色固體。寫出C的電子式________說出C的一種用途_______。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】納米Fe3O4晶體材料可以作為核磁共振造影增強(qiáng)劑,用于疾病的診斷和治療,其制備過程如圖所示,下列敘述不合理的是

A. 在反應(yīng)②中,的作用可能是促進(jìn)氯化鐵水解

B. 直接加熱FeCl3溶液也可以得到Fe3O4

C. 反應(yīng)③的化學(xué)方程式是6FeOOH+CO=2Fe3O4+3H2O+CO2

D. 納米四氧化三鐵形成的分散系,有可能產(chǎn)生丁達(dá)爾效應(yīng)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】Ba(NO3)2可用于生產(chǎn)煙花。某主要生產(chǎn)BaCl2BaCO3、BaSO4的化工廠利用某種鋇泥[主要含有BaCO3Ba(FeO2)2、極少量CuCO3]制取Ba(NO3)2晶體,其部分工藝流程如下:

已知:Fe3+Fe2+以氫氧化物形式沉淀完全時(shí),溶液的pH分別為3.29.7。

(1)酸溶時(shí)不使用濃硝酸的原因是_________________________________。

(2)酸溶后溶液中pH=1,Ba(FeO2)2HNO3的反應(yīng)化學(xué)方程式為__________________。

(3)該廠結(jié)合本廠實(shí)際,中和選用的X____________(填化學(xué)式);中和使溶液中______(填離子符號(hào))的濃度減少(中和引起的溶液體積變化可忽略)

(4)濾液得到Ba(NO3)2晶體的操作依次為_________、_________、過濾。

(5)該廠生產(chǎn)的Ba(NO3)2晶體含有少量Cu2+;瘜W(xué)上通過惰性電極電解法富集Cu時(shí),發(fā)現(xiàn)電解裝置的陰極還有少量使紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體生成。生成該氣體的電極反應(yīng)為______________________________。

(6)Ba2+致死量為355mg/kg。誤食Ba2+可以服用MgSO4溶液解毒,涉及到的離子反應(yīng)方程式為___________;為了減少環(huán)境污染,請(qǐng)對(duì)上述流程中不合理的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn),改進(jìn)措施是__________________

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】25、101 kPa下,2g氫氣燃燒生成液態(tài)水,放出285.8kJ熱量,表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是(

A. 2H2(g)+O2(g) == 2H2O(1) H= ―285.8kJ/mol

B. 2H2(g)+ O2(g) == 2H2O(1) H= +571.6 kJ/mol

C. 2H2(g)+O2(g) == 2H2O(g) H= ―571.6 kJ/mol

D. H2(g)+1/2O2(g) == H2O(1) H= ―285.8kJ/mol

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】芳香族化合物A()是重要的有機(jī)化工原料。由A制備有機(jī)化合物F的合成路線(部分反應(yīng)條件略去)如下圖所示:

1A的分子式是______,B含有的官能團(tuán)的名稱是_________

2D→E的反應(yīng)類型是_________。

3)已知G能與金屬鈉反應(yīng),則G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________

4)寫出E→F的化學(xué)方程式:_________。

5)龍膽酸D的同分異構(gòu)體有多種,符合下列條件的有___種。寫出其中一種核磁共振氫譜有六組峰的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:____。

①能發(fā)生銀鏡反應(yīng);②與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng);③1mol該物質(zhì)能與2mol Na2CO3反應(yīng)。

6)已知:。參照上述合成路線,設(shè)計(jì)一條以苯酚、乙醇為原料制備龍膽酸乙酯()的合成路線(無機(jī)試劑任用)。_________

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】我國(guó)科學(xué)家研制出一種催化劑,能在室溫下高效催化空氣中HCHO的氧化,其反應(yīng)如下:HCHOO2CO2H2O。下列有關(guān)說法正確的是(

A. HCHO含有的官能團(tuán)為羧基

B. CO2分子是由極性鍵形成的極性分子

C. HCHO分子中既含σ鍵又含π

D. 每生成18 g H2O消耗22.4 L O2

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】鐵鉻氧化還原液流電池是一種低成本的儲(chǔ)能電池,電池結(jié)構(gòu)如圖所示,工作原理為Fe3++Cr2+Fe2++Cr3+。下列說法正確的是(

A. 電池放電時(shí),a極的電極反應(yīng)式為Fe3++3e===Fe

B. 電池放電時(shí),電路中每通過0.1 mol電子,Fe3+濃度降低0.1 mol·L1

C. 電池充電時(shí),Cla極穿過選擇性透過膜移向b

D. 電池充電時(shí),b極的電極反應(yīng)式為Cr3++e===Cr2+

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下表是元素周期表的一部分,除標(biāo)出的元素外,表中的每個(gè)編號(hào)表示一種元素,請(qǐng)根據(jù)要求回答下列問題。

   族

周期   

A

A

A

A

A

A

A

2

3

(1)①和②兩種元素的非金屬性強(qiáng)弱關(guān)系是:①________(”)。

(2)③和⑥兩種元素形成的化合物中含有的化學(xué)鍵為__________(離子鍵共價(jià)鍵”)

(3)元素②和⑤組成的化合物屬于_________(酸性”“堿性兩性”)氧化物。

(4)工業(yè)上冶煉元素④所形成的單質(zhì),其相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案