【題目】氮及其化合物在工業(yè)上有重要用途。請回答下列有關(guān)問題:
(1)已知N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH =+180.5kJ·mol-1,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH =-92.4kJ·mol-1,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH =-483.6kJ·mol-1,寫出氨氣經(jīng)催化氧化完全生成一氧化氮和水蒸氣的熱化學(xué)方程式為_________
(2)在一定體積的密閉容器中,進行如下化學(xué)反應(yīng):N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),在恒溫恒壓下判斷該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是______(填序號);
A.2v(H2)(正)=3v(NH3)(逆) B.2v(N2) (正)=v(H2) (逆)
C.容器內(nèi)壓強保持不變 D.混合氣體的密度保持不變
(3)在有氧條件下,新型催化劑M能催化與生成。將一定比例的、和的混合氣體,勻速通入裝有催化劑M的反應(yīng)器中反應(yīng)(裝置見圖)。
反應(yīng)相同時間的去除率隨反應(yīng)溫度的變化曲線如圖所示,在范圍內(nèi)隨著溫度的升高,的去除率先迅速上升后上升緩慢,迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大,與溫度升高共同使去除反應(yīng)速率迅速增大,上升階段緩慢主要是____________;當(dāng)反應(yīng)溫度高于時,的去除率迅速下降的原因可能是_________。
(4)如圖為利用肼—空氣燃料電池電解硫酸銅溶液的示意圖。
左圖負(fù)極反應(yīng)式為:___________。當(dāng)上圖陰極上放出2.24L氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況時,圖中硫酸銅溶液的pH=______(溶液體積變化忽略不計)。
(4)工業(yè)上生產(chǎn)尿素的化學(xué)方程式為:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(l)。在T℃,體積為4L的密閉容器中,通入6mol NH3和3mol CO2 。10min反應(yīng)達到平衡,達到平衡時,c(NH3)=0.5mol·L-1。則10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率υ(CO2)=_______mol·L-1·min-1。若此時保持T℃和平衡時容器的壓強不變,再向體積可變的容器中充入3mol NH3,則此時反應(yīng)的v正____ v逆(填“>”“<”或“=”)。
【答案】4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H=905.0kJ/mol AC 迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大,與溫度升高共同使NOx去除反應(yīng)速率迅速增大 上升階段緩慢主要是溫度升高引起的NOx去除反應(yīng)速率增大但是催化劑活性下降,氨氣在該條件下與氧氣反應(yīng)生成NO N2H44e+4OH=N2↑+4H2O PH=0 0.05 <
【解析】
(1)根據(jù)已知熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算,由蓋斯定律①×2-②×2+③×3得得到反應(yīng)的焓變,寫出對應(yīng)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式;
(2)根據(jù)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)判斷,平衡標(biāo)志最根本的依據(jù)是正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,反應(yīng)混合物中各組分的含量保持不變.
(3)在一定溫度范圍內(nèi)催化劑活性較大,超過其溫度范圍,催化劑活性降低;在溫度、催化劑條件下,氨氣能被催化氧化生成NO。
(4)用N2H4燃料電池電解硫酸銅溶液的裝置如圖所示,左邊為燃料原電池裝置,通入N2H4的電極為負(fù)極,N2H4失電子發(fā)生氧化反應(yīng),反應(yīng)式為N2H44e+4OH=N2↑+4H2O,通入空氣的電極為正極,氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),反應(yīng)式為O2+2H2O+4e=4OH;右邊為電解池,與負(fù)極相連的銅為陰極,反應(yīng)式先Cu2++2e=Cu,后2H++2e=H2↑,與碳棒電極相連的為陽極,反應(yīng)式2H2O4e=4H++O2↑,據(jù)此分析。
(5)2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(l),利用氨氣濃度的變化量求出氨氣的速率,利用氨氣和二氧化碳的速率之比滿足計量數(shù)之比,計算出二氧化碳的速率,根據(jù)平衡常數(shù)計算,濃度商QC與K的關(guān)系判斷反應(yīng)方向。
(1)已知N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.5kJ/mol①N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=92.4kJ/mol②2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=483.6kJ/mol③,由蓋斯定律①×2②×2+③×3得:4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)△H=905.0kJ/mol,故答案為:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H=905.0kJ/mol;
(2)A. 不同物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比是平衡狀態(tài),能證明正逆反應(yīng)速率相等,故A正確;
B. 不同物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比是平衡狀態(tài),2v(N2)(正)=v(H2)(逆)不是平衡狀態(tài),故B錯誤;
C. 容器內(nèi)壓強不變,氣體的物質(zhì)的量不變,該反應(yīng)達平衡狀態(tài),故C正確;
D. 如果是在密閉容器中反應(yīng),質(zhì)量不變,體積不變,密度始終不變,故D錯誤;
AC正確,故答案選:AC。
(3)在一定溫度范圍內(nèi)催化劑活性較大,超過其溫度范圍,催化劑活性降低,根據(jù)圖知,
迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大,與溫度升高共同使NOx去除反應(yīng)速率迅速增大;上升階段緩慢主要是溫度升高引起的NOx去除反應(yīng)速率增大但是催化劑活性下降;在溫度、催化劑條件下,氨氣能被催化氧化生成NO,當(dāng)反應(yīng)溫度高于380℃時,NOx的去除率迅速下降的原因可能是氨氣在該條件下與氧氣反應(yīng)生成NO,故答案為:迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大,與溫度升高共同使NOx去除反應(yīng)速率迅速增大;上升階段緩慢主要是溫度升高引起的NOx去除反應(yīng)速率增大但是催化劑活性下降,氨氣在該條件下與氧氣反應(yīng)生成NO;
(4)通入N2H4的電極為負(fù)極,N2H4失電子發(fā)生氧化反應(yīng),1個N2H4失去4個電子,反應(yīng)式為N2H44e+4OH=N2↑+4H2O;與負(fù)極相連的銅為陰極,電極反應(yīng)式先Cu2++2e=Cu,后2H++2e=H2↑陰極產(chǎn)生標(biāo)況下的氣體2.24L的氣體為氫氣,其物質(zhì)的量為n===0.1mol,根據(jù)轉(zhuǎn)移電子數(shù)和氫氣的物質(zhì)的量之比為2:1,第二步轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為0.2mol,第一步轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量也為0.2mol,共轉(zhuǎn)移0.4mol電子,第一步總反應(yīng)為2CuSO4+2H2O= 2Cu+O2+2H2SO4,第二部分為電解水,轉(zhuǎn)移4mol電子生成2mol硫酸,故轉(zhuǎn)移0.2mol電子生成硫酸的物質(zhì)的量為0.1mol,硫酸中氫離子的物質(zhì)的量為0.2mol,氫離子的濃度為==1mol/L,PH=0,故答案為:N2H44e+4OH=N2↑+4H2O;PH=0;
(5)初始狀態(tài)6mol NH3和3mol CO2,體積為4L,則濃度為c(NH3)===1.5mol/L,c(CO2)===0.75mol/L,10min反應(yīng)達到平衡,達到平衡時,c(NH3)=0.5mol·L-1,v(NH3)===0.1mol/(L·min),由于氨氣與二氧化碳的速率之比等于化學(xué)計量時之比,故v(CO2)=v(NH3)=0.5×0.1mol/(L·min)=0.05 mol/(L·min);由題意建立如下三段式:
2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(l)
起始(mol/L) 1.5 0.75
變化(mol/L) 1.0 0.5
平衡(mol/L) 0.5 0.25
溫度不變,平衡常數(shù)不變,平衡時c(NH3)=0.5molL1,c(CO2)=0.25molL1,則反應(yīng)的平衡常數(shù)K===16;同溫同壓下,體積比等于物質(zhì)的量之比,若此時保持T℃和平衡時容器的壓強不變,再向體積可變的容器中充入3molNH3,容器體積為VL,則=,解得:V=8L,此時Qc===20.48>16=K,說明此時平衡向著逆向移動,則V正<V逆,故答案為:0.05;<。
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【題目】下列化合物中,既顯酸性,又能發(fā)生酯化反應(yīng)和消去反應(yīng)的是( 。
A.
B.CH3CH=CHCOOH
C.
D.
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【題目】氯化亞銅(CuCl)廣泛應(yīng)用于化工等行業(yè),其難溶于醇和水,可溶于氯離子濃度較大的體系,在潮濕空氣中易水解氧化。以海綿銅(主要成分Cu和少量CuO)為原料,采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝流程如圖所示:
下列說法正確的是
A.步驟①,為加快海綿銅的溶解速度,可將其進行適當(dāng)粉碎并用大火持續(xù)加熱
B.步驟③主要離子方程式:H2O+2Cu2++SO32-+2Cl-=CuCl↓+SO42-+2H+
C.步驟⑤包括用pH=2的酸洗、水洗兩步操作,為了防止CuCl被氧化,故不采用硝酸,而應(yīng)采用硫酸或鹽酸
D.步驟⑥中醇洗主要目的是去除CuCl表面水分,但在步驟⑦中仍需要烘干,故節(jié)約成本可刪除醇洗操作
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【題目】為紀(jì)念迪米特里·門捷列夫發(fā)明的元素周期表誕生150周年,聯(lián)合國大會宣布2019年是“國際化學(xué)元素周期表年”.元素周期表是科學(xué)界最重要的成就之一,表是元素周期表的一部分,其中每個數(shù)字序號代表一種短周期元素.
請按要求回答下列問題:
(1)將①、②和③三種元素相比較,非金屬性最強的是(填元素符號)______;用原子結(jié)構(gòu)解釋原因,理由是:_________
(2)元素②與⑥的氫化物的穩(wěn)定性順序為________(填化學(xué)式);
(3)元素②與元素④能形成原子個數(shù)比為1:1的化合物Y,Y在常溫下為固態(tài),焰色反應(yīng)為黃色,Y與①的最高價氧化物反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________
(4)元素④和元素⑤的最高價氧化物對應(yīng)的水化物在溶液中相互反應(yīng)的離子方程式是___
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【題目】幾種有機物的相互轉(zhuǎn)化如圖:
請回答:
(1)乙烯的電子式是_____________
(2)反應(yīng)①的反應(yīng)類型是__________
(3)X→Y的方程式是______________________
(4)X+Z→W的方程式是_____________,實驗室常用圖所示的裝置實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)化
①試管b中一般加入____溶液
②從試管b中分離出W的方法是___________
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【題目】已知A--F六種有機化合物是重要的有機合成原料,結(jié)構(gòu)簡式見下表,請根據(jù)要求回答下列問題:
化合物 | A | B | C |
結(jié)構(gòu)簡式 | |||
化合物 | D | E | F |
結(jié)構(gòu)簡式 |
寫出符合下列條件的A的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式: ______ 。
A.核磁共振氫譜有4組峰
B.能發(fā)生水解反應(yīng)
C.在加熱條件下能夠與新制的氫氧化銅懸濁液生成磚紅色沉淀
化合物B是制取抗心律失常藥物--氟卡尼的中間體,下列有關(guān)描述不正確的是______ 填字母。
A.能與氯化鐵溶液顯色分子中含有羧基、羥基等官能團
C.能與溴水反應(yīng)能與碳酸鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳
化合物B在一定條件下,可以與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng),則1mol化合物B最多需要NaOH的物質(zhì)的量為 ______ 。
化合物C與D在一定條件下發(fā)生如下轉(zhuǎn)化得到高分子化合物Z,部分產(chǎn)物已略去。
反應(yīng)中D與按物質(zhì)的量1:1反應(yīng)生成Y,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ______ 。
化合物D與銀氨溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式有機物用結(jié)構(gòu)簡式表示: ______ 。
化合物F是合成克矽平的原料之一,克矽平是一種治療矽肺病的藥物,其合成路線如下反應(yīng)均在一定條件下進行:
反應(yīng)是原子利用率的反應(yīng),則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ______ ;
上述轉(zhuǎn)化關(guān)系中沒有涉及的反應(yīng)類型是 ______ 填代號。
加成反應(yīng)消去反應(yīng)還原反應(yīng)氧化反應(yīng)加聚反應(yīng)取代反應(yīng)。
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【題目】將一定質(zhì)量的鎂鋁混合物投入200 mL硫酸中,固體全部溶解后,向所得溶液中加入5 mol/L的NaOH溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量n與加入NaOH溶液的體積V的變化如圖所示。
(1)寫出Al與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________;
(2)鎂和鋁的總質(zhì)量為________g;
(3)b點溶液中的溶質(zhì)為__________,硫酸的物質(zhì)的量濃度為___________ mol/L;
(4)生成的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為__________L;
(5)c點溶液中通入足量的CO2的反應(yīng)化學(xué)方程式為___________。
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【題目】以下是一些原子的2p能級和3d能級中電子排布的情況。其中違反了洪特規(guī)則的是( )
A. ① B. ①③ C. ②④⑤ D. ③④⑤
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列指定反應(yīng)的離子方程式不正確的是
A.向鐵制器具上電鍍銅,陰極的電極反應(yīng)為:Cu2++2e-=Cu
B.電解飽和食鹽水獲取燒堿和氯氣:2Cl-+2H2OH2↑+Cl2↑+2OH-
C.飽和Na2CO3溶液與CaSO4固體反應(yīng):CO32-(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+SO42-(aq)
D.向氫氧化鋇溶液中加入稀硫酸:Ba2++OH-+H++SO42- =BaSO4↓+H2O
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