【题目】已知:氮气和氢气合成氨反应为:N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=﹣92kJmol﹣1请回答下列问题:
(1)取1mol N2(g)和3molH2(g)充入一密闭容器中,一定条件下进行反应并达平衡时,测得反应放出的热量92kJ(填“大于”、“等于”或“小于”),原因是;若升高温度,上述反应中△H(填“变大”、“变小”或“不变”).
(2)已知:分别破坏1molN﹣H键、1mol H﹣H键需要吸收的能量为:391kJ、436kJ,则破坏1mol N≡N键需要吸收的能量为 .
(3)一定条件下,向体积为2L的恒容密闭容器中充入1molNH3(g) 并发生上述反应.半分钟后反应达到平衡,测得v(NH3)=0.40mol/(Lmin),则上述合成氨反应的平衡常数为 .
(4)向三个体积均为1L的恒容密闭容器中分别充入1molN2和3molH2 , 当分别只改变其中一个外界条件时使反应达到平衡,测得氨的体积分数随时间的变化如图所示.
上述图像中,只改变温度的为(填“I”“II”“III”,下同),只改变压强的为 , 只改变催化剂的为 .
(5)若把标准状况下8.96L氨气通入到100g9.8%的硫酸溶液中并完全吸收,所得溶液中离子浓度从大到小的顺序是 .
(6)常温下,向浓度均为0.1mol/L的MgCl2、FeCl3和AlCl3混合溶液中通入NH3至过量,最先生成沉淀的化学式为 , 当pH=时,开始生成Mg(OH)2沉淀. (已知:Ksp[Mg(OH)2]=1.0×10﹣13; Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10﹣40;Ksp[Al(OH)3]=1.0×10﹣33)
【答案】
(1)小于;由于是可逆反应,1mol N2 和3mol H2 放在密闭容器中不可能完全转化为2mol的氨气,所以放出热量一定小于92.0 kJ;不变
(2)946 kJ/mol
(3)
(4)Ⅰ;Ⅲ;Ⅱ
(5)c(NH+)>c(SO42﹣)>c(OH﹣)>c(H+)
(6)Fe(OH)3;6
【解析】解:(1)N2 和H2反应生成2mol NH3时放出的热量为92.0kJ,是指1mol氮气和1mol的氢气完全反应生成2mol的氨气放出的热量为92.0kJ,1mol N2 和3mol H2 放在密闭容器中不可能完全转化为氨气,所以放出热量一定小于92.0 kJ,反应热△H与物质的化学计量数有关,物质的化学计量数不变,热化学方程式中反应热不变,所以答案是:小于;由于是可逆反应,1mol N2 和3mol H2 放在密闭容器中不可能完全转化为2mol的氨气,所以放出热量一定小于92.0 kJ;不变;(2)设N≡N的键能为x,
对于反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=﹣92.0kJ/mol,
反应热=反应物的总键能﹣生成物的总键能,故x+3×436kJ/mol﹣2×3×391kJ/mol=﹣92.0kJ/mol
解得:x=946 kJ/mol,
所以答案是:946 kJ/mol;
·(3)平衡时,
2NH3(g) | N2(g)+ | 3H2(g) | ||
开始(mol/L) | 0.5 | 0 | 0 | |
转化(mol/L) | 0.5×0.40 | 0.1 | 0.3 | |
平衡(mol/L) | 0.3 | 0.1 | 0.3 |
K= =
;
则上述合成氨反应的平衡常数K= =
所以答案是: (4)图像Ⅰ是改变温度,升温反应速率加快,达到平衡时间短,反应放热,平衡逆向移动,故T2>T1;
图像Ⅱ是加催化剂,催化剂只改变反应速率,平衡状态不改变;
图像Ⅲ改变压强,增大压强反应速率加快,平衡正向移动,故P1>P2 .
所以答案是:Ⅰ;Ⅲ;Ⅱ;(5)标准状况下8.96L氨气即0.4mol氨气通入到100g9.8%的硫酸溶液即0.1mol的硫酸溶液中:生成0.1mol(NH4)2SO4 , 过量0.2molNH3H2O,所以c(NH+)最大,c(H+)最小,所得溶液中离子浓度从大到小的顺序是c(NH+)>c(SO42﹣)>c(OH﹣)>c(H+),
所以答案是:c(NH+)>c(SO42﹣)>c(OH﹣)>c(H+);(6)根据Al(OH)3、Mg(OH)2、Fe(OH)3的溶度积常数,在25℃下,向浓度均为0.1molL﹣1的AlCl3、MgCl2和FeCl3混合溶液中通入NH3至过量,三种离子开始沉淀时的OH﹣浓度分别是: =1.0×10﹣13<
=2.15×10﹣11<
=1.0×10﹣6 , 加入相同的浓度的氨水,Fe(OH)3最先析出;pH=﹣lg(1.0×10﹣6)=6,故当pH=6时,开始生成Mg(OH)2沉淀,
所以答案是:Fe(OH)3;6.
【考点精析】解答此题的关键在于理解反应热和焓变的相关知识,掌握在化学反应中放出或吸收的热量,通常叫反应热,以及对化学平衡的计算的理解,了解反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%;产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%.
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【题目】将足量的CO2不断通入NaOH、Ca(OH)2、NaAlO2的混合溶液中〔已知NaAlO2与CO2反应生成Al(OH)3〕,则生成沉淀的物质的量与通入CO2的体积的关系可表示为( )
A. B.
C. D.
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【题目】粉煤灰(主要含有SiO2、Fe2O3、Al2O3等)是燃煤发电过程中产生的废渣,粉煤灰的综合利用具有很大的价值.
Ⅰ.研究人员通过实验对粉煤灰中铝和铁元素的分离工艺进行了研究.
(1)以硫酸溶液分解粉煤灰,使其中的铝、铁元素溶出,过滤实现初步分离.
①写出硫酸溶液与Fe2O3反应的离子方程式 .
②初步分离得到的滤渣主要成分是 .
(2)向(1)分离所得的滤液中加入还原剂使Fe3+转化为Fe2+ , 结合表分析其原因 .
物质 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 |
沉淀区间(pH) | 7.06~8.95 | 1.94~3.20 | 3.69~4.8 |
(3)使用碱性较弱的氨水为pH调节剂,进行分离实验.
①氨水使滤液中铝离子沉淀的离子方程式为 .
②反应终点的pH对铝和铁分离效果的影响如图1.根据实验结果,为达到好的分离效果,反应过程中控制pH的范围是 , 选择该范围的理由是 .
(4)Ⅱ.NH4HSO4和H2SO4按物质的量比1:1混合配制成浸取液,220℃时,可将高铝粉煤灰中Al2O3转化为硫酸铝铵[NH4Al(SO4)2],然后分离、煅烧获得纯Al2O3 .
已知硫酸铝铵:①溶解度:0℃时,S=5.2g;100℃时,S=421.9g.
②280℃时分解.
依据资料可知,将硫酸铝铵与其他溶质分离的方法是 .
(5)煅烧NH4Al(SO4)2同时得到混合气体(NH3、N2、SO2、SO3、H2O).若16mol混合气体按图2装置被完全吸收制得浸取液,请将图2中试剂及其物质的量补充完整.
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【题目】25℃时,溶质浓度均为0.1mol/L的下列溶液中粒子浓度关系正确的是已知:H2C2O4属于二元弱酸.( )
A.Na2S溶液:c(Na+)>c(S2﹣)>c(HS﹣)>c(OH﹣)>c(H2S)
B.Na2CO3溶液:c(Na+)+c(H+)=c(CO )+c(HCO
)+c(OH﹣)
C.Na2C2O4溶液:c(OH﹣)=c(H+)+c(HC2O )+2c(H2C2O4)
D.CH3COONa和CaCl2混合溶液:c(Na+)+c(Ca2+)=c(CH3COO﹣)+c(CH3COOH)+2c(Cl﹣)
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【题目】设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是( )
A. 120克NaHSO4固体含有离子数目为3NA
B. 总质量为1g的O2与N2混合气体含有的电子数为0.5NA
C. Na2O2与CO2反应时,每产生1 mol O2转移电子数为NA
D. 向含有FeI2的溶液中通入适量Cl2,当有1 mol Fe2+被氧化时,共转移电子数目为NA
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【题目】下列物质分类正确的是( )
A. SO2、SiO2、CO、CO2均为酸性氧化物,也为非金属氧化物
B. 干冰、氨气、冰水混合物均为纯净物,也为化合物
C. 稀豆浆、雾、淀粉溶液、氯化铁溶液均为胶体,也为混合物
D. 粗盐、酸雨、盐酸、胆矾(CuSO4·5H2O)均为混合物
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【题目】KMnO4是一种典型的强氧化剂。完成下列填空:
Ⅰ.在用KMnO4酸性溶液处理Cu2S和CuS的混合物时,发生的反应如下:
① MnO4-+ Cu2S + H+→ Cu2+ + SO2↑ + Mn2+ + H2O (未配平)
② MnO4-+ CuS + H+ → Cu2+ + SO2↑ + Mn2++ H2O (未配平)
(1)下列关于反应①的说法中错误的是_________(选填编号)。
a.被氧化的元素是Cu和S b.氧化剂与还原剂的物质的量之比为8:5
c.还原性的强弱关系是: Mn2+<Cu2S d.每生成2.24 L(标况) SO2,转移0.6mol电子
(2)配平并标出反应②中电子转移的方向和数目:_____
MnO4-+ CuS + H+ → Cu2+ + SO2↑ + Mn2++ H2O
(3)若将H2O2加入KMnO4有反应:2KMnO4+7H2O2+3H2SO4= K2SO4+2MnSO4+6O2↑+10H2O,则被1molKMnO4氧化的H2O2是_________mol。
II.已知在碱性条件下:MnO4-+e-—→MnO42- (绿色)
(4) 将KMnO4溶液滴入NaOH溶液中微热,得到透明的绿色溶液,并且有气泡生成,写出反应的离子方程式_____________。
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【题目】由2﹣溴丙烷为主要原料制取1,2﹣丙二醇时,需要经历的反应依次是( )
A.加成→消去→取代
B.消去→加成→取代
C.取代→消去→加成
D.取代→加成→消去
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【题目】为了测定工业纯碱中Na2CO3的质量分数(含少量NaCl),甲、乙两位学生分别设计了一套方案。学生甲的实验流程如图所示:
学生乙设计的实验步骤如下:
①称取样品,为1.150g;
②溶解后配成250mL溶液;
③取20mL上述溶液,加入甲基橙 2~3滴;
④用0.1140mol/L的标准盐酸进行滴定;
⑤数据处理.
回答下列问题:
(1)甲学生设计的方案中试剂A可以选用(填编号)
a.CaCl2 b.BaCl2 c.AgNO3
(2)操作Ⅱ后还应对滤渣依次进行①②两个实验操作步骤.其中,证明前面一步的操作已经完成的方法是。
(3)学生乙某次实验开始滴定时,盐酸溶液的刻度在0.00mL处,当滴至时达到滴定终点,此时盐酸溶液的刻度在14.90mL处,乙同学以该次实验数据计算此样品中Na2CO3的质量分数是(保留两位小数).乙同学的这次实验结果与老师给出的理论值非常接近,但老师最终认定他的实验方案设计不合格,你认为可能的原因是。
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