【题目】在氮及其化合物的化工生产中,对有关反应的反应原理进行研究有着重要意义。
(1)t℃时,关于N2、NH3的两个反应的信息如下表所示:
化学反应 | 正反应活化能 | 逆反应活化能 | t℃时平衡常数 |
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H>0 | a kJ/mol | b kJ/mol | K1 |
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H<0 | c kJ/mol | d kJ/mol | K2 |
请写出t℃时氨气被一氧化氮氧化生成无毒气体的热化学方程式:______________________,t℃时该反应的平衡常数为__________ (用K1和K2表示)。
(2)工业合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)下图甲表示在一定体积的密闭容器中反应时,H2的物质的量浓度随时间的变化。图乙表示在其他条件不变的情况下,起始投料H2与N2的物质的量之比(设为x)与平衡时NH3的物质的量分数的关系。
①图甲中0~t1 min内,v(N2)=_____mol·L-1·min-1;b点的v(H2)正_____a点的v(H2)逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
②己知某温度下该反应达平衡时各物质均为1 mol,容器体积为1L,保持温度和压强不变,又充入3 mol N2后,平衡________(填“向右移动”“向左移动”或“不移动”)。
(3)①科学家研究出以尿素为动力的燃料电池新技术。用这种电池可直接去除城市废水中的尿素,既能产生净化的水,又能发电。尿素燃料电池结构如图所示,写出负极电极反应式:________________________________________________。
②理论上电池工作时,每消耗标准状况下2.24 L O2时,可产生的电量为________ (法拉第常数为96500C/ mol)。
【答案】4NH3(g)+6NO(g)= N2(g) +6H2O(g) △H=(c-d-5a+5b) kJ/mol K= mol/(Lmin) 大于 不移动 CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2+N2+6H+ 38600c
【解析】
(1)已知△H=正反应活化能-逆反应活化能,则①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=(a-b)kJ/mol >0,②4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=(c-d)kJ/mol <0,由盖斯定律知:②-①×5得4NH3(g)+6NO(g)= N2(g) +6H2O(g),据此计算反应△H并写出该反应的平衡常数;
(2) ①图甲中0~t1 min内,H2的变化浓度为0.6mol/L-0.3mol/L=0.3mol/L,由N2(g)+3H2(g)2NH3(g)可知N2的变化浓度为0.3mol/L×=0.1mol/L,再根据v(N2)=计算;根据浓度越大,反应速率越快判断b点与a点的速率大小;
②己知某温度下该反应达平衡时各物质均为1 mol,容器体积为1L,则平衡常数K===1,保持温度和压强不变,又充入3 mol N2,此时容器的体积变为2L,则N2、H2和NH3的浓度瞬间变为2mol/L、0.5mol/L和0.5mol/L,根据Qc=判断平衡移动的方向;
(3)①由尿素燃料电池的结构可知,正极上氧气得到电子生成水,负极上尿素失去电子生成氮气和二氧化碳;
②标准状况下2.24 L O2的物质的量为=0.1mol,转移电子的物质的量为0.4mol,再计算产生的电量。
(1) 已知△H=正反应活化能-逆反应活化能,则①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=(a-b)kJ/mol >0,②4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=(c-d)kJ/mol <0,由盖斯定律知:②-①×5得4NH3(g)+6NO(g)= N2(g) +6H2O(g),即△H=(c-d)kJ/mol -[(a-b)]kJ/mol×5=(c-d-5a+5b) kJ/mol,则t℃时氨气被一氧化氮氧化生成无毒气体的热化学方程式为4NH3(g)+6NO(g)= N2(g) +6H2O(g) △H=(c-d-5a+5b) kJ/mol,t℃时此反应的平衡常数为K=;
(2)①图甲中0~t1 min内,H2的变化浓度为0.6mol/L-0.3mol/L=0.3mol/L,由N2(g)+3H2(g)2NH3(g)可知N2的变化浓度为0.3mol/L×=0.1mol/L,则v(N2)===mol/(Lmin);根据浓度越大,反应速率越快可知b点的v(H2)正大于a点的v(H2)逆;
②己知某温度下该反应达平衡时各物质均为1 mol,容器体积为1L,则平衡常数K===1,保持温度和压强不变,又充入3 mol N2,此时容器的体积变为2L,则N2、H2和NH3的浓度瞬间变为2mol/L、0.5mol/L和0.5mol/L,根据Qc===1=K,则此时平衡不移动;
(3)①由尿素燃料电池的结构可知,负极上尿素失去电子生成氮气和二氧化碳,负极反应为CO(NH2)2+H2O-6e-=CO2+N2+6H+;
②标准状况下2.24 L O2的物质的量为=0.1mol,转移电子的物质的量为0.4mol,则可产生的电量为96500C/ mol×0.4mol=38600c。
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【题目】下面是某课外小组从初选后的方铅矿(主要成分PbS,含少量黄铜矿(CuFeS2))中提取硫磺、铜、铅的工艺流程:
已知:CuFeS2+4FeCl3=2S+5FeCl2+CuCl2 、PbS+2FeCl3=S+PbCl2+2FeCl2
(1)黄铜矿( CuFeS2 )中Fe元素的化合价为 ______ ,提高方铅矿酸浸效率的措施有 ______ (写出两种方法即可)。
(2)过滤过程中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 ______ ;单质A是 ______ ,在此工艺操作中可循环利用的物质有铅和 ______ 。
(3)在酸性的FeCl2溶液中加入H2O2溶液,其反应的离子方程式为 ______ 。
(4)PbSO4与PbS加热条件下反应的化学方程式为 ______ 。
将沉淀PbSO4与足量的碳酸钠溶液混合,沉淀可转化可转化为PbCO3,写出该反应的平衡常数表达式:K= ______ 。(已知Ksp(PbSO4)=1.6×10-5,Ksp(PbCO3)=3.3×10-14)
(5)铅蓄电池的电极材料分别是Pb和PbO2,电解质溶液为硫酸;铅蓄电池充放电的总反应方程式为:PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O,充电时,铅蓄电池阳极的电极反应式为 ______ 。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】如图所示,食盐晶体由钠离子和氯离子构成。已知食盐的M=58.5g·mol-1,食盐的密度是2.2g·cm-3,阿伏加德罗常数为6.0×1023mol-1,在食盐晶体中两个距离最近的钠离子中心间的距离最接近下列哪个数据( )
A.3.0×10-8cmB.3.5×10-8cmC.4.0×10-8cmD.5.0×10-8cm
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】实验室制备硝基苯的实验装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法不正确的是( )
A.水浴加热的优点为使反应物受热均匀、容易控制温度
B.浓硫酸、浓硝酸和苯混合时,应向浓硝酸中加入浓硫酸,待冷却至室温后,再将所得混合物加入苯中
C.仪器a的作用是冷凝回流,提高原料的利用率
D.反应完全后,可用仪器a、b蒸馏得到产品
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】甲醇可作为燃料电池的原料。CO2和CO可作为工业合成甲醇(CH3OH)的直接碳源,
(1)已知在常温常压下:
①CH3OH(l)+ O2(g)=CO(g) + 2H2O(g); ΔH=﹣355.0 kJ∕mol
②2CO(g)+ O2(g)= 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0 kJ/mol
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式:___________________________
(2)利用CO和H2在一定条件下可合成甲醇,发生如下反应:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),其两种反应过程中能量的变化曲线如下图a、b所示,下列说法正确的是__________
A.上述反应的ΔH=-91kJ·mol-1
B.a反应正反应的活化能为510kJ·mol-1
C.b过程中第Ⅰ阶段为吸热反应,第Ⅱ阶段为放热反应
D.b过程使用催化剂后降低了反应的活化能和ΔH
E.b过程的反应速率:第Ⅱ阶段>第Ⅰ阶段
(3)下列是科研小组设计的一个甲醇燃料电池,两边的阴影部分为a,b惰性电极,分别用导线与烧杯的m,n相连接,工作原理示意图如图:
①b极电极反应式为____________。
②在标准状况下,若通入112mL的O2,(假设烧杯中的溶液的体积为200mL,体积不变)最后反应终止时烧杯中溶液的pH为______。
(4)可利用CO2根据电化学原理制备塑料,既减少工业生产对乙烯的依赖,又达到减少CO2排放的目的。以纳米二氧化钛膜为工作电极,稀硫酸为电解质溶液,在一定条件下通入CO2进行电解,在阴极可制得低密度聚乙烯(简称LDPE)。
①电解时,阴极的电极反应式是________。
②工业上生产1.4×102kg的LDPE,理论上需要标准状况下________L的CO2。
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【题目】某化合物的结构式(键线式)及球棍模型如下:
该有机物分子的核磁共振氢谱图如下(单位是ppm)。下列关于该有机物的叙述正确的是( )
A.该有机物属于芳香化合物
B.键线式中的Et代表的基团为—CH3
C.该有机物不同化学环境的氢原子有8种
D.该有机物的分子式为C9H10O4
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列实验操作、现象和结论均正确的是
选项 | 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
A | 向的溶液中滴加滴浓硫酸 | 溶液橙色变深 | 增大生成物浓度,平衡 逆向移动 |
B | 向较浓的溶液中滴入少量酸性溶液 | 溶液紫色褪去 | 具有还原性 |
C | 取的淀粉溶液,加入适量稀硫酸,水浴加热后取少量溶液,加入氢氧化钠使溶液呈碱性,再加入几滴新制悬浊液,加热 | 溶液中出现砖红色 | 淀粉完全水解 |
D | 分别向溶液中加入溶液和溶液 | 加入溶夜的高锰酸钾溶液的紫色先褪去 | 反应物的浓度越大,反应速率越快 |
A.AB.BC.CD.D
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】龙葵醛是一种珍贵香料,广泛应用于香料、医药、染料及农药行业。其合成路线如图所示(部分反应产物和反应条件已略去):
已知有机化学反应条件不同,可生成不同的产物:
HX+CH3-CH=CH2(X为卤素原子)
回答下列问题:
(1)①的反应类型为___;D中的含氧官能团名称是___。
(2)反应④的化学方程式为___。反应⑤的试剂是___,反应条件是___。
(3)已知A为混合物,设计步骤③、④的目的是___。
(4)龙葵醛与新制Cu(OH)2反应并酸化后得到E,符合下列两个条件的E的同分异构体共有___种。①能发生银镜反应,也能发生水解反应;②是苯环的二元取代产物。写出其中核磁共振氢谱有5种吸收峰的物质的结构简式:___。
(5)参照上述合成路线,设计以2甲基1,3丁二烯为原料,经三步制备2甲基1,4丁二醛()的路线。__
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】在密闭容器中的一定量混合气体发生反应:xA(g) +yB(g)z C(g),平衡时测得A的浓度为0.50 mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的两倍。再达平衡时,测得A的浓度为0.30 mol/L。下列有关判断正确的是( )
A.x+y < zB.平衡向正反应方向移动
C.C的体积分数下降D.B的转化率升高
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