氮是一种地球上含量丰富的元素,氮及其化合物的研究在生产、生活中有着重要意义。
(1)下图是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,写出NO2和CO反应的热化学方程式 。
(2)已知:N2(g)+ O2(g)=2 NO(g) △H=+180 kJ ? mol-1
2NO(g)+2 CO(g)=N2(g) + 2 CO2(g) △H=-746 kJ ? mol-1
则反应CO(g) +O2(g)=CO2(g)的 △H= kJ ? mol-1。
(3)在一固定容积为2L的密闭容器内加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2,在一定条件下发生如下反应: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H <0, 若第5分钟时达到平衡,此时测得NH3的物质的量为0.2 mol,平衡时H2的转化率为 。
(4)在固定体积的密闭容器中,1.0×103 kPa时,发生反应 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,其平衡常数K与温度T的关系如下表:
T/K | 298 | 398 | 498 |
平衡常数K | 51 | K1 | K2 |
(1)NO2 (g)+CO(g)= CO2(g)+NO(g) ΔH=-234kJ/mol
(2)—283
(3)50%
(4)① > ② b c
解析试题分析:(1)NO2和CO反应的热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=(134kJ/mol)-(368kJ/mol)="-234" kJ?mol-1;故(2)已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJ?mol-1,②2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746kJ?mol-1,利用盖斯定律将①×1/2+②×1/2可得CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=1/2×(+180kJ?mol-1+(-746kJ?mol-1))=-283J?mol-1;
(3) N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
起始(moL/L) 0.1 0.3 0
转化(moL/L)0.05 0.15 0.1
平衡(moL/L)0.05 0.15 0.1
前5分钟的平均反应速率v(N2)="0.05mol/L/5min=0.01" mol?L-1?min-1,平衡时H2的转化率为0.15/0.3×100%=50%;(4)反应为放热反应,生成温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,则K1>K2;(5)a、容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2,不能说明达到判断状态,取决于起始配料比和转化程度,故a错误;b、NH3的浓度保持不变,可说明达到平衡状态,故b正确;c、容器内压强保持不变,可说明达到平衡状态,故c正确;d、因体积不变,质量不变,则混合气体的密度保持不变,不能达到平衡状态,故d错误。
考点:化学平衡的计算;热化学方程式;用盖斯定律进行有关反应热的计算;化学平衡状态的判断 。
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
能源问题是当前人类社会面临的一项重大课题,H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质,它们的燃烧热依次为285.8 kJ/mol、282.5 kJ/mol、726.7 kJ/mol。请回答:
(1)已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇:CO+2H2=CH3OH。则H2与CO反应生成CH3OH的热化学方程式为: 。
(2)如图为某种燃料电池的工作原理示意图,a、b均为惰性电极。
①使用时,空气从 口通入(填“A”或“B”);
②假设使用的“燃料”是甲醇,a极的电极反应式为: ________________
③假设使用的“燃料”是水煤气(成分为CO、H2)用这种电池电镀铜,待镀金属增重6.4 g,则至少消耗标准状况下水煤气的体积为 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
按要求写出下列方程
(1)碳酸钠溶液呈碱性的原因,用离子方程表示 。
(2)用锌保护海底钢铁设施,其中负极发生的电极反应为: 。
(3)含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则表示该反应中和热的热化学方程式 。
(4)氢氧化镁溶解在浓的氯化铵溶液,用离子方程表示 。
(5) Al(OH)3的电离反应方程式: 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
海底蕴藏着大量的“可燃冰”。用甲烷制水煤气(CO、H2),再合成甲醇来代替日益供应紧张的燃油。
已知:① CH4(g)+H2O (g)=CO (g)+3H2 (g) △H1=+206.2kJ·mol-1
② CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2(g) △H2=-35.4 kJ·mol-1
③ CH4 (g)+2H2O (g)=CO2 (g)+4H2 (g) △H3=+165.0 kJ·mol-1
(1)CH4(g)与CO2 (g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
(2)从原料、能源利用的角度,分析反应②作为合成甲醇更适宜方法的原因是 。
(3)水煤气中的H2可用于生产NH3,在进入合成塔前常用[Cu(NH3)2]Ac溶液来吸收其中的CO,防止合成塔中的催化剂中毒,其反应是: [Cu(NH3)2]Ac + CO + NH3 [Cu(NH3)3]Ac·CO △H<0
[Cu(NH3)2]Ac溶液吸收CO的适宜生产条件应是 。
(4)将CH4设计成燃料电池,其利用率更高,装置示意如下图(A、B为多孔性石墨棒)。持续通入甲烷,在标准状况下,消耗甲烷体积VL。0<V≤44.8 L时,电池总反应方程式为 。
② 44.8 L<V≤89.6 L时,负极电极反应为 。
③ V="67.2" L时,溶液中离子浓度大小关系为 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
氮可形成多种氧化物,如NO、NO2、N2O4等。已知NO2和N2O4的结构式分别是和。实验测得N-N键键能为167kJ·mol-1, NO2中氮氧键的平均键能为466 kJ·mol-1,N2O4中氮氧键的平均键能为438.5 kJ·mol-1。
(1)写出N2O4转化为NO2的热化学方程式:
(2)对反应N2O4(g)2NO2(g),在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.A、C两点的反应速率:A>C
B.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
C.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
D.由状态B到状态A,可以用加热的方法
(3)在100℃时,将0.40mol的NO2气体充入2 L抽空的密闭容器中,每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析,得到如下表数据:
时间(s) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
n(NO2)/mol | 0.40 | n1 | 0.26 | n3 | n4 |
n(N2O4)/mol | 0.00 | 0.050 | n2 | 0.080 | 0.080 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
CO2和CO是工业排放的对环境产生影响的废气。
(1)以CO2与NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);ΔH=-159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=a kJ·mol-1
③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=-86.98 kJ·mol-1
则a为 。
(2)科学家们提出用工业废气中的CO2制取甲醇:CO2+3H2CH3OH+H2O。制得的CH3OH可用作燃料电池的燃料。
①在KOH介质中,负极的电极反应式为_________________________________。
②作介质的KOH可以用电解K2SO4溶液的方法制得。则KOH在_______出口得到,阳极的电极反应式是:_____________________________________。
(3)利用CO与H2反应可合成CH3OCH3。
已知:3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2(g),ΔH=-247kJ/mol
在一定条件下的密闭容器中,该反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是 .
A.低温高压; | B.加入催化剂; | C.体积不变充入氦气; | D.增加CO的浓度;E.分离出二甲醚 |
物质 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
浓度/(mol·L-1) | 0.01 | 0.2 | 0.2 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(15分)随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前,消除大气污染有多种方法。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g) + CO2(g) +2H2O(g) ⊿H= -574 kJ·mol-1
②CH4(g) +4NO(g)=2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) ⊿H=-1160 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ·mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(1)的热化学方程式 。
(2)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的治理。已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ =4Fe3+ + 2H2O,则另一反应的离子方程式为 。
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。某研究小组向密闭的真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)加入NO和足量的活性炭,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
浓度/mol·L-1
| NO | N2 | CO2 | ||
0 | 1.00 | 0 | 0 | ||
10 | 0.58 | 0.21 | 0.21 | ||
20 | 0.40 | 0.30 | 0.30 | ||
30 | 0.40 | 0.30 | 0.30 | ||
40 | 0.32 | 0.34 | 0.17 | ||
50 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(I)下图是工业生产硝酸铵的流程。
(1)吸收塔C中通入空气的目的是 。A、B、C、D四个容器中的反应,属于氧化还原反应的是 (填字母)。
(2)已知:4NH3(g) + 3O2(g) = 2N2(g) +6H2O(g) △H =-1266.8kJ/mol
N2(g) + O2(g) = 2NO(g) △H =" +180.5" kJ/mol
写出氨高温催化氧化的热化学方程式:
(II)某合作小组同学将铜片加入稀硝酸,发现开始时反应非常慢,一段时间后反应速率明显加快。该小组通过实验探究其原因。
(3)该反应的离子方程式为___________________________________________________。
(4)提出合理假设。该实验中反应速率明显加快的原因可能是_____________________。
A.反应放热导致温度升高 B.压强增大
C.生成物有催化作用 D.反应物接触面积增大
(5)初步探究。测定反应过程中溶液不同时间的温度,结果如下表:
时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 35 | 50 | 60 | 70 | 80 |
温度/℃ | 25 | 26 | 26 | 26 | 26 | 26 | 26.5 | 27 | 27 | 27 | 27 |
实验 编号 | 铜片 质量/g | 0.1mol·L-1的 硝酸体积/mL | 硝酸铜 晶体/g | 亚硝酸钠 晶体/g | 实验目的 |
① | 5 | 20 | _______ | _______ | 实验①和②探究_________的影响;实验①和③探究亚硝酸根的影响。 |
② | 5 | 20 | 0.5 | 0 | |
③ | 5 | 20 | 0 | 0.5 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(14分)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH=-99 kJ/mol。
请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示__________、______________,E的大小对该反应的反应热有无影响?______________。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低?____________;
(2)图中ΔH=__________kJ/mol;
(3)如果反应速率v(SO2)为0.05 mol/(L·min),则v(O2)=________mol/(L·min)
(4)已知单质硫的燃烧热为296 kJ/mol,计算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH=_ _。
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