【题目】(一)合成氨工艺(流程如图所示)是人工固氮最重要的途径。
2018年是合成氨工业先驱哈伯(PHaber)获得诺贝尔奖100周年。N2和H2生成NH3的反应为:1/2N2(g)+3/2H2(g) NH3(g) △H(298K)= - 46.2KJmol-1,在Fe催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态)
化学吸附:N2(g)→2N*;H2(g)→2H*;
表面反应:N*+ H* NH*;NH*+ H*
NH2*;NH2* + H*
NH3*
脱附:NH3* NH3(g)
其中, N2的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。 请回答:
(1)利于提高合成氨平衡产率的条件有__________。
A.低温 B.高温 C.低压 D.高压 E.催化剂
(2)标准平衡常数KΘ=,其中pΘ为标准压强(1X105Pa),p NH3、 p N2和p H2为各组分的平衡分压,如p NH3=x NH3 p,p为平衡总压,x NH3为平衡系统中NH3的物质的量分数。
①N2和H2起始物质的量之比为1:3,反应在恒定温度和标准压强下进行,NH3的平衡产率为w,则KΘ=_____________(用含w的最简式表示)
②下图中可以示意标准平衡常数KΘ随温度T变化趋势的是_______。
(3)实际生产中,常用工艺条件,Fe作催化剂,控制温度773K,压强3.0X105Pa,原料中N2和H2物质的量之比为1:2.8。
①分析说明原料气中N2过量的理由________________________。
②关于合成氨工艺的下列理解,正确的是_______。
A.合成氨反应在不同温度下的△H和△S都小于零
B.控制温度(773K)远高于室温,是为了保证尽可能的平衡转化率和快的反应速率
C.当温度、压强一定时,在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体,有利于提高平衡转化率
D.基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化,不断将液氨移去,利于反应正向进行
E.分离空气可得N2,通过天然气和水蒸气转化可得H2,原料气须经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故发生。
(二)高铁酸钾(K2FeO4)可用作水处理剂。某同学通过“化学-电解法”探究的合成,其原理如图所示。接通电源,调节电压,将一定量Cl2通入KOH溶液,然后滴入含Fe3+的溶液,控制温度,可制得K2FeO4。
(1)请写出“化学法”得到FeO42-的离子方程式___________________________。
(2)请写出阳极的电极反应式(含FeO42-)___________________________________。
【答案】AD A 原料气中N2相对易得,适度过量有利于提高H2的转化率;N2在Fe催化剂上的吸附是决速步骤,适度过量有利于提高整体反应速率。 ADE 2Fe3++3C1O-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O或2Fe(OH)3+3C1O-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O Fe3++8OH—3e-=FeO42-+4H2O或Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-+4H2O
【解析】
(一)(1)由勒夏特列原理可知,根据反应N2(g)+
H2(g)
NH3(g)△H(298K)=-46.2kJ/mol,为了提高合成氨平衡产率,即平衡正向移动,低温和高压符合条件,答案选AD;
(2)① N2(g)+
H2(g)
NH3(g)
起始量: 1 3 0
转化量: 3
2
平衡量: 1- 3-3
2
x(NH3)%=;x(N2)%=
;x(H2)%=
,化简得
;
②反应N2(g)+
H2(g)
NH3(g)△H(298K)=-46.2kJ/mol为放热反应,温度T升高,平衡向逆反应方向移动,K0减小,InK0也减小,InK0与温度不成正比,故答案选A;
(3)①由反应N2(g)+
H2(g)
NH3(g)可知,加过量氮气,有利于平衡正向移动,提高H2的转化率以及氨气的产率,同时根据题干“N2的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。”可知,N2在Fe催化剂上的吸附是决速步骤,适度过量有利于提高整体反应速率。②易知A选项正确;控制温度远高于室温是为了保证催化剂的活性,提高反应速率,并非为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率,B错误;恒压条件充入少量惰性气体,相当于减压,平衡逆向移动,不利于提高平衡转化率,C错误;不断将氨气液化,生成物浓度降低,有利于平衡正向移动,D正确,当选;通过天然气和水蒸气转化制得的H2,由于含有CH4,CO等易燃易爆气体,容易出现安全隐患,此外CH4,CO可能会与催化剂反应,造成催化剂活性降低,所以必须经过净化处理,E正确。答案选ADE;
(二)(1)将一定量C12通入KOH溶液,生成KCl和KClO,KClO具有强氧化性,将Fe3+氧化为FeO42-,然后根据碱性环境,配平即可,得到2Fe3++3C1O-+10OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O或2Fe(OH)3+3C1O-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O;
(2)阳极失电子,反应物为Fe3+产物为FeO42-,然后根据碱性环境及守恒规则,易写出Fe3++8OH- -3e-=FeO42-+4H2O或Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-+4H2O。
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【题目】化学在工农业生产和日常生活中都有重要作用,下列说法正确的是( )
A.将肉类食品进行低温冷藏,能使其永远不会腐败变质
B.在化学工业中,加入催化剂并不影响氨的合成
C.夏天面粉的发酵速率与冬天面粉的发酵速率一样大
D.绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上解决环境问题
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】Ⅰ.某温度时,在一个10L的恒容容器中,X、Y、Z均为气体,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示,根据图中数据填空:
(1)该反应的化学方程式为______________________________;
(2)反应开始至2min,以气体Z表示的平均反应速率为__________;
(3)平衡时容器内混合气体密度比起始时________(填“变大”,“变小”或“相等”下同),混合气体的平均相对分子质量比起始时_________;
(4)将a mol X与b mol Y的混合气体发生上述反应,反应到某时刻各物质的量恰好满足:n(X)=n(Y)=2n(Z),则原混合气体中a:b=___________。
Ⅱ.在恒温恒容的密闭容器中,当下列物理量不再发生变化时:①混合气体的压强,②混合气体的密度,③混合气体的总物质的量,④混合气体的平均相对分子质量,⑤混合气体的颜色,⑥各反应物或生成物的反应速率之比等于化学计量数之比
(1)一定能证明I2(g)+H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是_________。
(2)一定能证明A(s)+2B(g)C(g)+D(g)达到平衡状态的是________。
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【题目】莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·8H2O]溶液经常用于定量滴定实验。下列有关说法正确的是
A. 配制0.1molL-1莫尔盐溶液500mL,需莫尔盐21.4克
B. 可与含HClO、H+、Clˉ微粒的溶液大量共存
C. 加入过量Ba(OH)2溶液发生反应:2Ba2++2SO42-+Fe2++2OHˉ=2BaSO4↓+Fe(OH)2↓
D. 取样,加入浓NaOH溶液并加热,生成能使蓝色石蕊试纸变红的气体,证明含NH4+
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】Y形管是一种特殊的仪器,与其他仪器组合可以进行某些实验探究。利用如图装置可以探究SO2与BaCl2反应生成BaSO3沉淀的条件。下列判断正确的是
A. e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH固体
B. 玻璃管的作用是连通大气,使空气中的氧气进入广口瓶,参与反应
C. c、d两根导管都必须插入BaCl2溶液中,保证气体与Ba2+充分接触
D. Y形管乙中产生的为氧化性气体,将BaSO3氧化为BaSO4沉淀
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【题目】2000多年前,希腊生理学家和医学家希波克拉底发现,杨树、柳树的皮、叶中含有能镇痛和退热的物质。1800年,人们开始从该类植物中提取药物的活性成分——水杨酸()。1853年,德国化学家柯尔柏合成了水杨酸,并于1859年实现工业化生产。水杨酸虽然解热和镇痛效果很好,但由于酚羟基的存在,对肠道和胃粘膜有强烈的刺激,易引发呕吐和胃出血,而且味道令人生厌。1898年,德国化学家霍夫曼利用反应:
制得乙酰水杨酸(阿司匹林),改善了水杨酸的疗效。1899年,由德国拜尔公司开始生产,并应用于临床,是第一种重要的人工合成药物。现代医药发展方向之一是合成药物长效化和低毒化,其有效途径是低分子药物高分子化,如:可将药物分子连在安全无毒的高分子链上。1982年,科学家通过乙二醇的桥梁作用把阿司匹林连接在高聚物上,制成缓释长效阿司匹林(),用于关节炎和冠心病的辅助治疗。缓释长效阿司匹林分为高分子载体、低分子药物和作为桥梁作用的乙二醇三部分,在肠胃中水解变为阿司匹林,缓释长效阿司匹林使这种“古老”的解热镇痛药物重新焕发了“青春”。
根据上述材料,结合所学知识,回答以下问题。
(1)水杨酸具有________和________的作用。
(2)霍夫曼制取阿司匹林的反应类型是________。
(3)在霍夫曼制取阿司匹林的反应中,可用于检验水杨酸是否完全反应的试剂是________。
(4)写出缓释阿司匹林在肠胃中水解出阿司匹林的化学方程式:________。
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【题目】下列哪一事实能说明生物界与非生物界具有统一性
A. 生物与非生物都具有化学变化
B. 生物与非生物都含有碳元素
C. 组成无机自然界的化学元素在生物体内都可以找到
D. 组成生物体的化学元素在无机自然界中都可以找到
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下述实验不能达到预期实验目的的是
序号 | 实验内容 | 实验目的 |
A. | 将2.5g CuSO4·5H2O溶解在97.5g 水中 | 配制质量分数为1.6%的CuSO4溶液 |
B. | 室温下,用pH试纸测定浓度为0.1mol·L-1NaClO溶液和0.1mol·L-1CH3COONa溶液的pH | 比较HClO和CH3COOH的酸性强弱 |
C. | 向盛有1mL硝酸银溶液的试管中滴加NaCl溶液,至不再有沉淀生成,再向其中滴加Na2S溶液 | 说明一种沉淀能转化为另一种更难溶的沉淀 |
D. | 分别向2支试管中加入5mL4%、5mL12%的过氧化氢溶液,再各加入几滴0.2mol·L-1FeCl3溶液 | 研究浓度对反应速率的影响 |
A. A B. B C. C D. D
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