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【题目】运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义,请完成下列探究:
(1)生产氢气:将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)+H2O(g)H2(g) + CO(g) △H=+131.3kJ/mol,△S=+133.7J/(mol·K),该反应在低温下_______(填“能”或“不能”)自发进行。
(2)已知在 400℃时,N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)的 K=0.5
①在400℃时,2NH3(g) N2(g) + 3H2(g)的 K'=_________(填数值)。
②400℃时,在 0.5L 的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得 N2、H2、NH3 的物质的量分别为 2mol、1mol、2mol,则此时反应 v(N2)正_____________ v(N2)逆(填 “>”、“<”、“=”或“不能确定”)。
③已 知 H—H 键 键 能 为 436kJ/mol , N—H 键 键 能 为 391kJ/mol , N N 键 键 能 为945.6kJ/mol,则反应N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g)的△H= ____________。若在恒温、恒压条件下,向平衡体系中通入氩气,则平衡_____________(填“向左”、 “向右”或“不”)移动;使用催化剂_____________(填“增大”、“减小”或“不改变”)反 应的△H。
(3)在 25℃下,将 a mol/L 的氨水和 0.01mol/L 的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中的 c(NH4+)=c(Cl-),则溶液显__________(填“酸”、“碱”或“中”)性;用含 a 的代数式表示 NH3H2O 电离常数 Kb= ______________________________________。
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【题目】氧化剂H2O2在反应时不产生污染物,被称为绿色氧化剂,因而受到人们越来越多的关注。
Ⅰ. 某实验小组以H2O2分解为例,探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照下表所示的方案完成实验。
实验编号 | 反应物 | 催化剂 |
① | 10 mL 2% H2O2溶液 | 无 |
② | 10 mL 5% H2O2溶液 | 无 |
③ | 10 mL 5% H2O2溶液+1 mL H2O | 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 |
④ | 10 mL 5% H2O2溶液+1 mL HCl溶液 | 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 |
⑤ | 10 mL 5% H2O2溶液+1 mL NaOH溶液 | 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 |
(1)实验①和②的目的是___。同学们进行实验时没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下H2O2稳定,不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进方法是__________(写出一种即可)。
(2)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化如图1所示。分析该图能够得出的实验结论是____。
Ⅱ. MnO2对H2O2的分解有催化作用,某实验小组对H2O2的分解做了如下探究。下表是该实验小组研究影响H2O2分解速率的因素时记录的一组数据,将状态不同的0.1 g MnO2分别加入盛有50 mL等浓度的H2O2溶液的大试管中,并用带火星的木条测试,结果如下:
MnO2状态 | 触摸试管情况 | 观察结果 | 反应完成所需时间 |
粉末状 | 很烫 | 剧烈反应,带火星的木条复燃 | 4 min |
块状 | 微热 | 反应较慢,火星红亮但木条未复燃 | 30 min |
(1)写出大试管中发生反应的化学方程式:__,该反应是____反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)实验结果表明,催化剂的催化效果与____有关。
(3)实验过程中放出气体的体积(标准状况)和时间的关系如图3所示。解释反应速率变化的原因:__,计算H2O2的初始物质的量浓度为____。(保留两位有效数字)
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【题目】某二元弱碱B(OH)2(K1=5.9×10-2、K2=6.4×10-5)。向10mL稀B(OH)2溶液中滴加等浓度盐酸溶液,B(OH)2、B(OH)+、B2+的浓度分数δ随溶液POH[POH=-lgc(OH)-]变化的关系如图,以下说法正确的是
A. 交点a处对应加入的盐酸溶液的体积为5mL
B. 当加入的盐酸溶液的体积为10mL时存在c(Cl-)>c(B(OH)+)>c(H+)>c(OH-)>c(B2+)
C. 交点b处c(OH)=6.4×10-5
D. 当加入的盐酸溶液的体积为15mL时存在:c(Cl-)+c(OH-)= c(B2+)+c(B(OH)+)+ c(H+),
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【题目】下列关于有机物的说法正确的是
A.疫苗一般应冷藏存放,目的是避免蛋白质变性
B.分子式为 C3H4Cl2 的同分异构体共有 4 种(不考虑立体异构)
C.有机物呋喃(结构如图所示),,从结构上看,四个碳原子不可能在同一平面上
D.高分子均难以自然降解
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【题目】下图为一定条件下采用多孔惰性电极的储氢电池充电装置(忽略其他有机物)。已知储氢装置的电流效率×100%,下列说法不正确的是
A. 采用多孔电极增大了接触面积,可降低电池能量损失
B. 过程中通过C-H键的断裂实现氢的储存
C. 生成目标产物的电极反应式为C6H6+6e-+6H+===C6H12
D. 若=75%,则参加反应的苯为0.8mol
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【题目】(1)在1800K时,2Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) H= -354.2kJ/mol;
3Fe(s)+2O2(g)=Fe3O4(s) H= -550.9kJ/mol
则反应:2Fe3O4(s)+1/2O2(g) === 3Fe2O3(s)的H =_____ kJ·mol1,四氧化三铁在充满氧气的集气瓶中反应生成Fe2O3_____(填“能”或“不能”)自发进行。
(2)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如下(*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实际生产中,常用Fe作催化剂,控制温度773K,压强3.0 ×105Pa,原料中N2和H2物质的量之比为1:2.8。
分析说明原料气中N2过量的两个理由_________;_____________。
③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.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
C.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
D.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
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【题目】在玻璃生产中,熔炉里原料发生的主要反应为:2Na2CO3+CaCO3+3SiO22Na2SiO3+CaSiO3+3CO2↑。
(1)某反应物在熔融状态下不导电,它属于______晶体。
(2)上述反应里所涉及的短周期元素原子半径由大到小的顺序为________。
(3)碳和硅属于同族元素,该族元素的原子最外层电子的价层电子表示式为________。
(4)写一个能比较碳元素和氧元素非金属性强弱的化学反应方程式:________。
(5)CO2的电子式为_______。
(6)反应物Na2CO3与CaCO3均能制备二氧化碳,但是往往不是都能使用稀硫酸,请说明理由。______
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【题目】汽车尾气中NO产生的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g),一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述不正确的是( )
A.温度T下,该反应的平衡常数
B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度不变
C.曲线b对应的条件改变可能是增大压强
D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的ΔH>0
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【题目】将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于恒容的密闭真空容器中,在恒定温度下使其达到分解平衡:NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g),实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
温度/℃ | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 |
平衡总压强/kPa | 5.7 | 8.3 | 12.0 | 17.1 | 24.0 |
平衡气体总浓度/ 10-3mol·L-1 | 2.4 | 3.4 | 4.8 | 6.8 | 9.4 |
下列说法正确的是
A. 该反应在低温下可以自发进行
B. 当体系中气体的平均相对分子质量不变时,说明该反应达到了平衡状态
C. 恒温条件下,向容器中再充入2mol NH3和1molCO2,平衡向左移动,平衡后,NH3的浓度减小
D. 15℃时,该反应的平衡常数约为2.05×10-9
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【题目】NA 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.18gD2O 和 18gH2O 中含有的质子数均为 10NA
B.12 g 石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为 0.5 NA
C.标准状况下,5.6LCO2 与足量 Na2O2 反应转移的电子数为0.5 NA
D.某密闭容器盛有 1 mol N2 和 3 mol H2,在一定条件下充分反应,转移电子的数目为 6NA
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