運用反應(yīng)原理研究氮、硫、氯、碘及其化合物的反應(yīng)有重要意義。
(1)在反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的混合體系中,SO3的百分含量和溫度的關(guān)系如下圖(曲線上任何一點都表示平衡狀態(tài)):
①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H 0(填“>”或“<”);若在恒溫、恒壓時,向該平衡體系中通入氦氣平衡將 移動(填“向左”、“向右”或“不”);
②當(dāng)溫度為T1,反應(yīng)進行到狀態(tài)D時,V正 V逆(填“>”、“<”或“=”)。
(2)①下圖是一定條件下,N2和H2發(fā)生可逆反應(yīng)生成1mol NH3的能量變化圖,該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式 。(△H用含Q1、Q2的代數(shù)式表示)
②25°C時,將a mol ? L―1的氨水與b mol ? L―1的鹽酸等體積混合,所得溶液的pH=7,則c (NH4+) c(Cl―),a b(填“>”、“<”或“=”);
(3)海水中含有大量以化合態(tài)形式存在的氯、碘元素。已知:250C時,Ksp(AgCl)=1.6×10―10mol2?L―2、Ksp(AgI)=1.5×10―16mol2?L―2。
在 250C時,向 10mL0.002mol?L―1的 NaCl溶液中滴入 10mL0.002mol?L―1AgNO3溶液,有白色沉淀生成,向所得濁液中繼續(xù)滴人0.1mol ?L―1的NaI溶液,白色沉淀逐漸轉(zhuǎn)化為黃色沉淀,其原因是 ,該反應(yīng)的離子方程式 。
(1)①< 向左 ②>
(2)①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-2(Q2-Q1)KJ·mol-1
(或1/2N2(g)+3/2H2(g) NH3(g) △H=-(Q2-Q1)KJ·mol-1)
②= >
(3)KSP(AgCl)>KSP(AgI) AgCl+I-=AgI+Cl-
解析試題分析:(1)①讀圖可知,隨著溫度升高,SO3的百分含量減小,前者使平衡向吸熱方向移動,后者說明平衡向逆反應(yīng)方向移動,因此逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng),則正反應(yīng)是△H<0的放熱反應(yīng);恒溫恒壓時通入惰性氣體,必須增大容器的體積、減小反應(yīng)物和生成物的濃度,就是減小平衡體系的壓強,由于正反應(yīng)是氣態(tài)物質(zhì)體積減小的方向,減小壓強使平衡向氣態(tài)物質(zhì)體積增大的方向移動,即平衡向左或逆反應(yīng)方向移動;②SO3的百分含量:D<A,說明D為T1時的不平衡狀態(tài),反應(yīng)應(yīng)該向SO3的百分含量增大或正反應(yīng)的方向進行,所以v正>v逆;(2)①讀圖可知,生成1molNH3(g)時放出的熱量為(Q2—Q1)kJ,則1/2N2(g)+3/2H2(g)NH3(g) △H =—(Q2—Q1)kJ?mol―l,若系數(shù)加倍,則N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H =—2(Q2—Q1)kJ?mol―l;根據(jù)電解質(zhì)溶液中電荷守恒可知,溶液中c(H+)+c(NH4+)=c(Cl―)+c(OH―),由于25℃時溶液的pH=7,則c(H+)= c(OH―),因此溶液中c(NH4+)=c(Cl―);由于NH3?H2O+HCl=NH4Cl+H2O,假設(shè)a=b,酸堿完全中和后得到的NH4Cl是強酸弱堿鹽,所得溶液顯弱酸性,pH<7,因此鹽酸一定要不足,氨水一定要適當(dāng)過量,所以a>b;(3)由于NaCl=Na++Cl―,則c(Cl―)=0.002mol?L―1,由于AgNO3=Ag++NO3―,則c(Ag+)=0.002mol?L―1;等體積混合后,c(Cl―)=0.001mol?L―1、c(Ag+)=0.001mol?L―1;由于AgCl(s)Ag++Cl―,則Qc(AgCl)=10―3 mol?L―1×10―3 mol?L―1=10―6 mol2?L―2> Ksp(AgCl),故有白色沉淀生成;由于Ksp(AgCl)> Ksp(AgI),根據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化的規(guī)律可知,白色沉淀容易轉(zhuǎn)化為黃色沉淀,即AgCl(s)+I―AgI(s)+Cl―,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(Cl―)/c(I―)="[" c(Ag+)?c(Cl―)]/[ c(Ag+)?c(I―)]=Ksp(AgCl)/Ksp(AgI)= 1.6×10―10/1.5×10―16=1.07×106>105,因此正反應(yīng)幾乎進行到底,則該反應(yīng)為AgCl(s)+I―=AgI(s)+Cl―。
考點:以非金屬及其化合物的重要性質(zhì)為載體,考查化學(xué)平衡、反應(yīng)熱和熱化學(xué)方程式、溶液中粒子濃度大小關(guān)系、溶度積的計算及沉淀的轉(zhuǎn)化等考點。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
研究NO2、SO2 、CO等大氣污染氣體的測量及處理具有重要意義。
(1)I2O5可使H2S、CO、HC1等氧化,常用于定量測定CO的含量。已知:
2I2(s)+5O2(g)=2I2O5(s) △H=-75.56 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol-1
寫出CO(g)與I2O5(s)反應(yīng)生成I2(s)和CO2(g)的熱化學(xué)方程式: 。
(2)一定條件下,NO2與SO2反應(yīng)生成SO3和NO兩種氣體:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)將體積比為1∶2的NO2、SO2氣體置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),下列能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是 。
a.體系壓強保持不變
b.混合氣體顏色保持不變
c.SO3和NO的體積比保持不變
d.每消耗1molSO2的同時生成1molNO
測得上述反應(yīng)平衡時NO2與SO2體積比為1∶6,則平衡常數(shù)K= 。
(3)從脫硝、脫硫后的煙氣中獲取二氧化碳,用二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向。將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為:CO2 (g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H3
①取五份等體體積CO2和H2的的混合氣體 (物質(zhì)的量之比均為1:3),分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)相同時間后,測得甲醇的體積分數(shù)φ(CH3OH) 與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖所示,則上述CO2轉(zhuǎn)化為甲醇反應(yīng)的△H3 0(填“>”、“<”或“=”)。
②在容積為1L的恒溫密閉容器中充入1molCO2和3molH2,進行上述反應(yīng)。測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如下左圖所示。若在上述平衡體系中再充0.5molCO2和1.5mol水蒸氣(保持溫度不變),則此平衡將 移動(填“向正反應(yīng)方向”、“不”或“逆反應(yīng)方向”)。
③直接甲醇燃料電池結(jié)構(gòu)如上右圖所示。其工作時負極電極反應(yīng)式可表示為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
煤的氣化是高效、清潔地利用煤炭的重要途徑之一。
(1)在250C 101kPa時,H2與O2化合生成1mol H2O(g)放出241.8kJ的熱量,其熱化學(xué)方程式為
___________
又知: ①C(s)+O2(g)═CO2(g) △H=-393.5kJ/mol
②CO(g)+O2(g)═CO2(g) △H=-283.0kJ/mol
焦炭與水蒸氣反應(yīng)是將固體煤變?yōu)闅怏w燃料的方法,C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g) △H=____kJ/mol
(2) CO可以與H2O(g)進一步發(fā)生反應(yīng): CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H<0在恒容密閉容器中,起始時n(H2O)=0.20mol,n(CO)=0.10 mol,在8000C時達到平衡狀態(tài),K=1.0,則平衡時,容器中CO的轉(zhuǎn)化率是_____________(計算結(jié)果保留一位小數(shù))。
(3) 工業(yè)上從煤氣化后的混合物中分離出H2,進行氨的合成,已知反應(yīng)反應(yīng)N2(g)+3H2(g2NH3(g)(△H<0)在等容條件下進行,改變其他反應(yīng)條件,在I、II、III階段體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化的曲線如下圖所示:
①N2的平均反應(yīng)速率v1(N2)、vII(N2)、vIII(N2)從大到小排列次序為________;
②由第一次平衡到第二次平衡,平衡移動的方向 是________,采取的措施是________。
③比較第II階段反應(yīng)溫度(T2)和第III階段反應(yīng)速度(T3)的高低:T2________T3填“〉、=、<”判斷的理由是________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有者重要作用。請回答下列問題:
(1)圖1是1molNO2和1molCO反應(yīng)生成CO2和NO過程中能星變化示意圖(a、b均大于0,)且知:2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-ckJ·mol-1(c>0)
請寫出CO將NO2還原至N2時的熱化學(xué)方程式____________;
(2)圖2是實驗室在三個不同條件的密閉容器中合成氨時,N2的濃度隨時間的變化曲線(以a、b、c表示)。已知三個條件下起始加入濃度均為:c(N2)=0.1mol·L-1,c(H2)=0.3mol·L-1;合成氨的反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0
①計算在a達平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為______;
②由圖2可知,b、c各有一個條件與a不同,則c的條件改變可能是______;
試寫出判斷b與a條件不同的理由____________;
(3)利用圖2中c條件下合成氨(容積固定)。已知化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度(T)的關(guān)系如下表:
①試確定K1的相對大小,K1______4.1x106(填寫“>”“-”或“<”)
②下列各項能作為判斷該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)的 是______(填序號字母)。
A.容器內(nèi)NH3的濃度保持不變 B.2v(N2)(正)=v(H2)(逆)
C.容器內(nèi)壓強保持不變 D.混合氣體的密度保持不變
(4)①NH4Cl溶液呈酸性的原因是(用離子反應(yīng)方程式表示 )______。
②250C時,將pH=x氨水與pH=y的疏酸(且x+y=14,x>11)等體積混合后,所得溶液中各種離子的濃度關(guān)系正確的是
A.[SO42-]>[NH4+]>[H+]>[OH-]
B.[NH4+]>[SO42-]>[OH-]>[H+]
C.[NH4+]+[H+]>[OH-]+[SO42-]
D.[NH4+]>[SO42-]>[H+]>[OH-]
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
開發(fā)、使用清潔能源發(fā)展“低碳經(jīng)濟”,正成為科學(xué)家研究的主要課題。氫氣、甲醇是優(yōu)質(zhì)的清潔燃料,可制作燃料電池。
(1)已知:① 2CH3OH(1) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH1 =" –" 1275.6 kJ/mol
② 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) ΔH2 =" –" 566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(1) ΔH3 =" –" 44.0 kJ/mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式:___________。
(2)生產(chǎn)甲醇的原料CO和H2來源于:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH>0
①一定條件下CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖a。則Tl ________T2(填“<”、“>”、“=”,下同);A、B、C三點處對應(yīng)平衡常數(shù)(KA、KB、KC)的大小關(guān)系為___________。
②100℃時,將1 mol CH4和2 mol H2O通入容積為1 L的定容密封容器中,發(fā)生反應(yīng),能說明該反應(yīng)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是__________
a.容器內(nèi)氣體密度恒定
b.單位時間內(nèi)消耗0.1 mol CH4同時生成0.3 mol H2
c.容器的壓強恒定
d.3v正(CH4) = v逆(H2)
如果達到平衡時CH4的轉(zhuǎn)化率為0.5,則100℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K =___________
(3)某實驗小組利用CO(g) 、 O2(g) 、KOH(aq)設(shè)計成如圖b所示的電池裝置,則該電池負極的電極反應(yīng)式為___________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
SNCR-SCR是一種新型的煙氣脫硝技術(shù)(除去煙氣中的NOx),其流程如下:
(1)反應(yīng)2NO+2CO2CO2+N2能夠自發(fā)進行,則該反應(yīng)的ΔH 0(填“>”或“<”)。
(2)SNCR-SCR流程中發(fā)生的主要反應(yīng)有:
4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1627.2kJ?mol-1;
6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1807.0 kJ?mol-1;
6NO2(g)+8NH3(g)7N2(g)+12H2O(g) ΔH=-2659.9 kJ?mol-1;
反應(yīng)N2(g)+O2(g)2NO(g)的ΔH= kJ?mol-1。
(3)NO和NH3在Ag2O催化劑表面的反應(yīng)活性隨溫度的變化曲線見圖。
①由圖可以看出,脫硝工藝流程應(yīng)在 (填“有氧”或“無氧”)條件下進行。
②隨著反應(yīng)溫度的進一步升高,在有氧的條件下NO的轉(zhuǎn)化率明顯下降的可能原因是 。
(4)NO2也可用尿素[CO(NH2)2]還原,寫出尿素與NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
(5)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料電池,其原理見圖11。該電池在使用過程中石墨I電極上生成氧化物Y,其電極反應(yīng)為 。若生成1molY,則理論上需要消耗標準狀況下氧氣的體積為 L。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
研究硫及其化合物的性質(zhì)有重要意義。
(1)Cu2S在高溫條件下發(fā)生如下反應(yīng):
2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g) ⊿H=-773kJ/mol
當(dāng)該反應(yīng)有1.2mol電子轉(zhuǎn)移時,反應(yīng)釋放出的熱量為 kJ。
(2)硫酸工業(yè)生產(chǎn)中涉及反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),SO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如右圖所示。
①壓強:P1 P2(填“>”、“=”或“<”)。
②平衡常數(shù):A點 B點(填“>”、“=”或“<”)。
③200℃下,將一定量的SO2和O2充入體積不變的密閉容器中,經(jīng)10min后測得容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度如下表所示:
氣體 | SO2 | O2 | SO3 |
濃度(mol/L) | 0.4 | 1.2 | 1.6 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
(14分)化學(xué)在能源開發(fā)與利用中起著十分重要的作用。
(1)蘊藏在海底的可燃冰是高壓下形成的外觀像冰的甲烷水合物固體.被稱之為“未來能源”。在25℃、101 kPa下,1g甲烷完全燃燒生成和液態(tài)水時放熱55.6 kJ。甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式為 ______:相同條件下,356 g可燃冰(分子式為CH4·9H2O,Mr=178)釋放的甲烷氣體完全燃燒生成CO2和液態(tài)水,放出的熱量為_______kJ。
(2)二甲醚(CH3OCH3)是無色氣體,可作為一種新型能源,具有清潔、高效的優(yōu)良性能。由合成氣(組成為H2、CO和少量的CO2)直接制各二甲醚,其中的主要過程包括以下四個反應(yīng):
甲醇合成反應(yīng):
(Ⅰ)CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g) △H1=-90.1kJ?mol-1
(Ⅱ)CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-49.0kJ?mol-1
水煤氣變換反應(yīng):(Ⅲ)CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2 (g) △H3=-41.1kJ?mol-1
二甲醚合成反應(yīng):(Ⅳ)2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H4=-24.5kJ?mol-1
①分析二甲醚合成反應(yīng)(iv)對于CO轉(zhuǎn)化率的影響___________________________________。
②由H2和CO直接制備二甲醚(另一產(chǎn)物為水蒸氣)的熱化學(xué)方程式為:__________________。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理,分析增加壓強對直接制備二甲醚反應(yīng)的影響_________________________________。
(3)二甲醚直接燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點。若電解質(zhì)為堿性,二甲醚直接燃料電池的負極反應(yīng)為______________________,一個二甲醚分子經(jīng)過電化學(xué)氧化,可以產(chǎn)生________電子的電量。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計算題
目前工業(yè)合成氨的原理是:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-93.0kJ /mol;另據(jù)報道,一定條件下:2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g) △H=" +1530.0kJ" /mol。
(1)氫氣的燃燒熱△H=_______________kJ/mol。
(2)在恒溫恒壓裝置中進行工業(yè)合成氨反應(yīng),下列說法正確的是 。
A.氣體體積不再變化,則已平衡 |
B.氣體密度不再變化,尚未平衡 |
C.平衡后,往裝置中通入一定量Ar,壓強不變,平衡不移動 |
D.平衡后,壓縮裝置,生成更多NH3 |
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