【題目】氮及其化合物在生活及工業(yè)生產(chǎn)中有著重要應(yīng)用。請(qǐng)回答以下問(wèn)題:
(1)如圖是N2(g)、H2(g)與NH3(g)之間轉(zhuǎn)化的能量關(guān)系圖,則:
①N2(g)與H2(g)反應(yīng)生成NH3(g)的熱化學(xué)方程式為___________________.
②過(guò)程(Ⅰ)和過(guò)程(Ⅱ)的反應(yīng)熱________(填“相同”或“不同”).
③某溫度下,在1 L恒溫恒容容器中充入1molN2和3 mol H2進(jìn)行上述反應(yīng),10 min達(dá)到平衡,此時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的7/8.
a.該過(guò)程的平衡常數(shù)的表達(dá)式為____________.
b.N2的平衡轉(zhuǎn)化率為________.
c.此時(shí)若保持容器溫度和體積不變,向其中再加入2.25 molN2和0.5 mol NH3,則平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移動(dòng).
(2)用NH3可以消除氮氧化物的污染,已知:
反應(yīng)Ⅰ:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1 平衡常數(shù)為K1
反應(yīng)Ⅱ:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH2=b kJ·mol-1 平衡常數(shù)為K2
反應(yīng)Ⅲ:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH3=c kJ·mol-1 平衡常數(shù)為K3
則反應(yīng)Ⅱ中的b=_____(用含a、c的代數(shù)式表示),K3=_____(用K1和K2表示).反應(yīng)Ⅲ中的ΔS______(填“>”“<”或“=”)0.
(3)在恒容的密閉器中,充入一定量的NH3和NO進(jìn)行上述反應(yīng)Ⅲ,測(cè)得不同溫度下反應(yīng)體系中NH3的轉(zhuǎn)化率(α)與壓強(qiáng)p的關(guān)系如圖所示:
①分析得p1________p2.(填“>”“<”或“=”)
②下列敘述中,不能作為判斷反應(yīng)Ⅲ已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志的是________(填序號(hào)).
a.N2的濃度不再改變 b.?dāng)嗔? mol N—H鍵的同時(shí),有6 mol H—O鍵形成
c.容器中壓強(qiáng)不再變化 d.混合氣體的密度保持不變
【答案】N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1 相同 K=c2(NH3)/[c(N2)c3(H2)] 25% 不 (a-c)/3 > < bd
【解析】
(1)①據(jù)圖可知2molNH3分解得到1molN2和3molH2,吸收92kJ/mol的熱量,因而N2(g)與H2(g)反應(yīng)生成NH3(g)的熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1。
②根據(jù)蓋斯定律,反應(yīng)熱只與起始狀態(tài)及終了狀態(tài)有關(guān),與過(guò)程無(wú)關(guān),這兩個(gè)過(guò)程起始狀態(tài)和終了狀態(tài)相同,因而反應(yīng)熱相同。
③可以根據(jù)三段式去求解,設(shè)轉(zhuǎn)化xmol/LN2:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起 1 3 0
轉(zhuǎn) x 3x 2x
平 1-x 3-3x 2x
根據(jù)此時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的7/8,可列式得,則x=0.25mol/L。
a. K= ;
b. N2的平衡轉(zhuǎn)化率為0.25/1×100%=25%;
c. 平衡時(shí)c(N2)=0.75mol/L,c(H2)=2.25mol/L,c(NH3)=0.5mol/L,K==0.029,向其中再加入2.25 molN2和0.5 mol NH3,則c(N2)=3mol/L,c(H2)=2.25mol/L,c(NH3)=1mol/L,Q= =0.029,因而Q=K,平衡不移動(dòng)。
(2)根據(jù)蓋斯定律,設(shè)反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別為A、B、C,則B=(A-C)/3,因而b=(a-c)/3,由于c=a-3b,所以可知K3=K1/K23,根據(jù)4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)可知該反應(yīng)各物質(zhì)均為氣體,且氣體體積增大,因而混亂度變大,故ΔS>0。
(3)根據(jù)4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)可知該反應(yīng)的氣體計(jì)量數(shù)在反應(yīng)前后增大,因而保持溫度不變,NH3的轉(zhuǎn)化率(α)越大,說(shuō)明壓強(qiáng)越小,因而p1<p2。a.N2的濃度不再改變,說(shuō)明各組分濃度都不變,因而可以作為判斷平衡的標(biāo)志,正確;b.?dāng)嗔?/span>6 mol N—H鍵的同時(shí),有6 mol H—O鍵形成,根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn),兩者都表示正反應(yīng)速率,因而錯(cuò)誤;c.由于反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)變化,當(dāng)容器中壓強(qiáng)不再變化可以判斷平衡,正確;d.混合氣體的密度ρ=m/V,由于各組分都是氣體,反應(yīng)前后混合氣體總質(zhì)量不變,又容器恒定,體積不變,因而密度始終是個(gè)定值,錯(cuò)誤。故答案選bd。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】一定量的鐵、鋁合金與300mL 2mol/L硝酸完全反應(yīng)生成3.36LNO(標(biāo)況)和三價(jià)鐵鹽、鋁鹽等,再向反應(yīng)后的溶液中加入3mol/L的NaOH溶液,使鋁、鐵元素完全沉淀下來(lái),則所加NaOH溶液的體積是( )
A. 450mL B. 150mL C. 200mL D. 無(wú)法計(jì)算
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某興趣小組制備一定量的乙酸乙酯.取3mL無(wú)水乙醇,2mL濃硫酸,2mL冰醋酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn),用5mL飽和碳酸鈉溶液收集產(chǎn)物.
I.實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示
(1)制備乙酸乙酯的化學(xué)方程式為____________。
(2)濃硫酸的作用是_________。
(3)接收裝置還可選擇下圖中的_______。(填序號(hào)).
Ⅱ.甲同學(xué)用含有酚酞的飽和碳酸鈉溶液(呈堿性)收集產(chǎn)物后振蕩,發(fā)現(xiàn)紅色迅速退去.
甲同學(xué)認(rèn)為是蒸出的乙酸中和了碳酸鈉.乙同學(xué)通過(guò)查閱資料并進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),證明甲同學(xué)的推測(cè)是錯(cuò)誤的。
已知:酚酞難溶于水,易溶于有機(jī)溶劑;酚酞試劑是酚酞的乙醇溶液.
實(shí)驗(yàn)i,取振蕩后的下層無(wú)色液體,分成兩份,分別完成以下實(shí)驗(yàn)
序號(hào) | 實(shí)驗(yàn)操作 | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 | 結(jié)論 |
1 | 滴加幾滴酸酞試劑 | 溶液______(填“變紅”成“不變紅”) | 碳酸鈉并未被乙酸完全中和,仍有大量剩余 |
2 | 滴入乙酸溶液 | 有大量氣泡產(chǎn) |
實(shí)驗(yàn)ii.取振蕩后的上層液體,加入____溶液,振蕩,發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)淺紅色,靜置分層后紅色消失。
實(shí)驗(yàn)iii,取5mL飽和碳酸鈉溶液,滴入幾滴酚酞試劑,再加入3mL乙酸乙酯(不含乙酸)振蕩,溶液先變紅,振蕩后紅色消失;卮鹣铝袉(wèn)題
(4)完成上述實(shí)驗(yàn):①________。②________。
(5)結(jié)合實(shí)驗(yàn)ii和實(shí)驗(yàn)iii的現(xiàn)象,可得出的結(jié)論是__________。
(6)實(shí)驗(yàn)iii的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?/span>___________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】據(jù)報(bào)道,科學(xué)家已經(jīng)研制出世界上最薄的材料——碳膜片,其厚度只有一根頭發(fā)的二十萬(wàn)分之一。如圖所示,這種碳膜片形狀如蜂巢,是由碳原子構(gòu)成的六邊形單元向外延展而成,下列有關(guān)碳膜片的說(shuō)法中,正確的是( )
A. 碳膜片屬于一種新型的化合物
B. 碳膜片與石墨的結(jié)構(gòu)相同
C. 碳膜片與C60互為同素異形體
D. 碳膜片在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物和碳在氧氣中完全燃燒的產(chǎn)物不同
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】乙烯催化氧化成乙醛可設(shè)計(jì)成如圖所示的燃料電池,能在制備乙醛的同時(shí)獲得電能,其總反應(yīng)為2CH2=CH2+O2===2CH3CHO.下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是
A. 每有0.1molO2反應(yīng),則遷移H+0.4mol
B. 負(fù)極反應(yīng)式為CH2=CH2-2e-+H2O=CH3CHO+2H+
C. 電子移動(dòng)方向:電極a→磷酸溶液→電極b
D. 該電池為不可充電電池
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示為從固體混合物中分離X的兩種方案,請(qǐng)根據(jù)方案1和方案2指出下列說(shuō)法中合理的是( )
A. 可以選用方案1分離碳酸氫鈉中含有的氯化銨
B. 方案1中的殘留物應(yīng)該具有的性質(zhì)是受熱易揮發(fā)
C. 方案2中加入的試劑一定能夠與除X外的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
D. 方案2中加入NaOH溶液可以分離出SiO2和Fe2O3混合物中的Fe2O3
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】(1)基態(tài)K原子中,核外電子占據(jù)最高能層的符號(hào)是____,占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為______。
(2)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]_______,有______個(gè)未成對(duì)電子。
(3)寫(xiě)出基態(tài)As原子的核外電子排布式____。根據(jù)元素周期律,原子半徑Ga___As,第一電離能Ga____As。(填“大于”或“小于”)
(4)Zn2+基態(tài)核外電子排布式為____________________。
(5)氮原子價(jià)層電子的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為_____________。
(6)CH4和CO2所含的三種元素電負(fù)性從小到大的順序?yàn)?/span>________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列各組有機(jī)化合物中,不論兩者以什么比例混合,只要總物質(zhì)的量一定,則完全燃燒時(shí)生成的水的質(zhì)量和消耗氧氣的質(zhì)量不變的是
A. CH4O,C3H4O5B. C3H6,C3H8O
C. C3H8,C4H6D. C2H6,C4H6O2
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在不同條件下分別測(cè)得反應(yīng)2SO2+O22SO3的化學(xué)反應(yīng)速率,其中表示該反應(yīng)進(jìn)行最快的是( )
A. v(SO2)=4 mol·L-1·min-1B. v (O2)=3 mol·L-1·min-1
C. v (SO3)="0.1" mol·L-1·s-1D. v (O2)=0.1mol·L-1·s-1
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