【題目】德國(guó)化學(xué)家哈伯(F. Haber, 1868-1930)發(fā)明的合成氨技術(shù)使大氣中的氮?dú)庾兂闪松a(chǎn)氮肥的永不枯竭的廉價(jià)來(lái)源,從而使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)依賴土壤的程度減弱,解決了地球上因糧食不足導(dǎo)致的饑餓和死亡問(wèn)題。因此這位解救世界糧食危機(jī)的化學(xué)天才獲得了1918年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),F(xiàn)在我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)制氨的過(guò)程,以探究外界條件對(duì)平衡的影響。

查閱資料,獲得以下鍵能數(shù)據(jù):

化學(xué)鍵

N≡N

H-H

N-H

鍵能/(kJ/mol)

946

436

391

(1)計(jì)算工業(yè)合成氨反應(yīng)的反應(yīng)熱:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=________kJ/mol

(2)一定溫度下,向一個(gè)恒壓容器中充入N20.6mol,H20.5mol,在一定溫度下進(jìn)行反應(yīng):N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),達(dá)到平衡時(shí),N2的轉(zhuǎn)化率為,此時(shí)容器的體積為1L。

該溫度時(shí)容器中平衡體系的平衡常數(shù)是______________。

(3)合成氨工業(yè)會(huì)產(chǎn)生大量副產(chǎn)物CO2,工業(yè)上常用高濃度的K2CO3溶液吸收CO2,得溶液X,再利用電解法K2CO3溶液再生,其裝置如圖所示:

①在陽(yáng)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)包括____________________H+HCO3- ═H2OCO2。

②簡(jiǎn)述CO32-在陰極區(qū)再生的原理__________。

③再生裝置中產(chǎn)生的CO2H2在一定條件下反應(yīng)生成甲醇,工業(yè)上利用該反應(yīng)合成甲醇。

已知:25 ℃,101 KPa下:

2H2(g) O2(g)═2H2O(g) Δ H1484kJ/mol

2CH3OH(g) 3O2(g)═2CO2(g)4H2O(g) Δ H21352kJ/mol

寫出CO2H2生成CH3OH(g)H2O(g)的熱化學(xué)方程式__________

【答案】-92 10 mol-2/L-2 4OH--4e-=2H2O+O2 氫離子放電生成氫氣,氫離子濃度減小,碳酸氫根電離平衡正向移動(dòng),碳酸根增多再生 CO2g+3H2g=CH3OH+H2O(g) ΔH=-50kJ/mol

【解析】

1)反應(yīng)的焓變△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能,則N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的焓變?yōu)?/span>H=EN≡N+3EH-H-6EN-H=946kJ/mol+3×436kJ/mol-6×391kJ/mol=-92kJ·mol1;

2)一定溫度下,向一個(gè)恒壓容器中充入N20.6mol,H20.5mol,在一定溫度下進(jìn)行反應(yīng):N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),達(dá)到平衡時(shí),N2的轉(zhuǎn)化率為,此時(shí)容器的體積為1L,則平衡時(shí)體系中各組分的濃度分別為cN2= =0.5mol·L1,cH2==0.2mol·L1,cNH3==0.2mol·L1,則該溫度時(shí)容器中平衡體系的平衡常數(shù)是K= =10L2·mol2;

3)①在陽(yáng)極區(qū)發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣,考慮到溶液為堿性介質(zhì),則為OH放電生成H2OO2,陽(yáng)極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)包括4OH--4e-=2H2O+O2H+HCO3- ═H2OCO2

CO32在陰極區(qū)再生的原因是:H在陰極放電生成H2,使溶液cH)減小,促使HCO3的電離平衡右移,產(chǎn)生更多的CO32

③給反應(yīng)編號(hào):2H2(g) O2(g)═2H2O(g) Δ H1484kJ/mol(①式)

2CH3OH(g)3O2(g)═2CO2(g)4H2O(g) Δ H21352kJ/mol(②式)

根據(jù)蓋斯定律,所求反應(yīng)可以由(①式×3-②式)÷2得到,CO2g+3H2g=CH3OH+H2O(g) ΔH===-50kJ·mol1,則CO2H2生成CH3OH(g)H2O(g)的熱化學(xué)方程式CO2g+3H2g=CH3OH+H2O(g) ΔH=-50kJ·mol1。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】T ℃時(shí),將5mol A7mol B氣體通入體積為10L的密閉容器中(容積不變),反應(yīng)過(guò)程中ABC的濃度變化如圖Ⅰ所示。若保持其他條件不變,溫度分別為T1T2時(shí),B的體積分?jǐn)?shù)與時(shí)間關(guān)系如圖Ⅱ所示:

則下列結(jié)論正確的是(

A.T ℃時(shí),將4mol A4mol B2mol C氣體通入體積為10L的密閉容器中(容積不變),達(dá)到平衡時(shí),C的濃度為0.4 mol·L-1

B.保持其他條件不變,在(t1+10min 時(shí),加入催化劑,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)

C.保持其他條件不變,在(t1+10min 時(shí),通入稀有氣體,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

D.保持其他條件不變,升高溫度,正、逆反應(yīng)速率均增大,A的轉(zhuǎn)化率也增大

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某班同學(xué)用以下實(shí)驗(yàn)探究的性質(zhì)。回答下列問(wèn)題:

(1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵、溴化亞鐵固體,均配制成的溶液。在溶液中需加入少量鐵屑,其目的是_____________________________________。

(2)甲組同學(xué)取溶液,加入幾滴氯水,再加入1溶液,溶液變紅,說(shuō)明可將氧化。溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為____________________。

(3)乙組同學(xué)認(rèn)為甲組的實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn),該組同學(xué)在溶液中先加入煤油,再向下層溶液中依次加入幾滴氯水和1溶液,溶液變紅。煤油的作用是_________________________。

(4)丙組同學(xué)取上述溶液,向其中滴加少量新制的氯水,振蕩后溶液呈黃色。某同學(xué)對(duì)產(chǎn)生黃色的原因提出了假設(shè):

假設(shè)1氧化成溶解在溶液中;

假設(shè)2氧化成。

請(qǐng)你完成下表,驗(yàn)證假設(shè)

實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象

結(jié)論

①向溶液中加入____________,振蕩、靜置現(xiàn)象:____________

假設(shè)1正確

②向溶液中加入____________現(xiàn)象:____________

假設(shè)2正確

(5)已知:。若在上述溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況,反應(yīng)的離子方程式為________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):Xg+3Yg2Zg),有關(guān)下列圖象的說(shuō)法正確的是

A.依據(jù)圖a可判斷正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

B.在圖b中,虛線可表示壓強(qiáng)增大

C.若正反應(yīng)的△H0,圖c可表示升高溫度使平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

D.由圖d中氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量隨溫度的變化情況,可推知正反應(yīng)的△H0

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】A、B、CD、E、F六種物質(zhì)有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系,E為淡黃色粉末,通常用在呼吸面具中作為氧氣的來(lái)源。

1A、C、E、F的化學(xué)式:

A______C______,E______,F______。

2)向飽和的C的溶液中通入足量CO2,會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象是_____,有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。

3)鑒別CF溶液應(yīng)選用的試劑是_____,有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為_____。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】LiAlH4是重要的儲(chǔ)氫材料,其組成類似于Na3AlF6。常見(jiàn)的供氫原理如下面兩個(gè)方程式所示:①2LiAlH42LiH+2Al+3H2↑,②LiAlH4+2H2O=LiAlO2+4H2↑。下列說(shuō)法正確的是

A. 若反應(yīng)①中生成3.36L氫氣,則一定有2.7g鋁生成

B. 氫化鋰也是一種儲(chǔ)氫材料,供氫原理為L(zhǎng)iH+H2O=LiOH+H2

C. 生成等質(zhì)量的氫氣,反應(yīng)①②轉(zhuǎn)移電子數(shù)之比為4:3

D. LiAlH4是共價(jià)化合物,LiH是離子化合物

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】濃度為0.1 mol/LHCl溶液V mL,加水稀釋到2V mL,再取出10 mL,這10 mL溶液中c(H+)

A.0.1 mol/LB.0.01 mol/LC.0.02 mol/LD.0.05 mol/L

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知甲酸的酸性強(qiáng)于醋酸。

(1)醋酸銨溶液呈中性,則甲酸銨溶液的pH____7(填“>”、“<”或“=”);若HCOONH4、NH4HSO4NH4Cl三種溶液中的c(NH4+)相同,則c(HCOONH4)c(NH4Cl)、c(NH4HSO4)的由大到小的順序是_____________________________________。

(2)常溫下0.01 mol·L-1 的氨水中 ,該溶液的pH_________。向0.01 mol·L-1的甲酸溶液中逐滴加入0.01 mol·L-1的氨水,該過(guò)程中的離子濃度關(guān)系不可能為__________。

Ac(HCOO-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-) Bc(HCOO-)> c(NH4+)> c(H+) >c(OH-)

Cc(HCOO-)= c(NH4+) > c(H+) =c(OH-) Dc(HCOO-)> c(NH4+)>c(OH-)> c(H+)

Ec(NH4+)>c(HCOO-)> c(OH-)>c(H+)

(3)如圖是通過(guò)人工光合作用,以CO2H2O為原料制備HCOOHO2的原理示意圖。催化劑a附近的pH_______(填“增大”、“不變”或“減小”),催化劑b表面發(fā)生的電極反應(yīng)式為___________________

(4)常溫下,0.02 mol·L-1HCOONa溶液pH=8,則常溫下HCOOH的電離常數(shù)Ka約為_____________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】甲同學(xué)通過(guò)查詢資料知道,一定濃度的硝酸與鎂反應(yīng)時(shí),可得到二氧化氮、一氧化氮、氮?dú)馊N氣體。該同學(xué)用下列儀器組裝裝置來(lái)直接驗(yàn)證有二氧化氮、一氧化氮生成并制取氮化鎂 (假設(shè)實(shí)驗(yàn)中每步轉(zhuǎn)化均是完全的) 。查閱文獻(xiàn)得知:

①二氧化氮沸點(diǎn)為21.1 ℃、熔點(diǎn)為-11 ℃,一氧化氮沸點(diǎn)為-151 ℃、熔點(diǎn)為-164 ℃;

②鎂也能與二氧化碳反應(yīng);

③氮化鎂遇水反應(yīng)生成氫氧化鎂和氨氣。

(1)實(shí)驗(yàn)中先打開開關(guān)K,通過(guò)導(dǎo)管向裝置內(nèi)通入二氧化碳?xì)怏w以排出裝置內(nèi)的空氣,停止通入二氧化碳的標(biāo)志是________________________________。

(2)為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)驗(yàn)?zāi)康,所選用的儀器的正確連接方式是A→____________→E,確定還原產(chǎn)物中有二氧化氮的現(xiàn)象是______________________________________,實(shí)驗(yàn)中要多次使用裝置F,第二次使用F的目的是______________________________________________。

(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)在D中產(chǎn)生預(yù)期現(xiàn)象的同時(shí),C中溶液顏色慢慢褪去,試寫出C中反應(yīng)的離子方程式:________________________________。

(4)甲同學(xué)在A中開始反應(yīng)時(shí),馬上點(diǎn)燃B處的酒精燈,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)B處的產(chǎn)品純度不高,原因是______________________________________。

(5)設(shè)計(jì)一種實(shí)驗(yàn)方案,驗(yàn)證鎂與硝酸反應(yīng)時(shí)確實(shí)有氮?dú)馍桑?/span>__________________________

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