【題目】氮的固定是幾百年來科學(xué)家一直研究的課題。

(1)下表列舉了不同溫度下大氣固氮和工業(yè)固氮的部分K值。

①分析數(shù)據(jù)可知:大氣固氮反應(yīng)屬于_________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

②分析數(shù)據(jù)可知:人類不適合大規(guī)模模擬大氣固氮的原因_________

③從平衡視角考慮,工業(yè)固氮應(yīng)該選擇常溫條件,但實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)卻選擇500℃左右的高溫,解釋其原因____________

(2)工業(yè)固氮反應(yīng)中,在其他條件相同時(shí),分別測定N2的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(qiáng)(p1、p2)下隨溫度變化的曲線,下圖所示的圖示中,正確的是_______(填“A”或“B”);比較p1、p2的大小關(guān)系________,理由____________。

(3)20世紀(jì)末,科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞H+)為介質(zhì),用吸附在它內(nèi)外表面上的金屬鈀多晶薄膜做電極,實(shí)現(xiàn)高溫常壓下的電化學(xué)合成氨,提高了反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,其實(shí)驗(yàn)簡圖如C所示,陰極的電極反應(yīng)式是___________

(4)近年,又有科學(xué)家提出在常溫、常壓、催化劑等條件下合成氨氣的新思路,反應(yīng)原理為:2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g),則其反應(yīng)熱△H=__________。(已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1,2H2(g)+O2(g)2H2O(l) △H=-571.6kJ·mol-1

【答案】 吸熱 K值小,正向進(jìn)行的程度。ɑ蜣D(zhuǎn)化率低),不適合大規(guī)模生產(chǎn)(如果其他因素合理,不扣分,但給分點(diǎn)是畫點(diǎn)部分) 反應(yīng)速率角度考慮,高溫更好,但從催化劑活性等綜合因素考慮選擇500℃左右合適(沒有答出催化劑活性的,不扣分) A p2>p1 其他條件相同時(shí),反應(yīng)的正向是氣體計(jì)量數(shù)減少的,壓強(qiáng)大利于氨氣的生成,而p2N2轉(zhuǎn)化率高 N2+6e-+6H+===2NH3 +1530 kJ·mol-1

【解析】試題分析:本題考查蓋斯定律的應(yīng)用,化學(xué)平衡常數(shù)的應(yīng)用和影響化學(xué)平衡常數(shù)的因素,化學(xué)平衡圖像的分析,電解池中電極反應(yīng)式的書寫。

1大氣固氮反應(yīng),溫度升高,化學(xué)平衡常數(shù)增大,升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),大氣固氮反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)。

人類不適宜大規(guī)模模擬大氣固氮的原因是:大氣固氮的化學(xué)平衡常數(shù)小,反應(yīng)正向進(jìn)行的程度小,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率低。

工業(yè)固氮升高溫度K值減小,升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),工業(yè)固氮正反應(yīng)為放熱反應(yīng);使用常溫能提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,但反應(yīng)速率小。實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中選擇500℃左右的高溫的原因是:從反應(yīng)速率角度考慮,高溫更好;500℃時(shí)催化劑的活性最高。

2工業(yè)固氮升高溫度K值減小,升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),N2的轉(zhuǎn)化率減小,正確的圖示為A。在圖A的橫坐標(biāo)上任取一點(diǎn)作橫坐標(biāo)的垂直線與曲線相交,由圖可見,相同溫度下p2時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率大于p1時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率;工業(yè)固氮的正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),N2的轉(zhuǎn)化率增大,則p2p1。

3合成氨的反應(yīng)為N2+3H22NH3,N2發(fā)生得電子的還原反應(yīng),H2發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),則陽極電極反應(yīng)式為H2-2e-=2H+,陰極電極反應(yīng)式為N2+6e-+6H+=2NH3。

4將反應(yīng)編號,N2g+3H2g2NH3gΔH=-92.4kJ·mol-1式)

2H2g+O2g=2H2OlΔH=-571.6kJ·mol-1式)

應(yīng)用蓋斯定律,2-32N2g+6H2Ol4NH3g+3O2gΔH=-92.4kJ/mol2--571.6kJ/mol3=+1530kJ/mol。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某學(xué)生試圖用電解法根據(jù)電極上析出物質(zhì)的質(zhì)量來驗(yàn)證阿伏加德羅常數(shù)值,其實(shí)驗(yàn)方案的要點(diǎn)為:①用直流電電解氯化銅溶液,所用儀器如圖.
②在電流強(qiáng)度為I A,通電時(shí)間為t s后,精確測得其電極上析出的銅的質(zhì)量為m g.
試回答:

(1)連接這些儀器的正確順序?yàn)椋ㄓ脠D中標(biāo)注儀器接線柱的英文字母表示,下同):E接D,C接接F.
(2)寫出B極上發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式: , G試管中淀粉KI溶液變化的現(xiàn)象為 , 相應(yīng)的離子方程式是
(3)為精確測定電極上析出銅的質(zhì)量,所必需的實(shí)驗(yàn)步驟的先后順序應(yīng)是 . ①稱量電解前電極質(zhì)量
②刮下電解后電極上的銅并清洗
③用蒸餾水清洗電解后電極
④低溫烘干電極后稱量
⑤低溫烘干刮下的銅,后稱量
⑥再次低溫烘干后稱量至恒重
(4)已知電子的電量為1.6×1019C.試列出阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算表達(dá)式:NA=

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】四元軸烯(a)、苯乙烯(b)\、立方烷(c)的分子式均為C8H8,下列說法正確的是

A. a 的同分異構(gòu)體只有b c兩種

B. a、b、c均能使溴的四氯化碳溶液褪色

C. a、b分子中的所有原子一定處于同一平面

D. ac的二氯代物有3種,b的一氯代物有5 (不考慮立體異構(gòu))

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】電解質(zhì)水溶液中可存在電離平衡,水解平衡,溶解平衡,依據(jù)所學(xué)回答下列問題.
(1)等物質(zhì)的量濃度的下列四種溶液:①NH3H2O ②(NH42SO3 ③KHSO3 ④K2SO3溶液中水的電離程度由大到小的排列順序?yàn)?/span>(填序號).
(2)體積相同、c(H+)相同的三種酸溶液①CH3COOH;②HCl;③H2SO4分別與同濃度的NaOH溶液完全中和時(shí),消耗NaOH溶液的體積由大到小的排列順序是(填序號).將c(H+)相同的三種酸均加水稀釋至原來的10倍,c(H+)由大到小的順序?yàn)?/span>(填序號).
(3)已知,H+(aq)+OH(aq)═H2O(l)△H=﹣57.3kJ/mol.實(shí)驗(yàn)測得稀醋酸與稀NaOH溶液反應(yīng)生成1mol H2O時(shí)放出57kJ的熱,則醋酸溶液中,醋酸電離的熱化學(xué)方程式為
(4)25℃時(shí),NH3H2O的電離常數(shù)為Kb=1.7×103 . 0.1molL1NH4Cl溶液的pH=a,則c(NH4+):c(NH3H2O)=(用含a的代數(shù)式表示)
(5)某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組對電解質(zhì)溶液作如下歸納總結(jié)(均在常溫下),其中正確的有①pH=1的強(qiáng)酸溶液,加水稀釋后,溶液中各離子濃度一定都降低②pH=2的鹽酸與pH=13的NaOH溶液,按體積比9:1混合后的溶液pH為11
③pH相等的三種溶液:a.CH3COONa;b.NaHCO3;c.NaOH.其溶液物質(zhì)的量濃度由小到大順序?yàn)閏、b、a
④NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至溶液pH=7,則c(Na+)=2c(SO42
⑤亞磷酸(H3PO3)是二元弱酸,所以Na2HPO3稀溶液一定呈堿性
⑥甲、乙兩溶液都是強(qiáng)電解質(zhì),已知甲溶液的pH是乙溶液pH的兩倍,則甲、乙兩溶液等體積混合,混合液pH可能等于7.
⑦某二元酸在水中的電離方程式是H2B═H++HB;HBH++B2 , 則0.1mol/L的Na2B溶液中,c(Na+)=2c(B2)+2c(HB
(6)25℃時(shí)Ksp[Mg(OH)2]=5.6×1012 , Ksp[Cu(OH)2]=2.2×1020 , Ksp[Fe(OH)3]=4.0×1038 , Ksp[Al(OH)3]=1,.1×1033 . 在25℃下,向濃度均為0.1molL1的AlCl3和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成沉淀(填化學(xué)式).現(xiàn)向一定濃度的AlCl3和FeCl3的混合溶液中逐滴加入氨水,當(dāng)Fe3+剛好完全沉淀時(shí),測定c(Al3+)=0.2molL1 . 此時(shí)所得沉淀中(填“還含有”或“不含有”)Al(OH)3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】燃料電池是一種新能源.利用2CO+O 2 ═2CO 2 設(shè)計(jì)燃料電池時(shí),負(fù)極發(fā)生反應(yīng)的氣體是 , 正極發(fā)生反應(yīng)的氣體是

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】常溫下,濃度均為0.1mol/L、100mL的Ba(OH)2溶液中,分別滴入濃度均為0.1mol/L的H2SO4、NaHSO4溶液,其導(dǎo)電能力隨滴入溶液體積變化的曲線如下圖所示。

(1) 0.1mol/L的NaHSO4溶液pH=_____________

(2)曲線___________代表滴加H2SO4溶液的變化曲線。b點(diǎn)溶液的酸堿性為___________(酸性或堿性或中性)。

(3)d點(diǎn)溶液中主要離子種類:______________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】合成醫(yī)用麻醉藥芐佐卡因E和食品防腐劑J的路線如圖所示:

已知:

請回答下列問題:

(1)A屬于芳香烴,結(jié)構(gòu)簡式為_____________。

(2)E中官能團(tuán)的名稱是氨基、____________。

(3)C能與NaHCO3溶液反應(yīng),反應(yīng)③的化學(xué)方程式是___________。

(4)反應(yīng)⑥、⑦中試劑ii和試劑iii依次是 ___________、___________

(5)反應(yīng)①~⑦中,屬于取代反應(yīng)的是_______________

(6)J有多種同分異構(gòu)體,其中符合下列條件的同分異構(gòu)體有______________種,寫出其中任一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:___________。

a. 為苯的二元取代物,其中一個(gè)取代基為羥基

b. 屬于酯類,且能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

(7)以A為起始原料,選用必要的無機(jī)試劑合成高分子樹脂(),寫出合成路線(用結(jié)構(gòu)簡式表示有機(jī)物,用箭頭表示轉(zhuǎn)化關(guān)系,箭頭上注明試劑和反應(yīng)條件):_______________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】除去下列物質(zhì)中的雜質(zhì),所用試劑和方法正確的是(

選項(xiàng)

物質(zhì)

雜質(zhì)

除雜質(zhì)所用試劑和方法

A

KCl溶液

I2

蒸餾

B

KNO3

K2SO4

BaCl2溶液,過濾

C

Cu

CuO

稀硫酸,過濾

D

CaCO3

Ca(OH)2

鹽酸,過濾

A. A B. B C. C D. D

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】海洋動(dòng)物海鞘中含有種類豐富、結(jié)構(gòu)新穎的次生代謝產(chǎn)物,是海洋抗腫瘤活性物質(zhì)的重要來源之一。一種從海鞘中提取具有抗腫瘤活性的天然產(chǎn)物的流程如下:

下列關(guān)于該流程中各步驟的說法中,錯(cuò)誤的是(

選項(xiàng)

步驟

采用裝置

主要儀器

A

過濾裝置

漏斗

B

分液裝置

分液漏斗

C

蒸發(fā)裝置

坩堝

D

蒸餾裝置

蒸餾燒瓶

A. A B. B C. C D. D

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同步練習(xí)冊答案