工業(yè)制硝酸的主要反應(yīng)為:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6 H2O(g)△H。
(1)已知?dú)錃獾娜紵裏釣?85.8 kJ/mol。
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92.4 kJ/mol;
H2O(1)=H2O(g)△H=+44.0 kJ/mol;
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.6 kJ/mol。
則上述工業(yè)制硝酸的主要反應(yīng)的△H= 。
(2)在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),容器內(nèi)部分物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度如下表:
①反應(yīng)在第2 min到第4 min時(shí),O2的平均反應(yīng)速率為 。
②反應(yīng)在第6 min時(shí)改變了條件,改變的條件可能是 (填序號(hào))。
A.使用催化劑 B.升高溫度 C.減小壓強(qiáng) D.增加O2的濃度
③下列說法中能說明4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6 H2 O(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 (填序號(hào))。
A.單位時(shí)間內(nèi)生成n mol NO的向時(shí),生成n mol NH3
B.條件一定,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化
C.百分含量w(NH3)=w(NO)
D.反應(yīng)速率v(NH3):u(O2):v(NO):v(H2O)=4:5:4:6
E.若在恒溫恒壓下容積可變的容器中反應(yīng),混合氣體的密度不再變化
(3)某研究所組裝的CH3OH-O2燃料電池的工作原理如圖所示。
①該電池工作時(shí),b口通入的物質(zhì)為____ 。
②該電池正極的電極反應(yīng)式為: 。
③以此電池作電源,在實(shí)驗(yàn)室中模擬鋁制品表面“鈍化”處理(裝置如圖所示)的過程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁并有氣泡產(chǎn)生,其原因可能是 (用相關(guān)的離子方程式表示)。
(1)-904.8kJ·mol-1 (2)①0.1875mol/(L·min) ②B ③ ABE
(3)①CH3OH ②O2+4e-+4H+=2H2O ③Al3++3HCO3-=Al(OH)3+3CO2(Al-3e-+3HCO3-Al(OH)3+3CO2也給分)
解析試題分析:(1)H2(g)+1/2O2(g)═H2O(l)△H=-285.8kJ·mol-1①
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4 kJ/mol ②
H2O(1) H2O(g)△H=+44.0 kJ/mol ③
N2(g)+O2(g) 2NO(g)△H=+180.6 kJ/mol ④
根據(jù)蓋斯定律,由方程式①×6-②×2③×6+④×2得工業(yè)制硝酸的主要反應(yīng)為:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6 H2O(g)△H=-904.8kJ·mol-1;
(2))①氨氣的平均化學(xué)反應(yīng)速率為v= = ="0.015" mol·L-1·min-1,同一化學(xué)反應(yīng)同一時(shí)間段內(nèi),各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于計(jì)量數(shù)之比,所以氧氣的平均化學(xué)反應(yīng)速率為0.1875mol·L-1·min-1;
②通過圖表比較起始到第6min和第6min到第8min時(shí)知,反應(yīng)物濃度變大和生成物濃度變小,逆向移動(dòng),所以改變的條件是升高溫度;B正確,使用催化劑,平衡不移動(dòng),A錯(cuò)誤;減小壓強(qiáng)和增加O2的濃度,正向移動(dòng),CD錯(cuò)誤;故答案為:B;
③A.單位時(shí)間內(nèi)生成n mol NO的向時(shí),生成n mol NH3,說明v正=v逆,A正確;
B.條件一定,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再變化,方程式兩邊氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和不相等,氣體的物質(zhì)的量是個(gè)變化的量,氣體的質(zhì)量始終不變,所以混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變,證明正逆反應(yīng)速率相等,達(dá)到了平衡狀態(tài),B正確;
C.百分含量w(NH3)=w(NO),不能說明v正=v逆,C錯(cuò)誤;
D.反應(yīng)速率v(NH3):u(O2):v(NO):v(H2O)=4:5:4:6,不能說明v正=v逆,D錯(cuò)誤;
E.由于反應(yīng)方程式兩邊氣體的質(zhì)量不變,容器的容積不變,所以混合氣體的密度可變,因此混合氣體的密度是一個(gè)變量,可以判斷是否達(dá)到了平衡狀態(tài),E正確;
(3)①在甲醇燃料電池中,燃料甲醇作負(fù)極,氧氣作正極,電解質(zhì)中的陽離子移向正極,所以c口通入的物質(zhì)為氧氣,b口通入的物質(zhì)為甲醇; ②該電池正極是氧氣發(fā)生得電子的還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為:O2+4e-+4H+=2H2O, ③在電解池中,金屬鋁為陽極,發(fā)生電極反應(yīng):Al→Al3++3e-,鋁離子會(huì)和碳酸氫根離子之間發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳,即Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,溶液逐漸變渾濁,故答案為:Al3++3HCO3-=Al(OH)3+3CO2(Al-3e-+3HCO3-=Al(OH)3+3CO2)。
考點(diǎn):考查學(xué)生有關(guān)化學(xué)反應(yīng)原理的綜合題目。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重,國家擬于“十二五”期間,將二氧化硫(SO2)排放量減少8%,氮氧化物(NOx)排放量減少10%。目前,消除大氣污染有多種方法。
Ⅰ.處理NOx的一種方法是利用甲烷催化還原NOx。
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2
CH4(g)+2NO2 (g)=N2(g) + CO2(g)+2H2O(g) △H3=-867kJ·mol-1
則△H2= 。
Ⅱ.化石燃料的燃燒、含硫金屬礦石的冶煉和硫酸的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的SO2是大氣中SO2的主要來源。(1)將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣是將煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料的方法之一,反應(yīng)為 C(s) + H2O(g)= CO(g) + H2(g),
該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K= 。 800℃時(shí),將1molCO、3mol H2O、1mol H2充入容積為1L的容器中,發(fā)生反應(yīng):CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g),反應(yīng)過程中各物質(zhì)的濃度如右圖t1前所示變化。若保持溫度不變,t2時(shí)再向容器中充入CO、H2各1mol,平衡將 移動(dòng)(填“向左”、 “向右”或“不”)。t2時(shí),若改變反應(yīng)條件,導(dǎo)致H2濃度發(fā)生如右圖t2后所示的變化,則改變的條件可能是 (填符號(hào))。
a加入催化劑 b降低溫度 c縮小容器體積 d減少CO2的量
(2)碘循環(huán)工藝不僅能吸收SO2降低環(huán)境污染,同時(shí)又能制得氫氣,具體流程如下:
①用離子方程式表示反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng) 。
②用化學(xué)平衡移動(dòng)的原理分析,在 HI分解反應(yīng)中使用膜反應(yīng)器分離出H2的目的是 。
Ⅲ.開發(fā)新能源是解決大氣污染的有效途徑之一。甲醇燃料電池(簡稱DMFC)由于結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、對(duì)環(huán)境無污染,可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關(guān)注。DMFC工作原理如圖所示:
通入a氣體的電極是原電池的 (填“正”或“負(fù)”),
其電極反應(yīng)式為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
乙醇是一種可燃性液體,按一定比例混合的乙醇汽油是一種新型清潔車用燃料,某科研機(jī)構(gòu)研究利用CO2合成乙醇的方法:
(i)2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ΔH1
原料氣氫氣
(ii)CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH2
回答下列問題:
(1)使用乙醇汽油(汽油用戊烷代替)燃料時(shí).氣缸工作時(shí)進(jìn)行的反應(yīng)較多,寫出燃燒產(chǎn)生有毒氣體CO、NO的所有反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________。
(2)反應(yīng)(i)中能夠提高氫氣轉(zhuǎn)化率的措施有____。
A.增大壓強(qiáng) | B.加催化劑 | C.增大CO2的濃度 | D.及時(shí)分離體系中的乙醇 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
大氣中的部分碘源于O3對(duì)海水中I-的氧化,將O3持續(xù)通入NaI溶液中進(jìn)行模擬研究。
(1)O3將I-氧化成I2的過程由3步反應(yīng)組成:
①I-(aq)+O3(g)=IO-(aq)+O2(g)ΔH1
②IO-(aq)+H+(aq)HOI(aq)ΔH2
③HOI(aq)+I(xiàn)-(aq)+H+(aq)I2(aq)+H2O(l)ΔH3
總反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________,其反應(yīng)熱ΔH=__________。
(2)在溶液中存在化學(xué)平衡:I2(aq)+I(xiàn)-(aq)I3—(aq),
其平衡常數(shù)表達(dá)式為______________。
(3)為探究Fe2+對(duì)O3氧化I-反應(yīng)的影響(反應(yīng)體系如圖1),某研究小組測定兩組實(shí)驗(yàn)中I3—濃度和體系pH,結(jié)果見圖2和下表。
、
編號(hào) | 反應(yīng)物 | 反應(yīng)前pH | 反應(yīng)后pH |
第1組 | O3+I(xiàn)- | 5.2 | 11.0 |
第2組 | O3+I(xiàn)-+Fe2+ | 5.2 | 4.1 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
甲醛是一種重要的化工產(chǎn)品,可利用甲醇催化脫氫制備。甲醛與氣態(tài)甲醇轉(zhuǎn)化的能量關(guān)系如圖所示。
(1)甲醇催化脫氫轉(zhuǎn)化為甲醛的反應(yīng)是 (填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
(2)過程Ⅰ與過程Ⅱ的反應(yīng)熱是否相同? ,原因是
(3)寫出甲醇催化脫氫轉(zhuǎn)化為甲醛的熱化學(xué)反應(yīng)方程式: 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)如圖表示金剛石、石墨在相關(guān)反應(yīng)過程中的能量變化關(guān)系。
寫出石墨轉(zhuǎn)化為金剛石的熱化學(xué)方程式 。
(2)已知:Ti(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)ΔH="-804.2" kJ/mol
2Na(s)+Cl2(g)="2NaCl(s)" ΔH="-882.0" kJ/mol
Na(s)="Na(l)" ΔH="+2.6" kJ/mol
則TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)的ΔH= kJ/mol。
(3)已知:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH="-a" kJ/mol
②CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)ΔH="-b" kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) ΔH="-c" kJ/mol則:2CO(g)+O2(g)2CO2(g)的ΔH= kJ/mol。
(4)工業(yè)上在催化劑作用下可利用CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),下圖表示反應(yīng)過程中能量的變化情況。
在圖中,曲線 (填“a”或“b”)表示使用了催化劑;該反應(yīng)屬于 (填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)2012年倫敦奧運(yùn)會(huì)火炬采用丙烷為燃料。丙烷熱值較高,污染較小,是一種優(yōu)良的燃料。試回答下列問題:
①如圖是一定量丙烷完全燃燒生成CO2和1 mol H2O(l)過程中的能量變化圖,請?jiān)趫D中的括號(hào)內(nèi)填入“+”或“-”。
②寫出表示丙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式:___________________________________。
③二甲醚(CH3OCH3)是一種新型燃料,應(yīng)用前景廣闊。1 mol二甲醚完全燃燒生成CO2和液態(tài)水放出1 455 kJ熱量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合氣體完全燃燒生成CO2和液態(tài)水共放出1 645 kJ熱量,則混合氣體中,丙烷和二甲醚的物質(zhì)的量之比為________。
(2)蓋斯定律認(rèn)為:不管化學(xué)過程是一步完成或分幾步完成,整個(gè)過程的總熱效應(yīng)相同。試運(yùn)用蓋斯定律回答下列問題:
①已知:H2O(g)=H2O(l) ΔH1=-Q1 kJ/mol C2H5OH(g)=C2H5OH(l) ΔH=-Q2 kJ/mol
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3=-Q3 kJ/mol
若使46 g液態(tài)無水酒精完全燃燒,并恢復(fù)到室溫,則整個(gè)過程中放出的熱量為________kJ。
②碳(s)在氧氣供應(yīng)不充足時(shí),生成CO同時(shí)還部分生成CO2,因此無法通過實(shí)驗(yàn)直接測得反應(yīng): C(s)+O2(g)=CO(g)的ΔH。但可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、利用蓋斯定律計(jì)算出該反應(yīng)的ΔH,計(jì)算時(shí)需要測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
有效利用現(xiàn)有資源是解決能源問題的一種實(shí)際途徑。發(fā)展“碳一化學(xué)”,開發(fā)利用我國相對(duì)豐富的煤炭資源具有重要的戰(zhàn)略意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。下面是以焦炭為原料,經(jīng)“碳一化學(xué)”途徑制取乙二醇的過程:
(1)該過程中產(chǎn)生的的CO可繼續(xù)與水蒸氣發(fā)生可逆反應(yīng)得到CO2和H2,此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=_____________。
(2)CH3OH(l)氣化時(shí)吸收的熱量為27kJ/mol,CH3OH(g)的燃燒熱為677kJ/mol,請寫出CH3OH(l)燃燒熱的熱化學(xué)方程式_____________。
(3)“催化還原”反應(yīng)制乙二醇原理如下: CH3OOC—COOCH3(g)+4H2(g)HOCH2-CH2OH(g)+2CH3OH(g) △H=-34kJ/mol
為探究實(shí)際生產(chǎn)的最佳條件,某科研小組進(jìn)行了多方面研究。如圖表示乙二醇達(dá)到平衡時(shí)的產(chǎn)率隨原料投料比[n(氫氣)/n(草酸二甲酯)]和壓強(qiáng)的變化關(guān)系,其中三條曲線分別表示體系壓強(qiáng)為1.5MPa、2.5MPa、3.5MPa的情況,則曲線丙對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)是P(丙)=_____________。
(4)草酸二甲酯水解產(chǎn)物草酸(H2C2O4)為二元中強(qiáng)酸①草酸氫鉀溶液中存 在如下平衡: H2OH++OH-、HC2O4-H++C2O42-和____________。
②向0.1mol/L的草酸氫鉀溶液里滴加NaOH溶液至中性,此時(shí)溶液中各粒子濃度關(guān)系正確的是__________(填序號(hào))。
A.c(K+)+c(Na+)=c(HC2O4-)+c(C2O42-) |
B.c(K+)=c(HC2O4-)+c(H2C2O4)+c(C2O42-) |
C.c(Na+)=c(H2C2O4)+c(C2O42-) |
D.c(K+)>c(Na+) |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
已知:H2A的A2-可表示S2-、SO42—、SO32—、SiO32—或CO32—。
(1)常溫下,向20 mL 0.2 mol·L-1 H2A溶液中滴加0.2 mol·L-1 NaOH溶液。有關(guān)微粒物質(zhì)的量變化如下圖(其中Ⅰ代表H2A,Ⅱ代表HA-,Ⅲ代表A2-)。請根據(jù)圖示填空:
①當(dāng)V(NaOH)=20 mL時(shí),溶液中離子濃度大小關(guān)系:________。
②等體積等濃度的NaOH溶液與H2A溶液混合后,其溶液中水的電離程度比純水________(填“大”、“小”或“相等”),欲使NaHA溶液呈中性,可以向其中加入_______________________________________________________。
(2)有關(guān)H2A的鈉鹽的熱化學(xué)方程式如下:
①Na2SO4(s)=Na2S(s)+2O2(g) ΔH1=+1 011.0 kJ·mol-1
②2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH2=-221.0 kJ·mol-1
則反應(yīng)③Na2SO4(s)+4C(s)=Na2S(s)+4CO(g) ΔH3=________ kJ·mol-1。工業(yè)上制備Na2S時(shí)往往還要加入過量的碳,同時(shí)還要通入空氣,目的有兩個(gè),其一是利用碳與氧氣反應(yīng)放出的熱,維持反應(yīng)③所需溫度;其二是________________________________________。
(3)若H2A為硫酸:t ℃時(shí),pH=2的稀硫酸和pH=11的NaOH溶液等體積混合后溶液呈中性,則該溫度下水的離子積常數(shù)KW=________。
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