【題目】合成氨是人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上的一項(xiàng)重大突破,研究表明液氨是一種良好的儲(chǔ)氫物質(zhì)。
(1)化學(xué)家Gethard Ertl證實(shí)了氫氣與氮?dú)庠诠腆w催化劑表面合成氨的過程,示意如下圖:
下列說法正確的是____(選填字母)。
A.①表示N2、H2分子中均是單鍵
B.②→③需要吸收能量
C.該過程表示了化學(xué)變化中包含舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的生成
(2)氨氣分解反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:2NH3(g)N2(g)+3H2(g) △H,若N三N鍵、H一H鍵和N一H鍵的鍵能分別記作a、b和c(單位:kJ·mol-l),則上述反應(yīng)的△H=___kJ·mol一1。
(3)研究表明金屬催化劑可加速氨氣的分解。下表為某溫度下等質(zhì)量的不同金屬分別催化等濃度氨氣分解生成氫氣的初始速率(m mol.min一1)。
①不同催化劑存在下,氨氣分解反應(yīng)活化能最大的是___(填寫催化劑的化學(xué)式)。
②溫度為T,在一體積固定的密閉容器中加入2 molNH3,此時(shí)壓強(qiáng)為P0,用Ru催化氨氣分解,若平衡時(shí)氨氣分解的轉(zhuǎn)化率為50%,則該溫度下反應(yīng)2NH3(g)N2(g)十3H2(g)用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=___。[己知:氣體分壓(p分)=氣體總壓(p總)x體積分?jǐn)?shù)]
(4)關(guān)于合成氨工藝的理解,下列正確的是___。
A.合成氨工業(yè)常采用的反應(yīng)溫度為500℃左右,可用勒夏特列原理解釋
B.使用初始反應(yīng)速率更快的催化劑Ru,不能提高平衡時(shí)NH3的產(chǎn)量
C.合成氨工業(yè)采用10 MPa一30 MPa,是因常壓下N2和H2的轉(zhuǎn)化率不高
D.采用冷水降溫的方法可將合成后混合氣體中的氨液化
(5)下圖為合成氨反應(yīng)在不同溫度和壓強(qiáng)、使用相同催化劑條件下,初始時(shí)氮?dú)、氫氣的體積比為1:3時(shí),平衡混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)[(NH3)]。
①若分別用vA(NH3)和vB(NH3)表示從反應(yīng)開始至達(dá)平衡狀態(tài)A、B時(shí)的化學(xué)反應(yīng)速率,則vA(NH3)____vB(NH3)(填“>”、“<”或“=”)。
②在250℃、1.0×104kPa下,H2的轉(zhuǎn)化率為______%(計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后1位)。
(6)N2和H2在鐵作催化劑作用下從145℃就開始反應(yīng),隨著溫度上升,單位時(shí)間內(nèi)NH3產(chǎn)率增大,但溫度高于900℃后,單位時(shí)間內(nèi)NH3產(chǎn)率逐漸下降的原因________。
【答案】BC 6c-a-3b BC < 66.7 高于900℃后,產(chǎn)率受平衡移動(dòng)影響為主,溫度升高,平衡向左移動(dòng),NH3 產(chǎn)率下降
【解析】
⑴A. N2分子中是三鍵不是單鍵;
B. ②→③的過程是分子中價(jià)鍵斷裂為原子,價(jià)鍵斷裂是吸收能量的;
C. 化學(xué)變化的本質(zhì)就是舊化學(xué)鍵的斷裂,新化學(xué)鍵的生成。
⑵,根據(jù)反應(yīng)方程式計(jì)算;
⑶①根據(jù)碰撞理論的解釋,催化劑的催化原理實(shí)質(zhì)上是降低反應(yīng)的活化能,活化能越低,則活化分子百分?jǐn)?shù)越高,反應(yīng)速率越大;
②
體積分?jǐn)?shù)等于物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)所以的體積分?jǐn)?shù)為 、N2的體積分?jǐn)?shù)為 、的體積分?jǐn)?shù)為 ,根據(jù)同溫同體積下,壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比得總壓強(qiáng) 化學(xué)平衡常數(shù) 帶入,得
⑷A.反應(yīng)為放熱反應(yīng),按勒夏特列原理,應(yīng)選擇較低溫度,此反應(yīng)考慮到催化劑的活化溫度;
B.催化劑的作用是增大反應(yīng)速率,使反應(yīng)盡快到到平衡,但不影響反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率;
C. 反應(yīng)是體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng)反應(yīng)向右進(jìn)行,增大轉(zhuǎn)化率;
D.氨氣的沸點(diǎn)比水低,采用冷水降溫的方法不能將合成后混合氣體中的氨液化;
⑸①壓強(qiáng)大,速率大,溫度高,速率大;
② 初始時(shí)氮?dú)、氫氣的體積比為1:3時(shí),假設(shè)為1 mol、 為3 mol, 設(shè)平衡時(shí),消耗 x mol,再根據(jù)三段式法列式計(jì)算。
⑹合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng),當(dāng)溫度高于900℃后,產(chǎn)率受平衡移動(dòng)影響為主,溫度升高,平衡向左移動(dòng),NH3 產(chǎn)率下降;
⑴A.N2分子中是三鍵不是單鍵,故A錯(cuò)誤;
B. ②→③的過程是分子中價(jià)鍵斷裂為原子,價(jià)鍵斷裂是吸收能量的,故需要吸收能量,故B正確;
C.化學(xué)變化的本質(zhì)就是舊化學(xué)鍵的斷裂,新化學(xué)鍵的生成,所以氫氣與氮?dú)庠诠腆w催化劑表面合成氨的過程表示了化學(xué)變化中包含舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的生成,故C正確;
故答案為:BC。
⑵,含有三個(gè)N-H鍵,根據(jù)反應(yīng)方程式可得,故答案為:;
⑶①Fe作催化劑時(shí),氫氣的初始生成速率最小,根據(jù)碰撞理論的解釋,催化劑的催化原理實(shí)質(zhì)上是降低反應(yīng)的活化能,活化能越低,則活化分子百分?jǐn)?shù)越高,反應(yīng)速率越大,所以上述金屬比較,鐵作催化劑時(shí),氨分解的活化能最大,故答案為:Fe;
②
體積分?jǐn)?shù)等于物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)所以的體積分?jǐn)?shù)為 、N2的體積分?jǐn)?shù)為 、的體積分?jǐn)?shù)為 ,根據(jù)同溫同體積下,壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比得總壓強(qiáng) 化學(xué)平衡常數(shù) 帶入,得
⑷A.反應(yīng)為放熱反應(yīng),按勒夏特列原理,應(yīng)選擇較低溫度,此反應(yīng)主要是考慮到催化劑的活化溫度,故A錯(cuò)誤;
B.催化劑的作用是增大反應(yīng)速率,使反應(yīng)盡快到到平衡,但不影響反應(yīng)限度,故使用初始反應(yīng)速率更快的催化劑Ru,不能提高平衡時(shí)NH3的產(chǎn)量,故B正確;
C. 反應(yīng)是體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng)反應(yīng)向右進(jìn)行,所以合成氨工業(yè)壓強(qiáng)采用10 MPa一30 MPa,可以大大增加轉(zhuǎn)化率,故C正確;
D.氨氣的沸點(diǎn)比水低,采用冷水降溫的方法不能將合成后混合氣體中的氨液化,故D錯(cuò)誤;
故答案為BC;
⑸①壓強(qiáng)大,速率快,溫度高,速率快,B的溫度比A的高,B的壓強(qiáng)比A的大,所以B的速率大于A的速率,故答案為:<;
②初始時(shí)氮?dú)狻錃獾捏w積比為1:3時(shí),假設(shè)為1mol、 為3mol,設(shè)平衡時(shí),消耗xmol
由圖可知在250℃、1.0×104kPa下,平衡混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)為50%,列式
,解得 , 的轉(zhuǎn)化率為,故答案為:66.7%;
⑹合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng),當(dāng)溫度高于900℃后,產(chǎn)率受平衡移動(dòng)影響為主,溫度升高,平衡向左移動(dòng),NH3 產(chǎn)率下降,故答案為:高于900℃后,產(chǎn)率受平衡移動(dòng)影響為主,溫度升高,平衡向左移動(dòng),NH3 產(chǎn)率下降;
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某結(jié)晶水合物含有兩種陽離子和一種陰離子。稱取兩份質(zhì)量均為45.3g的該結(jié)晶水合物,分別制成溶液。向其中一份逐滴加入NaOH溶液,開始發(fā)現(xiàn)溶液中出現(xiàn)白色沉淀并逐漸增多;一段時(shí)間后有氣體逸出,該氣體有刺激性氣味,能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán),加熱后共計(jì)可收集到2.24L該氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況);最后白色沉淀逐漸減少并最終消失。另一份逐滴加入Ba(OH)2溶液,開始現(xiàn)象類似,但最終仍有白色沉淀;過濾,用稀硝酸處理沉淀物,經(jīng)洗滌和干燥,得到白色固體46.6 g。
請回答以下問題:
⑴ 該結(jié)晶水合物中含有的兩種陽離子是________和________,陰離子是_________。
⑵ 試通過計(jì)算確定該結(jié)晶水合物的化學(xué)式。________
⑶ 假設(shè)過程中向該溶液中加入的NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為5mol·L-1,請?jiān)谙聢D中畫出生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液體積的關(guān)系________
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖是元素周期表前四周期的一部分,下列有關(guān)R、W、X、 Y、Z五種元素的敘述中,正確的是( )
A. 通常情況下五種元素的單質(zhì)中,Z單質(zhì)的沸點(diǎn)最高
B. Y、Z的陰離子電子層結(jié)構(gòu)都與R原子的相同
C. W的電負(fù)性比X的的電負(fù)性大
D. 第一電離能:R>W(wǎng)>Y
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】科學(xué)家提出如下光分解法制備氫氣:
①2Ce4+(aq)+H2O(l)===2Ce3+(aq)+O2(g)+2H+(aq) ΔH1
②Ce3+(aq)+H2O(l)===Ce4+(aq)+H2(g)+OH-(aq) ΔH2
③H2O(l)===H+(aq)+OH-(aq) ΔH3
④2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) ΔH4
下列說法正確的是( )
A. Ce4+能夠增大水分解反應(yīng)的活化能,提高反應(yīng)速率
B. Ce3+是反應(yīng)②和反應(yīng)③的催化劑
C. 上述反應(yīng)中,ΔH4=2ΔH1+4ΔH2-4ΔH3
D. 通常條件下,反應(yīng)④中生成H2、O2的速率之比為1∶2
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【題目】如圖有機(jī)物分子中帶“”碳原子就是手性碳原子。該有機(jī)物分別發(fā)生下列反應(yīng),生成的有機(jī)物分子中仍含有手性碳原子的是
A.與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)B.與NaOH水溶液反應(yīng)
C.與銀氨溶液作用只發(fā)生銀鏡反應(yīng)D.催化劑作用下與反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某酯A,其分子式C6H12O2,已知
又知B、C、D、E均為有機(jī)物,D不與Na2CO3溶液反應(yīng),E不能發(fā)生銀鏡反應(yīng),則A結(jié)構(gòu)可能有( )
A. 5種 B. 4種 C. 3種 D. 2種
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【題目】對SCN-的性質(zhì)進(jìn)行探究,設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)
已知:(CN)2、(SCN)2、(OCN)2等稱之為擬鹵素,它們的化學(xué)性質(zhì)均與鹵素單質(zhì)相似。下列說法正確的是( )
A.溶液顏色變紅時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是:Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3↓
B.紅色溶液褪色表現(xiàn)了SO2的漂白性
C.氧化性:KMnO4>Fe3+>(SCN)2
D.無色溶液Ⅱ中滴入適量的KMnO4(H+)溶液,溶液又變成紅色
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的常見短周期元素,X的某種氫化物能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán).Y的一種核素質(zhì)量數(shù)為18,中子數(shù)為10.在同周期元素中Z的簡單離子半徑最小,W的單質(zhì)是良好的半導(dǎo)體材料。下列說法中正確的是
A. 簡單氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:W >X
B. Y元素的相對原子質(zhì)量為18
C. X2H4的分子中極性鍵和非極性鍵數(shù)目比為4:l
D. 電解Z的熔融氯化物可以冶煉單質(zhì)Z
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】SiC、GaN、GaP、GaAs等是人工合成半導(dǎo)體的材料,具有高溫、高頻、大功率和抗輻射的應(yīng)用性能而成為半導(dǎo)體領(lǐng)域研究熱點(diǎn)。試回答下列問題:
(1)碳的基態(tài)原子L層電子軌道表達(dá)式為__,砷屬于__區(qū)元素。
(2)N與氫元素可形成一種原子個(gè)數(shù)比為1:1的粒子,其式量為60,經(jīng)測定該粒子中有一正四面體構(gòu)型,判斷該粒子中存在的化學(xué)鍵__。
A.配位鍵 B.極性共價(jià)鍵 C.非極性共價(jià)鍵 D.氫鍵
(3)CaC2晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶體的相似(如圖1所示),但CaC2晶體中含有的啞鈴形C22-的存在,使晶胞沿一個(gè)方向拉長。CaC2晶體中1個(gè)Ca2+周圍距離最近的C22-數(shù)目為__。
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