題目列表(包括答案和解析)
德國物理化學家哈伯因發(fā)明了由氮氣和氫氣合成氨氣的方法而獲得1918年諾貝爾化學獎,諾貝爾獎委員會將2007年度諾貝爾化學獎授予致力于研究氨的合成與催化劑表面積大小關(guān)系的德國科學家格哈德??埃特爾,以表彰他在“固體表面化學過程”研究中作出的貢獻。下列說法中正確的是 學科網(wǎng)
A.增大催化劑的表面積,能增大氮氣的轉(zhuǎn)化率學科網(wǎng)
B.增大催化劑的表面積,能同時、同程度增大合成氨的正、逆反應速率學科網(wǎng)
C.工業(yè)合成氨采用高壓,且壓強越高越有利于提高經(jīng)濟效益學科網(wǎng)
D.當斷裂3mol H-H鍵的同時斷裂2mol N-H鍵時,達到化學平衡狀態(tài)學科網(wǎng)
(I)某氮肥廠氨氮廢水中的氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在。在微生物作用下,NH4+經(jīng)過兩步反應被氧化成NO3-,兩步反應的能量變化示意圖如下:
[來源:學,科,網(wǎng)]
(1)1molNH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的熱化學方程式是 。
(2)在一定條件下,向廢水中加入CH3OH,將HNO3還原成N2,若該反應消耗32gCH3OH轉(zhuǎn)移6mol電子,則參加反應的還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是 。
(Ⅱ)超音速飛機在平流層飛行時,尾氣中的NO會破壞臭氧層。科學家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2,化學方程式如下:
2NO+2CO2CO2+N2 △H
某溫度下用氣體傳感器測得不同的時間的NO和CO濃度如下表:
時間/s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
C(NO)(×10-4mol·L-1) |
10.0 |
4.50 |
2.50 |
1.50 |
1.00 |
1.00 |
C(CO)(×10-3mol·L-1) |
3.60 |
3.05 |
2.85 |
2.75 |
2.70 |
2.70 |
請回答下列問題(均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響):
(1)在上述條件下反應能夠自發(fā)進行,則反應的△H 0(填寫“>”、“<”、“=”)
(2)前2s內(nèi)的平均反應速率v(N2)= ;
(3)在該溫度下,反應的平衡常數(shù)K= (只寫出計算結(jié)果);
(4)某同學設(shè)計了三組實驗,分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學反應速率的影響規(guī)律,部分實驗條件如下表:
實驗編號 |
T/℃ |
NO初始濃度/mol·L-1 |
CO初始濃度/mol·L-1 |
催化劑的比表面積/m2·g-1 |
I |
280 |
1.20×10-3 |
5.80×10-3 |
82 |
II |
280 |
1.20×10-3 |
5.80×10-3 |
124 |
III |
350 |
1.20×10-3[來源:學.科.網(wǎng)] |
5.80×10-3 |
124 |
該同學畫出了表中三個實驗條件下,混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖,請在圖上標明各條曲線的實驗編號;
(5)有人認為:催化劑比表面積增大,會提高NO和CO的反應效率,從而使污染物NO和CO的轉(zhuǎn)化率提高。請用化學基本理論對此觀點進行評價: 。
(Ⅰ)氮是地球上含量豐富的一種元素,其單質(zhì)及化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。
(1)一定溫度下,在1L容積恒定的密閉容器中充入2mol N2和8mol H2并發(fā)生反應。10min達平衡,測得氨氣的濃度為0.4mol/L,此時氮氣的轉(zhuǎn)化率為 。
(2)下圖是1mol NO2(g)和1mol CO(g)反應生成1mol CO2(g)和1mol NO(g)過程中能量變化示意圖,請寫出該反應的熱化學方程式 。
(3)NH3(g)燃燒的方程式4NH3(g)+7O2(g)==4NO2(g)+6H2O(l),
已知:2H2(g)+O2(g)==2H2O(l) △H=" -483.6" kJ/mol
N2(g)+2O2(g)==2NO2 (g) △H="+67.8" kJ/mol
N2(g)+3H2(g)==2NH3 (g) △H="-92.0" kJ/mol
請計算NH3 (g)的燃燒熱 。
溫度[來源:學§科§網(wǎng)] | 平衡濃度/ (mol L-1)[來源:學*科*網(wǎng)Z*X*X*K] | |
c(NH3) | c(CO2) | |
T1 | 0.1 | |
T2 | | 0.1 |
成分 | 含量/(mg L-1) | 成分 | 含量/(mg L-1) |
Cl- | 18980 | Ca2+ | 400 |
Na+ | 10560 | HCO3- | 142 |
SO42- | 2560 | Br- | 64 |
Mg2+ | 1272 | | |
(Ⅰ)氮是地球上含量豐富的一種元素,其單質(zhì)及化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。
(1)一定溫度下,在1L容積恒定的密閉容器中充入2mol N2和8mol H2并發(fā)生反應。10min達平衡,測得氨氣的濃度為0.4mol/L,此時氮氣的轉(zhuǎn)化率為 。
(2)下圖是1mol NO2(g)和1mol CO(g)反應生成1mol CO2(g)和1mol NO(g)過程中能量變化示意圖,請寫出該反應的熱化學方程式 。
(3)NH3(g)燃燒的方程式4NH3(g)+7O2(g)==4NO2(g)+6H2O(l),
已知:2H2(g)+O2(g)==2H2O(l) △H= -483.6 kJ/mol
N2(g)+2O2(g)==2NO2 (g) △H=+67.8 kJ/mol
N2(g)+3H2(g)==2NH3 (g) △H=-92.0 kJ/mol
請計算NH3 (g)的燃燒熱 。
溫度[來源:學§科§網(wǎng)] |
平衡濃度/ (mol L-1)[來源:學*科*網(wǎng)Z*X*X*K][來源:學_科_網(wǎng)Z_X_X_K] |
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c(NH3) |
c(CO2) |
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T1 |
0.1 |
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T2 |
|
0.1 |
(4)將一定量的氨基甲酸銨固體置于某容積恒定的真空容器中,發(fā)生反應:
H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g) 在不同溫度下,該反應平衡狀態(tài)部分數(shù)據(jù)見右表。下列說法正確的是
A.若T2>T1,則該反應的ΔH<0
B.向容器中充入N2,H2NCOONH4質(zhì)量增加
C.NH3體積分數(shù)不變時,說明該反應達到平衡
D.T1、T2時,H2NCOONH4轉(zhuǎn)化的Δn(T2)=2Δn(T1)
(Ⅱ)海水資源的利用具有廣闊前景。海水中主要離子的含量如下:
成分 |
含量/(mg L-1) |
成分 |
含量/(mg L-1) |
Cl- |
18980 |
Ca2+ |
400 |
Na+ |
10560 |
HCO3- |
142 |
SO42- |
2560 |
Br- |
64 |
Mg2+ |
1272 |
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電滲析法淡化海水示意圖如下圖所示,其中陰(陽)離子交換膜僅允許陰(陽)離子通過。
(1)陽極主要電極反應式是 。
(2)在陰極附近產(chǎn)生少量白色沉淀,其成分有 和CaCO3,生成CaCO3的離子方程
式是 。
(3)淡水的出口為 (填“a”、“b”或“c”)。
(I)某氮肥廠氨氮廢水中的氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在。在微生物作用下,NH4+經(jīng)過兩步反應被氧化成NO3-,兩步反應的能量變化示意圖如下:
(1)1molNH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的熱化學方程式是 。
(2)在一定條件下,向廢水中加入CH3OH,將HNO3還原成N2,若該反應消耗32gCH3OH轉(zhuǎn)移6mol電子,則參加反應的還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是 。
(Ⅱ)超音速飛機在平流層飛行時,尾氣中的NO會破壞臭氧層?茖W家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2,化學方程式如下:
2NO+2CO2CO2+N2 △H
某溫度下用氣體傳感器測得不同的時間的NO和CO濃度如下表:
時間/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
C(NO)(×10-4mol·L-1) | 10.0 | 4.50 | 2.50 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
C(CO)(×10-3mol·L-1) | 3.60 | 3.05 | 2.85 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
請回答下列問題(均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響):
(1)在上述條件下反應能夠自發(fā)進行,則反應的△H 0(填寫“>”、“<”、“=”)
(2)前2s內(nèi)的平均反應速率v(N2)= ;
(3)在該溫度下,反應的平衡常數(shù)K= (只寫出計算結(jié)果);
(4)某同學設(shè)計了三組實驗,分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學反應速率的影響規(guī)律,部分實驗條件如下表:
實驗編號 | T/℃ | NO初始濃度/mol·L-1 | CO初始濃度/mol·L-1 | 催化劑的比表面積/m2·g-1 |
I | 280 | 1.20×10-3 | 5.80×10-3 | 82 |
II | 280 | 1.20×10-3 | 5.80×10-3 | 124 |
III | 350 | 1.20×10-3[來源:學.科.網(wǎng)] | 5.80×10-3 | 124 |
該同學畫出了表中三個實驗條件下,混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖,請在圖上標明各條曲線的實驗編號;
(5)有人認為:催化劑比表面積增大,會提高NO和CO的反應效率,從而使污染物NO和CO的轉(zhuǎn)化率提高。請用化學基本理論對此觀點進行評價: 。
一、選擇題(每小題只有一個選項符合題意。每小題3分。共48分)
1.C 2.C 3.B 4.D 5.D 6.D 7.D 8.C 9.D 10.D 11.C 12.A 13.B 14.D 15.D 16.D
二、(本大題包括5小題,共60分)
17.(12分,每空2分)
(1)C、、S2一>F一>Mg2+
(2)分子 NCl3+3H20=NH3+3HClO
(3)鋁鎂合金
18.(6分,每空2分)(1)小于(2)> (3)AD
19.(12分,每空2分)(1)第四周期、第Ⅷ族
(2)酸性 Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
(3)4FeS2+11022Fe2O3+8SO2 沸騰爐
(4)2Fe3++Fe=3Fe2+
20.(17分)(1)MnO2+4H++
(2)生石灰或固體氫氧化鈉(2分)
(3)干燥管(2分) 除去氯氣中的氯化氫(2分)
(4)使密度大的氯氣與密度小的氨氣較快地均勻混合(2分)
(5)
(6)在G連接導管直接通人盛有燒堿的燒杯中(2分)
21.(13分)(1)使NO全部轉(zhuǎn)化成HNO3(2分)ABC(2分)
(2)4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g);△H=一905.8kJ/mol(3分)
(3)CDE(3分)
(4)30%(或29.9%)(3分
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