4.氨是一種重要的化工產(chǎn)品,是氮肥工業(yè)、有機(jī)合成工業(yè)以及制造硝酸、銨鹽和純堿等的原料.
(1)以氨為燃料,氧氣為氧化劑可以設(shè)計(jì)制造氨燃料電池,因產(chǎn)物無污染,在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用.若電極材料均為惰性電極,KOH溶液作電解質(zhì)溶液,則該電池負(fù)極電極反應(yīng)式為2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O;正極分壓式為O2+4e-+2H2O=4OH-
(2)下列措施可以加快合成氨反應(yīng)速率的是ACDE.
A.通過縮小容器的容積增大壓強(qiáng)
B.及時(shí)將氨液化分離出去
C.適當(dāng)升溫
D.添加合適的催化劑
E.恒溫恒容時(shí),再充入一定體積的氮?dú)?br />(3)某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)合成氨的反應(yīng).在容積固定為2L的密閉容器內(nèi)充入1mol N2和3mol H2,加入合適催化劑(體積可以忽略不計(jì))后在一定溫度壓強(qiáng)下開始反應(yīng),并用壓力計(jì)監(jiān)測容器內(nèi)壓強(qiáng)的變化如下:
 反應(yīng)時(shí)間/min 0 5 10 15 20 25 30
 壓強(qiáng)/MPa 16.80 14.78 13.86 13.27 12.85 12.60 12.60
則從反應(yīng)開始到25min時(shí),①以N2表示的平均反應(yīng)速率為0.01mol/(L.min);②H2的平衡轉(zhuǎn)化率為50%;
(4)以CO2與NH3為原料合成尿素[化學(xué)式為CO(NH22]的主要反應(yīng)如下,已知:
①2NH3(g)+CO2(g)═NH2CO2NH4(s);△H=-159.47kJ•mol-1
②NH2CO2NH4(s)═CO(NH22(s)+H2O(g);△H=+116kJ•mol-1
③H2O(l)═H2O(g);△H=+44kJ•mol-1
寫出CO2與NH3合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式CO2(g)+2NH3(g)=CO(NH22(S)+H2O(1)△H=-87.47kJ/mol.

分析 (1)堿性燃料電池中,負(fù)極上燃燒失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極發(fā)生還原反應(yīng);
(2)根據(jù)升溫、加壓、增大濃度、使用催化劑等可加快化學(xué)反應(yīng)速率,以此來解答;
(3)同一溫度下,容器中氣體壓強(qiáng)與總的物質(zhì)的量成正比,根據(jù)壓強(qiáng)計(jì)算平衡時(shí)混合氣體的物質(zhì)的量,再根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算氮?dú)獾钠骄磻?yīng)速率;根據(jù)平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度計(jì)算其平衡轉(zhuǎn)化率;
(4)根據(jù)蓋斯定律書寫其熱化學(xué)反應(yīng)方程式.

解答 解:(1)堿性燃料電池中,負(fù)極上燃燒失電子發(fā)生氧化反應(yīng),所以該原電池中負(fù)極上氨氣失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成氮?dú)夂退,電極反應(yīng)式為2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O,正極分壓式為O2+4e-+2H2O=4OH-,故答案為:2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O;O2+4e-+2H2O=4OH-;
(2)A.通過縮小容器的容積增大壓強(qiáng),活化分子的數(shù)目增多,反應(yīng)速率加快;
B.及時(shí)將氨液化分離出去,減小生成物濃度,反應(yīng)速率減小;
C.適當(dāng)升溫,活化分子的百分?jǐn)?shù)增大,使化學(xué)反應(yīng)速率加快;
D.添加合適的催化劑,降低反應(yīng)所需的活化能,能使化學(xué)反應(yīng)速率加快; 
E.恒溫恒容時(shí),再充入一定體積的氮?dú),增大反?yīng)物濃度,活化分子的數(shù)目增多,反應(yīng)速率加快;
故答案為:ACDE;
(3)同一溫度下,容器中氣體壓強(qiáng)與總的物質(zhì)的量成正比,設(shè)平衡狀態(tài)時(shí)混合氣體的物質(zhì)的量為x,
16.80:12.60=(1+3)mol:x,x=$\frac{4mol×12.60}{16.80}$=3mol,所以平衡時(shí)混合氣體的物質(zhì)的量為3mol,
設(shè)參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為y,
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)物質(zhì)的量減少
1mol                        2mol
y                         (4-3)mol
1mol:2mol=y:(4-3)mol,
y=$\frac{1mol×(4-3)mol}{2mol}$=0.5mol,
則從反應(yīng)開始到25min時(shí),以N2表示的平均反應(yīng)速率=$\frac{\frac{0.5mol}{2L}}{25min}$=0.01mol/(L.min),
平衡時(shí),α(H2)=$\frac{3mol-3×0.5mol}{3}×100%$=50%,故答案為:0.01 mol/(L.min);50%;
(4)①2NH3(g)+CO2(g)═NH2CO2NH4(s)△H=-l59.47kJ•mol-1
②NH2CO2NH4(s)?CO(NH22(s)+H2O(g)△H=+116kJ•mol-1
③H2O(1)═H2O(g)△H=+44.0kJ•mol-1
據(jù)蓋斯定律將方程式①+②-③得2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH22(s)+H2O(l)△H=-87.47 kJ•mol-1,
故答案為:2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH22(s)+H2O(l)△H=-87.47 kJ•mol-1

點(diǎn)評(píng) 本題考查較綜合,涉及化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡計(jì)算、平衡判斷、原電池原理等知識(shí)點(diǎn),側(cè)重考查知識(shí)運(yùn)用能力,化學(xué)平衡判斷時(shí)只有“反應(yīng)前后改變的物理量”才能作為判斷依據(jù),難點(diǎn)是(4)題第二空,注意反應(yīng)方程式②的特點(diǎn),題目難度中等.

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:選擇題

14.化學(xué)與社會(huì)、生產(chǎn)、生活密切相關(guān).下列說法不正確的是( 。
A.硅膠可用作食品干燥劑B.乙醇可作消毒劑
C.氫氧化鋁可作胃酸中和劑D.二氧化碳可作鈉著火的滅火劑

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

15.下列說法不正確的是( 。
A.質(zhì)子數(shù)相同的粒子一定屬于同一種元素
B.同一元素的核素種數(shù)由中子數(shù)決定
C.同位素的化學(xué)性質(zhì)幾乎相同
D.質(zhì)子數(shù)相同、電子數(shù)也相同的兩種粒子,不可能是一種分子和一種離子

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

12.A元素的陽離子與B元素的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu),下列有關(guān)兩元素的敘述中正確的是( 。
①原子半徑:A<B   
②離子半徑:A>B   
③原子序數(shù):A>B   
④第一電離能:A>B   
⑤A的正價(jià)與B的負(fù)價(jià)絕對(duì)值一定相等   
⑥電負(fù)性:A<B.
A.③⑥B.①②C.③⑤D.③④⑤⑥

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

19.如圖是部分短周期元素原子序數(shù)與最外層電子數(shù)之間的關(guān)系圖,下列說法中正確的是( 。
A.元素對(duì)應(yīng)的離子半徑:Z>M>R>W(wǎng)
B.簡單氫化物的沸點(diǎn):W>R>Y>X
C.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:X>Y>R>W(wǎng)
D.Z、X、R、W的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物均能與N的單質(zhì)反應(yīng)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.糖類、脂肪和蛋白質(zhì)是人體生命活動(dòng)所必需的三大營養(yǎng)物質(zhì),下列說法正確的是( 。
①棉花、羊毛、蠶絲和麻都屬于天然纖維,主要成分都是纖維素 
②麥芽糖與蔗糖的水解產(chǎn)物均含葡萄糖,故二者均為還原性二糖 
③蔗糖、淀粉、油脂及其水解產(chǎn)物均為非電解質(zhì)
④變質(zhì)的油脂有難聞的特殊氣味,是因?yàn)橛椭l(fā)生了加成反應(yīng) 
⑤酒精能使蛋白質(zhì)變性,可用于殺菌消毒.
A.①②③B.C.③⑤D.④⑤

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

16.可用如圖裝置制。ū匾獣r(shí)可加熱)、凈化、收集的氣體是( 。
A.銅和稀硝酸制一氧化氮B.亞硫酸鈉與濃硫酸制二氧化硫
C.鋅和稀硫酸制氫氣D.燒堿固體與濃氨水制氨氣

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

13.下列說法正確的是( 。
A.乙酸和甲酸甲酯互為同分異構(gòu)體
B.H2和D2互為同素異形體
C.CH3CH2OH與HOCH2CH2CH2OH互為同系物
D.35Cl與37Cl為同一種核素

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

14.反應(yīng)2A(g)?2B(g)+C(g)△H>0,達(dá)到平衡時(shí),要使逆反應(yīng)速率降低,A的濃度增大,應(yīng)采取的措施是( 。
A.減壓B.降溫C.加壓D.增大B的濃度

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案