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 。
(2)在一定溫度下,在固定體積的密閉容器中進(jìn)行可逆反應(yīng):N2+3H22NH3。該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是________________。
A.3v(H2)正=2v(NH3)逆
B.單位時(shí)間生成m mol N2的同時(shí)消耗3m mol H2
C.容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不再隨時(shí)間而變化
D.混合氣體的密度不再隨時(shí)間變化
E.a(chǎn) molN≡N鍵斷裂的同時(shí),有6amolN—H鍵斷裂
F.N2、H2、NH3的分子數(shù)之比為1∶3∶2
(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1molN2和3molH2,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(cè)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),以N2表示的平均反應(yīng)速率= ;該溫度下平衡常數(shù)K= ;
(4)以CO2與NH3為原料合成尿素[化學(xué)式為CO(NH2)2]的主要反應(yīng)如下,已知:
①2NH3(g)+CO2(g) == NH2CO2 NH4(s) △H= —l59.5 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+116.5 kJ·mol-1
③H2O(1) == H2O(g) △H=+44.0kJ·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 ;
對(duì)于上述反應(yīng)②在密閉容器中將過量NH2CO2NH4固體于300K下分解,平衡時(shí)P[H2O(g)]為a Pa,若反應(yīng)溫度不變,將體系的體積增加50%,則P[H2O(g)]的取值范圍是_________________(用含a的式子表示)。(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))
【知識(shí)點(diǎn)】化學(xué)平衡 G1 G2 G3 G4 G5
【答案解析】24、(1)2NH3—6e—+6OH—=N2+6H2O 3分
(2)BCE 3分
(3)0.01 mol/(L.min) 2分 2.37( mol/L)-2 2分
(4)2NH3(g)+CO2(g)== CO(NH2)2(s) +H2O(l) △H= — 87.0 kJ·mol-1 2分
2a/3<P[H2O(g)]≤a 2分
解析:(1)燃料電池燃料為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)
(2)A、都表示的是正向速率,故A錯(cuò)誤;B、正確;C、反應(yīng)過程中,氣體體積變化壓強(qiáng)變化,故一旦不變達(dá)到平衡,C正確;D、m不變,V不變,故密度不變,不是平衡標(biāo)志,故D錯(cuò)誤;E、正確;F、平衡標(biāo)志是各組分濃度不變,故F錯(cuò)誤;選擇BCE
(3)列3段式 2L 物質(zhì)的量mol N2+3H22NH3
起始物質(zhì)的量1 3 0
變化量 x 3x 2x
平衡量 1-x 3-3x 2x
25min和0min壓強(qiáng)比為12.6/16.8=(4-2x)/4,x=0.5mol,故N2表示的平均反應(yīng)速率=0.5mol÷2L÷25min=0.01 mol/(L.min);平衡常數(shù)K=c2(氨氣)/c3(氫氣)×c(氮?dú)猓? 2.37( mol/L)-2
(4)2NH3(g)+CO2(g)== CO(NH2)2(s) +H2O(l) △H=—l59.5 kJ·mol-1+116.5 kJ·mol-1-44.0kJ·mol-1= — 87.0 kJ·mol-1
(5)將體系的體積增加50%,則P[H2O(g)]變?yōu)?a/3,且平衡向正向移動(dòng)故2a/3<P[H2O(g)]≤a
【思路點(diǎn)撥】題考查了氧化還原反應(yīng)、蓋斯定律、化學(xué)平衡等知識(shí)點(diǎn),根據(jù)氧化還原反應(yīng)實(shí)質(zhì)、蓋斯定律內(nèi)涵、化學(xué)平衡的判斷方法等知識(shí)點(diǎn)來分析解答,這些知識(shí)點(diǎn)都是高考熱點(diǎn),常常出現(xiàn)在大型綜合題中,注意結(jié)合守恒思想分析解答問題,題目難度中等.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
某反應(yīng)過程能量變化如圖所示,下列說法正確的是
A.反應(yīng)過程a有催化劑參與
B.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),熱效應(yīng)等于ΔH
C.改變催化劑,可改變?cè)摲磻?yīng)的活化能
D.有催化劑條件下,反應(yīng)的活化能等于E1+E2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
一定條件下反應(yīng)2AB(g) A2(g)+B2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是( )
A.單位時(shí)間內(nèi)生成n molA2,同時(shí)消耗2n molAB
B.容器內(nèi),3種氣體AB、A2、B2共存
C.AB的消耗速率等于A2的消耗速率 D.容器中各組分的體積分?jǐn)?shù)不隨時(shí)間變化
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
一定溫度下,密閉容器中充入1.0molN2和3.0molH2,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得NH3的物質(zhì)的量為0.6mol。若在開始時(shí)充入2.0 molN2和6.0molH2,則平衡時(shí)NH3的物質(zhì)的量為( )
A、若為定容容器,n(NH3)=1.2mol B、若為定容容器,n(NH3)>1.2mol
C、若為定壓容器,n(NH3) >1.2mol D、若為定壓容器,n(NH3)<1.2mol
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
在一定的溫度下,把2體積N2和6體積H2分別通入一個(gè)帶活塞的體積可變的容器中,活塞的一端與大氣相通(如圖10-1)。
容器中發(fā)生如下反應(yīng):N2+3H2 2NH3;△H<0。反應(yīng)達(dá)到平衡后,測(cè)得混合氣體為7體積。
⑴保持上述反應(yīng)溫度不變,設(shè)a、b、c分別表示加入的N2、H2 和NH3的體積,如果反應(yīng)達(dá)到平衡后混合氣體中各物質(zhì)的量仍與上述平衡時(shí)完全相同。那么:①a=1,c=2,則b== 。在此情況下,反應(yīng)起始時(shí)將向 方向(填“正”或“逆”)進(jìn)行。
②若需規(guī)定起始時(shí)反應(yīng)向逆方向進(jìn)行,則c的取值范圍是 。
⑵在上述裝置中,若需控制平衡后混合氣體為6.5體積,則可采取的措施是 ,原因是________________________________ 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的氣體A和B,一定溫度下發(fā)生反應(yīng):A(g)+x B(g) 2 C(g)達(dá)到平衡后,只改變反應(yīng)的一個(gè)條件,測(cè)得容器中物質(zhì)的濃度、反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的如下圖所示。下列說法中正確是:
A.30min時(shí)降低溫度,40min時(shí)升高溫度
B.30min時(shí),向容器內(nèi)再充入一定量的C,重新達(dá)到平衡時(shí),A的體積分?jǐn)?shù)不變
C.反應(yīng)方程式中的x=1,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
D.8min前,C的平均反應(yīng)速率為0.08 mol·L-1·min-1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
“ZEBRA”蓄電池的結(jié)構(gòu)如圖所示,電極材料多孔Ni/NiCl2和金屬鈉之間由鈉離子導(dǎo)體制作的陶瓷管相隔。下列關(guān)于該電池的敘述錯(cuò)誤的是( )
A.電池反應(yīng)中有NaCl生成
B.電池的總反應(yīng)是金屬鈉還原三價(jià)鋁離子
C.正極反應(yīng)為:NiCl2+2e-===Ni+2Cl-
D.鈉離子通過鈉離子導(dǎo)體在兩電極間移動(dòng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為。下列關(guān)于該物質(zhì)的說法中正確的是( )
A.該物質(zhì)可以發(fā)生水解反應(yīng)
B.該物質(zhì)能和AgNO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生AgBr沉淀
C.該物質(zhì)可以發(fā)生消去反應(yīng)
D.該物質(zhì)分子中至多有4個(gè)碳原子共面
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
在一恒容密閉容器中充入1 mol NO2,建立如下平衡2NO2(g)N2O4(g),測(cè)得NO2的轉(zhuǎn)化率為a%,在其他條件不變的情況下再充入1 mol NO2,待新平衡建立時(shí),NO2的轉(zhuǎn)化率為b%,則a與b的關(guān)系為( )
A.a>b B.a<b C.a=b D.無法確定
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