氨氣是生產(chǎn)化肥、硝酸等的重要原料,圍繞合成氨人們進(jìn)行了一系列的研究
(1)氫氣既能與氮?dú)庥帜芘c氧氣發(fā)生反應(yīng),但是反應(yīng)的條件卻不相同.
已知:2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=﹣483.6kJ/mol
3H2(g)+N2(g)⇌2NH3(g)△H=﹣92.4kJ/mol
計(jì)算斷裂1mol N≡N鍵需要能量 kJ,氮?dú)夥肿又谢瘜W(xué)鍵比氧氣分子中的化學(xué)鍵 (填“強(qiáng)”或“弱”),因此氫氣與二者反應(yīng)的條件不同.
(2)固氮是科學(xué)家致力研究的重要課題.自然界中存在天然的大氣固氮過程:N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.8kJ/mol,工業(yè)合成氨則是人工固氮.分析兩種固氮反應(yīng)的平衡常數(shù),下列結(jié)論正確的是 .
反應(yīng) | 大氣固氮 | 工業(yè)固氮 |
| |||
溫度/℃ | 27 | 2000 | 25 | 350 | 400 | 450 |
K | 3.84×10﹣31 | 0.1 | 5×108 | 1.847 | 0.507 | 0.152 |
A.常溫下,大氣固氮幾乎不可能進(jìn)行,而工業(yè)固氮非常容易進(jìn)行
B.人類大規(guī)模模擬大氣固氮是無(wú)意義的
C.工業(yè)固氮溫度越低,氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)越完全
D.K越大說明合成氨反應(yīng)的速率越大
(3)在恒溫恒容密閉容器中按照甲、乙、丙三種方式分別投料,發(fā)生反應(yīng):3H2(g)+N2(g)⇌2NH3(g)測(cè)得甲容器中H2的轉(zhuǎn)化率為40%.
N2 | H2 | NH3 | |
甲 | 1 | 3 | 0 |
乙 | 0.5 | 1.5 | 1 |
丙 | 0 | 0 | 4 |
①判斷乙容器中反應(yīng)進(jìn)行的方向 .(填“正向”或“逆向”)
②達(dá)平衡時(shí),甲、乙、丙三容器中NH3的體積分?jǐn)?shù)大小順序?yàn)?u> .
(4)氨氣是合成硝酸的原料,寫出氨氣與氧氣反應(yīng)生成一氧化氮和氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式 .
有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算;熱化學(xué)方程式;化學(xué)平衡常數(shù)的含義.. | |
專題: | 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化;化學(xué)平衡專題. |
分析: | (1)反應(yīng)物總鍵能﹣生成物總鍵能=反應(yīng)熱,據(jù)此計(jì)算; 鍵能越大,化學(xué)鍵越強(qiáng); (2)A、化學(xué)平衡常數(shù)說明反應(yīng)進(jìn)行的徹底程度問題,與反應(yīng)進(jìn)行的難易程度無(wú)關(guān); B、大氣固氮的進(jìn)行程度很小,利用大氣固氮原理進(jìn)行工業(yè)生成,產(chǎn)率很小; C、合成氨是放熱反應(yīng),溫度越低,有利于平衡向正反應(yīng)移動(dòng),反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率越高; D、化學(xué)平衡常數(shù)說明反應(yīng)進(jìn)行的徹底程度問題,與反應(yīng)速率無(wú)關(guān); (3)①甲、乙是完全等效平衡,平衡時(shí)對(duì)應(yīng)各組分的物質(zhì)的量相等,根據(jù)甲中氫氣的轉(zhuǎn)化率計(jì)算平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量,與乙中氫氣的物質(zhì)的量比較,判斷反應(yīng)進(jìn)行方向; ②甲、乙是完全等效平衡,平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)相等,丙相當(dāng)于在甲平衡的基礎(chǔ)上,再加入1molN2、3molH2,壓強(qiáng)增大平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),據(jù)此解答. (4)根據(jù)(1)、(2)中的熱化學(xué)方程式,由蓋斯定律構(gòu)造目標(biāo)熱化學(xué)方程式. |
解答: | 解:(1)N≡N鍵能為x,則3×436kJ/mol+x﹣2×1173.2kJ/mol=﹣92.4kJ/mol,解得x=946kJ/mol,故斷裂1mol N≡N鍵需要能量是946kJ,O=O鍵能是498kJ/mol,故氮?dú)夥肿又谢瘜W(xué)鍵比氧氣分子中的化學(xué)鍵強(qiáng), 故答案為:946;強(qiáng); (2)A、化學(xué)平衡常數(shù)說明反應(yīng)進(jìn)行的徹底程度問題,與反應(yīng)進(jìn)行的難易程度無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤; B、大氣固氮的進(jìn)行程度很小,利用大氣固氮原理進(jìn)行工業(yè)生成,產(chǎn)率很小,沒有實(shí)際意義,故B正確; C、合成氨是放熱反應(yīng),溫度越低,有利于平衡向正反應(yīng)移動(dòng),反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率越高,反應(yīng)越完全,故C正確; D、化學(xué)平衡常數(shù)說明反應(yīng)進(jìn)行的徹底程度問題,與反應(yīng)速率無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤; 故答案為:BC; (3)①甲、乙是完全等效平衡,平衡時(shí)對(duì)應(yīng)各組分的物質(zhì)的量相等,平衡時(shí)甲容器中H2的轉(zhuǎn)化率為40%,則平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量為3mol×(1﹣40%)=1.8mol,乙中氫氣為1.5mol,小于1.8mol,則乙容器中反應(yīng)進(jìn)行的方向是逆向, 故答案為:逆向; ②甲、乙是完全等效平衡,平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)相等,丙相當(dāng)于在甲平衡的基礎(chǔ)上,再加入1molN2、3molH2,壓強(qiáng)增大平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),氨氣的體積分?jǐn)?shù)增大,故體積分?jǐn)?shù):丙>甲=乙, 故答案為:丙>甲=乙; 據(jù)此解答. (4)已知:①、2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=﹣483.6kJ/mol ②、3H2(g)+N2(g)⇌2NH3(g)△H=﹣92.4kJ/mol ③、N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.8kJ/mol 根據(jù)蓋斯定律,③×2﹣②×2+①×3得:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H=﹣904.4kJ/mol, 故答案為:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H=﹣904.4kJ/mol. |
點(diǎn)評(píng): | 本題考查反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算、平衡常數(shù)意義、等效平衡等,難度中等,注意(3)中等效平衡的理解與構(gòu)建平衡建立的等效途徑. |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
將10 mL淀粉溶液和5 mL氯化鈉溶液混合后,放入用半透膜制成的袋內(nèi),將此袋浸入蒸餾水中(如下圖所示),2 min后分別取袋內(nèi)和燒杯內(nèi)液體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是( )
A.燒杯內(nèi)液體加入硝酸銀溶液后有白色沉淀產(chǎn)生
B.燒杯內(nèi)液體加入碘水后呈藍(lán)色
C.袋內(nèi)液體加入碘水后不變藍(lán)
D.袋內(nèi)液體加入硝酸銀溶液后無(wú)變化
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
常溫下,A是可用來(lái)對(duì)自來(lái)水進(jìn)行消毒的黃綠色單質(zhì)氣體,A、B、C、D、E都含X元素,其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示:
(1)請(qǐng)分別寫出A、B、C、D、E的化學(xué)式(如為溶液請(qǐng)?zhí)钊苜|(zhì)的化學(xué)式):
A________;B________;C________;
D________;E________。
(2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式(請(qǐng)注明條件):
A+H2O_________________________________________。
A+NaOH_______________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
下列順序不正確的是( 。
| A. | 熱穩(wěn)定性:HF>HCl>HBr>HI |
| B. | 微粒的半徑:Cl﹣>Na+>Mg2+>Al3+ |
| C. | 電離程度(同溫度同濃度溶液中):HCl>CH3COOH>NaHCO3 |
| D. | 分散質(zhì)粒子的直徑:Fe(OH)3懸濁液>Fe(OH)3膠體>FeCl3溶液 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
已知:H2(g)+F2(g)→2HF(g)+270kJ/mol,下列說法正確的是( 。
| A. | 在相同條件下,1 mol H2與1 mol F2的能量總和大于2 mol HF氣體的能量 |
| B. | 1 mol H2與1 mol F2反應(yīng)生成2 mol液態(tài)HF放出的熱量小于270 kJ |
| C. | 該反應(yīng)的逆反應(yīng)是放熱反應(yīng) |
| D. | 該反應(yīng)過程的能量變化可用如圖來(lái)表示 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
下列關(guān)于如圖所示裝置的敘述中正確的是( )
A.電流由鐵釘經(jīng)過導(dǎo)線流向石墨棒
B.該裝置是一個(gè)簡(jiǎn)易的電解飽和食鹽水的裝置
C.石墨棒上發(fā)生的電極反應(yīng)為:2H++2e-===H2↑
D.石墨棒上發(fā)生的電極反應(yīng)為:2H2O+O2+4e-===4OH-
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中起著十分重要的作用。催化反硝化法和電化學(xué)降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。
(1)催化反硝化法中,H2能將NO還原為N2。25 ℃時(shí),反應(yīng)進(jìn)行10 min,溶液的pH由7變?yōu)?2。
①N2的結(jié)構(gòu)式為________。
②上述反應(yīng)離子方程式為________________,其平均反應(yīng)速率v(NO)為________mol·L-1·min-1。
③還原過程中可生成中間產(chǎn)物NO,寫出3種促進(jìn)NO水解的方法__________________________。
(2)電化學(xué)降解NO的原理如圖所示。
①電源正極為________(填“A”或“B”),陰極反應(yīng)式為____________。
②若電解過程中轉(zhuǎn)移了2 mol電子,則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(Δm左-Δm右)為________g。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
把溴水分別與下列物質(zhì)混合并充分振蕩?kù)o置后,溶液分層且上層近乎無(wú)色的是( )
A.四氯化碳 B.汽油
C.酒精 D.碘化鉀溶液
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
三鹿奶粉事件發(fā)生后,黨中央.國(guó)務(wù)院高度重視,作出了重大部署,對(duì)嬰幼兒奶粉進(jìn)行了三聚氰胺全國(guó)專項(xiàng)監(jiān)督檢查,其結(jié)果讓人震驚。已知三聚氰胺的分子式是C3N6H6,下列有關(guān)說法正確的是( )
A.三聚氰胺的摩爾質(zhì)量為126 g
B.1 mol三聚氰胺的質(zhì)量為126 g
C.三聚氰胺中N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%
D.1 mol三聚氰胺有15個(gè)原子
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