【題目】在生產(chǎn)生活中氮及其化合物的應用和處理已引起廣泛關注。

1)合成氨的反應原理為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH = -92.4 kJ/mol,如下圖所示,將6 mol N214 mol H2充入一容積可變的密閉容器中發(fā)生反應,反應開始時活塞的位置如圖1所示,當反應達到平衡時,活塞位置如圖2所示,下列表述能用來判斷圖2所示狀態(tài)已達平衡的是________,則該條件下反應的平衡常數(shù)為________。

A.活塞不再移動 B.容器內氣體壓強不再改變

C.容器內氣體密度不再改變 D.容器內氣體的平均分子質量不再改變

2)研究者通過探索,發(fā)現(xiàn)利用反向燃料電池可以在溫和的條件下將電解水制氫與氮、氫反應制氨合并(即將電解產(chǎn)生的活性氫作為中間產(chǎn)物直接還原氮氣),其工作原理示意圖如下:寫出陰極電極方程式________。

3SCR法是工業(yè)上消除氮氧化物的常用方法,反應原理為:4NH3(g)+4NO(g)+ O2(g)4N2(g)+6H2O(g),

①已知4NH3(g)+ 3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH1 = -1269.0 kJ/mol

N2(g)+ O2(g)2NO(g) ΔH2 = +180.8 kJ/mol

則反應4NH3(g)+4NO(g)+ O2(g)4N2(g)+6H2O(g)ΔH = ________。

②將一定比例的O2、NH3NOx的混合氣體,勻速通入裝有催化劑M的反應容器中反應10時測得NOx的去除率隨反應溫度的變化曲線如下圖所示,請解釋當反應溫度高于380℃時NOx的去除率隨溫度升高先迅速下降后緩慢下降的原因________。

③請在下圖中畫出反應8minNOx的去除率隨溫度變化的曲線。___

【答案】ACD 0.5 N2 + 6H++6e- = 2NH3 -1630.6 kJ/mol 快速下降:催化劑活性下降;發(fā)生了副反應,NH3O2反應生成了NO。緩慢下降:溫度較高時速率較快,此時反應已達平衡,因反應放熱,隨溫度升高平衡左移

【解析】

1)根據(jù)反應達到平衡時,各組分的物質的量、百分含量保持不變進行分析;同溫同壓下,體積之比等于物質的量之比,據(jù)此計算平衡后反應混合氣體的物質的量,利用差量法計算參加反應的氮氣的物質的量,再利用三段式計算平衡時各組分的物質的量,計算各組分平衡濃度,代入平衡常數(shù)表達式計算;

2)電解池原理中,陰極區(qū)氮氣發(fā)生還原反應生成氨氣;

3)根據(jù)蓋斯定律分析計算;

4)剛開始時催化劑活性降低且有副產(chǎn)物,反應放熱,隨后溫度升高不利于NOx的去除,據(jù)此分析作答。

1A. 容積可變的密閉容器,當活塞不在移動,說明各組分的濃度和體積不再發(fā)生變化,即達到平衡狀態(tài),故A項正確;

B. 容積可變的密閉容器內氣體的壓強始終不變,則氣體的壓強不變不能說明是否已達到平衡狀態(tài),故B項錯誤;

C. 容器內氣體密度 = ,因氣體的總質量保持不變,氣體的體積隨著反應的進行會發(fā)生變化,因此當容器內氣體密度保持不變時,說明已經(jīng)達到平衡狀態(tài),故C項正確;

D. 平均分子質量 = ,反應體系是氣體的總物質的量減小的反應,因此當容器內的氣體平均分子質量保持不變時,說明已經(jīng)達到平衡狀態(tài),故D項正確;

故答案選ACD。

同溫同壓下,氣體的體積之比等于物質的量之比,因氣體的體積從圖示1到圖示2減少量為10 L-8 L = 2 L,則氣體物質的量減少× 2 L = 4 mol,則

N2g+3H2g2NH3g 物質的量減少△n
1 2
nN2 4 mol
nN2=4mol× = 2mol,列出三段式如下:


8 L的容器內所得的氮氣、氫氣、氨氣的平衡濃度分別為0.5mol/L、1mol/L、0.5mol/L,根據(jù)平衡常數(shù)的定義可知,K = = 0.5,

故答案為:ACD;0.5;

2)根據(jù)題意,將電解產(chǎn)生的活性氫作為中間產(chǎn)物直接還原氮氣,其陰極發(fā)生還原反應,電極反應式為:N2 + 6H++6e- = 2NH3,

故答案為:N2 + 6H++6e- = 2NH3;

3)①4NH3(g)+ 3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH1 = -1269.0 kJ/mol ①;

N2(g)+ O2(g)2NO(g) ΔH2 = +180.8 kJ/mol ②,

根據(jù)蓋斯定律可知,反應①-2反應②即可得到目標化學反應方程式4NH3(g) + 4NO(g) + O2(g)4N2(g)+6H2O(g),即ΔH = ΔH1-2ΔH2 = -1269.0 kJ/mol - 2×180.8 kJ/mol = -1630.6 kJ/mol

故答案為-1630.6 kJ/mol;

②快速下降的原因為:催化劑活性下降;發(fā)生了副反應,NH3O2反應生成了NO。緩慢下降:溫度較高時速率較快,此時反應已達平衡,因反應放熱,隨溫度升高平衡左移,

故答案為:快速下降:催化劑活性下降;發(fā)生了副反應,NH3O2反應生成了NO。緩慢下降:溫度較高時速率較快,此時反應已達平衡,因反應放熱,隨溫度升高平衡左移,;

③同一溫度下反應到8 min NOx的初始濃度較10 min的高,則去除率比反應10 min的去除率略低,最終去除率趨于一致,其變化曲線如下(紅線部分)

,

故答案為:

練習冊系列答案
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【題目】研究和深度開發(fā)CO、CO2的應用對構建生態(tài)文明社會具有重要的意義;卮鹣铝袉栴}:

Ⅰ.CO可用于高爐煉鐵,已知

Fe3O4(s)+4CO(g)====3Fe(s)+4CO2 △H1=akJ/mol

3Fe2O3(s)+ CO(g)====2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2=bkJ/mol

則反應Fe2O3(s)+3CO(g)====2Fe(s)+3CO2(g)的△H3=___________kJ/mol(用含a、b的代數(shù)式表示)

Ⅱ.光氣(COCl2)在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途。工業(yè)上常利用廢氣CO2通過反應:C(s)+CO2(g)2CO(g) △H>0,制取合成光氣的原料氣CO。在體積可變的恒壓(pa)密閉容器中充入1 mol CO2與足量的碳發(fā)生上述反應,在平衡時體系中氣體體積分數(shù)與溫度的關系如圖所示:

(1)①T℃時,在容器中若充入稀有氣體,平衡___________移動(填“正向”“逆向”或“不”,下同);若充入等體積的CO2和CO,平衡___________移動。

②CO體積分數(shù)為80%時,CO2的轉化率為___________

③已知:氣體分壓(p)=氣體總壓×體積分數(shù)。T℃時用平衡分壓代替平衡濃度表示平衡常數(shù)Kp=___________(用含p的代數(shù)式表示)。

(2)研究表明,溫度、壓強對反應“C6H5CH2CH3(g)+CO2(g)C6H5CH=CH2(g)+CO(g)+H2O(g)△H”中乙苯的平衡轉化率影響如下圖所示:

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【題目】某同學用下列裝置進行有關Cl2的實驗。下列說法不正確的是(

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B. 圖中:收集氯氣

C. 圖中:生成棕黃色的煙,加少量水溶解得到藍綠色溶液

D. 圖中:若氣球干癟,證明可與NaOH溶液反應

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1)固體粉末在加熱條件下用足量的CO還原,得到金屬混合物b g,將生成的CO2氣體用足量的澄清石灰水吸收后,產(chǎn)生c g白色沉淀。則a = ________g(用含b、c的代數(shù)式表示)。

2)固體粉末溶于足量鹽酸后,加入適量的鐵粉,所得溶液中的金屬離子只有Fe2+,同時收集到224 mL H2(標準狀況下),共用去0.03 mol鐵粉。則原混合物中Fe2O3的物質的量是________(用含a的代數(shù)式表示)。

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A. FeFe2O3 Fe2(SO4)3溶液

B. CCOCO2Na2CO3溶液

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10.0 mL Na2S2O3于錐形瓶中,滴入指示劑2—3滴。

取一滴定管,依次查漏,洗滌,用0.01 mol·L1I2溶液潤洗,然后注入該標準溶液,調整液面,記下讀數(shù)。

將錐形瓶置于滴定管下進行滴定,發(fā)生的反應為:I2+2Na2S2O3 =2NaI+Na2S4O6。

試回答下列問題:

(1)步驟加入的指示劑是__________。

(2)步聚達到滴定終點的判斷__________________________________。

(3)己知消耗標準液實驗數(shù)據(jù)如下表

實驗次數(shù)

始讀數(shù)(ml)

末讀數(shù)(ml)

1

0.10

19.20

2

1.85

20.75

3

0.00

24.06

則廢水中的Na2S2O3物質的量濃度為_______________。

(4) 下列操作會導致測定結果偏高的是_________。

A.滴定管在裝液前未用標準溶液潤洗

B.滴定過程中,錐形瓶振蕩得太劇烈,錐形瓶內有液滴濺出

C.裝標準溶液的滴定管尖嘴部分在滴定前沒有氣泡,滴定終點時發(fā)現(xiàn)氣泡

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【題目】蛋白質是構成生物體內的基本物質,蛋白質的組成元素主要有氫、碳、氮、氧、硫,同時還有微量元素鐵、鋅等;卮鹣铝袉栴}:

(1)碳、氮、氧三元素的第一電離能由小到大的順序為________________(用元素符號表示);

(2)N3的立體構型是___________形:與N3互為等電子體的一種分子是___________(填分子式)。

(3)將足量的氨水逐滴地加入到ZnSO4溶液中,先生成沉淀,然后沉淀溶解生成配合物[Cu(NH3)4SO4,配位化合物中的陽離子結構式為___________;SO42-中的硫原子雜化方式為___________;用價層電子對互斥理論解釋SO42-的鍵角大于SO32-的原因是_________________________________。

(4)碲化鋅晶體有兩種結構,其中一種晶胞結構如下圖,晶胞中與Zn原子距離最近的Te原子圍成____體圖形;與Te原子距離最近的Te原子有___個;若Zn與距離最近的Te原子間距為apm,則晶體密度為____g/cm3。

(已知相對原子質量:Zn-65、Te-128)

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【題目】下列反應方程式書寫不正確的是

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D. 氫氧化亞鐵暴露于空氣中:4Fe(OH)2 +O2 +2H2O=4Fe(OH)3

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