【題目】合成氨是目前最有效工業(yè)固氮的方法,解決數(shù)億人口生存問(wèn)題;卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)科學(xué)家研究利用鐵觸媒催化合成氨的反應(yīng)歷程如圖所示,其中吸附在催化劑表面的物種用“ad”表示。
由圖可知合成氨反應(yīng)N2(g)+H2(g)NH3(g)的H=___ kJ·mol-1。該歷程中反應(yīng)速率最慢的步驟的化學(xué)方程式為___。
(2)工業(yè)合成氨反應(yīng)為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),當(dāng)進(jìn)料體積比V(N2):V(H2)=1:3時(shí)平衡氣體中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度和壓強(qiáng)變化的關(guān)系如圖所示:
①500℃時(shí),反應(yīng)平衡常數(shù)Kp(30MPa)___ Kp(100MPa)。(填“<”、“=”、“>”)
②500℃、30MPa時(shí),氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率為___(保留2位有效數(shù)字),Kp=___(MPa)-2(列出計(jì)算式)。
(3)科學(xué)家利用電解法在常溫常壓下實(shí)現(xiàn)合成氨,工作時(shí)陰極區(qū)的微觀示意如圖,其中電解液為溶解有三氟甲磺酸鋰和乙醇的惰性有機(jī)溶劑。
①陰極區(qū)生成NH3的電極方程式為___。
②下列說(shuō)法正確的是___(填標(biāo)號(hào))。
A.三氟甲磺酸鋰的作用是增強(qiáng)導(dǎo)電性
B.該裝置用金(Au)作催化劑目的是降低N2的鍵能
C.選擇性透過(guò)膜可允許N2和NH3通過(guò),防止H2O進(jìn)入裝置
【答案】-46 Nad+3HadNHad+2Had = 33% N2+6e-+6C2H5OH=2NH3+6C2H5O- AC
【解析】
(1)利用蓋斯定律,起點(diǎn)為N2(g)+H2(g),終點(diǎn)為NH3(g),H=-46kJ·mol-1。該歷程中反應(yīng)速率最慢反應(yīng),是需吸熱最多的反應(yīng),顯然是吸熱106 kJ·mol-1的反應(yīng)。
(2)①500℃時(shí),平衡常數(shù)不變。
②500℃、30MPa時(shí),氨氣的體積分?jǐn)?shù)為20%,利用三段式,計(jì)算氫氣平衡轉(zhuǎn)化率及Kp。
(3)①?gòu)膱D中看,陰極區(qū)N2與C2H5OH反應(yīng)生成NH3和C2H5O-。
②A.從陰極反應(yīng)看,三氟甲磺酸鋰并未參與反應(yīng),所以作用是增強(qiáng)導(dǎo)電性;
B.催化劑只能降低反應(yīng)的活化能,不能降低鍵能;
C.從圖中看,選擇性透過(guò)膜可允許N2和NH3通過(guò),但H2O不能透過(guò)。
(1)利用蓋斯定律,起點(diǎn)為N2(g)+H2(g),終點(diǎn)為NH3(g),H=-46 kJ·mol-1。所以,合成氨反應(yīng)N2(g)+H2(g) NH3(g) H=-46 kJ·mol-1。該歷程中反應(yīng)速率最慢的反應(yīng),是需吸熱最多的反應(yīng),顯然是吸熱106 kJ·mol-1的反應(yīng),化學(xué)方程式為Nad+3HadNHad+2Had。答案為:利用蓋斯定律,起點(diǎn)為N2(g)+H2(g),終點(diǎn)為NH3(g),H=-46kJ·mol-1;Nad+3HadNHad+2Had;
(2)①因?yàn)槠胶獬?shù)只受溫度變化的影響,所以500℃時(shí),反應(yīng)平衡常數(shù)Kp(30MPa)= Kp(100MPa);
②設(shè)參加反應(yīng)N2的物質(zhì)的量為x,建立三段式為:
則,x=,則N2的體積分?jǐn)?shù)為=20%,H2的體積分?jǐn)?shù)為60%,NH3的體積分?jǐn)?shù)為20%。
500℃、30MPa時(shí),氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率為=33%,Kp=(MPa)-2;
(3)①?gòu)膱D中看,陰極區(qū)N2與C2H5OH反應(yīng)生成NH3和C2H5O-,電極方程式為N2+6e-+6C2H5OH=2NH3+6C2H5O-;
②A.從陰極反應(yīng)看,三氟甲磺酸鋰并未參與反應(yīng),所以作用是增強(qiáng)導(dǎo)電性,A正確;
B.催化劑只能降低反應(yīng)的活化能,不能降低鍵能,B不正確;
C.從圖中看,選擇性透過(guò)膜可允許N2和NH3通過(guò),但H2O不能透過(guò),C正確;
故合理選項(xiàng)是AC。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】短周期W、X、Y、Z、Q五種元素的原子序數(shù)依次遞增,W和Z位于同一主族。已知W的氫化物可與Q單質(zhì)在光照條件下反應(yīng)生成多種化合物,且Y、Q形成一種共價(jià)化合物,X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物可與Y單質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生常見(jiàn)的還原性氣體單質(zhì)E。下列說(shuō)法正確的是
A.X、Y、Q對(duì)應(yīng)簡(jiǎn)單離子的半徑逐漸減小
B.工業(yè)上可用電解X、Q元素組成的化合物的飽和溶液制備Q單質(zhì)
C.Y、Q形成的化合物是非電解質(zhì)
D.工業(yè)用W與Z的最高價(jià)氧化物反應(yīng)制取Z單質(zhì),同時(shí)得到W的最高價(jià)氧化物
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】過(guò)氧化鉻的化學(xué)式為 CrO5,從其結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)含有 2 個(gè)過(guò)氧鍵,結(jié)構(gòu)如圖, 下列說(shuō)法不正確的是
A.CrO5可能具有強(qiáng)氧化性
B.CrO5 溶于水可能放出氧氣
C.CrO5 穩(wěn)定性較低,易分解
D.CrO5 中 Cr 的化合價(jià)為+10
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】四氧化三錳(Mn3O4)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)軟磁材料、催化材料制備領(lǐng)域。一種以低品位錳礦(含MnCO3、Mn2O3、MnOOH及少量Fe2O3、Al2O3、SiO2)為原料生產(chǎn)Mn3O4的工藝流程如圖:
已知:(NH4)2SO4NH3↑+NH4HSO4
回答下列問(wèn)題:
(1)MnOOH中Mn的化合價(jià)為___。
(2) “溶浸”中H2O2的作用是___。
(3) “濾渣2”的主要成分有___。
(4) “母液”溶質(zhì)的主要成分是___,循環(huán)利用該物質(zhì)的方案是___。
(5)氧化”時(shí),將固體加入水中,70℃水浴加熱,通空氣氧化,將固體全部轉(zhuǎn)化為Mn3O4。Mn(OH)2生成Mn3O4的化學(xué)方程式為___。反應(yīng)后溶液pH___(填“增大”、“減小”或“不變”)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】常溫下,HCOOH和CH3COOH的電離常數(shù)分別1.80×104和1.75×105。將pH=3,體積均為V0的兩種酸溶液分別加水稀釋至體積V,pH隨lg的變化如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.溶液中水的電離程度:b點(diǎn)<c點(diǎn)
B.相同體積a點(diǎn)的兩溶液分別與NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
C.從c點(diǎn)到d點(diǎn),溶液中不變(HA、A-分別代表相應(yīng)的酸和酸根離子)
D.若兩溶液無(wú)限稀釋?zhuān)瑒t它們的c(H+)相等
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng): X2(g)+Y 2(g) 2Z(g) ,已知 X 2、Y2、Z 的起始濃度分別為0.1mol/L 、0.3mol/L 、0.2mol/L ,在一定條件下,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),各物質(zhì)的濃度有可能是 ( )
A.Z 為 0.3mol/LB.Y2 為 0.4mol/LC.X2 為 0.2mol/LD.Z 為 0.4mol/L
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】一種濃差電池如圖所示,陰、陽(yáng)離子交換膜交替放置,中間的間隔交替充以河水和海水,選擇性透過(guò)Cl和Na+,在兩電極板形成電勢(shì)差,進(jìn)而在外部產(chǎn)生電流。下列關(guān)于該電池的說(shuō)法正確的是( )
A.a電極為電池的正極,電極反應(yīng)為2H++2e═H2↑
B.C為陰離子交換膜,A為陽(yáng)離子交換膜
C.負(fù)極隔室的電中性溶液通過(guò)陽(yáng)極表面的還原作用維持
D.該電池的缺點(diǎn)是離子交換膜價(jià)格昂貴,優(yōu)點(diǎn)是電極產(chǎn)物有經(jīng)濟(jì)價(jià)值
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某些稠環(huán)環(huán)芳烴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖,下列說(shuō)法正確的是( 。
A. 這些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式表示的化合物有3種
B. 它們的分子式不相同
C. 所有原子均在同一平面
D. 它們與苯互為同系物
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列離子方程式不能正確表示體系顏色變化的是
A.向AgCl懸濁液中加入Na2S溶液,有黑色難溶物生成:2AgCl(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2Cl-(aq)
B.向酸性KMnO4溶液中加入NaHSO3固體,溶液紫色褪去:2MnO4-+5SO32-+6H+===2Mn2++5SO42-+3H2O
C.向橙色K2Cr2O7溶液中加入NaOH溶液,溶液變黃色:Cr2O72-+2OH-2CrO42-+H2O
D.向稀硝酸中加入銅粉,溶液變藍(lán)色:3Cu+8H++2NO3-===3Cu2++2NO↑+4H2O
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