氮是地球上含量最豐富的一種元素,氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)右圖是1 mol NO2和1mol CO反應(yīng)生成CO2和NO過(guò)程中能量變化示意圖,請(qǐng)寫(xiě)出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                     。
(2)在0.5L的密閉容器中,一定量的氮?dú)夂蜌錃膺M(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H<0其化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度t的關(guān)系如右表:請(qǐng)完成下列問(wèn)題;

t/℃
200
300
400
K
K1
K2
0.5
 
①試比較K1、K2的大小,K1____K2(填寫(xiě)“>”、“=”或“<”)
②下列各項(xiàng)能作為判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是____一(填序號(hào)字母)
a.容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1:3:2
b.v(N2=3v(H2
c.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
d.混合氣體的密度保持不變
③400℃時(shí),反應(yīng)2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)的值為       。當(dāng)測(cè)得NH3和N2、H2的物質(zhì)的量分別為3mol和2mol、1mol時(shí),則該反應(yīng)的v(N2__          v(N2(填寫(xiě)“>”、“=”或“<”=)

(1)NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g);△H=-234kJ/mol (2) ① >  ②  c  ③    2   >

解析試題分析:(1)由圖可知:NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g);△H=-234kJ/mol 。(2) ①升高溫度化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)。由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。所以升高溫度化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。平衡越向逆反應(yīng)方向移動(dòng),反應(yīng)的平衡常數(shù)就越小。所以K1 >K2。②a平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度與起始加入的物質(zhì)的多少有關(guān)。只要平衡時(shí)各種物質(zhì)的濃度不變,反應(yīng)就達(dá)到了平衡。錯(cuò)誤。b.在任何時(shí)刻都有3v(N2=v(H2,而v(N2=3v(H2,代入第一個(gè)式子可得9 v(H2逆= v(H2正。由于V(H2>V(H2。反應(yīng)未達(dá)到平衡。錯(cuò)誤。c.由于容器的容積不變,若反應(yīng)達(dá)到平衡,各種物質(zhì)的物質(zhì)的量不變,容器內(nèi)壓強(qiáng)也保持不變 。正確。  d.反應(yīng)無(wú)論進(jìn)行到什么程度,質(zhì)量都不會(huì)發(fā)生變化,那么任何時(shí)刻混合氣體的密度都保持不變。所以不能根據(jù)容器的容積不變來(lái)判斷反應(yīng)達(dá)到平衡。錯(cuò)誤。選項(xiàng)為:C. ③400℃時(shí),2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)和反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的化學(xué)平衡常數(shù)互為倒數(shù)。即為2,。由于C2(NH3)/C(N2)C3(H2)=62/(4×23)=9/8<2.所以反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)。即V(N2)正> V(N2)逆。
考點(diǎn):考查熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)及平衡狀態(tài)的判斷等知識(shí)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)為C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃燒的熱化學(xué)方程式為:
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol1
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-242.0 kJ·mol1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol1
請(qǐng)回答:
(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù),寫(xiě)出C(s)與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式:_______________________________。
(2)比較反應(yīng)熱數(shù)據(jù)可知,1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃燒放出的熱量之和比1 mol C(s)完全燃燒放出的熱量多。甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣可以使煤燃燒放出更多的熱量”;乙同學(xué)根據(jù)蓋斯定律做出如圖循環(huán)圖
并據(jù)此認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量與煤直接燃燒放出的熱量相等”。

請(qǐng)分析:甲、乙兩同學(xué)觀(guān)點(diǎn)正確的是________(填“甲”或“乙”);判斷的理由是________________________________________________________。
(3)將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣作為燃料和煤直接燃燒相比有很多優(yōu)點(diǎn),請(qǐng)列舉其中的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)___________________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

光氣(COCl2)在塑料、制革、制藥等工業(yè)中有許多用途,工業(yè)上采用高溫下CO與Cl2在活性炭催化下合成。
(1)氯氣工業(yè)上來(lái)源于氯堿工業(yè),氯堿工業(yè)的化學(xué)方程式為                          
(2)工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進(jìn)行高溫重整制備CO和H2,已知CH4、H2和CO的燃燒熱(△H)分別為-890.3 kJ/mol、-285.8kJ/mol和-283.0 kJ/mol,則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:_____                                     _____;
(3)COCl2的分解反應(yīng)為COCl2(g)  Cl2(g) + CO(g) △H =" +108" kJ/mol。反應(yīng)體系達(dá)到平衡后,各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示(第10 min到14 min的COCl2濃度變化曲線(xiàn)來(lái)示出):

①計(jì)算反應(yīng)在第8 min時(shí)的平衡常數(shù)K = __________(保留小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字)
②比較第2 min反應(yīng)溫度T(2)與第8 min反應(yīng)溫度(T8)的高低:T(2)____T(8)(填“<”、 “>”或“=”);
③若12 min時(shí)反應(yīng)于溫度T(8)下重新達(dá)到平衡,則此時(shí)c(COCl2) = ______mol/L;
④比較產(chǎn)物CO在2~3 min、5~6 min和12~13 min時(shí)平均反應(yīng)速率[平均反應(yīng)速率分別以V(2—3)、 V(5—6)、 V(l2-13)表示]的大小____________;
⑤反應(yīng)物COCl2在5-6 min和15-16 min時(shí)平均反應(yīng)速率的大小為:V(5-6) > V(15-16),原因是__              _____________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

氨是最重要的化工產(chǎn)品之一。
(1)合成氨用的氫氣可以甲烷為原料制得:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如下圖所示。CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為                 。
     
(2)CO對(duì)合成氨的催化劑有毒害作用,常用乙酸二氨合銅(Ⅰ)溶液來(lái)吸收原料氣中CO,其反應(yīng)原理為:[Cu(NH3)2CH3COO](l)+CO(g)+NH3(g)[Cu(NH3)3]CH3COO·CO(l) △H<0。吸收CO后的乙酸銅氨液經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后又可再生,恢復(fù)其吸收CO的能力以供循環(huán)使用,再生的適宜條件是 __________(填寫(xiě)選項(xiàng)編號(hào))。
A.高溫、高壓    B.高溫、低壓    C.低溫、低壓    D.低溫、高壓
(3)用氨氣制取尿素[CO(NH2)2]的反應(yīng)為:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) △H<0。某溫度下,向容積為100L的密閉容器中通入4mol NH3和2molCO2,該反應(yīng)進(jìn)行到40 s時(shí)達(dá)到平衡,此時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為50%。該溫度下此反應(yīng)平衡常數(shù)K的值為_(kāi)_______。下圖中的曲線(xiàn)表示該反應(yīng)在前25 s內(nèi)的反應(yīng)進(jìn)程中的NH3濃度變化。若反應(yīng)延續(xù)至70s,保持其它條件不變情況下,請(qǐng)?jiān)趫D中用實(shí)線(xiàn)畫(huà)出使用催化劑時(shí)該反應(yīng)的進(jìn)程曲線(xiàn)。

(4)將尿素施入土壤后,大部分是通過(guò)轉(zhuǎn)化為碳酸銨或碳酸氫銨后才被作物所利用,尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下,轉(zhuǎn)化為碳酸銨。已知弱電解質(zhì)在水中的電離平衡常數(shù)(25℃)如下表:

弱電解質(zhì)
H2CO3
NH3·H2O
電離平衡常數(shù)
Ka1=4.30×10-7   Ka2=5.61×10-11
1.77×10-5
 
現(xiàn)有常溫下0.1 mol·L-1的(NH4)2CO3溶液,
①你認(rèn)為該溶液呈        性(填“酸”、“中”、“堿”),原因是         
②就該溶液中粒子之間有下列關(guān)系式,你認(rèn)為其中正確的是                。
A.c(NH4+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(NH3·H2O)
B.c(NH4+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+c(CO32-)
C.c(CO32-)+ c(HCO3-)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1
D.c(NH4+)+ c(NH3·H2O)=2c(CO32-)+ 2c(HCO3-)+2c(H2CO3)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

海底蘊(yùn)藏著大量的“可燃冰”。用甲烷制水煤氣(CO、H2),再合成甲醇來(lái)代替日益供應(yīng)緊張的燃油。
已知:① CH4(g)+H2O (g)=CO (g)+3H2 (g)    △H1=+206.2kJ·mol-1
② CH4(g)+O2(g)=CO(g)+2H2(g)    △H2=-35.4 kJ·mol-1
③ CH­­4 (g)+2H2O (g)=CO­2 (g)+4H2 (g)  △H3=+165.0 kJ·mol-1
(1)CH4(g)與CO2 (g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為    
(2)從原料、能源利用的角度,分析反應(yīng)②作為合成甲醇更適宜方法的原因是    
(3)水煤氣中的H2可用于生產(chǎn)NH3,在進(jìn)入合成塔前常用[Cu(NH3)2]Ac溶液來(lái)吸收其中的CO,防止合成塔中的催化劑中毒,其反應(yīng)是: [Cu(NH3)2]Ac + CO + NH3  [Cu(NH3)3]Ac·CO   △H<0
[Cu(NH3)2]Ac溶液吸收CO的適宜生產(chǎn)條件應(yīng)是    。
(4)將CH4設(shè)計(jì)成燃料電池,其利用率更高,裝置示意如下圖(A、B為多孔性石墨棒)。持續(xù)通入甲烷,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,消耗甲烷體積VL。0<V≤44.8 L時(shí),電池總反應(yīng)方程式為    。

② 44.8 L<V≤89.6 L時(shí),負(fù)極電極反應(yīng)為    。
③ V="67.2" L時(shí),溶液中離子濃度大小關(guān)系為    。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

2013年12月2日,我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征三號(hào)甲”運(yùn)載火箭將“嫦娥三號(hào)”探月衛(wèi)星成功送入太空,進(jìn)一步向廣寒宮探索!伴L(zhǎng)征三號(hào)甲”是三級(jí)液體助推火箭,一、二級(jí)為常規(guī)燃料,常規(guī)燃料通常指以肼(N2H4)為燃料,以二氧化氮做氧化劑。
Ⅰ.常規(guī)燃料通常指以肼(N2H4)為燃料,以二氧化氮做氧化劑。但有人認(rèn)為若用氟氣代替二氧化氮作氧化劑,反應(yīng)釋放的能量更大(兩者反應(yīng)生成氮?dú)夂头瘹錃怏w)。
已知:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)  △H = -543kJ·mol-1
H2(g)+  F2(g)  =  HF(g)     △H = -269kJ·mol-1
H2(g)+  O2(g)  =  H2O(g)     △H = -242kJ·mol-1
請(qǐng)寫(xiě)出肼和氟氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_____________________________。
Ⅱ.氧化劑二氧化氮可由NO和 O2生成,已知在2 L密閉容器內(nèi),800 ℃時(shí)反應(yīng):
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)  ΔH 的體系中,n(NO)隨時(shí)間的變化如表:

時(shí)間(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.200
0.100
0.080
0.050
0.050
0.050
n(O2)(mol)
0.100
0.050
0.040
0.025
0.025
0.025
 
(1) 已知:K800>K1000,則該反應(yīng)的ΔH ______0(填“大于”或“小于”),用O2表示從0~2 s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率為__________。
(2)能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。
a.容器內(nèi)顏色保持不變                  b. 2v(NO)=v(O2)
c.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變                  d.容器內(nèi)密度保持不變
(3)為使該反應(yīng)的速率增大,提高NO的轉(zhuǎn)化率,且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)應(yīng)采取的措施有          。
(4)在上述條件下,計(jì)算通入2 mol  NO和1 mol O2的平衡常數(shù)K=______________。
(5)在上述條件下,若開(kāi)始通入的是0.2 mol  NO2氣體,達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),則NO2的轉(zhuǎn)化率為       。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

CO2和CO是工業(yè)排放的對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響的廢氣。
(1)以CO2與NH3為原料合成化肥尿素的主要反應(yīng)如下:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);ΔH=-159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=a kJ·mol-1
③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=-86.98 kJ·mol-1
則a為            
(2)科學(xué)家們提出用工業(yè)廢氣中的CO2制取甲醇:CO2+3H2CH3OH+H2O。制得的CH3OH可用作燃料電池的燃料。

①在KOH介質(zhì)中,負(fù)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)________________________________。
②作介質(zhì)的KOH可以用電解K2SO4溶液的方法制得。則KOH在_______出口得到,陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是:_____________________________________。
(3)利用CO與H2反應(yīng)可合成CH3OCH3。
已知:3H2(g) + 3CO(g)  CH3OCH3(g) + CO2(g),ΔH=-247kJ/mol
在一定條件下的密閉容器中,該反應(yīng)達(dá)到平衡,要提高CO的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是           .

A.低溫高壓;B.加入催化劑;C.體積不變充入氦氣;D.增加CO的濃度;E.分離出二甲醚
(4)CH3OCH3也可由CH3OH合成。已知反應(yīng)2CH3OH(g)  CH3OCH3(g) + H2O(g),在某溫度下,在1L密閉容器中加入CH3OH ,反應(yīng)到10分鐘時(shí)達(dá)到平衡,此時(shí)測(cè)得各組分的濃度如下:
物質(zhì)
CH3OH
CH3OCH3
H2O
濃度/(mol·L-1
0.01
0.2
0.2
 
①0-10 min內(nèi)反應(yīng)速率v(CH3OH) =               。
②該溫度下的平衡常數(shù)為              
③若平衡后,再向容器中再加入0.01mol CH3OH和0.2mol CH3OCH3,此時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大。
v        v (填“>”、“<”或“=”)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意義。
(1)用CO可以合成甲醇。已知:
CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-764.5 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
則CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH=________kJ·mol-1
(2)下列措施中能夠增大上述合成甲醇反應(yīng)的反應(yīng)速率的是________(填寫(xiě)序號(hào)).
a.使用高效催化劑  b.降低反應(yīng)溫度
c.增大體系壓強(qiáng)  d.不斷將CH3OH從反應(yīng)混合物中分離出來(lái)

(3)在一定壓強(qiáng)下,容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H2,在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇,平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖所示。
①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
②100 ℃時(shí),該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=________(mol·L-1)-2
③在其它條件不變的情況下,再增加a mol CO和2a molH2,達(dá)到新平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(4)某科研小組用SO2為原料制取硫酸。
①利用原電池原理,用SO2、O2和H2O來(lái)制備硫酸,該電池用多孔材料作電極,它能吸附氣體,同時(shí)也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。請(qǐng)寫(xiě)出該電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式________________。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液,然后電解該溶液可制得硫酸。電解原理示意圖如下圖所示。請(qǐng)寫(xiě)出開(kāi)始時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)的電極反應(yīng)式________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

氮及其化合物與人類(lèi)各方面有著密切的聯(lián)系。Ⅰ現(xiàn)有一支15mL的試管,充滿(mǎn)NO倒置于水槽中,向試管中緩緩?fù)ㄈ胍欢垦鯕,?dāng)試管內(nèi)液面穩(wěn)定時(shí),剩余氣體3mL。則通入氧氣的體積可能為                mL。
Ⅱ目前,消除氮氧化物污染有多種方法。
(1)用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H="-574kJ/mol"
②CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H="-1160kJ/mol"
③H2O(g)= H2O(l)                     △H=-44kJ/mol
寫(xiě)出CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成N2(g) 、CO2(g)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式                           。  
(2)用活性炭還原法處理氮氧化物,有關(guān)反應(yīng)為:
某研究小組向恒容密閉容器加入一定量的活性炭和NO,恒溫(T0C)條件下反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下:

①不能作為判斷反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_______ ;(選填字母代號(hào))
A.容器內(nèi)CO2的濃度保持不變
B.v(N2)="2" v(NO)
C.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
D.混合氣體的密度保持不變
E.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變
②前20分鐘,平均反應(yīng)速率v(NO)=                      。v(NO)=(0.1- 0.04)/ 20 = 0.003mol·L-1· min-1
③在T0C時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_(kāi)______(保留兩位小數(shù));
④在30 min,改變某一條件反應(yīng)重新達(dá)到平衡,則改變的條件是_______                      。
(3)科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將超音速飛機(jī)尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2,其反應(yīng)為:

研究表明:在使用等質(zhì)量催化劑時(shí),增大催化劑的比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。為了分別驗(yàn)證溫度、催化劑的比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律,某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下表中。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)
T(0C)
NO初始濃度
(mol/L)
CO初始濃度
(mol/L)
催化劑的比
表面積(m2/g)

280
1.20×10-3
5.80×10-3
82

a
b
c
124

350
d
e
124
 
上表中:a=_______,b=________,e=________ 。

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