【題目】氮是重要的非金屬元素,其化合物在生產(chǎn)、生活中廣泛存在。
(1)鍵能是指在將1mol理想氣體分子AB拆開為中性氣態(tài)原子A和B所需的能量。已知下列化學鍵的鍵能如下表:
化學鍵 | N≡N | O=O | N—N | N—H | O—H |
鍵能/ kJ·mol1 | 946 | 497 | 193 | 391 | 463 |
寫出1mol氣態(tài)肼(H2N—NH2)燃燒生成氮氣和氣態(tài)水的熱化學方程式________。
(2)用焦炭還原NO的反應為:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g),向容積均為1L的甲、乙、丙三個恒容恒溫(反應溫度分別為400℃、400℃、T℃)容器中分別加入足量的焦炭和一定量的NO,測得各容器中n(NO)隨反應時間t的變化情況如下表所示:
t/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
n(NO)(甲容器)/mol | 2.00 | 1.50 | 1.10 | 0.80 | 0.80 |
n(NO)(乙容器)/mol | 1.00 | 0.80 | 0.65 | 0.53 | 0.45 |
n(NO)(丙容器)/mol | 2.00 | 1.45 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
① 該反應為________(填“放熱”或“吸熱”)反應。
② 乙容器在50min時達到平衡狀態(tài),則NO的濃度是____________,0~50min內(nèi)用NO的濃度變化表示的平均反應速率v(NO)=____________。
(3)用焦炭還原NO2的反應為:2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),在恒溫條件下,1molNO2和足量C發(fā)生該反應,測得平衡時NO2和CO2的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖所示:
① A、C兩點的濃度平衡常數(shù)關(guān)系:Kc(A)______Kc(C)(填“<”、“>”或“=”)。
② A、B、C三點中NO2的轉(zhuǎn)化率最高的是______(填“A”、“B”或“C”)點。
③ 計算B點時該反應的壓強平衡常數(shù)Kp(B)=______(Kp是用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。
【答案】N2H4(g)+ O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-544 kJmol1 放熱 0.4 molL-1 0.012molL-1min-1 = C 3 MPa
【解析】
利用鍵能數(shù)據(jù)計算反應熱,利用定義計算反應速率。溫度、壓強對反應速率和化學平衡的影響判斷反應的熱效應,根據(jù)化學平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系、利用三段式計算壓強平衡常數(shù)。
(1)化學反應的本質(zhì)是反應物中化學鍵斷裂和生成物中化學鍵的形成,其反應熱△H等于反應物總鍵能減生成物總鍵能。則N2H4(g)+ O2(g)=N2(g)+2H2O(g)的△H=(193+391×4+497) kJ·mol1-(946+463×4) kJ·mol1=-544 kJmol1。
(2)①甲、丙容器分別經(jīng)30min、20min達到平衡,則400 ℃<T ℃。從甲平衡到丙平衡,升高溫度使n(NO)增大,即逆反應吸熱、正反應放熱。
②反應2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)中氣體分子數(shù)不變,壓強改變不能使平衡移動。甲、乙容器同溫,起始時乙中n(NO)是甲中的一半,則平衡時乙中n(NO)也是甲中的一半。平衡時乙容器中NO濃度是0.4 mol/1L=0.4 molL-1,0~50min平均反應速率v(NO)=(1.00 molL-1-0.4 molL-1)/50min=0.012molL-1min-1。
(3)①化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),與濃度、壓強等無關(guān),故Kc(A)=Kc(C) 。
② 按A、B、C順序,平衡總壓減小,平衡右移使NO2的轉(zhuǎn)化率增大。NO2的轉(zhuǎn)化率最高的是C點。
③用B點數(shù)據(jù)計算該反應的壓強平衡常數(shù)Kp(B)
設(shè)生成氮氣物質(zhì)的量為x。
T 2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)
起始/mol: 1 0 0
轉(zhuǎn)化/mol: 2x x 2x
平衡/mol: 1-2x x 2x
圖中B點平衡體系總壓為15MPa、且NO2和CO2的物質(zhì)的量濃度相等。則1-2x=2x,則x=0.25mol。
NO2、N2、CO2的物質(zhì)的量分別是0.5mol、0.25mol、0.5mol,分壓分別是6MPa、3MPa、6MPa。故Kp(B)==3MPa。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】原電池原理的發(fā)現(xiàn)是儲能和供能技術(shù)的巨大進步,是化學對人類的一項重大貢獻。
(1)將純鋅片和純銅片按圖方式插入100 mL相同濃度的稀硫酸中一段時間,回答下列問題:
①下列說法正確的是__________。
A.甲、乙均為化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 B.乙中銅片上沒有明顯變化
C.甲中銅片質(zhì)量減少、乙中鋅片質(zhì)量減少 D.兩燒杯中溶液的 pH 均增大
②在相同時間內(nèi), 兩燒杯中產(chǎn)生氣泡的速度: 甲__________乙(填“>”、 “<”或“=”)。
③請寫出圖中構(gòu)成原電池的負極電極反應式: ____________。
④當甲中溶液質(zhì)量增重 31.5 克時,電極上轉(zhuǎn)移電子數(shù)目為______。
(2)圖丙為甲烷氧氣燃料電池的構(gòu)造示意圖,電解質(zhì)溶液的溶質(zhì)是 KOH。通甲烷一極的電極反應方程式為 ______________________________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】20℃時,PbCl2(s)在不同濃度鹽酸中的最大溶解量(gL-1)如圖所示。已知鹽酸濃度大于1molL-1時,發(fā)生反應:PbCl2(s)+2Cl-(aq)═PbCl42-(aq)。下列敘述正確的是
A. 鹽酸濃度越小,Ksp(PbCl2)越小
B. x、y兩點對應的溶液中c(Pb2+)相等
C. 當鹽酸濃度為1molL-1時,溶液中c(Pb2+)一定最小
D. 當鹽酸濃度小于1molL-1時,隨HCl濃度增大,PbCl2溶解量減少是因為Cl-濃度增大使PbCl2溶解平衡逆向移動
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】50mL 0.5mol·L-1的鹽酸與50mL 0.55mol·L-1的NaOH溶液在下圖所示的裝置中進行中和反應。通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱。請回答下列問題:
(1)從實驗裝置上看,圖中尚缺少的一種玻璃用品是_____________________。由圖可知該裝置仍有不妥之處,如不改正,求得的中和熱數(shù)值會____________(填“偏大”“偏小”“無影響”)。
(2)寫出該反應的熱化學方程式(中和熱為57.3 kJ·mol-1):_______________。
(3)取50 mL NaOH溶液和50mL鹽酸溶液進行實驗,實驗數(shù)據(jù)如下表。
①請?zhí)顚懴卤碇械目瞻祝?/span>
溫度 實驗次數(shù) | 起始溫度T1/℃ | 終止溫度T2/℃ | 溫度差平均值(T2-T1)/℃ | ||
HCl | NaOH | 平均值 | |||
1 | 26.2 | 26.0 | 26.1 | 29.1 | ________________ |
2 | 25.9 | 25.9 | 25.9 | 29 | |
3 | 27.0 | 27.4 | 27.2 | 31.7 | |
4 | 26.4 | 26.2 | 26.3 | 29.2 |
②近似認為0.55 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1鹽酸溶液的密度都是1 g/cm3,中和后生成溶液的比熱容c=4.18 J/(g·℃),則中和熱ΔH=________(取小數(shù)點后一位)。
(4)下列情況會使測得中和熱的數(shù)值偏小的是________(填字母)。
A.用濃硫酸代替鹽酸進行上述實驗
B. 用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進行上述實驗
C. 用50mL 0.50 mol·L-1的 NaOH溶液進行上述實驗
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在一密閉容器中進行如下反應:2SO2(氣)+ O2(氣) 2SO3(氣)。已知反應過程中的某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為:0.2 mol·L-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1,當反應達平衡時,可能存在的數(shù)據(jù)是
A. SO2為0.25 mol·L-1
B. SO2、SO3均為0.15 mol·L-1
C. SO2為0.4 mol·L-1
D. SO2為0.4 mol·L-1,O2為0.2 mol·L-1
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】Ⅰ.已知下列熱化學方程式:
①2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-220.0 kJmol-1;
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH =-393.5 kJmol-1;
③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH =-566.0 kJmol-1;
④CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH =-890.0 kJmol-1。
請回答下列問題:
(1)CO的燃燒熱為________________。
(2)熾熱的木炭與二氧化碳反應生成一氧化碳的反應為___ (填“放熱”或“吸熱”)反應,理由是____________。
(3)寫出甲烷與氧氣反應生成CO的熱化學方程式:_________________________。
Ⅱ.常溫常壓下,一定質(zhì)量的無水乙醇(C2H5OH)完全燃燒時放出熱量Q kJ,其燃燒生成的CO2用過量飽和石灰水吸收可得100 g CaCO3沉淀,請寫出乙醇燃燒的熱化學方程式__________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在強酸溶液中,下列各組離子能夠大量共存的是
A. Mg2+、Ca2+、HCO3-、Cl-
B. Na+、Al3+、Cl-、SO42-
C. K+、Fe2+、SO42-、OH-
D. CO32-、K+、Cl-、SO42-
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