【題目】工業(yè)合成氨是解決人類的生存問題;卮鹣铝袉栴}:

(1)科學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,對圖中線間距離窄小的部分,其能量差用的方式表示。由圖可知合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)=_______kJ·mol1,反應(yīng)速率最慢的步驟的化學方程式為____________

(2)工業(yè)合成氨反應(yīng)為:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),當進料體積比V(N2)V(H2)=13時,平衡氣體中NH3的物質(zhì)的量分數(shù)隨溫度和壓強變化的關(guān)系如圖所示:

500℃時:

①平衡常數(shù)KP(30MPa)________KP(100MPa)。(填“<”、“=”、“>”)

30MPa時,氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率為_________(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。用平衡分壓表示平衡常數(shù)KP=_______________(列出計算式即可,不必化簡)。

(3)科學家利用電解法在常溫常壓下實現(xiàn)合成氨,工作時陰極區(qū)的微觀反應(yīng)過程如圖所示,其中電解液為溶解有三氟甲磺酸鋰和乙醇的有機溶液。

①陰極區(qū)生成NH3的電極反應(yīng)式為_____________。

②下列說法正確的是_______________(填標號)

A.三氟甲磺酸鋰的作用是增強導電性

B.選擇性透過膜可允許N2NH3通過,防止H2O進入裝置

C.保持電流強度不變,升高溶液的溫度,可以加快電解反應(yīng)的速率

【答案】92 Nad+3HadNHad + 2Had = 33.3% N2+6e+6C2H5OH=2NH3+6C2H5O AB

【解析】

(1)由圖可知,反應(yīng)物[N2(g)+H2(g)]和生成物[NH3(g)]的能量差為46 kJ·mol-1;反應(yīng)的活化能越大,破壞化學鍵消耗能量越大,反應(yīng)速率越慢,由圖可知,(Nad+3Had)轉(zhuǎn)化為(NHad + 2Had)時,反應(yīng)物破壞化學鍵消耗能量最大;

(2)①化學平衡常數(shù)是溫度函數(shù),只受溫度變化的影響;

由題意建立三段式求解可得;

(3)①從陰極區(qū)的微觀反應(yīng)過程示意圖可知,N2C2H5OH在陰極區(qū)得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3C2H5O-;

②A.三氟甲磺酸鋰電離出離子,使溶液中離子濃度增大,增強溶液導電性;

B.從示意圖可知,水在選擇性透過膜上方;

C.保持電流恒定,升高溫度不改變電解反應(yīng)速率。

(1)由圖可知,反應(yīng)物[N2(g)+H2(g)]和生成物[NH3(g)]的能量差為46 kJ·mol-1,合成氨反應(yīng)N2(g)+H2(g)NH3(g)H=46 kJ·mol-1,則N2(g)+3H2(g)2NH3(g)=2×(—46 kJ·mol-1=92kJ·mol-1;反應(yīng)的活化能越大,破壞化學鍵消耗能量越大,反應(yīng)速率越慢,由圖可知,(Nad+3Had)轉(zhuǎn)化為(NHad + 2Had)時,反應(yīng)物破壞化學鍵消耗能量最大,則反應(yīng)速率最慢,反應(yīng)的化學方程式為Nad+3HadNHad + 2Had,故答案為:—92Nad+3HadNHad + 2Had;

(2)①化學平衡常數(shù)是溫度函數(shù),只受溫度變化的影響,則500℃時,反應(yīng)平衡常數(shù)Kp(30MPa)=Kp(100MPa),故答案為:=

設(shè)參加反應(yīng)N2的物質(zhì)的量為x,由題意建立如下三段式:

由圖可知,氨氣的物質(zhì)的量分數(shù)為20%,則由三段式可得,解得x=,則氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率為=33%;由三段式數(shù)據(jù)可得N2的體積分數(shù)為=20%,H2的體積分數(shù)為=60%,則用平衡分壓表示平衡常數(shù)Kp=,故答案為:33%;

(3)①從陰極區(qū)的微觀反應(yīng)過程示意圖可知,N2C2H5OH在陰極區(qū)得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成NH3C2H5O-,電極反應(yīng)式為N2+6e-+6C2H5OH=2NH3+6C2H5O-,故答案為:N2+6e-+6C2H5OH=2NH3+6C2H5O-

②A.從陰極反應(yīng)看,電解液為溶解有三氟甲磺酸鋰和乙醇的有機溶液,三氟甲磺酸鋰并未參與反應(yīng),作用是電離出離子,使溶液中離子濃度增大,增強溶液導電性,A正確;

B.從示意圖可知,水在選擇性透過膜上方,說明選擇性透過膜可允許N2NH3通過,不允許H2O透過,B正確;

C.保持電流恒定,升高溫度不改變電解反應(yīng)速率,C錯誤;

AB正確,故答案為:AB。

練習冊系列答案
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A.濾紙上c點附近會變紅色

B.Cu電極質(zhì)量減小,Pt電極質(zhì)量增大

C.燒杯中溶液的pH先減小,后增大

D.燒杯溶液中SO42-Cu電極定向移動

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(1)NaClO中氯元素的化合價為________

(2)量取100mL此液,按說明要求稀釋后用于消毒,則稀釋后的溶液中c(Na+)______mol/L。

(3)該同學參閱讀該“84消毒液的配方,欲用NaClO固體配制480 mLNaClO質(zhì)量分數(shù)為24%的消毒液。用如圖所示的儀器中配制溶液,還缺少的玻璃儀器是_____________。

(4)配制時,其正確的操作順序是__________(用字母表示,每個操作只用一次)。

A.用少量水洗滌燒杯2次~3次,洗滌液均注入容量瓶,振蕩

B.在燒杯中加入固體再加水溶解

C.將燒杯中已冷卻的溶液沿玻璃棒注入容量瓶中

D.將容量瓶蓋緊,反復(fù)上下顛倒,搖勻

E.改用膠頭滴管加水,使溶液凹液面恰好與刻度相切

F.繼續(xù)往容量瓶內(nèi)小心加水,直到液面接近刻度1 cm2 cm

(5)下面操作造成所配84消毒液濃度偏高的是___________(填序號)

A.沒有冷卻到室溫就轉(zhuǎn)移并快速定容

B.轉(zhuǎn)移時沒有洗滌燒杯、玻璃棒

C.定容時俯視液面

D.稱量時托盤天平左碼右物

E.搖勻后發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線,又加蒸餾水至刻度線

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【題目】用如圖所示裝置測定鎂帶樣品中單質(zhì)鎂的質(zhì)量分數(shù)。(雜質(zhì)與酸反應(yīng)不產(chǎn)生氣體)

完成下列填空:

1)硫酸必須過量的目的是_____

2)導管a的作用是_____

3)取兩份鎂帶樣品分別進行實驗,所得數(shù)據(jù)見下表:

實驗次數(shù)

鎂帶質(zhì)量(g

氫氣體積(mL)(已換算成標準狀況)

1

0.053

44.60

2

0.056

47.05

單質(zhì)鎂的質(zhì)量分數(shù)是_____。(保留3位小數(shù))

4)如果測定結(jié)果偏高,可能的原因是_____。(選填編號)

a.裝置漏氣

b.未冷卻至室溫即讀數(shù)

c.鎂帶中含有氧化鎂

d.末讀數(shù)時量氣管的液面低于水準管

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A.直線Ⅱ表示的是pH的變化關(guān)系

B.圖中縱坐標應(yīng)該是a=1.27,b=4.27

C.對應(yīng)1.27pH4.27

D.對應(yīng)pH=7

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C. d為鋅塊,鐵片不易被腐蝕

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b.

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