(原创)含氮化合物对人类生活有十分重大的意义。
(1)目前广泛使用的工业合成氨方法是用氮气和氢气在一定条件下化合。
已知:N2(g)+O2(g) =2NO(g) △H=+180.5kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-905kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
①写出工业合成氨的热化学方程式: 。
②实验室模拟合成氨,在2L密闭容器中投入1molN2 和3mol H2,容器中氨气的体积分数随时间变化如图所示。则0~10min,NH3的平均速率为 ;达平衡时,N2的转化率为 。
③若在②达平衡后,保持容器体积及温度不变,移走0.5molNH3,再达平衡时,N2的体积分数将 ,平衡常数 (填“增大”“减小”或“不变”)
(2)科学家一直致力于研究常温常压下“人工固氮”的方法。据报道:在常温常压条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水反应,生成NH3和一种单质。进一步研究NH3生成量与温度关系,部分实验数据如下(反应时间3h,其余条件一样)
T/℃ |
30 |
40 |
50 |
NH3生成量/10-6mol |
4.8 |
5.9 |
6.0 |
①写出常温下“人工固氮”反应的化学方程式:
此反应△H 0(填“>”、“<”或“=)。
②该反应中的催化剂TiO2的制取方法之一是将TiCl4气体导入氢氧火焰中(700~1000℃)进行水解。写出TiCl4水解的化学方程式:
③在上述固氮过程中,除加入催化剂外,能提高生产速率,但不降低产率的措施还可以是 。
A.适当升高温度 B.将氨气液化分离
C.增大反应物N2的浓度 D.增大压强
(1)已知下列各反应的焓变
①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)△H1 = -1206.8 kJ/mol
②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s)△H2= -635.1 kJ/mol
③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H3 = -393.5 kJ/mol
试求:④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H=________。
(2)已知下列各反应的焓变
①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH1= -283.0 kJ/mol
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH2= -285.8 kJ/mol
③C2H5OH(l)+ 3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-1370 kJ/mol
试求:④2CO(g)+4H2(g)=H2O(l)+C2H5OH(l) ΔH=________。
(8分)能源问题是人类社会面临的重大课题,甲醇是未来重要的能源物质。一定条件下,在体积为2 L的密闭容器中,1mol一氧化碳与2mol氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO):
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H<0
根据题意完成下列各题:
反应达到平衡时,平衡常数表达式K=,升高温度,K值(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)在500℃,10min反应达平衡,此时甲醇的物质的量浓度为0.3mol/L,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=。
(3)在其它条件不变的情况下,把反应处于平衡体系的容器的体积压缩为1 L,下列有关该体系的说法正确的是。
A.平衡向正反应方向移动 | B.正反应速率加快,逆反应速率减慢 |
C.甲醇的物质的量增加 | D.重新平衡时c(CO)/c(CH3OH)不变 |
(12分)(1)已知C(s、金刚石)+O2==CO2(g) ΔH=-395.4kJ/mol,
C(s、石墨)+O2==CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol。
①石墨和金刚石相比,石墨的稳定性金刚石的稳定性。
②石墨中C-C键键能______金刚石中C-C键键能。(均填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)肼(N2H4)和NO2是一种双组分火箭推进剂。两物质混合发生反应生成N2和H2O(g),已知8g气体肼在上述反应中放出142kJ热量,其热化学方程式为:。
(3)0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,其热化学反应方程式为:;
又知H2O(l)H2O(g),△H=+44kJ/mol,则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时,放出的热量是kJ。
为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-以及泥沙等杂质,某同学设计了一种制备精盐的实验方案,步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量):
(1)步骤②中的BaCl2溶液能否替换成以下溶液()
A.Ba(NO3)2溶液 | B.Ba(OH)2溶液 |
C.A和B均可以 | D.A和B均不可以 |
(2)第④步用到的试剂作用是;
(3)利用题干所给试剂,②③④所加试剂的顺序还可以是(填化学式);
(4)判断SO42-已除尽的方法是;
(5)若先用盐酸调溶液至酸性,再过滤,将对纯度产生影响,其可能的原因是(用相应的离子方程式表示),
(至少两个)。
27.2g某二价金属的氯化物ACl2中含有0.4mol Cl-离子,ACl2的摩尔质量是,A的相对原子质量是。