(14分)氨的合成是最重要的化工生产之一。
Ⅰ.工业上合成氨用的H2有多种制取的方法:
① 用焦炭跟水反应:C(s)+H2O(g)CO(g) + H2(g);
② 用天然气跟水蒸气反应:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
已知有关反应的能量变化如下图,且方法②的反应为吸热反应,则方法②中反应的ΔH =___________kJ/moL。
Ⅱ.在3个1L的密闭容器中,同温度下、使用相同催化剂分别进行反应:
3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)
按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,反应达到平衡时有关数据为:
容 器 |
甲 |
乙 |
丙 |
反应物投入量 |
3 mol H2、2 mol N2 |
6 mol H2、4mol N2 |
2 mol NH3 |
达到平衡的时间(min) |
t |
5 |
8 |
平衡时N2的浓度(mol·L-1) |
c1 |
3 |
c2 |
(1)下列能说明该反应已达到平衡状态的是
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1︰3︰2
b.v(N2)正=3v(H2)逆
c.容器内压强保持不变
d.混合气体的密度保持不变
(2)甲容器中达到平衡所需要的时间t 5min,表中c1 c2。(填“>”、“<” 或“=”)
(3)用氨合成尿素的反应为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)。工业生产时,原料气带有水蒸气。图1表示CO2的转化率与氨碳比
、水碳比
的变化关系。
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是 。
②测得B点氨的转化率为30%,则x1= 。
Ⅲ.有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图2所示。
电池正极的电极反应式是 ,A是 。
石墨晶体中C-C键的键角为,其中平均每个六边形所含的C原子数为个。
t℃时,将3molA和1molB气体通入体积为2L的密闭容器中(恒容),发生如下反应:
3A(g)+ B(g ) xC(g),2min 时反应达到平衡状态(温度保持不变),剩余0.8 molB,C的浓度为0.4mol·L-1,请填空:
⑴从开始反应至达到平衡状态,以B表示的平均反应速率为
⑵x=
⑶若继续向原平衡混合物的容器中通入适量氦气(假设氦气和A、B、C都不反应)后,原化学平衡________(填字母)
A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动C.不移动 D.无法判断
⑷若向原平衡混合物的容器中再充入3molA和1molB,在t℃时达到新的平衡,此时B的物质的量为n(B)______1.6mol。(填“>”、“<”、或“=”)
⑸如果将amolA、bmolB、cmolC在相同温度和容器中进行反应,欲使反应达到平衡时C的物质的量浓度分数与原平衡相等,起始加入的三种物质的物质的量n(A)、n(B)、n(C)之间应该满足的等量关系式:__________________、__________________(a与c及b及c的关系式)
用中和滴定法测定烧碱的纯度,若烧碱中不含有与酸反应的杂质,试根据实验回答:
⑴准确称取烧碱样品4.100g,将样品配成250mL的待测液,需要的仪器有小烧杯、量筒、玻璃棒、 __________、__________、___________ 。(填仪器)
⑵取10.00mL待测液,用__________量取注入锥形瓶中。(填仪器)
⑶用0.2010mol/L标准盐酸溶液滴定待测烧碱溶液,滴定时左手__________,右手__________,两眼注视__________,直到滴定终点。
(4)根据下列测定数据,分析得到合理数据,计算待测烧碱溶液的浓度:__________。
滴定次数 |
待测液体积/mL |
标准盐酸体积/mL |
|
滴定前读数(mL) |
滴定后读数(mL) |
||
第一次 |
10.00 |
0.50 |
20.52 |
第二次 |
10.00 |
4.00 |
23.08 |
第三次 |
10.00 |
4.20 |
26.70 |
⑸根据上述测定数据,分析得到合理数据,计算烧碱的纯度__________。
⑴在25℃条件下将pH=11的氨水稀释100倍后溶液的pH为(填序号)____。
A.9 B.13 C.11~13之间 D.9~11之间
⑵25℃时,向0.1mol/L的氨水中加入少量氯化铵固体,当固体溶解后,测得溶液pH减小,主要原因是(填序号)_____。
A.氨水与氯化铵发生化学反应
B.氯化铵溶液水解显酸性,增加了c(H+)
C.氯化铵溶于水,电离出大量铵离子,抑制了氨水的电离,使c(OH―)减小
⑶已知某溶液中只存在OH-、H+、NH4+、Cl-四种离子,某同学推测该溶液中各离子浓度大小顺序可能有如下四种关系:
A.c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)B.c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
C.c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-)D.c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
①若溶液中只溶解了一种溶质,该溶质是,上述离子浓度大小顺序关系中正确的是(选填序号)。
②若上述关系中C是正确的,则溶液中溶质是。
已知水在25 ℃和95 ℃时,其电离平衡曲线如右图所示:
⑴则25 ℃时水的电离平衡曲线应为 ___(填“A”或“B”),请说明理由 ________________。
⑵95 ℃时PH=2的NaOH溶液中由水电离的c(H+) ______。
⑶25 ℃时,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为 _________。
⑷25 ℃时,若100体积pH1=a的某强酸溶液与1体积pH2=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合前,该强酸的pH1与强碱的pH2之间应满足的关系是 _____。
⑸曲线B对应温度下,pH=2的某HA溶液和pH=10的NaOH溶液等体积混合后,混合溶液的pH=5。请分析原因:。
⑹95 ℃时,某氨水与氯化铵的混合溶液的PH=7,则c(NH4+)______c(Cl-)(填“>”、“<”、或“=”)