条件的探索一直是化学工业的重要课题,现有如下两种合成氨的途径:
I. N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-90.0kJ/mol
II. 2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g)△H=+1530.0kJ/mol
(1)根据上述反应,写出表示H2燃烧热的热化学方程式 。
(2)在恒温恒容的甲容器、恒温恒压的乙容器中分别进行合成氨反应如图(图中所示数据均为初始物理量)
反应均达到平衡时,生成NH3也均为0.4mol(忽略水对压强的影响及氨气的溶解)
①该条件下甲容器中的K= ;平衡时,甲的压强P平= (用P0表示);
②该条件下,若向乙中继续加入0.2mol N2,达到平衡时N2转化率= ;
(3)在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂,工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3,其电解原理如下图所示。
a电极为电解池的 (填“阴”或“阳”)极,写出该电极的电极反应式: 。
(4)从氨催化氧化可以制硝酸,此过程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等。已知N2O4(g)2NO2,N2O4、NO2共存的温度是264K-413K,低于熔点264K时,全部为无色的N2O4晶体,达到264K时,N2O4开始分解,沸点294K时,成为红棕色的混合气体。
①25℃,101KPa下,在1L密闭容器中,发生反应N2O4(g)2NO2,已达平衡状态。若此时再向其中加入4.6g纯NO2,则再次达平衡时混合物的颜色比原平衡 ;
②0℃,101KPa下,在1L密闭容器中,发生反应N2O4(g)2NO2,已达平衡状态。若此时再向其中加入4.6g纯NO2,则再次达平衡时混合物的颜色比原平衡 ;(填上相应字母)
a.加深 b.变浅 c. 不变 d.无法判断
(5)难溶电解质FeS在水溶液中存在着溶解平衡:FeS(s)Fe2+(aq) + S2-(aq),在一定温度Ksp=c(Fe2+)·c(S2-)=6.25×10-18;在该温度下,氢硫酸饱和溶液中存在c2(H+)· c(S2-)=1.0×10-22。将适量FeCl2投入氢硫酸饱和溶液中,欲使溶液中c(Fe2+)="1.0" mol·L-1,应调节溶液的pH= (已知lg2=0.3)
(共10分前2个空每空一个1分,其余每空2分)、
依据氧化还原反应2Ag+(aq)+Cu(s) ="===" Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示:
请回答下列问题:
(1)外电路中的电子是从_______ 电极流向________电极。
(2)银电极发生的电极反应为________________________;
X电极上发生的电极反应为____________________________;
(3)LiSOCl2电池可用于心脏起搏器。该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl4-SOCl2。电池的总反应可表示为4Li+2SOCl2==="4LiCl" +S +SO2↑。请回答下列问题:
写出电池的负极发生的电极反应为____________________________________;
电池正极发生的电极反应为____________________________________
(10分,每空2分)现有pH=2的醋酸溶液甲和pH=2的盐酸乙,请根据下列操作回答问题:
(1)取10 mL的甲溶液,加入等体积的水,醋酸的电离平衡________移动(填“向左”、“向右”或“不”);另取10 mL的甲溶液,加入少量无水醋酸钠固体(假设加入固体前后,溶液体积保持不变),待固体溶解后,溶液中的比值将__________(填“增大”、“减小”或“无法确定”)。
(2)相同条件下,取等体积的甲、乙两溶液,各稀释100倍。稀释后的溶液,其pH大小关系为:pH(甲)________pH(乙) (填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)取25 mL的甲溶液,加入等体积pH=12的NaOH溶液,反应后溶液中c(Na+)、c(CH3COO-)的大小关系为:c(Na+)________c(CH3COO-)。(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)室温下,现有pH=2的醋酸溶液与PH=12的氨水,等体积混合后,溶液呈中性,则溶液中离子浓度的大小关系:______________
(10分,每空2分)水的电离平衡曲线如图所示。
(1)若以A点表示25℃时水在电离平衡时的离子浓度,当温度升到100℃时,水的电离平衡状态到B点,则此时水的离子积从增加到。
(2)将pH=8的NaOH溶液与pH=5的稀盐酸混合,并且保持100℃的恒温,欲使混合溶液pH=7,则NaOH与盐酸的体积比为。
(3)普通泡沫灭火器是利用NaHCO3溶液跟Al2(SO4)3溶液混合,产生大量的气体和沉淀,气体将混合物压出灭火器,相关反应的离子方程式是。
(4)室温时,Mg(OH)2(S)Mg2+(aq)+2OH-(aq) 当Mg2+沉淀完全 (指Mg2+的浓度等于10-5mol/L) 时,溶液的pH=_______。已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.0×10-11,
(10分每空2分)室温下,在一个容积为1L的密闭容器中,充入1molN2和3molH2,发生反应:N2+3H22NH3,5min后到达平衡,平衡后混合气体的压强为起始压强的3\4,此时放出的热量为42KJ,则:
(1)平衡时N2的物质的量为mol
(2)5min内用H2表示的反应速率为mol/(L.min)
(3)若向该1L密闭容器中再充入1molN2,则H2的转化率(填变大、变小或不变)
(4)写出N2和H2反应生成NH3的热化学反应方程式:
(5)写出该反应的平衡常数的表达式:
工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:
CO (g) + 2H2 (g) CH3OH (g)△H=-116kJ/mol
(1)该反应的化学平衡常数表达式为;
(2)下列措施中有利于增大该反应的反应速率且提高转化率的是(填字母序号) 。
a.随时将CH3OH与反应混合物分离b.降低反应温度
c.使用高效催化剂 d.增大体系压强
(3)一定条件下,将1 mol CO与3 mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的l/2,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是(填字母序号).
a.c ( H2 )减少
b.正反应速率加快,逆反应速率减慢
c.CH3OH 的物质的量增加
d.重新平衡c ( H2 )/ c (CH3OH )减小
(4)在密闭容器中充有1mol CO与2 mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇,CO的转化率(α)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示。
①A、C两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间,tAtC(填于“大于”、“小于”或“等于”)。
②若A点时容器的体积为1 L,该温度下B点的平衡常数K= 。