对含氮物质的研究和利用有着极为重要的意义。
(1)N2、O2和H2相互之间可以发生化合反应,已知反应的热化学方程式如下:
N2(g)+O2(g)=2NO(g) H=+180.5kJ·mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H =-483.6 kJ·mol-1;
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) H =-92.4 kJ·mol-1。
则氨的催化氧化反应的热化学方程式为 _。
(2)氨气是化工生产的主要原料之一,在一固定容积为2L的密闭容器内加入0.2 mol N2和0.5mol H2,发生如下反应: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0
①当反应进行到第5分钟时达到平衡,测得NH3的浓度为0.1mol/L 则从反应开始到平衡时,v(N2)为______________
②下列描述中能说明上述反应已达平衡的是
A.容器内的总压强不再随时间而变化
B.混合气体的密度不再随时间变化
C.a molN≡N键断裂的同时,有6amolN—H键生成
D.N2、H2、NH3的分子数之比为1∶3∶2
E.3V正(H2)=2V逆(NH3)
F.容器中气体的平均分子量不随时间而变化
③若保持反应温度不变,再向容器中充入N2和NH3各0.1mol , 则化学平衡将 移动(填“向左”、“向右”或“不”)
④平衡后,下列措施既能提高该反应的速率又能增大N2的转化率的是( )
A.充入N2 B.升高温度 C.向原容器内继续充一定量NH3 D.增大压强
⑤若保持容器体积不变,下列图像正确的是( )
在密闭容器中,保持一定温度进行如下反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),已知加入1 mol N2和3 mol H2,在恒压条件下达到平衡时生成a mol NH3,在恒容条件下达到平衡时生成b mol NH3(见下表中编号①的一行)。若相同条件下,达到平衡时混合物中各组分的百分含量不变。回答下列问题:
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式:K=___________。
(2)平衡常数K值越大,表明建立平衡时___________(填字母序号)。
A.N2的转化率越高 | B.NH3的产量越大 |
C.正反应进行得越彻底 | D.化学反应速度越快 |
(3)a与b的关系是:ab(填>、<、=)
(4)填写下表:
状态 条件 |
起始时物质的物质的量(mol) |
平衡时NH3的物质的量 (mol) |
|||
编号 |
X(N2) |
Y(H2) |
Z(NH3) |
||
恒容 |
① |
1 |
3 |
0 |
b |
② |
0 |
0 |
b |
||
③ |
2.25 |
b |
如图是一个化学过程的示意图。
已知甲池的总反应式为:2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O
(1)请回答图中甲、乙两池的名称。
甲电池是装置,乙池是装置。
(2)请回答下列电极的名称:
通入CH3OH的电极名称是,B(石墨)电极的名称是。
(3)写出电极反应式:
通入O2的电极的电极反应式是。A(Fe)电极的电极反应式为
,
(4)乙池中反应的化学方程式为。
(5)当乙池中A(Fe)极的质量增加5.40g时,甲池中理论上消耗O2mL(标准状况下)
(12分)北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8),亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6)。由丙烷脱氢可得丙烯。
已知:C3H8(g)=CH4(g)+HC≡CH(g)+H2(g)△H1="+156.6" kJ·mol-1
CH3CH=CH2(g)= CH4(g)+HC≡CH(g) △H2=" +32.4" kJ·mol-1
(1) 相同条件下,反应C3H8(g) =CH3CH=CH2(g)+H2(g)的△H=kJ·mol-1
(2)以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通人O2和CO2,负极通人丙烷,电解质是熔融碳酸盐。电池正极的电极反应式为;放电时,CO32-移向电池的(填“正”,或“负”)极。
(3)碳氢化合物完全燃烧生成CO2和H2O。常温常压下,空气中的CO2,溶于水达到平衡时,溶液的pH=5.6,c(H2CO3)=l.5×10-5mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3HCO3-+ H+的平衡常数K1=。(已知:10-5.60=2.5×10-6)
已知一个碳原子上连有两个羟基时,其结构极不稳定,易发生下列变化,生成较稳定物质如:
A—F是六种有机化合物,它们之间的关系如下图,请根据要求回答:
(1)在一定条件下,经反应①后,生成C和D,C的分子式为,反应①的类型为。
(2)反应③的化学方程式为.
(3)已知B的相对分子质量为162,其完全燃烧的产物中n(CO2):n (H2O)=2:1,则B的分子式为。
(4)F是高分子光阻剂生产中的主要原料。F具有如下特点:①能跟FeCl3溶液发生显色反应;②能发生加聚反应;③苯环上的一氯代物只有两种。F在一定条件下发生加聚反应的化学方程式为。
(5)化合物G是F的同分异构体,属于芳香族化合物,能发生银镜反应。G有种结构,写出其中一种同分异构体的结构简式。
为减小和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。最近有科学家提出“绿色自由”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如下:
(1)在合成塔中,若有4.4kg CO2与足量H2恰好完全反应,可放出4947 kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式是。
(2)以甲醇为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2,负极通入甲醇,在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。该电池负极发生的反应是:
CH3OH + H2O - 6e-="===" CO2 + 6H+
则正极发生的反应是;放电时,H+移向电池的(填“正”或“负”)极。
(3)常温常压下,饱和CO2水溶液的pH=5.6,c(H2CO3)=1.5×10-5 mol·L-1。若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3HCO3-+H+ 的平衡常数K=。(已知:10-5.6=2.5×10-6)
(4)常温下,0.1 mol·L-1NaHCO3溶液的pH大于8,则溶液中c(H2CO3)c(CO32-) (填“>”、“=”或“<”),原因是(用离子方程式和必要的文字说明)。
(5)小李同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数,他查得CaCO3、BaCO3的溶度积(Ksp)分别为4.96×10-9、2.58×10-9。小李应该选用的试剂是___________________。