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题目
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(10分) 氨气是一种重要的化工原料,工业上用N2和H2合成NH3。现已知N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)过程中能量变化示意图如下左图。回答下列问题:

(1)该反应为      (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)合成氨的热化学方程式为                                   
(3)若又已知键能数据如上表,结合以上数据求出N-H键键能为       kJ/mol。
(4)工业上,以氨气为原料生产硝酸的第一步为氨催化氧化,请写出该反应的化学方程式       
答案
(1)放热   (2)N2(g)+3H2(g)2 NH3(g)  △H=—92 kJ/mol
(3)391   (4) 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O   。
解析

试题分析:(1)由于反应物的总能量高于生成物的总能量,实验多余的能量释放迟来。因此该反应是放热反应。(2)根据图示可知:合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2 NH3(g) △H=—92 kJ/mol;(3)反应热就是断裂化学键吸收的能量与形成化学键释放的能量的差,436 kJ/mol×3mol+946 kJ/mol×1mol-6X=—92 kJ/mol,解得X=391 kJ/mol;(4)工业上,以氨气为原料生产硝酸的第一步为氨催化氧化,该反应的化学方程式是4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O。
核心考点
试题【(10分) 氨气是一种重要的化工原料,工业上用N2和H2合成NH3。现已知N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)过程中能量变化示意图如下左图。回】;主要考察你对能量的相互转化等知识点的理解。[详细]
举一反三
已知;①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH=a kJ·mol-1,平衡常数为K;
②Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=b kJ·mol-1
测得在不同温度下,K值如下:
温度/℃
500
700
900
K
1.00
1.47
2.40
(1)反应①为__________(选填“吸热”或“放热”)反应。
(2)若500 ℃时进行反应①,CO2的起始浓度为2 mol·L-1,CO的平衡浓度为      
(3)下列关于反应①的说法正确的是           
A.达到平衡后保持其他条件不变,升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动
B. 在500 ℃下反应,当c(CO2)=c(CO)时,反应达到平衡状态
C.恒温恒容下,当容器内气体密度不再变化时,反应达到平衡状态
D.加压、升温和使用催化剂均可增大反应物的转化率
(4)由已知反应,写出Fe2O3(s)被CO(g)还原成FeO(s)的热化学方程式              
(5)室温时在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,当溶液pH为2.7时,Fe3开始沉淀;当溶液pH为4时,c(Fe3)=__________mol·L-1(已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-36)。
(6)新型锌空电池与锂电池相比,具有能量密度高、安全性好且成本低。该电池的总反应为2Zn+O2===2ZnO,电解质溶液为KOH溶液,则负极的电极反应式为_______。
若以该电池为电源,用惰性电极电解硫酸铜溶液,为保证阴极有6.4g铜析出,理论上至少需要标准状况下      L空气(空气中含氧气按20%计算)进入该电池。
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(6分)(2012•重庆)肼(H2N﹣NH2)是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示,已知断裂1mol化学键所需的能量(kJ):N≡N为942、O=O为500、N﹣N为154,则断裂1molN﹣H键所需的能量(kJ)是(             )
A.194B.391C.516D.658

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(14分)(Ⅰ)甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合来制备甲醇。
已知某些化学键的键能数据如下表:
化学键
C—C
C—H
H—H
C—O
C≡O
H—O
键能/kJ·mol-1
348
413
436
358
1072
463
请回答下列问题:
(1)已知CO中的C与O之间为叁键连接,则工业制备甲醇的热化学方程式为     
                                
(2)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应,在容积固定为2L的密闭容器内充入1 molCO和 2 molH2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在250°C开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
反应时间/min
0
5
10
15
20
25
压强/MPa
12.6
10.8
9.5
8.7
8.4
8.4
则从反应开始到20min时,以CO表示的平均反应速率=      ,该温度下平衡常数K=     ,若升高温度则K值      (填“增大”、“减小”或“不变”);
(3)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是       
A.2 v (H2)=" v" (CH3OH)      
B.容器内气体的平均摩尔质量保持不变
C.容器中气体的压强保持不变    
D.单位时间内生成 n molCO 的同时生成 2n molH2
(Ⅱ)回答下列问题:
(1)体积均为100mL pH=2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,
则Ka(HX) ______ Ka(CH3COOH)(填>、<或=)

(2)25℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得pH=6,则溶液中C(CH3COO)-c(Na+)=_________mol·L-1(填精确值)。
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(14分)运用化学反应原理分析解答以下问题
(1)已知: ①CO(g)+2H2(g)  CH3OH(g)              △Hl= -91kJ·mol-l
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2= -24 kJ·mol-l                ③CO(g) +H2O(g)  CO2(g)+H2(g)       △H3= -41 kJ·mol-l
且三个反应的平衡常数依次为K1、K2、K3
    则反应 3CO(g) +3H2(g)       CH3OCH3(g) +CO2(g) △H=               .
化学平衡常数K=        (用含K1、K2、K3的代数式表示)。
(2)一定条件下,若将体积比为1:2的CO和H2气体通入体积一定的密闭容器中发生反应
         3CO(g) +3H2(g)      CH3OCH3(g) +CO2(g),下列能说明反应达到平衡状态是         
a.体系压强保持不变    B.混合气体密度保持不变
c. CO和H2的物质的量保持不变       d.CO的消耗速度等于CO2的生成速率
(3)氨气溶于水得到氨水。在25℃下,将x mol.L-l的氨水与y mol.L-1的盐酸等体积混合,反应后溶液显中性,则c(NH4+)____c(Cl)(填“>”、“<”、“=”);用含x和y的代数式表示出氨水的电离平衡常数             .
(4)科学家发明了使NH3直接用于燃料电池的方法,其装置用铂黑作电极、加入电解质溶液中,一个电极通入空气,另一电极通入NH3。其电池反应式为:4NH3+3O2 = 2N2+6H2O,电解质溶液应显           (填“酸性”、“中性”、“碱性”),
写出正极的电极反应方程式                .
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(15分)(1)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l)+3O2(g)  2CO2(g)+4H2O(g)  △H=" -1275.6" kJ·mol1
② H2O(l)     H2O(g)                   △H=" +" 44.0 kJ.mol1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式                               
(2)甲醇是一种重要的化工原料,又是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景。
方法一
CO(g) +2H2(g) CH3OH(g)
方法二
CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g)
工业上可用如下方法合成甲醇:
     
方法一                                      方法二
①方法一:该反应的△S      0(填“>”或“<”)。图中曲线a到曲线b的措施是           
               ,恒温恒容时,下列说法能说明反应到达平衡状态的是            
A.体系的平均摩尔质量不再改变                B. V(CO)= V(CH3OH)
C. H2的转化率达到了最大限度                 D. △H不再改变
②方法二:将CO2和H2按物质的量之比1:3充入体积为2.0L的恒容密闭容器中反应,如图两条曲线分别表示压强为0.1 MPa和5.0 MPa下CO2转化率随温度的变化关系,其中a点的平衡常数表达式为:             ;a,b两点化学反应速率别用Va、Vb表示,则Va       Vb(填“大于”、“小于”或“等于”)。 已知原子利用率=期望产物的总质量与生成物的总质量之比,则方法一的原子利用率是方法二的原子利用率的            倍(保留两位小数).
(3)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是通电后将Co2氧化成Co3,然后以Co3做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。写出除去甲醇的离子方程式              。 
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