题目
题型:不详难度:来源:
(1)据报道,意大利科学家获得了极具研究价值的N4,其分子结构与白磷分子的正四面体结构相似。已知断裂1 mol N-N键吸收167 kJ热量,生成1 mol N≡N键放出942 kJ热量,请写出N4气体转变为N2反应的热化学方程式: 。
(2)据报道,NH3可直接用作车用燃料电池,写出该电池的负极反应式: 。
(3)在T1℃时,将5 mol N2O5置于10L固定容积的密闭容器中发生下列反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g);△H>0。反应至5分钟时各物质的浓度不再发生变化,测得NO2的体积分数为50%。
①求该反应的平衡常数K= (数字代入式子即可),上述平衡体系中O2的体积分数为__________。
②用O2表示从0~5 min内该反应的平均速率υ(O2)= 。
③将上述平衡体系的温度降至T2℃,密闭容器内减小的物理量有 。
A.压强 B.密度 C.反应速率 D.N2O5的浓度
(4)在恒温恒容的密闭容器中充入NO2,建立如下平衡:2NO2(g)N2O4(g),平衡时N2O4与NO2的物质的量之比为a,其它条件不变的情况下,分别再充入NO2和再充入N2O4,平衡后引起的变化正确的是__________。
A.都引起a减小 B.都引起a增大 C.充入NO2引起a减小,充入N2O4引起a增大
D.充入NO2引起a增大,充入N2O4引起a减小
答案
(2) 2NH3 + 6OH– - 6e– = N2 + 6H2O (2分)
(3) ① 0.1×0.44/0.32 12.5% ② 0.02 mol/(L·min) ③ AC (各2分) (4)B (2分)
解析
试题分析:(1)化学反应的焓变等于反应物键能和与生成物键能和之差。∆H=6mol×167kJ·mol–1–2mol×942 kJ·mol–1=–882kJ·mol–1(1molN4中有6molN—N键),故热化学方程式为:N4(g)=2N2(g);△H=-882 kJ· mol–1。
(2)氨气燃料电池的总反应为:4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O(其产物与燃料反应产物相同),则负极反应:4NH3 - 12e– + 12OH– = 2N2 + 12H2O 正极反应:3O2 + 12e– + 6H2O = 12OH–。
(3) ①设平衡时n(O2)=xmol,则n(NO2)=4xmol,n(N2O5)=(5-2x)mol,n(总)=xmol+mol+(5-2x)mol=(5+3x)mol,由4x÷(5+3x)=50%可求得x = 1,所以平衡时n(O2)=1mol,则n(NO2)=4mol,n(N2O5)=3mol,n(总)=8mol;进一步求出平衡时各组分的浓度c(O2)=0.1mol·L–1,c(NO2)=0.4mol·L–1,c(O2)=0.3mol·L–1。该反应的平衡常数K=0.1×0.44/0.32,O2的体积分数为φ(O2)=1÷8=12.5%;②υ(O2)= 0.1mol·L–1÷5min="0.02" mol·L–1·min–1;③反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)为吸热反应,降温时平衡向逆反应方向移动,气体的物质的量减少,则恒容条件下压强减小且反应速率减慢,故选AC。
(4)由于化学平衡的建立与途径无关,所以可改变化学平衡的建立途径。首先把充入的NO2或N2O4放在另一个容器中,让其达到与原容器相同的平衡状态,然后保持压强不变与原混合气体混合,此时N2O4与NO2的物质的量之比为仍a,最后把混合后的气体压缩到与原平衡时相同的体积,则平衡向正反应方向移动,N2O4与NO2的物质的量之比增大。故答案为B。
核心考点
试题【氮是大气中含量丰富的一种元素,氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用,减少氮氧化物的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列氮及其化合物的相关问题:(1)据报道】;主要考察你对原电池原理等知识点的理解。[详细]
举一反三
A.图1表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化 |
B.图2表示0.1000 mol·L-1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L-1CH3COOH溶液所得到的滴定曲线 |
C.图3表示KNO3的溶解度曲线,图中a点所示的溶液是80 ℃时KNO3的不饱和溶液 |
D.图4表示某可逆反应生成物的量随反应时间变化的曲线,由图知t时刻反应物转化率最大 |
CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH
(1)判断反应达到平衡状态的依据是 (填序号)。
a. 生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
b. 混合气体的密度不变
c. 混合气体的总物质的量不变
d. CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(2)CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图1。
①该反应△H___0(填“>”或“<”)。
②实际生产条件控制在250℃、1.3ⅹ104 kPa左右,选择此压强的理由是_______。
(3)右图2表示在温度分别为T1、T2时,平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线,A、C两点的反应速率A____C(填“>”、“=”或“<”,下同),A、C两点的化学平衡常数A_____C,由状态B到状态A,可采用______的方法(填“升温”或“降温”)。
(4)一定条件下,0.5mol甲醇蒸气完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水,放出Q KJ的热量。写出该反应的热化学方程式 。
(5)图3是甲醇燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)结构示意图,写出 a处电极上发生的电极反应式 。
A.电解法精炼铜时,以粗铜作阴极,纯铜作阳极 |
B.向沸水中滴加FeCl3饱和溶液制备Fe(OH)3胶体 |
C.常温下,将pH =10的氨水稀释,溶液中所有离子浓度都减小 |
D.反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的△H<0 |
编号 | 实验内容 | 实验目的 |
A | 取两只试管,分别加入4ml 0.01mol/L KMnO4酸性溶液,然后向一只试管中加入0.1mol/L H2C2O4溶液2ml,向另一只试管中加入0.1mol/L H2C2O4溶液4ml,记录褪色时间。 | 可以证明H2C2O4浓度越大反应速率越快。 |
B | 向1ml 0.2mol/L NaOH溶液中滴入2滴0.1mol/L MgCl2溶液,产生白色沉淀后,再滴加2滴0.1mol/L FeCl3溶液,又生成红褐色沉淀。 | 可以证明在相同温度下,溶解度Mg(OH)2>Fe(OH)3 |
C | 测定等物质的量浓度的Na2SO3与Na2CO3溶液的pH,后者较大。 | 证明了非金属性S>C |
D | 向含有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2固体,溶液红色会变浅。 | 可以证明Na2CO3溶液中存在水解平衡。 |
(1) 已知:850℃时在一体积为10 L的恒容密闭容器中,通入一定量的CO和H2O,CO和H2O浓度变化如图1所示:
下列说法正确的是 (填序号)
A.达到平衡时,氢气的物质的量是0.12mol |
B.达到平衡时,反应体系最终会放出49.44kJ热量 |
C.在0—4min,混合气体的平均相对分子质量增大 |
D.第6min时,若升高温度,反应平衡常数会减小 |
(2) 850 ℃时,若在容积为2 L的密闭容器中同时充入1.0 mol CO,3.0 mol H2O,1.0 mol CO2和x mol H2。若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是 。
(3) 如将H2与CO2以4:1的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4。已知:
CH4 (g)+2O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(l) ΔH1=-890.3 kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ/mol
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是 。
(4) 熔融盐燃料电池(见图2)是以熔融碳酸盐为电解质,以CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应是CH4 +4CO32--8e-=5CO2+2H2O。正极的电极反应是________。为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环,则A物质的化学式是_________。实验过程中,若通入了标准状况下空气448 L(假设空气中O2体积分数为20%),则熔融盐燃料电池消耗标准状况下CH4____________L。
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