硝酸工業(yè)的基礎是氨的催化氧化,在催化劑作用下發(fā)生如下反應:
① 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H =" —905" kJ/mol ①主反應
② 4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H =" —1268" kJ/mol ②副反應
有關物質(zhì)產(chǎn)率與溫度的關系如甲圖。
(1)由反應①②可知反應⑤N2(g) + O2(g)2NO(g)的反應熱ΔH=
(2)由圖甲可知工業(yè)上氨催化氧化生成 NO時,反應溫度最好控制在
(3)用Fe3O4制備Fe(NO3)3溶液時,需加過量的稀硝酸,原因一:將Fe4O3中的Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+,
原因二: (用文字和離子方程式說明)。
(4)將NH3通入NaClO溶液中,可生成N2H4,則反應的離子方程式為 。
(5)依據(jù)反應②可以設計成直接供氨式堿性燃料電池(如乙圖所示),則圖中A為 (填“正極”或“負極”),電極方程式為
(12分)(每空2分)
(1) +181.5 kJ/mol
(2) 780℃~840℃
(3) 抑制Fe3+的水解;Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
(4) 2NH3+ClO—=N2H4+Cl—+H2O
(5) 負極 2NH3—6e—+6OH—=N2+6H2O
解析試題分析:(1)由蓋斯定律,(①-②)×1/2可得N2(g)+O2(g)2NO(g),故△H=1/2×(1)由蓋斯定律,(①-②)×1/2可得N2(g)+O2(g)2NO(g),故△H="+181.5" kJ·mol-1,
故答案為:+181.5 kJ·mol-1;
(2)從圖象可以看在,反應溫度在780~840℃,NO的產(chǎn)率最大,故選擇780~840℃,
故答案為:780~840℃;
(3)溶液中鐵離子水解Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,過量的硝酸抑制Fe3+的水解,
故答案為:溶液中鐵離子水解Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,過量的硝酸抑制Fe3+的水解;
(4)NH3通入NaClO溶液中,生成N2H4,N元素的化合價升高,故Cl元素的化合價應降低,有氯離子生成,根據(jù)元素守恒與電荷守恒可知,還有水生成,配平后離子方程式為:2NH3+ClO-=N2H4+Cl-+H2O,
故答案為:2NH3+ClO-=N2H4+Cl-+H2O;
(5)由圖可知,A極通入的為氨氣,發(fā)生氧化反應,為負極,氨氣在堿性條件下放電生成氮氣與水,電極反應式為:2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O,
故答案為:負極;2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O.
考點:化學平衡的調(diào)控作用;化學電源新型電池
科目:高中化學 來源: 題型:填空題
下圖是一個乙醇燃料電池工作時的示意圖,乙池中的兩個電極一個是石墨電極,一個是鐵電極,工作時M、N兩個電極的質(zhì)量都不減少,請回答下列問題:
(1)M電極的材料是 ,電極名稱是 ,加入乙醇的鉑電極的電極反應
式為 。寫出乙池中發(fā)生的化學反應的離子方程式: 。
(2)在此過程中,乙池中某一電極析出金屬銀4.32g時,甲池中理論上消耗氧氣為 L(標準狀況下);若此時乙池溶液的體積為400mL,則乙池中溶液的pH為 。
(3)若在常溫常壓下,1g C2H5OH燃燒生成CO2和液態(tài)H2O時放出29.71kJ熱量。表示該反應的熱化學方程式為 。
(4)甲烷也是一種很好的清潔能源。蘊藏在海底的“可燃冰”是高壓下形成的外觀像冰的甲烷水合物固體。甲烷氣體燃燒的熱化學方程式為:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ/mol。356g“可燃冰”(若分子式為CH4·9H2O)釋放的甲烷氣體完全燃燒生成液態(tài)水.放出的熱量為 kJ。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
Ⅰ.將由Na+、Ba2+、Cu2+、SO42-、Cl-組合形成的三種強電解質(zhì)溶液,分別裝入下圖裝置中的甲、乙、丙三個燒杯中進行電解,電極均為石墨電極。
接通電源,經(jīng)過一段時間后,測得乙中c電極質(zhì)量增加。常溫下各燒杯中溶液pH與電解時間t的關系如右上圖(忽略因氣體溶解帶來的影響)。據(jù)此回答下列問題:
(1)在甲中燒杯中滴加酚酞, 極(填a或b)附近溶液會變紅。
(2)寫出乙燒杯中發(fā)生反應的化學方程式 。
(3)電極f上發(fā)生的電極反應式為 。
(4)若經(jīng)過一段時間后,測得乙燒杯中c電極質(zhì)量增加了8g,要使丙燒杯中溶液恢復到原來的狀態(tài),應進行的操作是 。
Ⅱ.工業(yè)上利用BaSO4制備BaCl2的工藝流程如下:
某活動小組的同學在實驗室以重晶石(主要成分BaSO4)為原料,對上述工藝流程進行模擬實驗。
(1)上述過程中,氣體用過量NaOH溶液吸收得到Na2S。Na2S水溶液顯堿性的原因是 。(用離子方程式表示)
(2)已知有關反應的熱化學方程式如下:
BaSO4(s) +4C(s)4CO(g)+BaS(s) △H1 = +571.2kJ/mol ①
C(s) +CO2(g)2CO(g) △H2 = +172.5kJ/mol ②
則反應BaSO4(s) +2C(s)2CO2(g) + BaS(s) △H3 =
(3)在高溫焙燒重晶石過程中必須加入過量的炭,同時還要通入空氣,其目的是 。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(1)醫(yī)療上常用濃度為75%的某有機物水溶液作皮膚消毒液。該有機物的結(jié)構(gòu)簡式是 。
(2)一定條件下,0.1mol氨氣與氧氣反應生成兩種無毒氣體,放出31.67kJ熱量。寫出核反應的熱化學方程式: 。
(3)現(xiàn)有固體X,可能含有Cu、SiO2、KNO3、NH4Cl中的一種或幾種。為了探究其成分,某學習小組取該樣品進行如下實驗(部分產(chǎn)物已略去)。
①步驟I中發(fā)生反應的離子方程式為 。
②20.00gX中Cu的質(zhì)量分數(shù)為 。
③為進一步確定固體X的組成,常溫下,學習小組另取固體X加水,充分攪拌后過濾,測得濾液的pH<7。他們判斷一定有NH4Cl,理由是 。
(4)工業(yè)上常用電滲析法生產(chǎn)HI,其模擬實驗如圖。寫出陰極的電極反應式: 。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
目前,消除氮氧化物污染有多種方法。
(1)用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44.0 kJ·mol-1
寫出CH4 (g)與NO2 (g)反應生成N2 (g) ,CO2(g)和H2O(l)的熱化學方程 式_____________________
(2)用活性炭還原法處理氮氧化物。有關反應為:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)某研究小組向恒容密閉容器加入一定量的活性炭和NO,恒溫(T。C)條件下反應,反應進行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如下
①不能作為判斷反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù) 是_______
A.容器內(nèi)CO2的濃度保持不變
B.v正(N2)="2" v正(NO)
C.容器內(nèi)壓強保持不變
D.混合氣體的密度保持不變
E.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變
②在T。C時.該反應的平衡常數(shù)為_______(保留兩位小數(shù));
③在30 min,改變某一條件,反應重新達到平衡,則改變的條件是_______
(3)科學家正在研究利用催化技術將超音速飛機尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2,其反應為:
2CO+2NON2+2CO2 ΔH<0研究表明:在使用等質(zhì)量催化劑時,增大催化劑的比表面積可提高化學反應速率.為了分別驗證溫度、催化劑的比表面積對化學反 應速率的影響規(guī)律、某同學設計了三組實驗,部分實驗條件已經(jīng)填在下表中。
①上表中:a=_______,b=________,e=________
②請在給出的坐標圖中,畫出上表中實驗II和實驗III條件下混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖,并標明相應的實驗編號
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
高爐煉鐵是冶煉鐵的主要方法,發(fā)生的主要反應為:
Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) △H= -28.5 kJ·(mol-1
(1)已知:C(石墨)+CO2(g)2CO(g) △H=" +" 172.5 kJ·mol-1
則反應:Fe2O3(S) +3C(石墨)2Fe(s)+3CO(g) △H= kJ·mol-1
(2)冶煉鐵反應 Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) △H=-28.5 kJ·mol-1的平衡常數(shù)表達式K= ,溫度降低后,K值 .(填“增大”、“不變”或“減小”)。
(3)在ToC時,該反應的平衡常數(shù)K=27,在1L恒容密閉容器甲和乙中,分別按下表所示加入物質(zhì),反應經(jīng)過一段時間后達到平衡.
| Fe2 O3 | CO | Fe | CO2 |
甲容器 | 1.0 mol | 1.0 mol | 1.0 mol | 1.0 mol |
乙容器 | 1.0 mol | 2.0 mol | 1.0 mol | 1.0 mol |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
氮是地球上含量豐富的一種元素,氮元素的單質(zhì)和化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有重要用途。
(1)根據(jù)右下能量變化示意圖:
寫出CO和NO2反應生成NO和CO2的熱化學方程式
(2)在固定體積的密閉容器中,進行如下化學反應:N2(g)+3H2(g) 2NH3 (g) ΔH<0,
其平衡常數(shù)K與溫度T的關系如下表,試判斷K1 K2(填“>”、“=”或“<”)
T /K | 298 | 398 |
平衡常數(shù)K | K1 | K2 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
工業(yè)上以NH3為原料經(jīng)過一系列反應可以得到HNO3。
(1)工業(yè)上NH3的催化氧化反應方程式為 ;為了盡可能多地實現(xiàn)向的轉(zhuǎn)化,請你提出一條可行性建議 。
(2)將工業(yè)廢氣NO與CO混合,經(jīng)三元催化劑轉(zhuǎn)化器處理如下:2CO+2NO2CO2+N2。
已知:
CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H=-283.0kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.0kJ·mol-1
三元催化劑轉(zhuǎn)化器中發(fā)生反應的熱化學方程式為 ;
為了測定在某種催化劑作用下的反應速率,在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度部分數(shù)據(jù)記錄如下:
時間/s | 0 | 2 | 3 | 4 |
c(NO)/mol·L-1 | 1.00×10-3 | 1.50×10-4 | 1.00×10-4 | 1.00×10-4 |
C(CO)/mol·L-1 | | 2.70×10-3 | |
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科目:高中化學 來源: 題型:計算題
碳和碳的化合物在生產(chǎn)、生活中的應用非常廣泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是一種理想,更是一種值得期待的新的生活方式。
(1)將CO2與焦炭作用生成CO,CO可用于煉鐵等。
①已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH1= +489.0 kJ/mol
C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ/mol
則CO還原Fe2O3的熱化學方程式為 ;
②氯化鈀(PdCl2)溶液常被應用于檢測空氣中微量CO。PdCl2被還原成單質(zhì),反應的化學方程式為 ;
(2)將兩個石墨電極插入KOH溶液中,向兩極分別通入C3H8和O2構(gòu)成丙烷燃料電池。
①負極電極反應式是: ;
②某同學利用丙烷燃料電池設計了一種電解法制取Fe(OH)2的實驗裝置(如下圖所示),通電后,溶液中產(chǎn)生大量的白色沉淀,且較長時間不變色。下列說法中正確的是 (填序號)
A.電源中的a一定為正極,b一定為負極
B.可以用NaCl溶液作為電解液
C.A、B兩端都必須用鐵作電極
D.陰極發(fā)生的反應是:2H++2e-=H2↑
(3)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入體積為2L的恒容密閉容器中,進行反應:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù):
實驗組 | 溫度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 達到平衡所需時間/min | |
H2O | CO | CO2 | |||
1 | 650 | 2 | 4 | 1.6 | 5 |
2 | 900 | 1 | 2 | 0.4 | 3 |
3 | 900 | 1 | 2 | 0.4 | 1 |
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