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硝酸工业的基础是氨的催化氧化,在催化剂作用下发生如下反应: ① 4NH3(g)+...

硝酸工业的基础是氨的催化氧化,在催化剂作用下发生如下反应:

① 4NH3(g)+5O2(g)说明: 满分5 manfen5.com4NO(g)+6H2O(g)    △H = —905 kJ/mol     ①主反应

② 4NH3(g)+3O2(g)说明: 满分5 manfen5.com2N2(g)+6H2O(g)      △H = —1268 kJ/mol    ②副反应

有关物质产率与温度的关系如甲图。

说明: 满分5 manfen5.com

(1)由反应①②可知反应③N2(g) + O2(g)说明: 满分5 manfen5.com2NO(g)的反应热ΔH=        

(2)由图甲可知工业上氨催化氧化生成 NO时,反应温度最好控制在          

(3)用Fe3O4制备Fe(NO33溶液时,需加过量的稀硝酸,原因一:将Fe4O3中的Fe2+全部转化为Fe3+

原因二:         (用文字和离子方程式说明)。

(4)将NH3通入NaClO溶液中,可生成N2H4,则反应的离子方程式为         

(5)依据反应②可以设计成直接供氨式碱性燃料电池(如乙图所示),则图中A为        (填“正极”或“负极”),电极方程式为         

 

(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) 负极      2NH3—6e—+6OH—=N2+6H2O 【解析】 试题分析:(1)根据盖斯定律可知,(①-②)÷2即得到N2(g) + O2(g)2NO(g),则该反应的反应热△H=(—905 kJ/mol+1268 kJ/mol)÷2=+181.5 kJ/mol。 (2)由图甲可知,在温度为780℃~840℃时NO的产率最高,即工业上氨催化氧化生成 NO时,反应温度最好控制在780℃~840℃。 (3)因为在硝酸过量的条件下,能抑制铁离子的水解,反应的方程式时Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+。 (4)将NH3通入NaClO溶液中,可生成N2H4,这说明次氯酸钠时氧化剂,氨气时还原剂,所以反应的方程式是2NH3+ClO—=N2H4+Cl—+H2O。 (5)根据装置图可知,A电极是失去电子的,所以是负极,发生氧化反应,则电极反应式是2NH3—6e—+6OH—=N2+6H2O。 考点:考查反应热的计算、反应条件的控制、水解的应用以及电极反应式的书写
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考点分析:
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我国有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示(图中某些转化

步骤及生成物未列出):

说明: 满分5 manfen5.com

(1)“造合成气”发生的热化学方程式是CH4(g)+H2O(g) 说明: 满分5 manfen5.comCO(g)+3H2(g);△H>0在恒温恒容的条件下,欲提高CH4的反应速率和转化率,下列措施可行的是     

A、增大压强    B、升高温度 C、充入He气   D、增大水蒸气浓度

(2)“转化一氧化碳”发生的方程式是H2O(g) +CO(g) 说明: 满分5 manfen5.comH2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如下:

温度/℃

400

500

800

平衡常数K

9.94

9

1

提高氢碳比[ n(H2O)/n(CO)],K值   (填“增大”、“不变”或“减小”);若该反应在400℃时进行,起始通入等物质的量的H2O和CO,反应进行到某一时刻时CO和CO2的浓度比为1∶3,此时v(正)     v(逆)(填“>”、“=”或“<”)。

(3)有关合成氨工业的说法中正确的是       

A、该反应属于人工固氮

B、合成氨工业中使用催化剂能提高反应物的利用率

C、合成氨反应温度控制在500℃左右,目的是使化学平衡向正反应方向移动

D、合成氨工业采用循环操作的主要原因是为了加快反应速率

(4)生产尿素过程中,理论上n(NH3)∶n(CO2)的最佳配比为     ,而实际生产过程中,往往使n(NH3)∶n(CO2)≥3,这是因为       

(5)当甲烷合成氨气的转化率为60%时,以3.0×108 L甲烷为原料能够合成       L 氨气。(假设体积均在标准状况下测定)

 

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碘溶于碘化钾溶液中形成I3,并建立如下平衡:I3说明: 满分5 manfen5.com I+ I2。实验室可以通过氧化还原滴定法测定平衡时I3的浓度

实验原理:

为了测定平衡时的c(I3) ,可用过量的碘与碘化钾溶液一起摇动,达平衡后取上层清液用标准的Na2S2O3滴定:2 Na2S2O3 + I2 =" 2NaI" + Na2S4O6

由于溶液中存在I3说明: 满分5 manfen5.com I+ I2的平衡,所以用硫代硫酸钠溶液滴定,最终测得的是I2和I3的总浓度,设为c1,c1 = c(I2)+c(I3);c(I2) 的浓度可用相同温度下,测过量碘与水平衡时溶液中碘的浓度代替,设为c2,则c(I2)= c2,c(I3)=c1 —c2

实验内容:

1.用一只干燥的100 mL 碘量瓶和一只250 mL碘量瓶,分别标上1、2号,用量筒取80 mL 0.0100 mol.L-1 KI于1号瓶,取200 mL 蒸馏水于2号瓶,并分别加入0.5 g过量的碘。

2.将两只碘量瓶塞好塞子,振荡30分钟,静置。

3.分别取上层清液20 mL用浓度为c mol/L标准Na2S2O3溶液进行滴定。1号瓶消耗V1 mL Na2S2O3溶液,2号瓶消耗V2 mL Na2S2O3溶液。

4.带入数据计算c(I3)

试回答下列问题

(1)标准Na2S2O3溶液应装入      (填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”),原因是   

(2)碘量瓶在震荡静置时要塞紧塞子,可能的原因是        

(3)滴定时向待测液中加入的指示剂是        ,到达滴定终点时的现象为        

(4)用c 、V1和V2表示c(I3)为         mol·L-1

(5)若在测定1号瓶时,取上层清液时不小心吸入了少量的I2固体,则测定的c(I3)        (填“偏大”、“偏小”或“不变”) 。

 

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常温下,将某一元碱BOH和HCl溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表:

实验编号

HCl的物质的量浓度

(mol·L-1

BOH的物质的量浓度

(mol·L-1

混合溶液的pH

0.1

0.1

pH=5

c

0.2

pH=7

0.1

0.2

pH>7

请回答:

(1)从第①组情况分析,BOH是       (选填“强碱”或“弱碱”)。该组所得混合溶液中由水电离出的c(OH)=        mol·L-1

(2)第②组情况表明,c        0.2。该混合液中离子浓度c(B+ c(Cl)(选填“<”、“>”或“=”)。

(3)从第③组实验结果分析,混合溶液中  (选填“<”、“>”或“=”)

甲:BOH的电离程度        BCl的水解程度  

乙:c(B+)—2 c (OH)       c(BOH)—2 c(H+)

 

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图a是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,图b是反应中的CO和NO的浓度随时间变化的示意图。根据图意回答下列问题:

说明: 满分5 manfen5.com        说明: 满分5 manfen5.com

a                                           b

(1)写出NO2和CO反应的热化学方程式        

(2)从反应开始到平衡,用NO2浓度变化表示平均反应速率v(NO2)=       

(3)此温度下该反应的平衡常数K=       ;温度降低,K       (填“变大”、“变小”或“不变”)

(4)若在温度和容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:

容 器

反应物投入量

1 mol NO2

1 mol CO

2 mol NO

2 mol CO2

1 mol NO2、1 mol CO

1 mol NO、1 mol CO2

平衡时c(NO) /mol·L-1

1.5

3

m

能量变化

放出a kJ

吸收b kJ

放出c kJ

CO或NO的转化率

α1

α2

α3

则:α12=       , a+b/2=        ,m=       

 

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下列溶液中各微粒的浓度关系正确的是

A.物质的量浓度相等的①(NH4)2CO3②(NH4)2SO4③(NH4)2Fe(SO4)2三种溶液,

c (NH4+)的大小顺序为:①>②>③

B.pH相等的NaF与CH3COOK溶液:c(Na)-c(F)>c(K)-c(CH3COO)

C.0.2 mo1·L1的Na2CO3溶液:c(OH)=c(HCO3)+c(H+)+2c(H2CO3)

D.0.2 mo1·L1 HCl与0.1 mo1·L1 NaAlO2溶液等体积混合:c(Cl)> c(Na+)>c(Al3)>c(H)>c(OH)

 

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