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经过德国化学家哈伯、波施等的不懈努力,成功地开发了合成氨的生产工艺。如今 世界各...

经过德国化学家哈伯、波施等的不懈努力,成功地开发了合成氨的生产工艺。如今 世界各国科学家为提高氨的产量,降低能耗做着各种有益的探索。试回答下列问题:

(1)已知NH3(l)⇌NH3(g)   △H1N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(l)   △H2 。则反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) 的△H=_______(用含 △H1、△H2的代数式表示)

(2)①在一定条件下,分别将 1mol N23mol H2置于恒压容器Ⅰ和恒容容器Ⅱ中 两容器起始容积相同充分反应,二者均达到平衡状态,则两容器中NH3 的体积分数是Ⅰ_______Ⅱ(填“>”、“<”或“=” 。)

②上述容积恒定的密闭容器中,达化学平衡状态时, 若NH3 的体积分数为10% ,若保持其他条 件不变,起始时改为充入2 mol N22molH2,达新平衡后,NH3的体积分数为_______10%填(“>”、“<”或“=”)。

(3)哈伯因证实 N2H2 在固体催化剂(Fe)表面吸附和解吸以合成氨的过程而获诺贝尔奖。若用分别表示 N2H2NH3 和固体催化剂,则在固体催化剂表面合成氨的过程可用如图表示:

①吸附后,能量状态最低的是___________填字母序号)。

②由上述原理,在铁表面进行 NH3 的分解实验,发现分解速率与浓度关系如图。从吸附和解吸过程分析,c0前速率增加的原因可能是_________________________c0 后速率降低的原因可能是___________________

(4)已知液氨中存在:2NH3(l)⇌NH2+NH4+。用 Pt 电极对液氨进行电解也可产生 H2N2。阴极的电极反应式是_______

 

> < C 氨的浓度增加,催化剂表面吸附的氨分子增多,速率增大 达到一定浓度后,氨分子浓度太大阻碍N2和H2的解吸 2NH3 + 2e-= H2 + 2NH2- 【解析】 (1)已知①NH3(l)⇌NH3(g) △H1, ②N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(l) △H2, 根据盖斯定律可知2×①+②可得反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H=2△H1+△H2; (2)①已知N2+3H2⇌2NH3,该反应是气体体积减小的反应, 所以在恒压容器相当于恒容容器加压,平衡正向移动,所以恒压容器Ⅰ中NH3的体积分数大于恒容容器Ⅱ; ②对于可逆反应,当反应物的投料比等于方程式中计量数之比时,生成物中气体的体积分数占比最大,则当1mol N2和3mol H2置于恒容容器中反应时,氨气的体积占比最大,根据题目可知此时NH3 的体积分数为10%,所以保持其他条件不变,起始时改为充入2 mol N2和2molH2,达新平衡后,NH3的体积分数小于10%; (3)①由于化学键的断裂要吸收能量,故活化状态B的能量高于初始状态A的能量,而此反应为放热反应,故初始状态A的能量高于末态C的能量,故C的能量最低; ②c0前氨的浓度增加,催化剂表面吸附的氨分子增多,导致反应速率加快,c0后由于氨分子浓度太大阻碍氮气和氢气的解吸,故反应速率减慢; (4)电解池中阴极得电子发生还原反应,该电解池中阴极上液氨或铵根离子得电子发生还原反应,电极反应为2NH3+2e-=H2+2NH2- 。
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硒是典型的半导体材料,在光照射下导电性可提高近千倍。如图是从某工厂的硒化银半导体废料(含Ag2SeOCu 单质)中提取硒、银的工艺流程图:

回答下列问题:

(1)写出 Se 的原子结构示意图_______

(2)已知反应③生成一种可参与大气循环的气体单质,写出该反应的离子程式_______

(3)已知:常温下Ag2SO4AgCl的饱和溶液中阳离子和阴离子浓度关系如图所示,反应②为_______(写离子方程式);该反应的化学平衡常数的数量级为_______

(4)写出反应④的化学方程式________

(5)室温下,H2SeO3水溶液中的H2SeO3HSeO3-SeO32-摩尔分数随 pH 的变化如图 所示,则室温下 SeO32-Kh_______

(6)工业上粗银电解精炼时,电解液的pH1.52,电流强度为510A,若电解液pH太小,电解精炼过程中在阴极除了银离子放电,还会发生_______(写电极反应式),若用 10A 的电流电解 60min 后,得到32.4gAg,则该电解池的电解效率为_______(保留小数点后一位)。通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理论上应沉积的金属质量之比叫电解效率,法拉第常数为96500C·mol-1

 

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莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)26H2O]是一种重要的还原剂,在空气中比一般的 亚铁盐稳定。某学习小组设计如下实验制备少量的莫尔盐并测定其纯度。

回答下列问题:

Ⅰ.制取莫尔盐

(1)连接装置,检査装置气密性。将 0.1mol(NH4)2SO4晶体置于玻璃仪器中 __填仪器 名称),将 6.0g 洁浄铁屑加入锥形瓶中。

(2)①打开分液漏斗瓶塞,关闭活塞 K3,打开 K2K1,加完 55.0mL2mol·L-1 稀硫酸后关闭K1

②待大部分铁粉溶解后,打开 K3、关闭 K2,此时可以看到的现象为__________;原因是____________

③关闭活塞 K2K3,采用 100℃水浴蒸发 B中水分,液面产生晶膜时,停止加热,冷却结晶、_______________、用无水乙醇洗涤晶体。该反应中硫酸需过量,保持溶液的 pH12 之间, 其目的为_______________

④装置 C 的作用为 _____,装置 C 存在的缺点是_____

Ⅱ.测定莫尔盐样品的纯度:取mg该样品配制成 1L 溶液,分别设计如下两个实验方案,请回答:

方案一:取20.00mL所配硫酸亚铁铵溶液用0.1000mol·L-1的酸性K2Cr2O7溶液进行滴定。重复三次。

(1)已知:Cr2O72-还原产物为Cr3+,写出此反应的离子方程式_____

(2)滴定时必须选用的仪器是_____

方案二:取20.00mL所配硫酸亚铁铵溶液进行如下实验。[(NH4)2Fe(SO4)26H2OMr392BaSO4Mr233]

待测液→足量的 BaCl2 溶液→过滤→洗涤→干燥→称量→wg 固体

(3)莫尔盐晶体纯度为_____(用含 mw 的式子表示,不用算出结果)。

(4)若实验操作都正确,但方案一的测定结果总是小于方案二,其可能原因为_____

 

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1表示:以相同的滴速分别向同体积的蒸馏水和0.1 mol/L CuSO4溶液中滴入NaCl溶液,氯离子浓度随氯化钠加入量的变化关系。图2表示:CuCl2溶液中氯离子浓度随温度变化关系。结合信息,下列推断不合理的是

已知:CuSO4溶液中存在平衡XCu2++4H2O[Cu(H2O)4]2+(蓝色)

CuCl2溶液呈绿色,溶液中存在平衡Y4Cl-+[Cu(H2O)4]2+[CuCl4]2-+4H2O

A.平衡Y是图1中两条曲线没有重合的主要原因

B.由图2可知平衡Y为吸热反应

C.平衡X是无水硫酸铜粉末和硫酸铜溶液颜色不同的原因

D.CuCl2溶液加水稀释,溶液最终变为浅绿色

 

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某微生物电池在运行时可同时实现净化有机物污水、净化含Cr2O72-废水(pH约为6)和淡化食盐水,其装置示意图如下图所示。图中,DE为阳离子交换膜或阴离子交换膜,Z为待淡化食盐水。已知Cr3+完全沉淀所需的pH5.6。下列说法不正确的是

A.E为阴离子交换膜

B.X为有机物污水,Y为含Cr2O72-废水

C.理论上处理1molCr2O72-的同时可脱除6molNaCl

D.C室的电极反应式为Cr2O72- + 6e- + 8H+=2Cr(OH)3 + H2O

 

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我国科学家在绿色化学领域取得新进展。利用双催化剂CuCu2O,在水溶液中用H原子将CO2高效还原为重要工业原料之一的甲醇,反应机理如下图。下列有关说法不正确的是

A. CO2生成甲醇是通过多步还原反应实现的

B. 催化剂Cu结合氢原子,催化剂Cu2O结合含碳微粒

C. 该催化过程中只涉及化学键的形成,未涉及化学键的断裂

D. 有可能通过调控反应条件获得甲醛等有机物

 

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