(15分)尿素(H2NCONH2)是一种非常重要的高氮化肥,工业上合成尿素的反应如下:
2NH3(l)+CO2(g)H2O(l)+H2NCONH2 (l) △H=-103.7 kJ·mol-1
试回答下列问题:
⑴下列措施中有利于提高尿素的产率的是___________。
A.采用高温
B.采用高压
C.寻找更高效的催化剂
⑵合成尿素的反应在进行时分为如下两步:
第一步:2NH3(l)+CO2(g) H2NCOONH4(氨基甲酸铵) (l) △H1
第二步:H2NCOONH4(l)H2O(l)+H2NCONH2(l) △H2
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分随时间的变化如下图Ⅰ所示:
①已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第_____步反应决定,总反应进行到_________min时到达平衡。
②反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如图所示,则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2)=_______________________。
③第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上右图Ⅱ所示,则△H2__________0(填“>”“<”或“=”)
(8分)废旧印刷电路板经粉碎分离能得到非金属粉末和金属粉末,回收利用可实现资源再生,减少污染。
⑴下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中,不符合环境保护理念的是 (填字母)。
A.热裂解形成燃油 | B.露天焚烧 | C.作为有机复合建筑材料的原料 | D.直接填埋 |
把氯气通入稀氨水中,NH3分子上的一个H被Cl取代生成氯氨,然后加入过量的氨和氯氨作用,得到联氨(N2H4)。
(1)写出上述反应的化学方程式:________ __________
(2)联氨是一种可燃性液体,可用作火箭燃料。已知32.0g N2H4和H2O2反应生成氮气和水(气态),放出热量642kJ,该反应的热化学方程式是:
____________________________________________
(3)联氨的水溶液显弱碱性,用离子方程式表示其显弱碱性的原因:
_______________________________________________
(4)联氨—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%—30%的KOH溶液。联氨—空气燃料电池放电生成N2和H2O,其电极反应式是:正极________________________;负极_____________________。
氧化还原反应和离子反应是中学化学中最为重要的两大反应,试根据要求完下列问题:
(1)过量CO2与NaOH溶液反应的化学方程式: ;
(2)用过量氨水吸收SO2的离子反应方程式: ;
(3)实验室制取AI(OH)3的离子反应方程式: ;
(1)在298K时,1molC2H6在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和液态水,放出热量1558.3 kJ。写出该反应的热化学方程式 。
(2)利用该反应设计一个燃料电池:用氢氧化钾溶液作电解质溶液,多孔石墨做电极,在电极上分别通入乙烷和氧气。通入乙烷气体的电极应为 极(填写“正”或“负”),该电极上发生的电极反应是 (填字母代号)。
a. 2C2H6 —14 e- +7O2 ="== " 4CO2 + 6 H2O
b. C2H6 —14 e- + 18 OH- ="== " 2 CO32- + 12 H2O
c. O2 + 2H2O + 4 e- ="==" 4OH-
d. O2— 4 e- + 4H+ ="==" 2H2O
(3)在下图所示实验装置中,石墨棒上的电极反应式为 ;如果起始 时盛有1000mL pH=5的硫酸铜溶液(25℃,CuSO4足量),一段时间后溶液的pH变为1,此时可观察到的现象是 ;若要使溶液恢复到起始浓度(温度不变,忽略溶液体积的变化),可向溶液中加入 (填物质名称),其质量约为 。
利用N2和H2可以实现NH3的工业合成,而氨又可以进一步制备硝酸,在工业上一般可进行连续生产。请回答下列问题:
(1)已知:N2(g) + O2(g) === 2NO(g) △H= +180.5kJ/mol
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol
2H2(g) + O2(g) ="==" 2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
若有17 g氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气所放出的热量为______。
(2)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应的影响。
实验结果如图所示:(图中T表示温度,n表示物质的量)
①图像中T2和T1的关系是:T2 ______T1(填“高于”、“低于”、
“等于”或“无法确定”)。
②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2 的转化率最 高的是______(填字母)。
③在起始体系中加入N2的物质的量为________mol时,反应后氨的百分含量最大;若容器容积为1L,n=3mol反应达到平衡时H2的转化率为60%,则此条件下(T2),反应的平衡常数K=________________________。
(3)N2O5是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注。
①一定温度下,在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应:
2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g) ΔH>0下表为反应在T1温度下的部分实验数据
则500s内NO2的平均生成速率为 。
②现以H2、O2、熔融盐W#W$W%.K**S*&5^UNa2CO3组成的燃料电池,采用电解法制备N2O5,
装置如图所示,其中Y为CO2。
写出石墨I电极上发生反应的电极反应式 。
在电解池中生成N2O5的电极反应式为 。
当铁丝加热后放入氧气中可观察到___________现象。说明这个反应是___________反应(填“吸热”或“放热”),说明铁单质的稳定性___________(填“强”或“弱”)。
下列是用化学方程式表示的化学变化,请在每小题后的横线上注明能量的转化形式。
(1)Zn+Ag2O+H2OZn(OH)2+2Ag____________________________________________。
(2)2C2H2+5O24CO2+2H2O__________________________________________________。
(3)6H2O+6CO2C6H12O6+6O2______________________________________________。
(4)CaCO3CaO+CO2↑______________________________________________________。
氮化钠(Na3N)是科学家制备的一种重要化合物,它与水作用可产生NH3,请完成下列问题:
(1)Na3N的电子式______________,该化合物是由______________键形成的。
(2)Na3N与水反应方程式为_________________________________________,该反应属______________ (填基本反应类型)反应。
(3)Na3N放入足量盐酸中生成______________种盐,其化学式为______________。
(4)比较Na3N中两种粒子的半径:r(Na+)______________r(N3-)。(填“>”“=”或“<”)
钢铁生产中的尾气易造成环境污染,清洁生产工艺可消减污染源并充分利用资源。已知:
①3Fe2O2(s)+CO(g)2Fe3O2(s)+CO2(g) △H=—47kJ/mol
②Fe3O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) △H=—25kJ/mol
③Fe3O\4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g) △H=+19kJ/mol
(1)试计算反应:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的△H= 。已知1092℃该反应的平衡常数为0.357,则1200℃时该反应的平衡常数 0.357(填“>”“=”或“<”),在1L的密闭容器中,投入7.2gFeO和0.1molCO2加热到1092℃并保持该温度,反应达平衡后,气相中CO气体所占的体积分数为 。
(2)炼钢尾气净化后,可直接作熔融碳酸盐燃料电池(工作原理如右图)的燃料,则负极的电极反应为 。
(3)转炉炼钢,尾气中CO体积分数达58%—70%,某钢厂先用NaOH吸收CO生成甲酸钠,再吸收SO2生成保险粉(Na2S2O3),试写出甲酸钠和氢氧化钠混合溶液与SO2生成保险粉同时生成二氧化碳的化学方程式 。
(4)在550—650℃时,尾气烟尘中的Fe2O3与CO及H2气体可用于合成炼钢原料Fe3C,该反应的化学方程式为 。
(5)目前我国大多数企业是将CO转换为H2,然后用H2与N2反应合成氮,若收集到3360m2尾气,其中CO体积分数为60%,由于循环操作,假定各步转化率均为100%,理论上可获得NH3 1。
2SO2(g)+O2(g) =2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1molSO2(g)
氧化为1mol SO3的ΔH=-99kJ·mol-1.请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示 、 ,E的大小对该反应的反应热有无影响? 。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低? ,理由是 ;
(2)图中△H = KJ·mol-1;
(3)V2O5的催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,身被还原为四价钒化合物;四价钒化合物
再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式 ;
(4)如果反应速率υ(SO2)为0.05 mol·L-1·min-1,则υ(O2)= mol·L-1·min-1、υ(SO3)= mol·L-1·min-1;
(5)已知单质硫的燃烧热为296 KJ·mol-1,则由S(s)生成3 molSO3(g)的△H = 。
(4分)依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25℃、101kPa下,1g乙醇燃烧生成CO2和液态水时放热29.7kJ。则表示乙
醇燃烧热的热化学方程式为_____________________________。
(2)已知拆开1mol H-H键,1molN-H键,1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、
391kJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为________________
《化学反应原理》
(1)本题列举的四个选项是4位同学在学习“化学反应速率和化学平衡”专题后,联系工业生产实际所发表的观点,你认为不正确的是 ( )
A.化学反应速率理论是研究怎样在一定时间内快出产品
B.化学平衡理论是研究怎样使用有限原料多出产品
C.化学反应速率理论是研究怎样提高原料转化率
D.化学平衡理论是研究怎样使原料尽可能多地转化为产品
(2)热化学方程式C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);△H =+131.3kJ/mol表示( )
A.碳和水反应吸热131.3kJ
B.1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气,并吸热131.3kJ
C.1mol碳和1mol水反应生成一氧化碳和氢气并吸热131.3kJ
D.1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.1kJ
(3)银锌电池广泛用做各种电子仪器的电源,其电极分别是Ag2O和锌,电解液为KOH溶液。工作时原电池的总反应是:Ag2O+Zn+H2O===2Ag+Zn(OH)2,根据上述变化判断:
①原电池的正极是___ __。
②工作时原电池两极反应式为:
负极__________ __ ___,正极__________ ____
③工作时原电池负极附近的pH值________(填“增大”、“不变”、“减小”)
臭氧可用于净化空气,饮用水消毒,处理工业废物和作为漂白剂。
(1)臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如6Ag(s)+Os(g)=3Ag2O(s);
△H= 一235.8kJ·mol-1,已知2Ag2O(s)=4Ag(s)+O2(g);△H=+62.2kJ·mol-1,则O3转化为O2的热化学方程式为 。
(2)臭氧在水中易分解,臭氧的浓度减少一半所需的时间如下图所示。
pH增大能加速O3分解,表明对O3分解起催化作用的是 。
(3)电解法臭氧发生器具有臭氧浓度高、成分纯净、在水中溶解度高的优势,在医疗、食品加工与养殖业及家庭方面具有广泛应用前景。科学家P.Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧。臭氧在阳极周围的水中产生,其电极反应式为 ;阴极附近的氧气则生成过氧化氢,其电极反应式为 。
(4)为测定大气中臭氧(03)含量,将0℃、1.01 × 105Pa的空气VL慢慢通过足量KI溶液,使臭氧完全反应;然后将所得溶液用amL cmol·L。的Na2S2O2溶液进行滴定恰好到达终点。
①O3与Ⅺ溶液反应生成两种单质,则反应的化学方程式 。
②空气中臭氧的体积分数为 。
(已知:2Na2S2+12=Na2S406+2NaI)
能量是一个世界性的话题,如何充分利用能量、开发新能源,为人类服务是广大科技工作者不懈努力的目标。
(1)如图所示,组成一个原电池.
①当电解质溶液为稀硫酸时:
Cu电极是_____(填“正”或“负”)极,其电极反应为____;
②当电解质溶液为浓硝酸时:
Cu电极是_____极,其电极反应为__________。
(2)请写出电解硫酸铜溶液的总化学方程式 。
(3)燃烧氢气时耗氧量小,放出热量多。已知4g H2燃烧生成液态水时放热为571.6kJ,试写出表示H2燃烧热的热化学方程式为: 。
(4)下图是一碳酸盐燃料电池(MCFC),以水煤气(CO、H2)为燃料,一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。写出B极发生的电极反应式: 。
(5)请根据下面所给出的5个热化学方程式,判断反应④的反应热ΔH4是________。
①NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s) ΔH1=-176 kJ·mol-1
②NH3(g)+H2O(l)===NH3·H2O(aq) ΔH2=-35.1 kJ·mol-1
③HCl(g)+H2O(l)===HCl(aq) ΔH3=-72.3 kJ·mol-1
④NH4Cl(s)+H2O(l)===NH4Cl(aq) ΔH4=?
⑤NH3·H2O(aq)+HCl(aq)===NH4Cl(aq)+H2O(l) ΔH5=-52.3 kJ·mol-1