氮元素的單質(zhì)及其化合物的研究和應用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著非常重要的地位。工業(yè)制硝酸的主要反應之一是
(1)如果將4mol NH3和5mol O2放入容器中,達到平衡時放出熱量0.8akJ,則平衡時NH3的轉(zhuǎn)化率為     。
(2)在一定條件下,容積固定的密閉容器中進行上述反應,NO的濃度與時間關(guān)系如圖所示,則NO的a、b、c三點的反應速率v(a正)、v(b逆)、v(c正)的大小關(guān)系是         。

(3)t℃時,在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應,容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度如下表:

①第2min到第4mim,反應速率v(O2)=            
②第2min時改變了條件,改變的條件可能是         (從所給選項中選擇);
A.降低溫度B.增加了生成物C.減小壓強 D.使用了高效催化劑
③在與第4min相同的溫度下,若起始向容器中加入NH3、O2、NO和H2O(g)的濃度都為2moI/L,則該反應       (填“正反應方向進行”、“逆反應方向進行”、“不移動”)。
(4)硝酸廠的尾氣含有氮氧化物,不經(jīng)處理直接排放將污染空氣。尿素(H2NCONH2)是一種非常重要的高氮化肥,在溫度70—95℃時,工業(yè)尾氣中的NO、NO2可以用尿素溶液吸收,將其轉(zhuǎn)化為N2,尿素與NO、NO2三者等物質(zhì)的量反應的化學方程式為         
(5)目前科學家探索利用燃料氣體中的甲烷等將氮氧化物還原為氮氣和水,其反應機理為:


則1mol甲烷直接將NO2還原為N2的燴變?yōu)開___         。
(14分,每空2分)(1)80%  (2)υ(a正)>υ(b逆)=υ(c正)
(3)①0.75mol/(L·min)(不帶單位給1分) ②D ③正反應方向進行
(4)CO(NH2)2+NO+NO2CO2+2N2+2H2O
(5)△H=-867kJ/mol(或-867kJ·mol-1)(無負號不給分)

試題分析:(1)根據(jù)熱化學方程式可知,若達到平衡時放出熱量0.8akJ,則消耗氨氣的物質(zhì)的量是=3.2mol,所以氨氣的轉(zhuǎn)化率是×100%=80%。
(2)根據(jù)圖像可知,a點煤油達到平衡狀態(tài),b和c點NO的濃度不再發(fā)生變化,屬于平衡狀態(tài),因此NO的a、b、c三點的反應速率v(a正)、v(b逆)、v(c正)的大小關(guān)系是υ(a正)>υ(b逆)=υ(c正)。
(3)①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,第2min到第4mim內(nèi)氧氣的濃度減少了4.5mol/L-3.0mol=1.5mol/L,所以反應速率v(O2)=1.5mol/L÷2min=0.75mol/(L·min)。
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,前2分鐘內(nèi)氧氣的濃度減少5.5mol/L-4.5mol=1.0mol/L,即第2min時反應速率明顯高于前2分鐘的反應速率,所以改變的條件可能是使用了高效催化劑,答案選D。
③根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,平衡時NH3、O2、NO和H2O(g)的濃度(2moI/L)分別是2.0、3.0、2.0、3.0,所以該溫度下反應的平衡常數(shù)K=。如果起始向容器中加入NH3、O2、NO和H2O(g)的濃度都為2moI/L,則此時Q==0.5>,所以該反應正反應方向進行。
(4)根據(jù)原子守恒可知,反應中除了生成氮氣以外,還有CO2和水產(chǎn)生,則該反應的化學方程式是CO(NH2)2+NO+NO2CO2+2N2+2H2O。
(5)根據(jù)蓋斯定律可知,兩式相加即得到2CH4(g)+4NO2(g)=2CO2(g)+2N2(g)+4H2O(g),所以該反應的反應熱△H=-574kJ/mol-1160kJ/mol=-1734kJ/mol,則1mol甲烷直接將NO2還原為N2的燴變?yōu)椤鱄=-1734kJ/mol÷2=-867kJ/mol。
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

氨氣在科研、生產(chǎn)中有廣泛應用。
              
(1)在三個1L的恒容密閉容器中,分別加入0.1mol N2和0.3mol H2發(fā)生反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH1<0,實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中c(N2)隨時間(t)的變化如圖所示(T表示溫度)。
①實驗Ⅲ在前10分鐘內(nèi)N2平均反應速率v(N2)=                         ;(寫出計算過程)
②與實驗Ⅱ相比,實驗Ⅰ、實驗Ⅲ分別采用的實驗條件可能為                               。
(2)常溫下NH4(aq)+H2O(l)NH3?H2O(aq)+H(aq)的化學平衡常數(shù)為5.55×10-10 mol·L-1,則NH3?H2O的電離平衡常數(shù)K=                      (保留三位有效數(shù)字)。
(3)常溫下,將1mL pH均為11的氨水與NaOH溶液分別加水稀釋,請在右圖中畫出兩溶液的pH隨體積稀釋倍數(shù)的變化曲線(加必要標注)。
(4)工業(yè)上用NH3消除NO污染。在一定條件下,已知每還原1molNO,放出熱量120kJ,請完成下列熱化學方程式:   NO(g)+ NH3(g)= N2(g)+       (g) ΔH2                  。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下列說法正確的是
A.反應CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)在常溫下不能發(fā)生,則該反應的△H>0
B.0.1 mol·L­-1CH3COOH溶液加水稀釋后,溶液中的值減小
C.鉛蓄電池在放電過程中,負極質(zhì)量增加,正極質(zhì)量減少
D.鍋爐中沉積的CaSO4可用飽和Na2CO3溶液浸泡,再將不溶物用稀鹽酸溶解除去

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

運用化學反應原理研究氮、碳、硫等單質(zhì)及其化合物的反應有重要意義。
(1)氨在國民經(jīng)濟中占有重要地位。合成氨工業(yè)中,合成塔中每產(chǎn)生2mol NH3,放出92.2kJ熱量。
①若起始時向容器內(nèi)放入2mol N2和6mol H2,達平衡后放出的熱量為Q,則Q(填 “>”、“<”或“=”)                184.4 kJ。
②已知

1mol N—H鍵斷裂吸收的能量等于            kJ。
(2)硫酸的年產(chǎn)量可以用來衡量一個國家的化工生產(chǎn)能力。工業(yè)生產(chǎn)硫酸的流程中存在反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。反應體系中SO3的百分含量和溫度的關(guān)系如下圖所示(曲線上任何一點都表示平衡狀態(tài))。根據(jù)圖示回答下列問題:

①該反應的          0(填“>’或“<”)。
②下列說法正確的是
a.若在恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣,平衡不移動
b.在D點時,v>v
c.B點、C點反應的平衡常數(shù)分別為K1、K2,則K1<K2
d.在A點時,消耗1mol SO2必定同時消耗1mol SO3
(3)過度排放CO2會造成溫室效應。
①最近科學家提出“綠色自由”構(gòu)想能把空氣中的CO2轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍偕剂霞状。甲醇可制作燃料電池,寫出該電池負極反應式(電解液為KOH溶液)                  。
②CO2也可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3溶液,寫出該反應的離子方程式          
Na2CO3水溶液呈堿性,其原因是,25℃時該反應的K=2×10-4mol·L-1,則當溶液中c(HCO- 3):c(CO2- 3)=2∶1時,溶液的pH=         

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下列有關(guān)說法正確的是
A.一定條件下,使用催化劑能加快反應速率但不能改變平衡轉(zhuǎn)化率
B.氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)換形式僅為化學能轉(zhuǎn)化為電能
C.在NH4HSO4溶液中由于NH4+的水解促進了水的電離,所以水的電離程度增大
D.在一密閉容器中發(fā)生2SO2+O22SO3反應,增大壓強,平衡會正向移動,的值增大

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

化學中常用圖像直觀的描述化學反應的進程或結(jié)果。下列圖像描述正確的是:
A.根據(jù)圖①可判斷反應CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)的ΔH<0
B.圖②表示25℃時,用0.1 mol·L-1鹽酸滴定20 mL 0.1 mol·L-1NaOH溶液的pH隨加入酸體積的變化
C.根據(jù)圖③(S表示溶解度),A點表示T1oC時甲為飽和溶液,乙溶液未飽和。
D.根據(jù)圖④可判斷可逆反應“A2(g)+3B2(g)2AB3(g)”的ΔH>0

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

(7分)硫—碘循環(huán)分解水制氫主要涉及下列反應:
Ⅰ. SO2+2H2O+I2===H2SO4+2HI
Ⅱ. 2HIH2+I2
Ⅲ. 2H2SO4===2SO2+O2+2H2O
(1) 分析上述反應,下列判斷正確的是_______________
a.反應Ⅲ易在常溫下進行
b.反應Ⅰ中SO2氧化性比HI強
c.循環(huán)過程中需補充H2O
d.循環(huán)過程產(chǎn)生1 mol O2的同時產(chǎn)生1 mol H2
(2) 一定溫度下,向1 L密閉容器中加入1 mol HI(g),發(fā)生反應Ⅱ,H2物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示。

① 0~2 min內(nèi)的平均反應速率v(HI)=________________
② 該溫度下,H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常數(shù)K=__________________
③ 相同溫度下,若開始加入HI(g)的物質(zhì)的量是原來的2倍,則_____________是原來的2倍。
a.平衡常數(shù)                 b.HI的平衡濃度
c.達到平衡的時間           d.平衡時H2的體積分數(shù)
(3) 實驗室用Zn和稀硫酸制取H2,反應時若加入少量下列試劑中的____________產(chǎn)生H2的速率將增大。
a.NaNO        b.CuSO4          c.Na2SO4          d.NaHSO3

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下列對于化學反應的研究結(jié)論正確的是
A.已知常溫常壓下4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)是自發(fā)反應, 則該反應是吸熱反應
B.鉛蓄電池放電時的負極和充電時的陰極均發(fā)生氧化反應
C.一定條件下2molPCl3和2molCl2發(fā)生反應PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g) ΔH= -93kJ?mol—1 ,達平衡時放熱139.5kJ,則PCl3的轉(zhuǎn)化率為75%
D.用pH分別為2和3的醋酸中和等量的NaOH,消耗醋酸的體積分別為V1和V2,則V1>10V2

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

下列各選項中所述的兩個量,前者一定大于后者的是(   )
A.H3BO3的酸性與H2CO3的酸性
B.向Ag2CrO4渾濁液中加NaCl溶液,有AgCl沉淀生成,Ksp (Ag2CrO4) 與Ksp(AgCl)
C.I2在KI溶液中和在水中的溶解度
D.相同溫度下,lO ml O.l mol·l的醋酸與100 ml O.01 mol·L的醋酸中的H+物質(zhì)的量

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