合成氨是目前最有效工业固氮的方法,解决数亿人口生存问题。回答下列问题:
(1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示。
由图可知合成氨反应N2(g)+H2(g)⇌NH3(g)的∆H=______ kJ·mol−1。该历程中反应速率最慢的步骤的化学方程式为 ______ 。
(2)科学家利用电解法在常温常压下实现合成氨,工作时阴极区的微观示意图如下,其中电解液为溶解有三氟甲磺酸锂和乙醇的惰性有机溶剂。
①阴极区生成NH3的电极方程式为______ 。
②下列说法正确的是______ (填标号)。
A.三氟甲磺酸锂的作用是增强导电性
B.该装置用金(Au)作催化剂目的是降低N2的键能
C.选择性透过膜可允许N2和NH3通过,防止H2O进入装置
(1)科学家研究利用铁触媒催化合成氨的反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示。
由图可知合成氨反应N2(g)+H2(g)⇌NH3(g)的∆H=
(2)科学家利用电解法在常温常压下实现合成氨,工作时阴极区的微观示意图如下,其中电解液为溶解有三氟甲磺酸锂和乙醇的惰性有机溶剂。
①阴极区生成NH3的电极方程式为
②下列说法正确的是
A.三氟甲磺酸锂的作用是增强导电性
B.该装置用金(Au)作催化剂目的是降低N2的键能
C.选择性透过膜可允许N2和NH3通过,防止H2O进入装置
更新时间:2021-03-10 18:47:43
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【推荐1】能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关,怎样充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。
Ⅰ.已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)===2Fe(s)+3CO(g) ΔH=a kJ·mol-1;
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=b kJ·mol-1 ;
C(石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH=c kJ·mol-1
则反应:4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s)的焓变ΔH=________ kJ·mol-1。
Ⅱ.(1)依据原电池的构成原理,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是________ (填序号)。
A.C(s)+CO2(g)===2CO(g) B.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l)
C.2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) D.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
若以KOH溶液为电解质溶液,依据所选反应可以设计成一个原电池,请写出该原电池的电极反应。负极:__________________ ,正极:______________________ 。
(2)二氧化氯(ClO2)是一种高效安全的自来水消毒剂。ClO2是一种黄绿色气体,易溶于水。实验室以NH4Cl、盐酸、NaClO2为原料制备ClO2流程如下:
已知:电解过程中发生的反应为NH4Cl+2HClNCl3+3H2↑,NCl3中氮元素为+3价。
①写出电解时阴极的电极反应式______________________ 。
②写出电解时阳极的电极反应式______________________ 。
(3)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的____________ 腐蚀。为防止这种腐蚀,通常把船体与浸在海水里的Zn块相连,或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的________ (填“正”或“负”)极相连。利用______________ 保护法防止其被腐蚀。
Ⅰ.已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)===2Fe(s)+3CO(g) ΔH=a kJ·mol-1;
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=b kJ·mol-1 ;
C(石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH=c kJ·mol-1
则反应:4Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s)的焓变ΔH=
Ⅱ.(1)依据原电池的构成原理,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是
A.C(s)+CO2(g)===2CO(g) B.NaOH(aq)+HCl(aq)===NaCl(aq)+H2O(l)
C.2H2O(l)===2H2(g)+O2(g) D.CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
若以KOH溶液为电解质溶液,依据所选反应可以设计成一个原电池,请写出该原电池的电极反应。负极:
(2)二氧化氯(ClO2)是一种高效安全的自来水消毒剂。ClO2是一种黄绿色气体,易溶于水。实验室以NH4Cl、盐酸、NaClO2为原料制备ClO2流程如下:
已知:电解过程中发生的反应为NH4Cl+2HClNCl3+3H2↑,NCl3中氮元素为+3价。
①写出电解时阴极的电极反应式
②写出电解时阳极的电极反应式
(3)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学腐蚀中的
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【推荐2】LiBH4是近年来常用的储氢材料。2LiBH4/MgH2体系放氢焓变示意图如下,则Mg(s)+2B(s)=MgB2(s) ΔH=_____ 。
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【推荐3】丙烷燃烧可以通过以下两种途径:
途径Ⅰ:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-a kJ/mol
途径Ⅱ:C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) ΔH=+b kJ/mol
2C3H6(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-c kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-d kJ/mol (a、b、c、d 均为正值)
请回答下列问题:
(1)判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量,途径Ⅰ放出的热量________ (填“大于 ”、“等于 ” 或“小于 ”)途径Ⅱ放出的热量。
(2)由于C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)的反应中,反应物具有的总能量_____ (填“大于”、“等 于”或“小于 ”)生成物具有的总能量,那么在化学反应时,反应物就需要_____ (填“放出 ” 或“吸收 ”)能量才能转化为生成物,因此其反应条件是____ ;
(3)b与a、c、d 的数学关系式是_____________________________________ 。
途径Ⅰ:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-a kJ/mol
途径Ⅱ:C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) ΔH=+b kJ/mol
2C3H6(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=-c kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-d kJ/mol (a、b、c、d 均为正值)
请回答下列问题:
(1)判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量,途径Ⅰ放出的热量
(2)由于C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)的反应中,反应物具有的总能量
(3)b与a、c、d 的数学关系式是
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【推荐1】氨是一种重要的化工原料,氨的合成和应用是当前的研究热点。
(1)实验室制取氨气的化学原理是________ (用化学方程式表示),验满方法是________ 。
(2)已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92kJ·mol-1,工业合成氨温度选择700K的原因是________ 。
(3)利用NH3处理硝酸工业尾气中的NOx,将其转化为无毒物质,该反应的化学方程式为________ 。
(4)水体中氨气和铵根离子(统称氨氮)总量的检测备受关注。利用氨气传感器检测水体中氨氮含量的示意图:
①利用平衡原理分析含氨氮水样中加入NaOH溶液的作用________ 。
②若利用氨气传感器将1L水样中的氨氮完全转化为N2时,转移电子的物质的量为3.9×10-4mol,则水样中氨氮(以氨气计)含量为________ mg·L-1。
(5)联氨(N2H4)为二元弱碱,在水中的电离方式与氨类似。25℃时,联氨的电离常数Kb1=3×10-6mol·L-1,Kb2=7.6×10-15mol·L-1。联氨和盐酸按物质的量之比1∶1反应的离子方程式是________ ,所得溶液呈________ 性(填“酸”、“中”或“碱”)。
(1)实验室制取氨气的化学原理是
(2)已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92kJ·mol-1,工业合成氨温度选择700K的原因是
(3)利用NH3处理硝酸工业尾气中的NOx,将其转化为无毒物质,该反应的化学方程式为
(4)水体中氨气和铵根离子(统称氨氮)总量的检测备受关注。利用氨气传感器检测水体中氨氮含量的示意图:
①利用平衡原理分析含氨氮水样中加入NaOH溶液的作用
②若利用氨气传感器将1L水样中的氨氮完全转化为N2时,转移电子的物质的量为3.9×10-4mol,则水样中氨氮(以氨气计)含量为
(5)联氨(N2H4)为二元弱碱,在水中的电离方式与氨类似。25℃时,联氨的电离常数Kb1=3×10-6mol·L-1,Kb2=7.6×10-15mol·L-1。联氨和盐酸按物质的量之比1∶1反应的离子方程式是
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解题方法
【推荐2】硫酸是一种重要的基础化工产品,接触法制硫酸生产中的关键工序是的催化氧化: 。回答下列问题。
(1)某温度下,在体积为的刚性密闭容器中投入和,下图是和随时间的变化曲线。
①,___________ 。
②反应达到平衡时,平衡常数___________ 。(保留3位有效数字)
③下列情况不能说明反应达到化学平衡状态的是___________ 。
A. B.混合气体的相对分子质量不再变化
C.体系的压强不再发生改变 D.混合气体的密度保持不变
(2)下表列出了在不同温度和压强下,反应达到平衡时的转化率。
①仅从表中数据可得出最优的条件是___________ 。
②在实际生产中,选定的温度为400~500℃和常压(0.1MPa),原因是___________ 。
(3)当、和起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在、和压强下,平衡转化率随温度的变化如下图所示。反应在、550℃时的___________ ,影响的因素有温度、压强和___________ 。
(1)某温度下,在体积为的刚性密闭容器中投入和,下图是和随时间的变化曲线。
①,
②反应达到平衡时,平衡常数
③下列情况不能说明反应达到化学平衡状态的是
A. B.混合气体的相对分子质量不再变化
C.体系的压强不再发生改变 D.混合气体的密度保持不变
(2)下表列出了在不同温度和压强下,反应达到平衡时的转化率。
温度/℃ | 平衡时的转化率/% | ||||
450 | 97.5 | 98.9 | 99.2 | 99.6 | 99.7 |
550 | 85.6 | 92.9 | 94.9 | 97.7 | 98.3 |
②在实际生产中,选定的温度为400~500℃和常压(0.1MPa),原因是
(3)当、和起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在、和压强下,平衡转化率随温度的变化如下图所示。反应在、550℃时的
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(0.65)
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【推荐3】苯乙烯是生产塑料和合成橡胶的重要基本有机原料,乙苯催化脱氢法是目前国内外生产苯乙烯的主要方法,其化学方程式为: 。
(1)已知:
计算上述反应的ΔH=___________ kJ·mol-1.该反应在___________ 条件下能自发进行。
(2)工业上,通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1︰9),控制反应温度600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应。掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实___________ 。
(3)L(L1、L2),X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时乙苯的平衡转化率随X的变化关系。
①X代表的物理量是___________ ;
②判断L1、L2的大小关系:___________ 。
(1)已知:
化学键 | C-H | C-C | C=C | H-H |
键能/kJ·mol-1 | 412 | 348 | 612 | 436 |
计算上述反应的ΔH=
(2)工业上,通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1︰9),控制反应温度600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应。掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实
(3)L(L1、L2),X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时乙苯的平衡转化率随X的变化关系。
①X代表的物理量是
②判断L1、L2的大小关系:
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