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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:90 题号:14357003
已知X、Y、Z、W四种元素是元素周期表中连续三个不同短周期的元素,且原子序数依次增大。X、W同主族,Y、Z为同周期的相邻元素。W原子的质子数等于Y、Z原子最外层电子数之和。Y的氢化物分子中有3个共价键。Z原子最外层电子数是次外层电子数的3倍。试推断:
(1)①W元素的名称为:_______
②由以上元素中的两种元素组成的能溶于水且水溶液显碱性的非电解质的电子式为_______
(2)X2和Y2的反应是工业上非常重要的反应: Y2+3X22YX3 △H <0,其正反应速率的变化如图所示,回答:

t1时刻只改变了一个条件,可能是_______
(3)直接氨硼烷(NH3·BH3)电池可在常温下工作,装置如图所示。未加入氨硼烷之前,两极室质量相等,电池反应为NH3·BH3+ 3H2O2 = NH4BO2+ 4H2O。已知两极室中电解质足量,则正极的电极反应为_______, 当电路中转移0.6mol电子时,左右两极室的质量差为_______ g。

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐1】氨是最重要的氮肥,也是产量最大的化工产品之一。合成氨工艺是人工固氮的重要途径。
(1)已知:气态分子中l mol化学键解离成气态原子所吸收的能量,叫做该化学键的键能(kJ· mol-1)。一些键能数据如下表:
化学键N≡NH-HN-H
键能E(kJ·mol-1)946.0436.0390.8

反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=________kJ·mol-1
(2)化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了部分参加反应的分子在固体催化剂表面合成氨的反应过程,模拟示意图如下:

i.图②表示N2、H2被吸附在催化剂表面,图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面,图②到图③的过程___________能量(填“吸收”或“放出”)。
ii.N2的吸附分解反应速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。实际生产中,原料N2和H2物质的量之比为1∶2.8,分析说明N2过量的理由是:原料气中N2相对易得、______________________
iii.关于合成氨工艺,下列说法正确的是___________
A.控制温度(773K)远高于室温,是为了提高平衡转化率和加快化学反应速率
B.基于NH3有较强的分子间作用力,可将其液化,不断将液氨移去,利于化学平衡向正反应方向移动
C.当温度、体积一定时,在原料气中添加少量惰性气体,有利于提高平衡转化率
D.原料气须经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故发生
(3)在恒容密闭容器中按物质的量比1:3投入氮气和氢气,发生反应:N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g),分别在200℃、400℃、 600℃条件下进行反应,平衡时,NH3的物质的量分数与总压强的关系如图所示:

i.M点和N点的平衡常数大小关系是KN___________KM (填">”、“<”或者“=”)。
ii.M点的平衡常数为Kp=___________MPa-2 (计算结果保留到小数点后两位。用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数。)
(4)已知液氨中存在:2NH3(l)+。用Pt电极对液氨进行电解也可产生H2和N2。阴极的电极反应式是___________
2022-02-19更新 | 120次组卷
【推荐2】CO2催化加氢制取甲醇,反应如下:
主反应:CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH (g)+H2O(g)   ΔH1= -49.5 kJ·mol1
副反应:  CO2(g)+ H2 (g)CO (g)+ H2O(g)   ΔH2=+41 .2 kJ·mol1
在一定条件下,向某恒容密闭容器中充入1 mol CO2和a mol H2发生反应,起始总压强为。实验测得CO2的平衡转化率和平衡时CH3OH的选择性随温度变化如图所示:

已知:CH3OH的选择性=×100%。
(1)图中表示平衡时CH3OH的选择性的曲线为_____(填“X”或“Y”),温度高于280℃时,曲线Y随温度升高而升高的原因是________
(2)240℃时,反应20 min容器内达到平衡状态,副反应的K=,初始充入H2的物质的量a=_____mol。
2024-03-01更新 | 128次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐3】下图是氮元素在煤粉使用过程中的转化关系:


(1)③中加入的物质可以是___________(填标号)。
a.空气b.CO c.KNO3d.NH3
已知:N2(g) +O2(g)=2NO(g)             △H = a kJ·mol-1
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)     △H = b kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)       △H = c kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)     △H = d kJ·mol-1
上面转化关系反应后恢复至常温常压,根据以上信息写出③中你所选物质参与反应的热化学方程式___________(如果所选物质不只一种,则只要写出其中一个热化学方程式即可)。
(2)将烟气中的氮氧化物(NOx)转化为无害物质,这个过程称为脱硝。下面反应为处理方法之一:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H = -1625.5kJ·mol-1
①若反应生成1molN2,则反应中转移的电子数为___________mol。
②使上述反应速率增大且平衡向右移动的措施是___________
③氨氮比[n(NH3)/n(NO)]会直接影响该方法的脱硝率。350℃时,只改变氨气的投放量,反应物X的转化率与氨氮比的关系如图所示,则X是___________(填化学式)。在体积为2L的容器中模拟进行上述反应,初始时加入8molNO和3.5molO2,氨氮比为0.5时,该反应的平衡常数K =___________(保留二位小数)。当n(NH3)/n(NO)>1.0 时,烟气中NO浓度反而增大,主要原因是___________(用化学方程式表示)。

④若上述反应在与外界绝热的容器中进行,氨氮比由0.5增加到1.0时,在此过程中该反应的平衡常数___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
2017-03-11更新 | 82次组卷
共计 平均难度:一般