热门试卷

工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产，流程如下：

请回答下列问题：

（1）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，对反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol-1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“>”、“<”、“=”或“无法确定”)。

②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，N2的转化率最高的是   (填字母)。

③要使反应后氨的百分含量最大，则在起始体系中原料投料比n(H2)/n(N2)     3（填 “>”、“<”、“=”或“无法确定”）。若容器容积恒为1 L，起始状态n(H2)="3" mol，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=     。（结果保留小数点后两位）

（2）已知：N2(g)＋O2(g)2NO(g)   ΔH＝＋180.5 kJ·mol-1

2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)    ΔH＝－483.6 kJ·mol-1

今有17 g氨气，假设其经催化氧化完全反应，生成一氧化氮气体和水蒸气，则该过程中所放出的热量为     kJ。

（3）在装置②中，NH3和O2从145℃就开始下列反应，在不同温度和催化剂条件下生成不同产物（如下图所示）：

温度较低时生成   为主，温度高于900℃时，NO产率下降的可能原因是   。

根据下列反应的焓变，计算C（石墨）与H2（g）反应生成1molC2H2（g）的焓变（△H）。

C（石墨）+  O2（g）=CO2（g） △H1="a"  kJ·mol－1

2H2（g）+O2（g）=2H2O（l） △H2="b"  kJ·mol－1

2C2H2（g）+5O2（g）=4CO2（g）+2H2O（l）△H3="c" kJ·mol－1

△H=                                    。

碳、氮和铝的单质及其化合物在工农业生产和生活中有重要作用。

（1）真空碳热还原一氯化法可实现由铝矿制备金属铝，其相关的热化学方程式如下：

2Al2O3（s）+ 2AlCl3（g）+ 6C（s）＝6AlCl（g）+ 6CO（g）；△H＝ a kJ•mol-1

3AlCl（g）＝ 2Al（l）+ AlCl3（g）；△H＝ b kJ•mol-1

反应Al2O3（s）+ 3C（s）＝  2Al（l）+ 3CO（g）的△H＝           kJ•mol-1

（用含a、b的代数式表示）。

（2）用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C（s）+ 2NO（g）N2（g）+ CO2（g）；△H=  Q kJ•mol-1。在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

①0～10min内，NO的平均反应速率v（NO）=              ，T1℃时，该反应的平衡常数K=            

②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是                （填字母编号）

a．通入一定量的NO               b．加入一定量的活性炭

c．加入合适的催化剂              d．适当缩小容器的体积

③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3：1：1，则Q         0（填“＞”或“＜”）。

④在恒容绝热条件下，能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是                   （填选项编号）

a．单位时间内生成2nmol NO（g）的同时消耗nmol CO2（g）

b．反应体系的温度不再发生改变

c．混合气体的密度不再发生改变

（11分）在汽车上安装三效催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物（CO、NOx、碳氢化合物）进行相互反应，生成无毒物质，减少汽车尾气污染。

（1）已知：N2(g)+ O2(g)="2NO(g)" △H="+180.5" kJ·mol－1

2C(s)+ O2(g)="2CO(g)        " △H=－221.0 kJ·mol－1

C(s)+ O2(g)=CO2(g)         △H=－393.5 kJ·mol－1

①尾气转化的反应之一：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H＝            。

②已知：N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ·mol—1、497 kJ·mol—1，则NO分子中化学键的键能为  　　　　　   kJ·mol—1。

（2）某研究性学习小组在技术人员的指导下，在某温度时，按下列流程探究某种催化剂作用下的反应速率，用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：

请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响)：

①前3s内的平均反应速率v (N2) = _________________________。

②在该温度下，反应的平衡常数K =      　　　    。（只写出计算结果）

③该可逆反应△S  0（填“>”、“<”或“＝”），在_______________（填“高温”、“低温”或“任何温度”）下能自发进行。

（3）CO分析仪以燃料电池为工作原理，其装置如图所示，该电池中电解质为氧化钇－氧化钠，其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法错误的是     

（16分）汽车尾气中的CO、NOX已经成为大气的主要污染物，使用稀土等催化剂能将CO、NOX、碳氢化合物转化成无毒物质，从而减少汽车尾气污染。

（1）已知：N2(g)＋O2(g)＝2NO(g)  △H1           ①

2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)  △H2     ②

C(s)＋O2(g)＝CO2(g)   △H3    ③

写出NO与CO催化转化成N2和CO2的热化学方程式（反应热用△H1、△H2、△H3表示）：                                                                    。

（2）在容积相同的两个密闭容器内（装有等量的某种催化剂），分别充入同量的NOx及C3H6，在不同温度下，同时发生以下反应：

18NO(g)＋2C3H6(g)9N2(g)＋6CO2(g)＋6H2O(g)；

18NO2(g)＋4C3H6(g)9N2(g)＋12CO2(g)＋12H2O(g)；

并分别在t秒时测定其中NOX的转化率，绘得图像如下图所示：

① 从图中可以得出的结论是

结论一：相同温度下，                      。

结论二：                                 。

② 上述NO2和C3H6反应达平衡后，可提高NO2

转化率的措施有          。（填编号）

（3）CO的中毒是由于CO与血液中血红蛋白的血红素

部分反应生成碳氧血红蛋白（Hb·CO），在37℃时：CO＋Hb·O2O2＋Hb·CO   K＝220

实验表明，Hb·CO的浓度即使只有Hb·O2浓度的2%，也可造成人的智力损伤。抽烟后，测得平衡时人体肺部的空气中CO和O2的浓度分别为10－6 mol·L－1和10－2 mol·L－1。请问，抽烟会造成人的智力损伤吗？（写出计算过程）

研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

（1）NO2可用水吸收，相应的化学反应方程式为                                。

利用反应6NO2＋ 8NH37N2＋12 H2O也可处理NO2。当转移1.2mol电子时，消耗的NO2在标准状况下是       L。

（2）已知：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g） ΔH="-196.6" kJ·mol-1

2NO（g）+O2（g）2NO2（g）  ΔH="-113.0" kJ·mol

则反应NO2（g）+SO2（g）SO3（g）+NO（g）的ΔH=            kJ·mol-1。

一定条件下，将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是       。

a．体系压强保持不变                 b．混合气体颜色保持不变

c．SO3和NO的体积比保持不变         d．每消耗1 mol SO3的同时生成1 molNO2

该温度下，此反应的平衡常数表达式K=         。

（3）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。该反应ΔH     0（填“>”或“ <”）。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是                                    。

一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料。

⑴利用下列反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。

Ni(s)＋4CO(g) Ni(CO)4(g)，该反应的△H______0 (选填“＞”或“＝”或“＜”)。

⑵金属氧化物被一氧化碳还原生成金属单质和二氧化碳。下左图是四种金属氧化物(Cr2O3、SnO2、PbO2、Cu2O)被一氧化碳还原时lg与温度(t)的关系曲线图。则一氧化碳还原三氧化铬反应的化学平衡常数表达式可表示为：K＝______________。800℃时，其中最易被还原的金属氧化物是___________，该反应的平衡常数数值(K)等于__________。

⑶下右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。依次写出A、B两电极发生反应的电极反应式

__________________________________、___________________________________。

⑷已知：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)  △H＝－90.7 kJ·mol－1

②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) △H＝－23.5 kJ·mol－1

③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)  △H＝－41.2 kJ·mol－1

则3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)的△H＝_______________。

(14分)氨是重要的化工产品之一，研究合成氨反应具有重要意义。

(1) 已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：

 ，

写出以N2和H2为原料合成NH3的热化学方程式________________________。

(2) 某小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，实验结果如下图所示：

①t1时刻改变的条件为__________________。

②t2时刻，恒压充入氦气,t3时刻达到平衡。在图中画出t2时刻后的速率变化图像。

(3) 相同温度下，A、B、C三个密闭容器，A、B恒容，C带有可自由移动的活塞K，各向其中充入如图所示反应物，初始时控制活塞K使三者体积相等，一段时间后均达到平衡。

①达到平衡时，A、C两个容器中NH3的浓度分别为cl、c2，则c1______c2(填“>”、“<”或“=”)。

②达到平衡时，若A、B两容器中反应物的转化率分别为α(A),α(B)，则α(A)+α(B)______1(填“ >”、“<”或“=”）。

③达到平衡时，若容器C的体积是起始时的3/4，则平衡时容器C中H2的体积分数为_______。

(4) 直接供氨式碱性燃料电池（DAFC)，以KOH溶液为电解质溶液，其电池反应为 4NH3+3O2=2N2+6H2O，则负极的电极反应式为__________________。

（6分）依据叙述，写出下列反应的热化学方程式。

①在25℃、101 kPa下，32g甲醇（CH3OH）的燃烧放出的热量为725.8kJ，则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为（已知常温下甲醇为液态）

______________________________________________________________

②1.00 L 1.00 mol·L－1H2SO4溶液与2.00 L 1.00 mol·L－1 NaOH溶液完全反

应，放出114.6 kJ热量，表示其中和热的热化学方程式为

_________________________________________________________________。