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        1. (16分) 氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料,它可由SiO2與過量焦炭在1300-1700oC的氮氣流中反應(yīng)制得3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g) Si3N4(s)+6CO(g)
          (1)上述反應(yīng)氧化劑是                ,已知該反應(yīng)每轉(zhuǎn)移1mole,放出132.6kJ的熱量,該方程式的?H =                 。
          (2)能判斷該反應(yīng)(在體積不變的密閉容器中進行)已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是(       )
          A.焦炭的質(zhì)量不再變化               B.N2和CO速率之比為1:3
          C.生成6molCO同時消耗1mol Si3N4    D.混合氣體的密度不再變化
          (3)下列措施中可以促進平衡右移的是(       )
          A.升高溫度   B.降低壓強    C.加入更多的SiO2    D.充入N2
          (4)該反應(yīng)的溫度控制在1300-1700oC的原因是             。
          (5)某溫度下,測得該反應(yīng)中N2和CO各個時刻的濃度如下,求0—20 min內(nèi)N2的平均反應(yīng)速率           ,該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=               
          時間/min
          0
          5
          10
          15
          20
          25
          30
          35
          40
          45
          N2濃度/mol·L-1
          4.00
          3.70
          3.50
          3.36
          3.26
          3.18
          3.10
          3.00
          3.00
          3.00
          CO濃度/mol·L-1
          0.00
          0.90
          1.50
          1.92
          2.22
          2.46
          2.70
           
           
           
          (16分) (1)N2(2分),?H= -1591.2 kJ/mol(2分)
          (2)ACD(2分)  (3)BD(2分)
          (4)溫度太低,反應(yīng)速率太低;該反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度太高,不利于反應(yīng)向右進行。(2分)
          (5)3.70×10-2mol·L-1·min-1 (3分)   81.0 mol4·L-4(3分)
          (1)反應(yīng)中氮元素的化合價從0價降低到-3價,得到電子,所以氮氣是氧化劑。2mol氮氣得到12mol電子,所以△H=-132.6kJ/mol×12=-1591.2 kJ/mol。
          (2)在一定條件下,當可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(但不為0),反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài),稱為化學平衡狀態(tài),所以A正確。速率之比是相應(yīng)的化學計量數(shù)之比,因此B中的關(guān)系始終是成立,不正確。C中反應(yīng)速率的方向相反,且滿足速率之比是相應(yīng)的化學計量數(shù)之比,正確。密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值,在反應(yīng)過程中容積始終是不變的,但質(zhì)量是變紅的,所以D不正確。答案選ACD。
          (3)考查外界條件對反應(yīng)速率的影響。正反應(yīng)是放熱的、調(diào)節(jié)增大的可逆反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,降低壓強,平衡向正反應(yīng)方向移動,A不正確,B正確。二氧化硅是固體,不影響平衡狀態(tài),C不正確。增大氮氣濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動,D正確,答案選BD。
          (4)由于溫度太低,反應(yīng)速率太低;但反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度太高,又不利于反應(yīng)向右進行,所以溫度控制在1300~1700oC。
          (5)0—20 min內(nèi)N2的濃度減小了4.00mol./L-3.26mol/L=0.74mol/L、所以反應(yīng)速率是。平衡時氮氣和CO的濃度分別是3.00mol/L和(2.70+0.30)mol/L=3.00mol/L,所以平衡常數(shù)K=。
          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

          人工固氮是指將氮元素由游離態(tài)轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的過程。
          I.最近一些科學家研究采用高質(zhì)子導電性的SCY陶瓷(能傳遞H+)實驗氮的固定一電解法合成氨,大大提高了氮氣和氫氣的轉(zhuǎn)化率?偡磻(yīng)式為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),則在電解法合成氨的過程中,應(yīng)將H2不斷地通入_________極(填“陰”或“陽”) ;向另一電極通入N2,該電極的反應(yīng)式為__________________________。
          II.據(jù)報道,在一定條件下,N2在摻有少量氧化鐵的二氧化鈦催化劑表面能與水發(fā)生反應(yīng),主要產(chǎn)物為NH3,相應(yīng)的反應(yīng)方程式為:2N2(g)+6H2O(g)4NH3(g)+3O2(g)  △H=Q。
          (1)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為_______________。
          (2)取五份等體積N2和H2O的混合氣體(物質(zhì)的量之比均為1:3),分別加入體積相同的恒容密閉容器中,在溫度不相同的情況下發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)相同時間后,測得氮氣的體積分數(shù)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖所示,則上述反應(yīng)的Q________0(填“>”、“<”或“=”)。

          (3)若上述反應(yīng)在有催化劑的情況下發(fā)生,則下圖所示的a、b、c、d四條曲線中,能表示反應(yīng)體系能量變化的是_______(選填字母代號),圖中△H的絕對值為1530kJ·mol-1

          III.目前工業(yè)合成氨的原理是:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)   △H=-93.0kJ/mol。
          回答下列問題:
          (1)結(jié)合II中的數(shù)據(jù),則O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)的△H=______________。
          (2)在一定溫度下,將1molN2和3mol H2混合置于體積不變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),達到平衡狀態(tài)時,測得氣體總物質(zhì)的量為2.8mol。
          ①達平衡時,H2的轉(zhuǎn)化率α1=______________。
          ②在相同條件下,若起始時只將NH3置于該容器中,達到平衡狀態(tài)時NH3的轉(zhuǎn)化率為α2,當α1+α2=1時,則起始時NH3的物質(zhì)的量n(NH3)=_____________mol。

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

          (14分) 研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。
          (1)利用反應(yīng)6NO2+8NH37N2+12H2O可處理NO2。當轉(zhuǎn)移3.6mol電子時,生成的N2在標準狀況下是       L。
          (2)已知:反應(yīng)1:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)  ΔH =" —196.6" kJ·mol-1
          反應(yīng)2:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)  ΔH = —41.8kJ·mol-1
          則反3:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的  ΔH =" _________" kJ·mol-1
          (3) 一定條件下,將2molNO與2molO2置于恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)3,下列各項能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是       。
          a.體系壓強保持不變                  b.混合氣體顏色保持不變
          c.NO和O2的物質(zhì)的量之比保持不變     d.每消耗1 molO2同時生成2 molNO2
          (4)CO可用于合成甲醇,一定溫度下,向體積為2L的密閉容器中加入CO和H2,發(fā)生反應(yīng)CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),達平衡后測得各組分濃度如下:
          物質(zhì)
          CO
          H2
          CH3OH
          濃度(mol?L—1)
          0.9
          1.0
          0.6
          ①混合氣體的平均相對分子質(zhì)量__________________________。
          ②列式并計算平衡常數(shù)K=__________________________。
          ③若將容器體積壓縮為1L,不經(jīng)計算,預(yù)測新平衡中c(H2)的取值范圍是__________。
          ④若保持體積不變,再充入0.6molCO和0.4molCH3OH,此時v___v(填“>”、“<”或“=”)。

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

          (19分)N2O5是一種新型硝化劑,其性質(zhì)和制備受到人們的關(guān)注。
          (1)N2O5與苯發(fā)生硝化反應(yīng)生成的硝基苯的結(jié)構(gòu)簡式是______________。
          (2)一定溫度下,在恒容密閉容器中N2O5可發(fā)生下列反應(yīng):2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g);ΔH>0
          ①反應(yīng)達到平衡后,若再通入一定量氮氣,則N2O5的轉(zhuǎn)化率將______(填“增大”、“減小”、“不變”)。
          ②下表為反應(yīng)在T1溫度下的部分實驗數(shù)據(jù):
          t/s
          0
          500
          1000
          c(N2O5)/mol·L1
          5.00
          3.52
          2.48
          則500 s內(nèi)N2O5的分解速率為________________。
          ③在T2溫度下,反應(yīng)1000 s時測得NO2的濃度為4.98 mol·L1,則T2________T1。(填>、<或=)
          (3)如右圖所示裝置可用于制備N2O5,則N2O5在電解池的______區(qū)生成,其電極反應(yīng)式為_______。

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

          下列敘述中正確的是
          A.鍋爐中沉積的CaSO4可用Na2CO3溶液浸泡后,再將不溶物用稀鹽酸溶解去除
          B.向沸水中滴加FeCl3飽和溶液制備Fe(OH)3膠體的原理是加熱促進了Fe3+水解
          C.向純水中加入鹽酸或降溫都能使水的離子積減小,電離平衡逆向移動
          D.反應(yīng)2A(g) + B(g) =" 3C" (s) + D(g)在一定條件下能自發(fā)進行,說明該反應(yīng)的ΔH>0

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

          (共10分)二甲醚是一種重要的清潔燃料,也可替代氟利昂作制冷劑等,對臭氧層無破壞作用。工業(yè)上可利用焦炭與水蒸氣在高溫下的反應(yīng)產(chǎn)物(水煤氣)合成二甲醚。請回答下列問題:
          (1)、制水煤氣的主要化學反應(yīng)方程式為:                   。
          (2)、煤的氣化過程中產(chǎn)生的有害氣體H2S用Na2CO3溶液吸收,生成兩種酸式鹽,該反應(yīng)的化學方程式為:                          。
          (3)、利用水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下:
           、 2H2(g)CO(g)CH3OH(g)90.8 kJ
           、 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)23.5 kJ
            ③ CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)41.3 kJ
            總反應(yīng):3H2(g)3CO(g)CH3OCH3(g)CO2(g)Q,其中Q     kJ;
            一定條件下的密閉容器中,該總反應(yīng)達到平衡,要提高CO的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是
               (填字母代號)。
          a.低溫高壓                b.加入催化劑            c.減少CO2的濃度     d.增加CO的濃度
          (4)、已知某溫度下反應(yīng)②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)在一密閉容器中進行到10min時恰好達平衡,測得各組分的濃度如下:
          物質(zhì)
          CH3OH
          CH3OCH3
          H2O
          濃度/(mol·L)
          0.44
          0.6
          0.6
            比較此時正、逆反應(yīng)速率數(shù)值(單位相同)的大。(甲醇)   (水)(填“>”、“<”或“=”)。
            反應(yīng)開始時(CH3OH)      ;
            該時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率(CH3OH)     
            該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值為     。(精確到0.01)

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

          (17分)I.工業(yè)上有一種用CO2來生產(chǎn)甲醇燃料的方法:

          將6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密閉容器中,測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化如下圖所示(實線)。圖中數(shù)據(jù)a(1,6)表示:在1 min時H2的物質(zhì)的量是6 mol。

          (1)a點正反應(yīng)速率            (填“大于”“等于”或“小于”)逆反應(yīng)速率。其化學平衡常數(shù)K=            
          (2)下列時間段平均反應(yīng)速率最大的是                     ,
          A.O~1 minB.1~3 minC.3~8 minD.8~11 min
          (3)僅改變某一實驗條件再進行兩次實驗測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化如圖中虛線所示。曲線I對應(yīng)的實驗條件改變是               ,曲線Ⅱ?qū)?yīng)的實驗條件改變是                 ,體積不變再充入3molCO2和4 mol H2,H2O(g)的體積分數(shù)                 (填“增大”“不變”或“減小”)
          Ⅱ.某實驗小組欲探究反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系,現(xiàn)有1mol/L的KI溶液、0.1mol/L的H2S04溶液、淀粉溶液,則實驗時這幾種試劑的加入順序為:KI溶液、                  、                 ;
          反應(yīng)的方程式為                             
          Ⅲ. 粗鎳樣品中含F(xiàn)e、Zn、Ag、Cu等四種金屬雜質(zhì),為獲得高純度的鎳,某興趣小組同學擬用鉛蓄電池為電源,粗鎳及石墨為電極,電解硝酸鎳溶液對粗鎳進行提純。
          (1)電解結(jié)束后,在陽極附近的沉淀物中,主要的金屬單質(zhì)為              (填化學式)。

          (2) 若按上圖所示連接對鉛蓄電池進行充電。充電一段時間后。則在A電極上生成              (填化學式)。B電極上的電極反應(yīng)式為             ;充電完畢。鉛蓄電池的正極是            極(填“A”或“B”)。
          (3)如用甲烷燃料電池為電源,在25℃、101 kPa時,若CH4在氧氣中直接燃燒生成1 mol水蒸氣放熱401 kJ,而l g水蒸氣轉(zhuǎn)化成液態(tài)水放熱2.445 kJ,則CH4的燃燒熱為                   (取整數(shù))kJ·mol-。

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

          (20分)能源是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ),我國目前使用的能源主要是化石燃料。(1) 在25℃、101 kPa時,16 g CH4完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量是890.31 kJ,則CH4燃燒的熱化學方程式為__________________________________________。
          (2) 已知:C(s)+O2(g)===CO2(g);ΔH=-437.3 kJ·mol-1
          H2(g)+O2(g)===H2O(g);ΔH=-285.8 kJ·mol-1
          CO(g)+O2(g)===CO2(g);ΔH=-283.0 kJ·mol-1
          則煤氣化反應(yīng)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) 的焓變ΔH=_____________。
          (3) 高爐煉鐵是CO氣體的重要用途之一,其基本反應(yīng)為:
          FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)  ΔH>0,已知在1100℃時,該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)K=0.263。
          ① 溫度升高,化學平衡移動后達到新的平衡,此時平衡常數(shù)K值__________(填“增大”、“減小”或“不變”);
          ② 1100℃時測得高爐中,c(CO2)=0.025mol·L-1,c(CO)="0.1" mol·L-1,則在這種情況下,該反應(yīng)是否處于化學平衡狀態(tài)____________(填“是”或“否”),其判斷依據(jù)是______
          ____________________________________________________________。
          (4) 如下圖所示組成閉合回路,其中,甲裝置中CH4為負極,O2和CO2的混合氣體為正極,稀土金屬材料為電極,以熔融碳酸鹽為電解質(zhì);乙裝置中a、b為石墨,b極上有紅色物質(zhì)析出,CuSO4溶液的體積為200 mL。

          ① 甲裝置中氣體A為        (填“CH4”或“O2和CO2”),d極上的電極反應(yīng)式為
          _____________________________________。
          ② 乙裝置中a極上的電極反應(yīng)式為__________________________________。
          若在a極產(chǎn)生112mL(標準狀況)氣體,則甲裝置中消耗CH4________ mL (標準狀況),乙裝置中所得溶液的pH=__________。(忽略電解前后溶液體積變化)
          ③ 如果乙中電極不變,將溶液換成飽和Na2SO4溶液,當陰極上有a mol氣體生成時,同時有w g Na2SO4·10H2O晶體析出,若溫度不變,剩余溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)為__________________________(用含w、a的表達式表示,不必化簡)。

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          科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

          (16分)下圖是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的一部分,試運用所學知識,解決下列問題:

          (1)該產(chǎn)業(yè)鏈中合成氨的反應(yīng)在較低溫下能否自發(fā)進行?              。
          (2)已知該產(chǎn)業(yè)鏈中某反應(yīng)的平衡表達式為:   
          它所對應(yīng)的化學反應(yīng)為:                                           。
          (3)已知在一定溫度下,各反應(yīng)的平衡常數(shù)如下:
          C(s)+CO2(g)  2CO(g),K1    
          CO(g)+H2O(g   H2(g)+CO2(g),K2
          C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),K3
          則K1、K2、K3之間的關(guān)系是:                              。 
          (4)煤化工通常通過研究不同溫度下平衡常數(shù)以解決各種實際問題。已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進入反應(yīng)器時,會發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下:
          溫度/℃
          400
          500
          800
          平衡常數(shù)K
          9.94
          9
          1
          該反應(yīng)的正反應(yīng)方向是        反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”),若在500℃時進行,設(shè)起始時CO和H2O的起始濃度均為0.020mol/L,在該條件下,CO的平衡轉(zhuǎn)化率為:          。
          (5)從圖中看出氨催化氧化可以制硝酸,此過程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等。已知NO2和N2O4的結(jié)構(gòu)式分別是。已知N-N鍵鍵能為167kJ·mol-1,NO2中氮氧鍵的鍵能為466kJ·mol-1,N2O4中氮氧鍵的鍵能為438.5kJ·mol-1。請寫出NO2轉(zhuǎn)化為N2O4的熱化學方程式為                                     。
          對反應(yīng)N2O4(g) 2NO2(g),在溫度為T1、T2時,平衡體系中NO2的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖所示。

          下列說法正確的是    。
          A.A、C兩點的反應(yīng)速率:A>C                 
          B.A、C兩點氣體的顏色:A深,C淺
          C.B、C兩點的氣體的平均相對分子質(zhì)量:B<C     
          D.由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法
          (6)以上述產(chǎn)業(yè)鏈中甲醇為燃料制成燃料電池,請寫出在氫氧化鉀介質(zhì)中該電池的負極反應(yīng)式                                                         。

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