速率平衡大题专项练习1

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速率平衡大题专项练习(1) 1.(14分)氮及其化合物在工农业生产、生活中有重要作用。请按要求回答下列相关问题: (1)食品添加剂铵明矾NH4Al(SO4)2·12H2O高温可分解,下列关于其分解产物的预测不合..

理.的是_____________。

A.NH3、N2、SO2、H2O B.NH3、SO3、H2O C.NH3、SO2、H2O D.NH3、N2、SO3、SO2、H2O (2)汽车发动机工作时也会引发N2和O2反应产生大气污染物NO,其能量变化示意图为

则该反应的热化学方程式为___________________________________________。 (3)工业合成氨的反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,分别在T1、T2温度下,改变起始氢气物质的量,测得平衡时氨的体积分数如右图所示: ①比较在m、n、q三点所处的平衡状态中,反应物 N2的转化率最高的是________点。 ②T2条件下,在2 L的密闭容器中,充入x mol N2和 y mol H2时,3 min达平衡,此时反应物的转化率均.为.a., 写出下列仅含a、x的表达式(不必化简): v(N2)=___________;该反应的平衡常数的值K =______________________。 ③图像中T2________T1(填“高于”、“低于”、“等于”或“无法确定”)。 ④科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+ )实现氨的电化学合成,这提高了氮气和氢气的转化率。写出电化学合成过程中发生还原反应的电极方程式: _______________________________________。 (4)将质量相等的四份铁粉和铜粉的均匀混合物,分别加入同浓度稀硝酸充分反应,(假设硝酸的还原产物只有NO)实验数据如下表: 编 号 ① ② ③ ④ 稀硝酸体积/mL 100 mL 200 mL 300 mL 400 mL 剩余金属/g 18.0 g 9.6 g 0 0 NO体积/L(标准状况下) 2.24 L 4.48 L 6.72 L V

下列有关分析推断正确的是____________。 A.硝酸起始浓度为4 mol/L B.①中溶解了5.6 g Fe C.③中n(Cu2+) = 0.15 mol D.④中V = 6.72 L

2.(18分)化学反应原理在生产和科研中有着重要的应用,请利用相关知识回答下列问题。 (1)一定条件下在密闭容器中加入NH4I发生反应:

则反应a的平衡常数表达式为___________;达到平衡后,扩大容器体积,反应b的移动方

N N 945.8 kJ/mol 能量 O O N N +

键断裂

O O + 498 kJ/mol 能量 键断裂

630 kJ/mol 能量

键形成 N O

630 kJ/mol 能量 键形成 N O

m n q T1 T2

起始n(H2)

平衡时体积分数(NH3%) 向______________(填正向、逆向或不移动) (2)氮元素的+4价氧化物有两种,它们之间发生反应:22420NONOHƒ,将一定量的NO2充入注射器中后封口,下图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深,透光率越小)。下列说法正确的是

A.b点的操作是压缩注射器 B.c点与a点相比,2cNO增大,24cNO减小 C.若不忽略体系温度变化,且没有能量损失,则b、c两点的平衡常数Kb>Kc D.d点: (正)>  (逆) (3)利用反应232268712NONHNHO构成原电池,能消除氮氧化物的排放,减轻环境污染,装置如图所示。 ①电极a为_______________极,其电极反应式为________________________。 ②当有2.24LNO2(标准状况下)被处理时,转移电子为____________mol。 ③为使电池持续放电,该离子交换膜需选用____________交换膜。 (4)使用硼氢化钠(NaBH4)为诱导剂,可使Co2+与肼(N2H4)在碱性条件下发生反应,制得高纯度纳米钴,该过程不产生有毒气体。 ①写出该反应的离子方程式_______________________。 ②在纳米钴的催化作用下,肼(N2H4)可分解生成两种气体,其中一种气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图所示,为抑制肼的分解,可采取的合理措施有____________ (任写一种)。 3.(13分)碳氧化物、氮氧化物、二氧化硫的处理与利用是世界各国研究的热点问题。

(1)消除汽车尾气中的NO、CO,有利于减少PM2.5的排放。已知如下信息:

I. II.N2(g)+ O2(g) 2NO(g) ΔH1 2CO(g) + O2(g) 2CO2 (g) ΔH2= -565 kJ·mol-1 ①ΔH1= 。 ②在催化剂作用下NO和CO转化为无毒气体,写出反应的热化学方程式 ③一定条件下,单位时间内不同温度下测定的氮氧化物转化率如图1所示。 温度高于710K时,随温度的升高氮氧化物转化率降低的原因可能是

图1 图2 (2)测定汽车尾气常用的方法有两种。 ①方法1:电化学气敏传感器法。其中CO传感器的工作原理如图2所示,则工作电极的反应式为 ②方法2:氧化还原滴定法。用H2O2溶液吸收尾气,将氮氧化物转化为强酸,用酸碱中和滴定法测定强酸浓度。写出NO与H2O2溶液反应的离子方程式 (3)工业上可以用NaOH溶液或氨水吸收过量的SO2,分别生成NaHSO3、NH4HSO3,其水溶液均呈酸性。相同条件下,同浓度的两种酸式盐的水溶液中c(SO32-)较小的是,用文字和化学用语解释原因 。 4.(1)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,生成NOx等污染大气.其中生成NO的能量变化示意图如右图:①该反应的热化学方程式 为 . ②根据右图所示,只改变条件R,当N2的转化率从a3到 a1时,平衡常数K . A.可能增大 B.一定不变 C.可能不变 D.可能减小 E.增大、减小、不变均有可能 (2)尿素(又称碳酰胺)是含氮量最高的氮肥,工业上利用 CO2和NH3在一定条件下合成尿素的反应分为: 第一步:2NH3(g)+CO2(g) H2NCOONH4(氨基甲酸铵) (l) 第二步:H2NCOONH4(l) H2O(g)+H2NCONH2(l) 某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为500 L的 密闭容器中投入4 mol氨 和1 mol二氧化碳,验测得反应 中各组分的物质的量随时间的 变化如右图所示: ①合成尿素总反应的快慢由 第 步反应决定. ②反应进行到10 min时测得 CO2 的物质的量如上图所示,则用CO2表示的第一步反应的 速率v(CO2)= mol/(L·min).

③由氨基甲酸铵和CO2曲线变化可得出关于浓度变化和平衡状态的两条结论是: a. ; b. . 4.(1)氨气是一种重要的化工原料,合成氨的原料气之一H2可通过反应: CH4(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)△H=+161.1KJ/mol获取。已知温度、压强对甲烷平衡含量的影响如图1,请回答:

图1 图2 ①图-1中a、b、c、d四条曲线中的两条代表压强分别为1Mpa、2Mpa时甲烷含量曲线,其中表示1Mpa的是________。 ②已知:在700 ℃,1 MPa时,1 mol CH4与1 mol H2O在1 L的密闭容器中反应,6min达到平衡(如图2),该温度下反应的平衡常数为______________(结果保留小数点后一位数字)。 ③从图2分析,由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向是_________(填“向正反应方向”或“向逆反应方向”),采取的措施可能是_____________________。 (2)工业上用NH3和CO2反应可合成尿素: 2NH3(g)+ CO2(g)CO(NH2)2(g)+ H2O(g)△H1=—536.1 kJ/mol。 ①其他条件不变,下列方法能同时提高化学反应速率和尿素产率的是 。 A.通入氦气 B.缩小体积 C.加入催化剂 D.除去体系中的水蒸气 ②尿素可用于处理汽车尾气。CO(NH2)2(g)与尾气中NO反应生成CO2、N2、H2O(g)排出。又知: 4NH3(g)+ 6NO(g) = 5N2(g) + 6H2O(g) △H2

=-1806.4 kJ/mol,写出CO(NH2)2(g)与NO反应的热化学方程式 。

(3)美国Simons等科学家发明了使NH3直接用于燃料电池的方法,其装置用铂作为电极、加入碱性电解质溶液,其电池反应为 4NH3+3O2=2N2+6H2O。 ①写出该燃料电池的正极反应式 。 ②若用该燃料电池产生的电能在铁皮上镀锌(制白铁皮),某铁皮上现需要镀上9.75g锌,理论上至少需要消耗标准状况的氨气 L。 5.甲醇可作为燃料电池的原料。通过下列反应可以制备甲醇:CO ( g ) + 2H2 ( g ) CH3OH ( g ) △H =-90.8 kJ·mol-1,在一容积可变的密闭容器中充入10 mol CO 和20 molH2,CO 的平衡

转化率随温度(T)、压强(P)的变化如图所示,当达到平衡状态B 时,容器的体积为4 L。 (1)该反应的化学平衡常数表达式

为 。 (2)如反应开始时仍充入10mol CO 和20mol H2,则在平衡状态A时,容器的体积V(A)= L。 (3)关于反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)建立化学平衡状态时的标志是 (填字母)。 A.CO的含量保持不变 B.容器中CH3OH浓度与CO浓度相等 C.2V正(CH3OH)=V正(H2) D.容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变 (4)已知CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H= + 41.3 kJ·mol-1 ,试写出由CO2和H2制取甲醇的热化学方程式 。 (5)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用下图装置模拟上述过程:

①写出阳极的电极反应式_________________ _。 ②写出除去甲醇的离子方程式_______________ ___。

6.氮的重要化合物如氨(NH3)、肼(N2H4)、三氟化氮(NF3)等,在生产、生活中具有重要