物质的量/(mol)/时间(h) | 1 | 2 | 3 | 4 | |
N2 | 1.50 | n1 | 1.20 | n3 | 1.00 |
H2 | 4.50 | 4.20 | 3.60 | n4 | 3.00 |
NH3 | 0.00 | 0.20 | n2 | 1.00 | 1.00 |
高二化学解答题中等难度题
物质的量/(mol)/时间(h) | 1 | 2 | 3 | 4 | |
N2 | 1.50 | n1 | 1.20 | n3 | 1.00 |
H2 | 4.50 | 4.20 | 3.60 | n4 | 3.00 |
NH3 | 0.00 | 0.20 | n2 | 1.00 | 1.00 |
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(18分)化学在能源开发与利用中起到十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。
Ⅰ (1)在298K、101kPa时,2g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量。则表示氢气燃烧热的热化学方程式为:。
氢氧燃料电池能量转化率高,具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行下图饱和食盐水电解实验(图中所用电极均为惰性电极)。分析该装置、回答下列问题:
(2)氢氧燃料电池中,a电极为电池的是________(填“正极”或“负极”),气体M的分子式________,a电极上发生的电极反应式为:________。
(3)若右上图装置中盛有100mL5.0mol/LNaCl溶液,电解一段时间后须加入10.0mol/L盐酸溶液50mL(密度为1.02g/mL)才能使溶液恢复至原来状态。则在此电解过程中导线上转移的电子数为________mol。(保留小数点后2位)
Ⅱ 氢气是合成氨的重要原料。工业上合成氨的反应是:
N2(g)+3H2(g)2NH3 (g) ΔH=-92.2kJ·mol-1
(4)下列事实中,不能说明上述可逆反应已经达到平衡的是________。
① N2、H2 、NH3的体积分数不再改变;
② 单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2;
③ 单位时间内生成3n mol N—H键的同时生成n mol N≡N;
④ 用N2、H2 、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1:3:2;
⑤ 混合气体的平均摩尔质量不再改变;
⑥ 混合气体的总物质的量不再改变。
(5)已知合成氨反应在某温度下2.00L的密闭容器中反应,测得如下数据:
根据表中数据计算:
①反应进行到2小时时放出的热量为________kJ。
②0~1小时内N2的平均反应速率________mol·L-1·h-1。
③此条件下该反应的化学平衡常数K==________(保留两位小数)。
④反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2 和NH3各1 mol,化学平衡向________方向移动(填“正反应”或“逆反应”或“不移动”。)
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化学在能源开发与利用中起到十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。氢氧燃料电池能量转化率高,具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行下图实验(图中所用电极均为惰性电极)
(1)电极a为 极(填“正”或“负”),溶液中OH-移向 极(填a或b);
(2)电极b处所发生的电极反应方程式为 ;[随着反应的进行,氢氧燃料电池内部溶液的PH将 (填“增大”或“减小”);
(3)c极为 (填“阴”或“阳”)极,d电极反应式为 ;
(4)右图装置中盛有100mL0.1mol·L-1AgNO3溶液,当装置工作时右装置中发生的总反应方程式 为 ;
(5)当氢氧燃料电池中消耗氢气112mL(标准状况下)时,则此时右图装置中溶液的c(H+)= 。(溶液体积变化忽略不计)
(6)氢氧燃料电池的优点 ;
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化学在能源开发与利用中起到十分关键的作用。甲烷是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。甲烷燃料电池能量转化率高,具有广阔的发展前景,现用甲烷燃料电池进行如图实验(图中所用电极均为惰性电极)
(1)电极b为______________极,溶液中OH-移向_____________极(填a或b);
(2)电极a处所发生的电极反应方程式为 ;
(3)乙装置所发生的总反应方程式 ;
(4)如图装置中盛有100mL0.2mol•L-1AgNO3溶液,当氢氧燃料电池中消耗氧气56mL(标准状况下)时,则此时右图装置中溶液的pH=__________(溶液体积变化忽略不计),d极增重 g。
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时间(h) 物质的量(mol) | 1 | 2 | 3 | 4 | |
N2 | 1.50 | n1 | 1.20 | n3 | 1.00 |
H2 | 4.50 | 4.20 | 3.60 | n4 | 3.00 |
NH3 | 0.20 | N2 | 1.00 | 1.00 |
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(12分)氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。
(1)氢气的燃烧热值高,H2(g) +1/2 O2 (g) = H2O (g) △H = -241.8 kJ·mol-1
化学键 | H-H | O=O | O-H |
键能(kJ·mol-1) | X | 496.4 | 463 |
请根据相关数据计算:H-H的键能X = ________kJ·mol-1。
(2)根据现代工业技术可以用H和CO反应来生产燃料甲醇,其反应方程式如下:
CO2 (g) + H2(g) = H2O + CH3OH(g) △H = -49.00 kJ·mol-1
一定温度下,在体积为1 L的密闭容器中充入1.00 mol CO2和3.00 mol H2,测得CO2和CH3OH的浓度随时间变化如图所示。
①能说明该反应已达平衡状态的是________(填代号)。
A.CO2在混合气体中的体积分数保持不变
B.单位时间内每消耗1.2 mol H2,同时生成0.4 mol H2O
C.混合气体平均相对分子质量不随时间的变化而变化
D.反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度比为1:1,且保持不变
②从反应开始到平衡的平均反应速率v(H2) = ________,达到平衡时氢气的转化率为________。
③该温度下的平衡常数为________(小数点后保留2位)。
④下列的条件一定能加快反应速率并且提高H2转化率的是________(填代号)。
A.升高反应温度
B.缩小容器的体积
C.保持容器体积不变,充入稀有气体
D.保持容器体积不变,充入CO2气体
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(12分)氢气是一种新型的绿色能源,又是一种重要的化工原料。
(1)氢气燃烧热值高,实验测得,在常温常压下, 1 g H2完全燃烧生成液态水,放出
142.9 kJ热量,则H2燃烧的热化学方程式为__________________________________。
(2)氢氧燃料电池能量转化率高,具有广阔的发展前景。现将氢氧燃料电池进行下图所示实验:①氢氧燃料电池中,负极的电极反应式为__________________, ②如图实验装置中,某一铜电极的质量减轻3.2 g,则 a极上消耗的O2在标准状况下的体积____________L。
(3)氢气是合成氨的重要原料,合成氨反应的热化学方程式如下:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);ΔH=-92.4 kJ/mol,
①当合成氨反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、H2和NH3的量),反应速率与时间的关系如图所示: 图中t1时引起平衡移动的条件可能是_________________,其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是____________。
②温度为T ℃时,将2 a mol H2和a mol N2放入0.5 L密闭容器中,充分反应后测得N2的转化率为50% ,则反应的平衡常数为____________。
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