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工业制硝酸的主要反应为:
4NH3(g)+5C2(g)?4NO(g)+6H2O(g)△H.
(1)已知氢气的燃烧热为285.8kJ/mol.
N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol;
H2O(l)═H2O(g)△H=+44.0kJ/mol;
N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.6kJ/mol.
则上述工业制硝酸的主要反应的△H=
 
.
(2)在容积固定的密闭容器中发生上述反应,容器内部分物质的物质的量浓度如下表:
 浓度  c(NH3)(mol/L)  c(O2)(mol/L)  c(NO)(mol/L)
 时间
 起始  0.8  1.6  0
 第2min  0.6  a  0.2
 第4min  0.3  0.975  0.5
 第6min  0.3  0.975  0.5
 第8min  0.7  1.475  0.1
①反应在第2min到第4min时,O2的平均反应速率为
 
.
②反应在第6min时改变了条件,改变的条件可能是
 
(填序号).
A.使用催化剂    B.升高温度    C.减小压强    D.增加O2的浓度
③下列说法中能说明4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)达到平衡状态的是
 
(填序号).
A.单位时间内生成n mol NO的向时,生成n mol NH3
B.条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化
C.百分含量w(NH3)=w(NO)
D.反应速率v(NH3):v(O2):v(NO):v(H2O)=4:5:4:6
E.若在恒温恒压下容积可变的容器中反应,混合气体的密度不再变化
(3)某研究所组装的CH3OH-O2燃料电池的工作原理如图1所示.
①该电池工作时,b口通入的物质为
 
.
②该电池正极的电极反应式为:
 
.
③以此电池作电源,在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理(装置如图2所示)的过程中,发现溶液逐渐变浑浊并有气泡产生,其原因可能是
 
(用相关的离子方程式表示).
考点:反应速率的定量表示方法,反应热和焓变,常见化学电源的种类及其工作原理,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断
专题:基本概念与基本理论
分析:(1)根据盖斯定律结合已知方程式求算;
(2)①根据氨气的浓度变化求出氨气的速率,再求氧气的速率;
②先分析图表,再根据外界对化学平衡的影响分析;
③根据达到平衡状态,正逆反应速率相等,各组分的浓度、百分含量不再变化,据此进行判断;
(3)①在甲醇燃料电池中,燃料甲醇作负极,发生失电子的氧化反应;
②氧气作正极,发生得电子的还原反应;
③根据电解池的工作原理和双水解原理知识来回答.
解答: 解:(1)已知反应:①O2(g)+2H2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol.
                  ②N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol;
                  ③H2O(l)═H2O(g)△H=+44.0kJ/mol;
                  ④N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.6kJ/mol;
由盖斯定律:3×①-2×②+6×③+2×④得到方程 4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g),
则△H=-571.6×3+92.4×2+44×6+180.6×2=-904.8KJ/mol,
故答案为:-904.8KJ/mol;
(2)①氨气的平均化学反应速率为v=
△c
△t
=
(0.6000-0.3000)mol/L
2min
=0.15 mol/L.min,同一化学反应同一时间段内,各物质的反应速率之比等于计量数之比,所以氧气的平均化学反应速率为:0.15 mol/(L.min)×
5
4
=0.1875mol/(L.min),
故答案为:0.1875mol/(L.min);
②通过图表比较第6min和第8min时知,反应物和生成物的反应速率都增大,而且反应物浓度增大,生成物浓度减小,平衡逆移,所以改变的条件是升高温度,故B正确;
故答案为:B;
③A.单位时间内生成n mol NO为正速率,生成n mol NH3为逆速率,而且正逆速率之比等于化学计量数之比,所以能说明反应达到了平衡状态,故A正确;
B.该反应是体积增大的反应,气体的总物质的量逐渐增大,气体的质量不变,则气体平均相对分子质量减小,若容器中气体平均摩尔质量不变,说明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故B正确;
C.百分含量w(NH3)=w(NO),不能说明反应物或生成物的浓度不再变化,所以无法判断是否达到平衡状态,故C错误;
D.反应速率v(NH3):v(O2):v(NO):v(H2O)=4:5:4:6,反应开始后始终成立,不能说明反应达到平衡状态,故D错误;
E.该反应是体积增大的反应,反应过程中气体的质量不变,所以气体的密度逐渐减小,当密度不变了,说明反应达到了平衡状态,故E正确;
故答案为:ABE;
(3)①根据装置可以知道d处生成大量的水,所以c电极是通入的氧气,b口通入的物质为甲醇,故答案为:CH3OH;
②d处生成大量的水,所以c电极是通入的氧气,为正极,发生电极反应为:O2+4e-+4H+=2H2O,故答案为:O2+4e-+4H+=2H2O;
③在电解池中,金属铝为阳极,发生电极反应:Al-3e-=Al3+,铝离子会和碳酸氢根离子之间发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳,即Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,溶液逐渐变浑浊,故答案为:Al-3e-=Al3+、Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑;
点评:本题考查了盖斯定律的应用、反应速率的计算、化学平衡的影响因素、平衡状态的判断、图表数据应用判断、原电池原理等,难度较大,掌握理解概念和有关原理是解题关键.
练习册系列答案
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滴加新制氯水后,下列各组离子可能大量存在的是(  )
A、Fe3+、Cl-、NO3-
B、Na+、HCO3-、SO42-
C、Ag+、NH4+、NO3-
D、Na+、SO32-、SO42-

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一种由碳原子数相同的烷烃和烯烃组成的混合气体30mL,充入100mL氧气,点燃充分反应,反应后的气体先通过足量浓硫酸.再通过足量氢氧化钠溶液后气体体积减少了60mL,此时还剩余气体4mL,求:(说明:烃完全参加反应,没有剩余)
(1)烷烃和烯烃的分子式.
(2)混合气体中烷烃和烯烃的体积比.
(3)混合气体的平均分子量.

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铁明矾[xFeSO4?yAl2(SO4)3?zH2O]是一种重要化工原料.其组成可通过下列实验测定.
①称取1.8520g 样品,准确配成100mL溶液A.
②量取25.00mL溶液A,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤,干燥至恒重,得到白色固体0.4660g.
③再量取25.00mL溶液A,滴加适量稀硫酸,用0.0100mol?L-1KMnO4溶液滴定至终点,生成Mn2+,消耗KMnO4溶液10.00mL.
(1)已知室温下BaSO4的Ksp=1.1×10-10,欲使溶液中c(SO42-)≤1.0×10-5mol?L-1,则应保持溶液中c(Ba2+)≥
 
mol?L-1.
(2)③中发生反应的离子方程式为
 
,滴定终点的现象是
 
.
(3)通过计算确定样品的组成(必须写出计算过程).

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科目:高中化学 来源: 题型:

A、B、C、D、E都是短周期元素,原子序数逐渐增大,A、B处于同一周期,C、D、E同处另一周期.C、B可按原子个数比2:l和1:1分别形成两种离子化合物甲和乙.A原子的最外层电子数比次外层电子层多3个.E是地壳中含量最高的金属元素.根据以上信息回答下列问题:
(1)D元素在周期表中的位置是
 
,画出B元素简单离子结构示意图
 
,乙物质中存在的化学键类型是
 
.
(2)A、B、C、D、E五种元素的原子半径由小到大的顺序是
 
(用元素符号填写)
(3)除去D中少量的E,可选用的试剂是
 
,发生反应的化学方程式是
 

(4)工业上冶炼单质E的化学方程式为
 

(5)将D、E的单质插入NaOH溶液中,构成原电池,其负极是
 
(用元素符号填写)

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科目:高中化学 来源: 题型:

将25.6g Cu投入50mL 12mol/L 的浓硝酸中,充分反应后,生成4.48L(标准状态)NO和NO2的混合气体.请计算回答:
(1)被还原硝酸的物质的量是
 
mol;
(2)25.6g Cu 和50mL 12mol/L的硝酸反应,最终剩余的反应物是
 
,其物质的量是
 
mol;
(3)如果将4.48L(标准状态)NO和NO2的混合气体采用排水法收集,则最终收集到的气体体积是
 
L(标准状态)(结果保留小数点后两位);
(4)如果往反应后的体系内再加入200mL 4mol/L的稀硫酸,又会产生
 
L气体(标准状态)(结果保留小数点后两位).

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科目:高中化学 来源: 题型:

如图为氢氧燃料电池的示意图:

(1)若以稀硫酸为电解液,则a极为
 
极.
(2)若以KOH溶液作电解液,则b极上的电极反应式为
 
,放电一段时间后电解液的pH将
 
(填“变大”、“变小”或“不变”).

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列离子在溶液中能大量共存的一组是(  )
A、Fe3+、H+、ClO-、SO32-
B、K+、Al3+、Cl-、CO32-
C、Al3+、NH4+、Cl-、SO42-
D、Na+、Ca2+、HCO3-、OH-

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列热化学方程式书写正确的是(△H的绝对值均正确)(  )
A、C(s)+
1
2
O2(g)=CO(g)△H=-110.5kJ?mol-1 (燃烧热)
B、2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)△H=+483.6 kJ?mol-1(反应热)
C、C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O△H=-1368.8 kJ?mol-1(反应热)
D、2NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)△H=-114.6 kJ?mol-1(中和热)

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