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【题目】氨气是中学化学中常见的气体,其用途广泛。

(1)工业上氨气可以由氢气和氮气合成。

①该反应的热化学方程式是___。

②450℃,将5molN2和5molH2充入2L恒容密闭容器中发生反应,5min后达到平衡,N2的转化率为20%,则NH3的化学反应速率v(NH3)=___,该温度下如图所示反应的平衡常数的数值K=___,温度升高,平衡常数K将___(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(2)工业制硫酸的尾气中含较多的SO2,为防止污染空气,回收利用SO2,工业上常用氨水吸收法处理尾气。

①当氨水中所含氨的物质的量为3mol,吸收标准状况下44.8LSO2时,溶液中的溶质为___。

②已知NH4HSO3溶液显酸性。用氨水吸收SO2,当吸收液显中性时,溶液中离子浓度关系正确的是___。

A.c(NH4+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)

B.c(NH4+)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-)

C.c(NH4+)+c(H+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-)

D.c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)

(3)氨气是一种富氢燃料,可以直接用于燃料电池,如图是供氨水式燃料电池工作原理:

①氨气燃料电池的电解质溶液最好选择___(填“酸性”、“碱性”或“中性”)溶液。

②氨气燃料电池的反应是氨气与氧气生成一种常见的无毒气体和水,该电池的总反应方程式为___,正极的电极反应式为___。

【答案】N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) ΔH=-93.36kJ/mol 0.2mol·L-1·min-1 0.5 减小 (NH4)2SO3和NH4HSO3 AB 碱性 4NH3+3O2=2N2+6H2O O2+4e-+2H2O=4OH-(或3O2+12e-+6H2O=12OH-)

【解析】

(1)①先根据△H=反应物键能和-生成物键能和求出△H,再书写热化学方程式;②结合化学平衡三段式列式计算;

(2)①氨的物质的量为3mol,标准状况下44.8L SO2的物质的量为2mol,根据吸收后溶液中N原子和S原子的关系结合(NH4)2SO3和NH4HSO3的化学式分析判断;②利用电荷守恒、物料守恒和溶液的酸碱性分析判断;

(3)①氨气是碱性气体;②生成的无毒气体时N2,据此书写总反应;氧气在正极发生还原反应,结合碱性环境书写正极反应式。

(1)①△H=反应物键能之和-生成物键能之和=945kJ/mol+3×436kJ/mol-6×391.06kJ/mol =-93.36 kJ/mol,所以,其热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-93.36 kJ/mol,故答案为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-93.36 kJ/mol;

②450℃,2L密闭容器中,5mol N2和5mol H2发生反应,达到平衡时,N2的转化率为20%.

NH3的化学反应速率v(NH3)== 0.2mol·L-1·min-1,平衡常数K==0.5,该温度下反应的平衡常数的数值是0.5;该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,平衡常数K将减小,故答案为:0.2mol·L-1·min-1;0.5;减小;

(2)①氨的物质的量为3mol,吸收标准状况下44.8L(2mol) SO2时,溶液中含有N原子3mol,S原子2mol,根据原子守恒,在(NH4)2SO3中,其原子个数比为2∶1,在NH4HSO3中,其原子个数比为1∶1,所以,生成物有(NH4)2SO3和NH4HSO3,故答案为:(NH4)2SO3和NH4HSO3;

②NH4HSO3溶液显酸性,用氨水吸收SO2,当吸收液显中性时,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒:c(NH4+)+c(H+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-),则c(NH4+)=2c(SO32-)+c(HSO3-),故A正确,C错误;存在c(NH4+)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-),故B正确,NH4HSO3溶液显酸性,现在溶液显中性,说明是NH4HSO3和氨水的混合溶液,根据物料守恒,c(NH4+)+c(NH3·H2O)>c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3),故D错误;故答案为:AB;

(3)①氨气是碱性气体,所以电解液最好选择碱性溶液,故答案为:碱性;

②生成的无毒气体是N2,化学方程式为:4NH3+3O2=2N2+6H2O,氧气在正极发生还原反应,正极的电极反应式为:O2+4e-+2H2O=4OH-,故答案为:4NH3+3O2=2N2+6H2O;O2+4e-+2H2O=4OH-。

练习册系列答案
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(1)准确量取一定体积的待测液需要使用的仪器是________________。

(2)若滴定开始和结束时,滴定管中的液面如图所示,则消耗盐酸标准液的体积为______mL。

(3)用盐酸标准液滴定待测烧碱样品的溶液时,________(填“左手”或“右手”,下同)握酸式滴定管的活塞,________摇动锥形瓶,眼睛始终注视________________。

(4)滴定时,若以酚酞为指示剂,滴定达到终点的标志是__________。

(5)将准确称取的5.0g烧碱样品配制成250mL待测液,并用盐酸标准液滴定。滴定前读数及滴定后读数如表所示。

滴定次数

待测液体积(mL)

0.20mol/L的盐酸体积(mL)

滴定前读数

滴定后读数

第一次

10.00

0.70

20.60

第二次

10.00

4.00

24.10

第三次

10.00

1.10

21.10

由实验数据可知,烧碱的纯度为________。

(6)下列操作会导致测得的待测液的浓度偏大的是________(填标号)。

a.部分标准液滴出锥形瓶外

b.用待测溶液润洗锥形瓶

c.锥形瓶洗净后还留有蒸馏水

d.放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失

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A.x 点,c(HA)> c(A-)

B.y 点,c(HA)+c(A-)=c(Na+) =0.10 mol·L-1

C.z 点,c(Na+) = c(A-) + c(OH-)

D.水的电离程度,x 点小于 y 点

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A.是该混合溶液中的SO42-导致了A点溶液的pH值小于B点

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C.BC段阴极产物和阳极产物的体积之比为2:1

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方法一:

方法二:

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方法四:不使用化学试剂,使用实验室常用仪器

按要求回答下列问题:

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(2)方法二:在操作1中所用到的玻璃仪器中,除了烧杯、玻璃棒外,还需要的用到的是_____,在操作2中应选择的指示剂是____________;

(3)在方法二中计算该样品中NaHCO3的质量分数为___________[用流程图中的数据m、V(HCl) 填写有关的表达式];

(4)在方法三中:根据所用的实验装置,除了称量试样质量外,还需测定的实验数据是________;

(5)仔细分析方法三中的实验装置,若由此测得的数据来计算实验结果,则有可能偏高也有可能偏低,偏高的原因可能是__________,偏低的原因可能是_______(均文字简述);

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(2)铜阳极泥氧化时,采用“低温焙烧”而不采用“高温焙烧”的原因是__________

(3)“②浸金”反应中, H2SO4 的作用为_________________________,该步骤的分离操作中, 需要对所得的 AgCl 进行水洗。判断 AgCl 已经洗涤干净的方法是:取最后一次洗涤液,滴________________________试剂,出现_______现象,证明 AgCl 未洗涤干净。

(4)氯金酸(HAuCl4)在 pH 为 2~3 的条件下被草酸还原为 Au,同时放出二氧化碳气体,写出该反应方程式_____________________________________________

(5)甲醛还原法沉积银,(Ag(SO3 )2 3-)通常是在搅拌下于室温及弱碱性条件下进行,甲醛被氧化为碳酸氢根离子,则该反应的离子方程式为 _______________

(6)电解法精炼银,用 10A 的电流电解 30min,若电解效率(通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理论上应沉积的金属质量之比)为 80%,此时可得到银单质的质量为__________ (保留 1 位小数,法拉第常数 96500C/mol)。

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【题目】一定温度下,在2L容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图,由图中数据分析,反应物是____,t2时,N的浓度是_______________;若t2=1 min,从反应开始到t2 ,M的平均反应速率为_____________; 该反应的化学方程式为______;在反应达到化学平衡时,各组分的浓度保持______(填“相等”或“不变”)且_______(填“一定”或“不一定”相等,各物质的反应速率之比_______(填“一定”或“不一定”)等于化学计量数之比。

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