當前位置： 2022-2023學年福建省福州市格致中學高一（下）期末化學試卷> 試題詳情

氮的化合物廣泛應用于工業(yè)、航天、醫(yī)藥等領(lǐng)域。
（1）氨氣可作為脫硝劑，在恒溫恒容密閉容器中充入一定量的NO和NH₃。在一定條件下發(fā)生反應：6NO（g）+4NH₃（g）=5N₂（g）+6H₂O（g）。該反應已達到平衡狀態(tài)的標志是
cd
cd
。
a.12molN-H鍵斷裂的同時生成5molN≡N鍵
b.容器內(nèi)n（NO）：n（NH₃）：n（N₂）：n（H₂O）=6：4：5：6
c.容器內(nèi)N₂的物質(zhì)的量分數(shù)不再變化
d.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變
（2）肼（N₂H₄）是火箭的高能燃料，該物質(zhì)燃燒時生成水蒸氣和氮氣，已知某些化學鍵的鍵能如表：

化學鍵 O-H N-N N-H O=O N≡N

鍵能kJ/mol 467 160 391 498 945

則1molN₂H₄在氧氣中完全燃燒的過程中放出的能量為
591
591
kJ。
（3）一定條件下，在5L密閉容器內(nèi)，反應2NO₂（g）?N₂O₄（g），NO₂的物質(zhì)的量隨時間變化如表：

時間/s 0 1 2 3 4 5

N（NO₂）/mol 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005

①用N₂O₄表示0～2s內(nèi)該反應的平均速率為
0.0015
0.0015
mol/（L?s），在第5s時，NO₂的轉(zhuǎn)化率為
87.5%
87.5%
。
②為加快反應速率，可以采取的措施是
ad
ad
。
a.升高溫度
b.恒容時充入He（g）
c.恒壓時充入He（g）
d.恒容時充入NO₂
（4）已知：2N₂O=2N₂+O₂，不同溫度（T）下，N₂O分解半衰期隨起始壓強的變化關(guān)系如圖所示（圖中半衰期指任一濃度N₂O消耗一半時所需的相應時間），則T₁
＞
＞
T₂（填“＞”、“=”或“＜”）。當溫度為T、起始壓強為p₀，反應至t₁min時，此時體系壓強p=
1.25p₀
1.25p₀
（用p₀表示）。

【考點】化學平衡的計算；化學平衡狀態(tài)的判斷．

【答案】cd；591；0.0015；87.5%；ad；＞；1.25p₀

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/8/3 8:0:9組卷：17引用：1難度：0.5

相似題

1．氫能是一種公認的高熱值清潔能源，目前世界各國正致力于將高污染高排放的碳能源，過渡成清潔高效低排放的氫能源。
（1）我國氫氣的主要來源是焦爐氣制氫，所制得的氫氣含有較多的CO和H₂S，干法脫硫是用氧化鐵將硫元素轉(zhuǎn)化為硫化鐵。干法脫硫的反應方程式為

。
（2）我國科研人員用木屑水蒸氣氣化制取氫燃料，在一定條件下，反應器中存在的主要反應如下：
Ⅰ.C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）ΔH₁
Ⅱ.C（s）+2H₂（g）?CH₄（g）ΔH₂
Ⅲ.CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）ΔH₃
Ⅳ.CH₄（g）+2H₂O（g）?CO₂（g）+4H₂（g）ΔH₄
①為研究反應Ⅱ的熱效應，以0.1molC（s）、0.2molH₂（g）或0.1molCH₄（g）為初始原料，在1023K、100kPa條件下，分別在恒壓容器中進行反應。達平衡時，以C（s）、H₂（g）為原料，體系向環(huán)境放熱akJ；以CH₄（g）為原料，體系從環(huán)境吸熱bkJ。忽略副反應熱效應，則反應Ⅱ焓變ΔH₂（1023K、100kPa）═

。
研究表明CaO的添加量按照CaO中所含的Ca和木屑所含C的物質(zhì)的量比
n
（
C
a
）
n
（
C
）
確定，在750℃，控制水蒸氣流量為定值，探究催化劑的催化效果，結(jié)果如下表所示。

n
（
C
a
）
n
（
C
）
氣體體積分數(shù)/% 轉(zhuǎn)化率/%

H₂ CO CO₂ CH₄

0 45.58 22.70 22.37 7.54 61.22

0.5 52.95 21.74 19.11 5.14 56.59

1.0 58.62 22.37 12.60 5.31 61.42

②
n
（
C
a
）
n
（
C
）
由0到0.5時，H₂的體積分數(shù)顯著增加的原因

。
③隨著反應的進行，發(fā)現(xiàn)CaO的吸收能力逐漸降低，原因是

。
④750℃，
n
（
C
a
）
n
（
C
）
═1.0，假設(shè)各反應達平衡后氣體組成如上表，平衡總壓為PMPa,則反應Ⅰ的壓強平衡常數(shù)K_P═

MPa（保留1位小數(shù)）。
（3）將氫氣儲存于液體燃料中，可以解決氫氣的安全高效存儲和運輸。由于甲醇具有單位體積儲氫量高、活化溫度低等優(yōu)點，是理想的液體儲氫分子。我國學者構(gòu)建一種雙功能結(jié)構(gòu)的催化劑，反應過程中，在催化劑的表面同時活化水和甲醇。如圖是甲醇脫氫轉(zhuǎn)化的反應歷程（TS表示過渡態(tài)）。

根據(jù)圖判斷甲醇脫氫反應中斷裂的化學鍵是

。

發(fā)布：2024/11/10 8:0:1組卷：7引用：2難度：0.5

解析

2．（1）已知：
甲醇脫水反應   2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₁=-23.9kJ?mol^-1
甲醇制烯烴反應  2CH₃OH（g）═C₂H₄ （g）+2H₂O（g）△H₂=-29.1kJ?mol^-1
乙醇異構(gòu)化反應  C₂H₅OH （g）═CH₃OCH₃（g）△H₃=+50.7kJ?mol^-1
則乙烯氣相直接水合反應的熱化學方程式為：

。
（2）如圖為乙烯氣相直接水合法制備乙醇中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系（其中n（H₂O）：n（C₂H₄）=1：1）。

若p₂=8.0MPa,列式計算A點的平衡常數(shù)K_p=

（用平衡分壓代替平衡濃度計算；分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)；結(jié)果保留到小數(shù)點后兩位）；
（3）以乙烯為燃料，氧氣為氧化劑，KOH溶液為電解質(zhì)溶液，可制成燃料電池（電極材料為惰性電極）。
①若KOH溶液足量，則負極的電極反應式

。
②若電解質(zhì)溶液中KOH的物質(zhì)的量為0.75mol,當有0.25mol乙烯參與反應時（假設(shè)電解質(zhì)溶液體積變化忽略不計），則反應后電解質(zhì)溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是

。
發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：21引用：1難度：0.6
解析
3．肼（N₂H₄）作為一種重要的氮氫化合物，氫質(zhì)量分數(shù)高達12.5%，完全分解產(chǎn)物為H₂和N₂，是一種理想的液體氫源。N₂H₄分解過程中發(fā)生完全分解和不完全分解。
完全分解：N₂H₄（g）?N₂（g）+2H₂（g）△H₁=-50.6kJ?mol^-1 I
不完全分解：3N₂H₄（g）?4NH₃（g）+N₂（g）△H₂ II
反應II的焓變不易測量，現(xiàn)查表得如下數(shù)據(jù)：
2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）△H₃=+92kJ?mol^-1 （該反應實際未發(fā)生）
（1）反應II在

（填高溫、低溫或任意溫度）條件下可以自發(fā)進行。
（2）在體積固定的密閉容器中，以Ir/Al₂O₃為催化劑，在不同溫度下（催化劑均未失活）分解等量N₂H₄（一開始體系中無其他氣體），測得反應相同時間后的N₂H₄、NH₃和H₂體積分數(shù)如圖1所示：

①下列說法正確的是

A．據(jù)圖可知200℃時，反應 I的活化能低于反應II的活化能
B.300℃后N₂H₄的體積分數(shù)略有提高，可能由于反應II逆向移動導致
C．換用選擇更高的Ni/Ir復合催化劑可提高N₂H₄的平衡轉(zhuǎn)化率
D.400℃是該制氫工藝比較合適的生產(chǎn)溫度
②若某溫度下在1L體積固定的密閉容器中加入1molN₂H₄，反應一段時間后達到平衡狀態(tài)，此時H₂與NH₃的物質(zhì)的量均為0.4mol。請計算該溫度下反應 I的平衡常數(shù)K_C=

（K_c為用氣體的濃度表示的平衡常數(shù)）
③若在600～1000℃下進行上述實驗，請預測并在上圖中補充H₂體積分數(shù)的變化趨勢。
（3）近期，來自四位非洲的女孩打造了一臺靠尿液驅(qū)動的發(fā)電機，其原理是把尿液以電解的方式分離出提供設(shè)備發(fā)電使用的氫氣的技術(shù)，同時將尿液脫氮（轉(zhuǎn)化為大氣循環(huán)的無污染氣體）減輕生活污水處理。以純尿液為電解液（以NH₄⁺表示尿液中氮元素的存在形式），寫出該電解過程的總反應方程式：

發(fā)布：2024/11/10 8:0:1組卷：4引用：1難度：0.6
解析

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時間/s	0	1	2	3	4	5
N（NO₂）/mol	0.040	0.020	0.010	0.005	0.005	0.005

n （ C a ） n （ C ）	氣體體積分數(shù)/%				轉(zhuǎn)化率/%
n （ C a ） n （ C ）	H₂	CO	CO₂	CH₄	轉(zhuǎn)化率/%
0	45.58	22.70	22.37	7.54	61.22
0.5	52.95	21.74	19.11	5.14	56.59
1.0	58.62	22.37	12.60	5.31	61.42