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北京冬奧會火炬“飛揚(yáng)”在研制的過程中,解決了火焰顏色與穩(wěn)定性、高壓儲氫、氫能安全利用等多項(xiàng)技術(shù)難題。中國研究人員研制出一種新型復(fù)合光催化劑,利用太陽光在催化劑表面實(shí)現(xiàn)高效分解水來制備氫氣,其主要過程如圖所示。
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已知:幾種物質(zhì)中化學(xué)鍵的鍵能如表所示。
化學(xué)鍵 H2O中H-O鍵 O2中O=O鍵 H2中H-H 鍵H2O2中O-O鍵 H2O2中O-H鍵
鍵能kJ/mol 463 496 436 138 463
(1)寫出水蒸氣光催化反應(yīng)的熱化學(xué)方程式
2H2O(g)
光催化
2H2(g)+O2(g)△H=+484kJ/mol
2H2O(g)
光催化
2H2(g)+O2(g)△H=+484kJ/mol
。
(2)過程Ⅲ屬于
吸熱
吸熱
反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。
(3)分解產(chǎn)生的H2(g)可以與CO2(g)反應(yīng)用來合成甲醇,反應(yīng)的能量變化如圖所示。
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①補(bǔ)全上圖:圖中A處應(yīng)填入
1molCO2(g)+3molH2(g)
1molCO2(g)+3molH2(g)
。
②該反應(yīng)需要加入銅—鋅基催化劑.加入催化劑后,該反應(yīng)的ΔH
不變
不變
(填“變大”“變小”或“不變”)。
③已知:CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)ΔH1=-283kJ?mol-1
H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(g)ΔH2=-242kJ?mol-1
CH3OH(g)+
3
2
O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH3=-676kJ?mol-1
以CO(g)和H2(g)為原料合成甲醇的反應(yīng)為CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),該反應(yīng)的ΔH為
-91
-91
kJ?mol-1。
(4)1909年哈伯在實(shí)驗(yàn)室中首次利用氫氣與氮?dú)夥磻?yīng)合成氨,實(shí)現(xiàn)了人工固氮。
①請結(jié)合下列數(shù)據(jù)分析,工業(yè)上選用氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)固氮,而沒有選用氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)固氮的原因是
氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)的限度(或化學(xué)平衡常數(shù))遠(yuǎn)大于氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)的限度
。
序號 化學(xué)反應(yīng) K(298K)的數(shù)值
N2(g)+O2(g)?2NO(g) 5×10-31
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) 4.1×106
②某實(shí)驗(yàn)室在三個(gè)不同條件的1L密閉容器中,分別加入物質(zhì)的量均為n(N2)=0.100mol,n(H2)=0.300mol的反應(yīng)物進(jìn)行合成氨反應(yīng),N2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如下圖a、b、c曲線所示。
實(shí)驗(yàn)a剛好到達(dá)平衡時(shí)以H2表示的反應(yīng)速率為
6×10-3mol/(L?min)
6×10-3mol/(L?min)
。
據(jù)如圖所示,c裝置中有一個(gè)條件與a不同。請指出,并說明判斷的理由。
c條件:
溫度高
溫度高
理由:
溫度高,反應(yīng)速率大,到達(dá)平衡時(shí)間縮短,平衡逆向移動,平衡時(shí)N2的物質(zhì)的量大
溫度高,反應(yīng)速率大,到達(dá)平衡時(shí)間縮短,平衡逆向移動,平衡時(shí)N2的物質(zhì)的量大
。
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【答案】2H2O(g)
光催化
2H2(g)+O2(g)△H=+484kJ/mol;吸熱;1molCO2(g)+3molH2(g);不變;-91;氮?dú)馀c氫氣反應(yīng)的限度(或化學(xué)平衡常數(shù))遠(yuǎn)大于氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)的限度;6×10-3mol/(L?min);溫度高;溫度高,反應(yīng)速率大,到達(dá)平衡時(shí)間縮短,平衡逆向移動,平衡時(shí)N2的物質(zhì)的量大
【解答】
【點(diǎn)評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:11引用:2難度:0.6
相似題
  • 1.聯(lián)氨(又稱聯(lián)肼,N2H4,無色液體)是一種應(yīng)用廣泛的化工原料,可用作火箭燃料,回答下列問題:
    (1)聯(lián)氨分子的電子式為
     
    ,其中氮的化合價(jià)為
     

    (2)實(shí)驗(yàn)室可用次氯酸鈉溶液與氨反應(yīng)制備聯(lián)氨,反應(yīng)的離子方程式為
     
    _.
    (3)①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l)△H1
    ②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)△H2
    ③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)△H3
    ④2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H4
    上述反應(yīng)熱效應(yīng)之間的關(guān)系式為△H4=
     
    (用△H1、△H2、△H3表示).
    (4)聯(lián)氨為二元弱堿,在水中的電離方程式與氨相似,聯(lián)氨第一步電離反應(yīng)的平衡常數(shù)值為
     

    (已知:N2H4+H+?N2H5+  K=8.5×107;Kw=1.0×10-14).聯(lián)氨與硫酸形成的酸式鹽的化學(xué)式為
     

    發(fā)布:2024/11/18 8:0:1組卷:24引用:1難度:0.5
  • 2.已知:CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-Q1kJ?mol-1(Q>0)
    2H2(g)+
    1
    2
    O2(g)═H2O(g)△H=-Q2kJ?mol-1(Q>0)
    2H2(g)+
    1
    2
    O2(g)═H2O(l)△H=-Q3kJ?mol-1(Q>0)
    常溫下取體積比為4:1的甲烷和氫氣的混合氣體11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),經(jīng)完全燃燒后恢復(fù)到室溫,則放出的熱量(單位:kJ)為( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/10/26 17:0:2組卷:7引用:1難度:0.7
  • 3.(1)已知:甲醇制烯烴反應(yīng)①:2CH3OH(g)═C2H4(g)+2H2O(g)△H1=-29.0KJ?mol-1
    甲醇脫水反應(yīng)②:2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2=-24.0KJ?mol-1
    乙醇異構(gòu)化反應(yīng)③:CH3CH2OH(g)═CH3OCH3(g))△H3=+50.8KJ?mol-1
    則乙烯氣相直接水合反應(yīng)C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g)的△H=
     
    KJ?mol-1
    (2)在精制飽和食鹽水中加入碳酸氫銨可制備小蘇打(NaHCO3),并提取氯化銨作為肥料或進(jìn)一步提純?yōu)楣I(yè)氯化銨.
    ①寫出上述制備小蘇打的化學(xué)方程式:
     

    ②濾出小蘇打后,母液提取氯化銨有兩種方法:Ⅰ、通入氨,冷卻、加食鹽,過濾;Ⅱ、不通氨,冷卻、加食鹽,過濾.其中方法Ⅰ析出的氯化銨的純度更高,其原因是
     
    .而方法Ⅱ的優(yōu)點(diǎn)是其濾液可以
     

    (3)鉛及其化合物可用于
     
    蓄電池,耐酸設(shè)備及X射線防護(hù)材料等.PbO2可由PbO與次氯酸鈉溶液反應(yīng)制得,反應(yīng)的離子方程式為
     
    :PbO2也可以通過石墨為電極,Pb(NO32和Cu(NO32的混合溶液為電解液電解制?。枠O發(fā)生的電極反應(yīng)式
     
    ,電解液中加入Cu(NO32的原因是
     

    發(fā)布:2024/11/4 8:0:2組卷:16引用:2難度:0.5
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