题目
物质的量量(mol)-|||-0.6-|||-H-|||-0.4-|||-N NH-|||-H-|||-下-|||-0.2 N2-|||-NH H2-|||-0 5 10 15 20 25 30 35 40-|||-0 5 10 15 20 25 30 35 40-|||-时间(min)游离态氮称为惰性氮,游离态氮转化为化合态氮称之为氮的活化,在氮的循环系统中,氮的过量“活化”,使活化氮开始向大气和水体过量迁移,氮的循环平衡被打破,导致全球环境问题。Ⅰ.氮的活化工业合成氨是氮的活化重要途径之一,在一定条件下,将N2和H2通入到体积为0.5L的恒容密闭容器中,反应过程中各物质的物质的量变化如图所示:(1)10min内用NH3表示该反应的平均速率,v(NH3)= ____ 。(2)在第10min和第25min改变的条件可能分别是 ____ 、 ____ (填字母代号)。A.加了催化剂B.降低温度C.增加NH3的物质的量D.往容器内充入HeE.分离出氨气(3)下列能说明该可逆反应达到平衡状态的是 ____ (填字母代号)。A.容器中气体密度不变B.容器中压强不变C.3v(H2)正=2v(NH3)逆D.N2、H2、NH3分子数之比为1:3:2Ⅱ.催化转化为惰性氮已知:SO2、CO、NH3等都可以催化还原氮氧化物生成惰性氮。在25℃、101kPa时:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H1=-92.4kJ/mol2H2(g)+O2(g)═2H2O(1)△H2=-571.6kJ/molN2(g)+O2(g)═2NO(g)△H3=+180kJ/mol则NO与NH3反应生成惰性氮的热化学方程式为 ____ 。Ⅲ.按如图1所示装置进行电解,A、B、C、D均为铂电极,回答下列问题。物质的量量(mol)-|||-0.6-|||-H-|||-0.4-|||-N NH-|||-H-|||-下-|||-0.2 N2-|||-NH H2-|||-0 5 10 15 20 25 30 35 40-|||-0 5 10 15 20 25 30 35 40-|||-时间(min)(1)甲槽电解的是200mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液,理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图2所示(气体体积已换算成标准状况下的体积,电解前后溶液的体积变化忽略不计)。t2时所得溶液的pH= ____ 。(2)乙槽中盛放足量的硫酸铜溶液,电解后,若使乙槽内的溶液完全复原,可向乙槽中加入 ____ (填字母代号)。A.Cu(OH)2B.CuOC.CuCO3D.Cu2(OH)2CO3
游离态氮称为惰性氮,游离态氮转化为化合态氮称之为氮的活化,在氮的循环系统中,氮的过量“活化”,使活化氮开始向大气和水体过量迁移,氮的循环平衡被打破,导致全球环境问题。Ⅰ.氮的活化
工业合成氨是氮的活化重要途径之一,在一定条件下,将N2和H2通入到体积为0.5L的恒容密闭容器中,反应过程中各物质的物质的量变化如图所示:
(1)10min内用NH3表示该反应的平均速率,v(NH3)= ____ 。
(2)在第10min和第25min改变的条件可能分别是 ____ 、 ____ (填字母代号)。
A.加了催化剂
B.降低温度
C.增加NH3的物质的量
D.往容器内充入He
E.分离出氨气
(3)下列能说明该可逆反应达到平衡状态的是 ____ (填字母代号)。
A.容器中气体密度不变
B.容器中压强不变
C.3v(H2)正=2v(NH3)逆
D.N2、H2、NH3分子数之比为1:3:2
Ⅱ.催化转化为惰性氮
已知:SO2、CO、NH3等都可以催化还原氮氧化物生成惰性氮。在25℃、101kPa时:
N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H1=-92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)═2H2O(1)△H2=-571.6kJ/mol
N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H3=+180kJ/mol
则NO与NH3反应生成惰性氮的热化学方程式为 ____ 。
Ⅲ.按如图1所示装置进行电解,A、B、C、D均为铂电极,回答下列问题。

(1)甲槽电解的是200mL一定浓度的NaCl与CuSO4的混合溶液,理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如图2所示(气体体积已换算成标准状况下的体积,电解前后溶液的体积变化忽略不计)。t2时所得溶液的pH= ____ 。
(2)乙槽中盛放足量的硫酸铜溶液,电解后,若使乙槽内的溶液完全复原,可向乙槽中加入 ____ (填字母代号)。
A.Cu(OH)2
B.CuO
C.CuCO3
D.Cu2(OH)2CO3
题目解答
答案
解:I.(1)根据图象可知,10min时氨气的物质的量为0.1mol,则10min内用NH3表示该反应的平均速率,v(NH3)=$\frac{\frac{0.1mol}{5L}}{10min}$=0.02mol•L-1•min-1,
故答案为:0.02mol•L-1•min-1;
(2)由图象可知各组分物质的量变化增快,且10min时变化是连续的,在第10min改变的条件可能是加入催化剂或升高了温度,只有A符合;20min时反应达到平衡,反应物中N2和H2在25min时物质的量不变,然后慢慢降低,氨气物质的量突然减小,化学平衡向右移动,可知25min改变的条件是将NH3从反应体系中分离出去,只有E符合,
故答案为:A;E;
(3)A.容器中气体质量和体积不变,气体密度始终不变,气体密度不变不能说明反应达到平衡状态,故A不选;
B.反应前后气体物质的量变化,未达到平衡前,压强不断变化,当容器中压强不变,说明反应达到平衡状态,故B选;
C.2v(H2)正=3v(NH3)逆说明正、逆反应速率相等为平衡状态,则3v(H2)正=2v(NH3)逆时正、逆反应速率不相等,说明反应没有达到平衡状态,故C不选;
D.N2、H2、NH3分子数之比为1:3:2不能说明正逆反应速率相等,不能证明反应达到平衡状态,故D不选;
故答案为:B;
II.已知:①N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H1=-92.4kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)△H2=-571.6kJ/mol
③N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H3=+180kJ/mol
结合盖斯定律可知,(②-③)×3-①×2得到NO与NH3反应生成惰性氮的热化学方程式为:6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(l)△H=-2070kJ•mol-1,
故答案为:6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(l)△H=-2070kJ•mol-1;
III.(1)Ⅱ曲线中由t2时生成氧气为336mL-224mL=112mL,n(O2)=$\frac{0.112L}{22.4L/mol}$=0.005mol,由t2时发生的电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O∼4H+,n(H+)=0.005mol×4=0.02mol,则溶液的c(H+)=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L,pH=1,
故答案为:1;
(2)乙槽盛放足量CuSO4溶液,乙槽内电解的总化学方程式:2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+2H2SO4,则根据少什么加什么的原则,若加入Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3会生成水,无法恢复到原浓度,则可以加CuO或CuCO3,
故答案为:BC。
故答案为:0.02mol•L-1•min-1;
(2)由图象可知各组分物质的量变化增快,且10min时变化是连续的,在第10min改变的条件可能是加入催化剂或升高了温度,只有A符合;20min时反应达到平衡,反应物中N2和H2在25min时物质的量不变,然后慢慢降低,氨气物质的量突然减小,化学平衡向右移动,可知25min改变的条件是将NH3从反应体系中分离出去,只有E符合,
故答案为:A;E;
(3)A.容器中气体质量和体积不变,气体密度始终不变,气体密度不变不能说明反应达到平衡状态,故A不选;
B.反应前后气体物质的量变化,未达到平衡前,压强不断变化,当容器中压强不变,说明反应达到平衡状态,故B选;
C.2v(H2)正=3v(NH3)逆说明正、逆反应速率相等为平衡状态,则3v(H2)正=2v(NH3)逆时正、逆反应速率不相等,说明反应没有达到平衡状态,故C不选;
D.N2、H2、NH3分子数之比为1:3:2不能说明正逆反应速率相等,不能证明反应达到平衡状态,故D不选;
故答案为:B;
II.已知:①N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H1=-92.4kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)△H2=-571.6kJ/mol
③N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H3=+180kJ/mol
结合盖斯定律可知,(②-③)×3-①×2得到NO与NH3反应生成惰性氮的热化学方程式为:6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(l)△H=-2070kJ•mol-1,
故答案为:6NO(g)+4NH3(g)=5N2(g)+6H2O(l)△H=-2070kJ•mol-1;
III.(1)Ⅱ曲线中由t2时生成氧气为336mL-224mL=112mL,n(O2)=$\frac{0.112L}{22.4L/mol}$=0.005mol,由t2时发生的电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O∼4H+,n(H+)=0.005mol×4=0.02mol,则溶液的c(H+)=$\frac{0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L,pH=1,
故答案为:1;
(2)乙槽盛放足量CuSO4溶液,乙槽内电解的总化学方程式:2CuSO4+2H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2Cu+O2↑+2H2SO4,则根据少什么加什么的原则,若加入Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3会生成水,无法恢复到原浓度,则可以加CuO或CuCO3,
故答案为:BC。