问题 填空题

合成氨和制备硝酸是两种重要的化工生产,重庆某化工厂将合成氨与制备硝酸进行连续生产。

(1)在某温度下体积为200 L的氨合成塔中,以分为单位的时间点上测得各物质的浓度(mol·L﹣1)如下表:

 0 minl min2 min3 min4 min
N21.5001.4001.200c1c1
H24.5004.2003.600c2c2
NH300.2000.600c3c3
 

根据表中数据得知0 min~2 min内N2的平均反应速率是_______,若3 min末N2的转化率为a,则此时H2的转化率为_______ (用含a的代数式表示)。

(2)今对合成氨反应进行如下研究:在容积均为10 L的a、b、c三个相同密闭容器中分别充入1 mol N2和3 mol H2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3,在其他条件相同情况下,实验测得反应均进行到5 min时,NH3的体积分数如图所示。则下列说法正确的是_______。

A.a、b、C三容器5 min时的正反应速率大小为:b>a>c

B.达到平衡时,a、b、c中N2转化率为a>b>c

C.5min时,a、b、c三容器中的反应均可能达到平衡状态。

D.将容器b中的平衡状态转变到容器c中的平衡状态,可采取的措施有升温或减压

(3)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g):   △H=+180.5kJ/mol

4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g);△H=﹣905 kJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g); △H=﹣483.6 kJ/mol

则在该条件下,氨合成塔中所发生反应的热化学方程式为:____________________________;

(4)金属Cu单独与氨水或单独与双氧水都不反应,但可与二者的混合溶液反应生成深蓝色溶液,写出该反应的离子方程式:_________________________________________;

(5)取200 mL的硝酸恰好与32 g Cu2S完全反应,已知硝酸被还原成等物质的量的NO和NO2,另外还有CuSO4和Cu(NO3)2生成,则所得工业硝酸的浓度是_______mol·L﹣1

答案

(1)0.15mol·L-1·min (2分);a(2分)

(2)BD(2分)

(3)N2(g)+ 3H2(g) =2NH3(g)   △H= ﹣92.4kJ/mol(3分)

(4)Cu+NH3·H2O+H2O2=[Cu(NH3)4]2+ +4H2O+OH-(3分)

(5)7(3分)

题目分析:(1)根据表中数据可知,在2min内N2的反应速率v(N2)=(1.5-1.2)mol·L1 /2min="0.15" mol·L-1·min;起始时N2 : H2 =1:3,跟方程式的系数比相等,所以N2 、H2 的转化率相等,均为a。

(2)如图,三种温度下反应到5min时,氨气的体积分数不同,根据图像呈现的趋势,氨气的体积分数随温度的升高先升后降,说明在T1 条件下的反应在5min时还没有达到平衡,而在T3条件下反应5,min时已经达到平衡,而且相比T2条件下的反应,升高温度反应逆向移动,正反应为放热:

A.温度越高,反应速率越大,所以a、b、c三容器5min时的正反应反应速率大小为c > b > a,错误。

B.根据上述分析,正反应放热反应,所以温度越高,平衡逆向移动,平衡时候N2转化率越低,所以a>b>c,B正确。

C.根据上述分析,a容器未达平衡,b、c达到平衡,C错误。

D.容器b要变成c的平衡状态,则平衡要逆向移动,则可采取升高温度或者减小压强的措施,D正确。

(3)利用盖斯定律和已知方程式,由①-1/2②+3/2③可得合成氨的热化学方程式为:N2(g)+ 3H2(g) =2NH3(g)   △H= ﹣92.4kJ/mol。

(4) 金属Cu与氨水和双氧水的混合溶液反应生成深蓝色溶液,发生了氧化还原反应,且生成了配合离子,可以类比银氨溶液中的银铵离子[Ag(NH3)2]2+ ,所以生成的配合离子为[Cu(NH3)4]2+ ,反应方程式为:Cu+NH3·H2O+H2O2=[Cu(NH3)4]2+ +4H2O+OH-

(5)根据题意得:n(Cu2S)=" 32" g/160g/mol=0.2mol,硝酸与硫化亚铜反应,硝酸为氧化剂和酸,而Cu和S均被氧化,Cu由 +1→+2价, S由-2→+6价,所以失去的电子总数n(e-)=" n(Cu)+8" n(S)=0.4mol+1.6mol=2mol,又n(CuSO4)= n(Cu(NO3)2)=0.2mol,所以作酸的部分硝酸n(HNO3)= 2n(Cu(NO3)2)=0.4mol,作氧化剂的硝酸化合价变化+5→+2价,+5→+4价,且n(NO)= n(NO2),所以的电子总数n(e-)=" 3n(NO)+" n(NO2)="4" n(NO),得失电子守恒,所以有4 n(NO) =2mol,所以可得n(NO)= n(NO2)=0.5mol,所以作氧化剂的硝酸n(HNO3)=" n(NO)+" n(NO2)=1mol,所以总的硝酸n(HNO3)= 0.4mol+1mol=1.4mol,所以硝酸的浓度c(HNO3)=" 1.4mol" /0.2 L=7mol/L。

判断题
阅读理解与欣赏

                                                                将来的桥       
       将来的桥一定造得很低。现在造桥的费用之所以大,往往在于桥高。因为桥下要走船,(①)水高桥也高,水涨桥高,桥(②)更要高了。桥一高,两岸的路面也要高起来,高的路面又要造桥,这种桥的下面是陆地而不是水的桥,名叫引桥。引桥的工程往往比水上正桥的工程还要大。现在有一种活动桥,桥面很低,平常走车,等到有船过桥时,就把一个桥孔打开,等船过去再关上。但是(③)桥孔的开关很慢,对于过船走车,都不方便,(④)这种桥虽然便宜,却用得很少。将来的桥梁,可就大不同了。桥孔可以用极轻的材料,如玻璃钢制成,开关桥孔的机器,也比现在的                                     (灵活  灵巧  灵敏  灵便)得多,因而开桥、关桥的时间可以大大                                    (缩小 加快 缩短)。而且桥上有自动远距离控制的设备,有船过桥时,它会自动打开桥孔,并且预先对两岸路上的车辆发出信号,让他们知道桥下正在过船。等船一过去,桥孔立刻关好,车辆可以很快地过河,这样对于水陆交通,两不(fáng  ài)。
1.从括号中选出恰当的词填在文中横线上。     
2.在括号内填人恰当的关联词语,依次是:①           ②           ③           ④               
3.给(fáng  ái)写出汉字并解释:                                                                          。  
4.造引桥的主要原因是                                                                                       ;现在造桥费用大,主要原因是                                                                                      。   
5.现在桥面低的桥的主要缺点是                                                                                     。  
6.将来桥面低的桥的主要优点是                                                                                     。  
7.这段文字围绕“                                                          ”这句话展开的。