當(dāng)前位置： 2023-2024學(xué)年湖北省武漢市江漢區(qū)高二（上）起點(diǎn)化學(xué)試卷> 試題詳情

氫能是一種非常清潔的能源，氨分解制備氫氣是一種技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)可行的工藝。恒溫恒容的密閉容器中，在某催化劑表面上發(fā)生氨的分解反應(yīng)2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g），測(cè)得不同起始濃度和催化劑表面積下NH₃的濃度隨時(shí)間的變化如表所示：

編號(hào) 時(shí)間/min
c（NH₃）/（10^-3mol?L^-1）
表面積/cm² 0 20 40 60 80

① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80

② a 1.20 0.80 0.40 x

③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40

回答下列問(wèn)題：
（1）已知H-H、N≡N、N-H的鍵能分別為436kJ/mol、946kJ/mol、391kJ/mol。則2molNH₃完全分解吸收的能量為
92
92
kJ。
（2）實(shí)驗(yàn)①中20～40min,v（NH₃）=
2.00×10^-5mol?L^-1?min^-1
2.00×10^-5mol?L^-1?min^-1
。
（3）實(shí)驗(yàn)③達(dá)到平衡后，H₂的體積分?jǐn)?shù)約為
68.2%
68.2%
（保留三位有效數(shù)字）。
（4）下列能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是
ce
ce
（填序號(hào)）
a.2v_正（NH₃）=3v_逆（H₂）
b.
c
（
N
2
）
c
（
H
2
）
保持不變
c.
c
（
N
2
）
c
（
N
H
3
）
保持不變
d.容器內(nèi)混合氣體密度保持不變
e.容器內(nèi)混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變
（5）關(guān)于上述實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是
ac
ac
（填序號(hào)）。
a.實(shí)驗(yàn)②，60min時(shí)處于平衡狀態(tài)
b.相同條件下，增加氨氣的濃度，反應(yīng)速率增大
c.相同條件下，增加催化劑的表面積，反應(yīng)速率增大
（6）有人設(shè)想以N₂和H₂為反應(yīng)物，以溶有A的稀鹽酸為電解質(zhì)溶液，可制造出既能提供電能，又能固氮的新型燃料電池，裝置如圖所示，電池正極的電極反應(yīng)式為
N₂+8H⁺+6e^-=2
NH
+
4
N₂+8H⁺+6e^-=2
NH
+
4
，A為
NH₄Cl
NH₄Cl
（填化學(xué)式）。

【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的計(jì)算；化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷；燃料電池．

【答案】92；2.00×10^-5mol?L^-1?min^-1；68.2%；ce；ac；N₂+8H⁺+6e^-=2

；NH₄Cl

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/9/11 1:0:9組卷：6引用：1難度：0.5

相似題

1．木炭、活性炭、炭黑、焦炭是由石墨的微小晶體和少量雜質(zhì)構(gòu)成的，均屬混合物。沒(méi)有固定的幾何外形，所以稱為無(wú)定形碳，在工業(yè)上有著重要用途?；卮鹣铝袉?wèn)題：

（1）木炭與硫黃、火硝（硝酸鉀）按一定比例混合即為黑火藥。黑火藥爆炸時(shí)生成硫化鉀、氮?dú)夂投趸?。黑火藥爆炸的化學(xué)方程式為

。若有15g木炭參加反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為

。
（2）工業(yè)上的炭黑是由烴類裂解而制得的高度分散性的黑色粉末狀物質(zhì)。
①已知幾個(gè)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：
C（s）+O₂ （g）═CO₂（g）△H₁=-393.5kJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂ （g）═2H₂O（1）△H₂=-571.6kJ?mol^-1
CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（1）△H₃=-890.3kJ?mol^-1
則由天然氣生產(chǎn)炭黑的熱化學(xué)方程式為

。
②如圖1是溫度對(duì)天然氣生產(chǎn)炭黑轉(zhuǎn)化率的影響，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是

。
A．甲烷裂解屬于吸熱反應(yīng)
B．增大體系壓強(qiáng)，能提高甲烷的轉(zhuǎn)化率
C．在反應(yīng)體系中加催化劑，反應(yīng)速率增大
D．升高溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)減小
（3）活性炭可以用來(lái)凈化氣體和液體。
①用活性炭還原氮氧化物，可防止空氣污染。向1L密閉容器加入一定量的活性炭和NO，某溫度下發(fā)生反應(yīng)C（s）+2NO（g）═N₂（g）+CO₂（g），測(cè)得不同時(shí)間內(nèi)各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下表：

物質(zhì)的量/mol
時(shí)間/min NO N₂ CO₂

0 0.200 0 0

10 0.116 0.042 0.042

20 0.080 0.060 0.060

30 0.080 0.060 0.060

此溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

（保留兩位小數(shù)）。10～20min內(nèi)，NO的平均反應(yīng)速率為

；若30min后升高溫度，達(dá)到新平衡時(shí)，容器中c（NO）：c（N₂）：c（CO₂）=2：1：1，則該反應(yīng)的△H

0（填“＞”、“＜”或“=”）。
②活性炭和鐵屑混合可用于處理水中污染物。在相同條件下，測(cè)量總質(zhì)量相同、鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不同的鐵炭混合物對(duì)水中Cu²⁺和Pb²⁺的去除率，結(jié)果如圖2所示。當(dāng)混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0時(shí)，也能去除水中少量的Cu²⁺和Pb²⁺，其原因是

；當(dāng)混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于50%時(shí)，隨著鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，Cu²⁺和Pb²⁺的去除率不升反降，其主要原因是

。

發(fā)布：2024/10/31 8:0:1組卷：2引用：1難度：0.6

解析

2．鉛具有優(yōu)秀的機(jī)械加工性能，可以制備各種性能優(yōu)良的合金。廣泛用于電池制造、機(jī)械、船舶工業(yè)、以及放射性防護(hù)等領(lǐng)域。
（1）鉛的主要礦藏形式是方鉛礦（PbS）利用其冶煉鉛的反應(yīng)過(guò)程如下：
2PbS（s）+3O₂（g）═2PbO（s）+2SO₂（g）△H=akJ?mol^-1
PbS（s）+2O₂（g）═PbSO₄（s）△H=bkJ?mol^-1
PbS（s）+2PbO（s）═3Pb（s）+SO₂（g）△H=ckJ?mol^-1
則利用方鉛礦和鉛礬礦（主要成分為 PbSO₄）冶煉鉛并生產(chǎn)一種可能造成酸雨的氣體的熱化學(xué)方程式為

。
（2）鉛也可以采用熱還原法冶煉：PbO（s）+CO（g ）?Pb（s）+CO₂（g）△H=d kJ?mol^-1，已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如表：

溫度/℃ 300 727 1227

K 10^6.2 631 17.4

①d

0（填＞、＜或=）
②已知某溫度下 K=10，向密閉容器中加入足量的 Pb 和一定量的 CO₂ 平衡時(shí)，混合氣體中 CO 的體積分?jǐn)?shù)為

。
（3）新型液流式鉛蓄電池以可溶的甲基磺酸鉛為電解質(zhì)，電池總反應(yīng)：
Pb+PbO₂+4H⁺
放電
充電
2Pb²⁺+2H₂O
下列關(guān)于該電池的說(shuō)法正確的是

。
a.充放電時(shí)，溶液中 Pb²⁺濃度保持不變
b.放電時(shí)，溶液中 H⁺向 PbO₂極區(qū)移動(dòng)
c.放電時(shí)的負(fù)極反應(yīng)式為：Pb-2e^-═Pb²⁺
d.充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)式為：Pb²⁺+4OH^--2e^-═PbO+2H₂O
（4）河流、湖泊中的鉛污染日益被人們重視。已知常溫下 Pb 元素在水中的各種存在形式物質(zhì)的量分?jǐn)?shù) α 和溶液 pH 的關(guān)系如圖所示：

向醋酸鉛溶液中逐滴滴加氫氧化鈉溶液至 pH=13時(shí)的主要離子反應(yīng)方程式是

，其平衡常數(shù)數(shù)值為

。
發(fā)布：2024/11/1 8:0:2組卷：29引用：1難度：0.2
解析

3．環(huán)保是當(dāng)今社會(huì)最重要的課題，故研究NO_x、SO₂等大氣污染物的妥善處理具有重要意義。
（1）含氮化合物在生產(chǎn)、生命活動(dòng)中有重要的作用?；卮鹣铝袉?wèn)題：
已知4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H₁=-akJ/mol
4NH₃（g）+6NO（g）═5N₂（g）+6H₂O（g）△H₂=-bkJ/mol
H₂O（1）═H₂O（g）△H₃=+ckJ/mol
寫出在298K時(shí)，氨氣燃燒生成N₂的熱化學(xué)方程式

。
（2）燃煤發(fā)電廠常利用反應(yīng)2CaCO₃（s）+2SO₂（g）+O₂（g）═2CaSO₄（s）+2CO₂（g）△H=-681.8kJ?mol^-1對(duì)煤進(jìn)行脫硫處理來(lái)減少SO₂的排放。對(duì)于該反應(yīng)，在T℃時(shí)，借助傳感器測(cè)得反應(yīng)在不同時(shí)間點(diǎn)上各物質(zhì)的濃度如下表：

時(shí)間/min
濃度/（mol?L^-1） 0 10 20 30 40 50

O₂ 1.00 0.79 0.60 0.60 0.64 0.64

CO₂ 0 0.42 0.80 0.80 0.88 0.88

①10～20min內(nèi)，平均反應(yīng)速率v（CO₂）=

mol?L^-1?min^-1；當(dāng)降低溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K

。（填“增大”、“減小”或“不變”）
②30min后，只改變某一條件，反應(yīng)重新達(dá)到平衡。根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷，改變的條件可能是

。（填字母）
A．通入一定量的CO₂
B．加入一定量的粉狀碳酸鈣
C．適當(dāng)縮小容器的體積
D．加入合適的催化劑
（3）NO_x的排放主要來(lái)自于汽車尾氣，有人利用反應(yīng)C（s）+2NO（g）?N₂（g）+CO₂（g）△H=-34.0kJ?mol^-1，用活性炭對(duì)NO進(jìn)行吸附。已知在密閉容器中加入足量的C和一定量的NO氣體，保持恒壓測(cè)得NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示。由圖可知，1050K后反應(yīng)中NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而減小，其原因?yàn)?!--BA-->

；在1100K時(shí)，N₂的體積分?jǐn)?shù)為

。
（4）用碘水可吸收SO₂，其中I₂可進(jìn)行反應(yīng)H₂（g）+I₂（g）?2HI（g）△H＜0達(dá)平衡后，降低溫度，平衡可能逆向移動(dòng)，可能的原因是

。
（5）為避免汽車尾氣中的有害氣體對(duì)大氣的污染，需給汽車安裝尾氣凈化裝置。在凈化裝置中CO和NO發(fā)生反應(yīng)2NO（g）+2CO（g）?N₂（g）+2CO₂（g）△H=-746.8kJ?mol^-1，生成無(wú)毒的N₂和CO₂。實(shí)驗(yàn)測(cè)得，v_正=k_正?c²（NO）?c²（CO），v_逆=k_逆?c（N₂）?c²（CO₂）（k_正、k_逆為速率常數(shù)，只與溫度有關(guān)）。
①達(dá)到平衡后，僅升高溫度，k_正增大的倍數(shù)

（填“＞”、“＜”或“=”）k_逆增大的倍數(shù)。
②若在1L的密閉容器中充入1mol CO和1mol NO，在一定溫度下達(dá)到平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為40%，則
k
正
k
逆
=

。（算出具體數(shù)值，保留2位有效數(shù)字）

發(fā)布：2024/10/31 8:0:1組卷：16引用：1難度：0.5

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編號(hào)	時(shí)間/min c（NH₃）/（10^-3mol?L^-1）表面積/cm²	0	20	40	60	80
①	a	2.40	2.00	1.60	1.20	0.80
②	a	1.20	0.80	0.40	x
③	2a	2.40	1.60	0.80	0.40	0.40

物質(zhì)的量/mol 時(shí)間/min	NO	N₂	CO₂
0	0.200	0	0
10	0.116	0.042	0.042
20	0.080	0.060	0.060
30	0.080	0.060	0.060

時(shí)間/min 濃度/（mol?L^-1）	0	10	20	30	40	50
O₂	1.00	0.79	0.60	0.60	0.64	0.64
CO₂	0	0.42	0.80	0.80	0.88	0.88

溫度/℃	300	727	1227
K	10^6.2	631	17.4