解答题-原理综合题 适中0.65 引用2 组卷420
2022年北京冬奥会的火炬“飞扬”是世界首款高压储氢火炬,它运用了液体火箭发动机的氢能技术。
I.由氨气制取氢气是一种新工艺,氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体,且安全、易储运。氨热分解法制氢气相关化学键的键能数据如表:
回答下列问题:
(1)反应2NH3(g)
N2(g)+3H2(g)△H=____ kJ·mol-1。
(2)已知该反应的△S=0.2kJ·mol·K-1,则温度T____ K时反应能自发进行。
(3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究,在一定温度和催化剂的条件下,将0.1molNH3通入恒容密闭容器中进行反应,此时容器内总压为200kPa,4min后达到平衡,容器内的压强为280kPa。
①该反应达到化学平衡的标志是____ (填序号)。
A.NH3的反应速率为0
B.H2的分压保持不变
C.气体平均相对分子质量保持不变
D.NH3、N2、H2的物质的量之比为2:1:3
②在该温度下,反应的平衡常数Kp=____ kPa2。(分压=总压×该组分物质的量分数)
II.利用有机物HCOOH分解可再生H2与CO2。
(4)在催化剂作用下,HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/13/be6dda28-870c-4dea-9c88-2240662ad3b3.png?resizew=365)
①HCOOD催化释氢反应除生成CO2外,还生成____ (填化学式)。
②研究发现:其他条件不变时,HCOOK替代一部分HCOOH,催化释氢的速率增大,根据图示反应机理解释其可能的原因是____ 。
III.氨电解法制氢气:
利用电解原理,将氨转化为高纯氢气,其装置如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/12/da772411-2a7a-4ee9-b058-dac9172026f5.png?resizew=241)
(5)阳极的电极反应式为____ 。
I.由氨气制取氢气是一种新工艺,氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体,且安全、易储运。氨热分解法制氢气相关化学键的键能数据如表:
化学键 | N≡N | H—H | N—H |
键能E/(kJ·mol-1) | 946 | 436 | 391 |
(1)反应2NH3(g)
(2)已知该反应的△S=0.2kJ·mol·K-1,则温度T
(3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究,在一定温度和催化剂的条件下,将0.1molNH3通入恒容密闭容器中进行反应,此时容器内总压为200kPa,4min后达到平衡,容器内的压强为280kPa。
①该反应达到化学平衡的标志是
A.NH3的反应速率为0
B.H2的分压保持不变
C.气体平均相对分子质量保持不变
D.NH3、N2、H2的物质的量之比为2:1:3
②在该温度下,反应的平衡常数Kp=
II.利用有机物HCOOH分解可再生H2与CO2。
(4)在催化剂作用下,HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/13/be6dda28-870c-4dea-9c88-2240662ad3b3.png?resizew=365)
①HCOOD催化释氢反应除生成CO2外,还生成
②研究发现:其他条件不变时,HCOOK替代一部分HCOOH,催化释氢的速率增大,根据图示反应机理解释其可能的原因是
III.氨电解法制氢气:
利用电解原理,将氨转化为高纯氢气,其装置如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/12/da772411-2a7a-4ee9-b058-dac9172026f5.png?resizew=241)
(5)阳极的电极反应式为
2022·广西南宁·一模
知识点:根据△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和进行计算化学平衡状态的判断方法化学平衡常数的有关计算电解池电极反应式及化学方程式的书写与判断 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析! 立即登录
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氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体,且安全、易储运,可通过下面两种方法由氨气得到氢气。
方法I:氨热分解法制氢气
相关化学键的键能数据如下表所示:
一定温度下,利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题:
(1)反应2NH3(g)
N2(g)+3H2(g) ΔH=_______ kJ·mol-1;已知该反应的ΔS=198.9J·mol-1·K-1,则在_______ (填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应的自发进行。
(2)向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的NH3,下列叙述能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填标号)。
(3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂条件下,将0.1molNH3通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa),各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/17/69ecf25b-2cf1-425f-91ac-4c9a99d783e0.png?resizew=229)
①若保持容器体积不变,t1时反应达到平衡,用N2的浓度变化表示0~t1时间内的反应速率v(N2)_______ mol·L-1·min-1(用含t1的代数式表示)。
②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变,图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是_______ (用图中a、b、c、d表示),理由是_______ ;
③在该温度下,用分压表示的该反应的平衡常数Kp=_______ 。(已知:分压=总压×该组分物质的量分数)。
方法II:氨电解法制氢气
利用电解原理,将氨转化为高纯氢气,其装置如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/17/c0a42dd5-0c96-4115-9e04-ca0f3b2ed0d7.png?resizew=194)
(4)该装置中主要能量转化形式有_______ ;
(5)阳极的电极反应式为_______ 。
方法I:氨热分解法制氢气
相关化学键的键能数据如下表所示:
化学键 | N | H-H | N-H |
键能E/(kJ·mol-1) | 945.8 | 436.0 | 390.8 |
(1)反应2NH3(g)
(2)向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的NH3,下列叙述能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.容器内压强保持不变 |
B.NH3(g)与N2(B)的物质的量之比为2:1 |
C.气体的密度保持不变 |
D.气体的平均相对分子质量保持不变 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/17/69ecf25b-2cf1-425f-91ac-4c9a99d783e0.png?resizew=229)
①若保持容器体积不变,t1时反应达到平衡,用N2的浓度变化表示0~t1时间内的反应速率v(N2)
②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变,图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是
③在该温度下,用分压表示的该反应的平衡常数Kp=
方法II:氨电解法制氢气
利用电解原理,将氨转化为高纯氢气,其装置如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/17/c0a42dd5-0c96-4115-9e04-ca0f3b2ed0d7.png?resizew=194)
(4)该装置中主要能量转化形式有
(5)阳极的电极反应式为
氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体,且安全、易储运。
方法I.氨热分解法制氢气
相关化学键的键能数据
在一定温度下,利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题:
(1)反应2NH3(g)
N2(g)+3H2(g) △H=___________ kJ∙mol−1。
(2)已知该反应的△S=198.9kJ∙mol−1·K−1,下列温度反应能自发进行的是___________(填字母)。
(3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究,在一定温度和催化剂的条件下,将0.1molNH3通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa),各物质的分压随时间的变化曲线如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/13/2893657590046720/2940322122842112/STEM/9d87b989-dd53-4847-aceb-30e93aab0a43.jpg?resizew=358)
①若保持容器体积不变,t1时反应达到平衡,用H2的浓度变化表示0~t1时间内的反应速率υ(H2)=___________ mol·L−1·min−1(用含t1的代数式表示);
②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变,图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是___________ (用图中a、b、c、d表示),理由是___________ 。
方法II.氨电解法制氢气
利用电解原理,将氨转化为高纯氢气,其装置如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/13/2893657590046720/2940322122842112/STEM/52112fe3-37fc-4a35-97e7-12f35f386156.jpg?resizew=278)
(4)电解过程中OH-的移动方向为___________ (填“从左往右’或“从右往左”)。
(5)阳极的电极反应式为___________ 。
方法I.氨热分解法制氢气
相关化学键的键能数据
化学键 | N≡N | H−H | N−H |
键能E/( kJ∙mol−1) | 946 | 436.0 | 390.8 |
(1)反应2NH3(g)
(2)已知该反应的△S=198.9kJ∙mol−1·K−1,下列温度反应能自发进行的是___________(填字母)。
A.25℃ | B.125℃ | C.225℃ | D.325℃ |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/13/2893657590046720/2940322122842112/STEM/9d87b989-dd53-4847-aceb-30e93aab0a43.jpg?resizew=358)
①若保持容器体积不变,t1时反应达到平衡,用H2的浓度变化表示0~t1时间内的反应速率υ(H2)=
②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变,图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是
方法II.氨电解法制氢气
利用电解原理,将氨转化为高纯氢气,其装置如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/13/2893657590046720/2940322122842112/STEM/52112fe3-37fc-4a35-97e7-12f35f386156.jpg?resizew=278)
(4)电解过程中OH-的移动方向为
(5)阳极的电极反应式为
氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体,且安全、易储运,可通过下面两种方法由氨气得到氢气。
方法1:氨热分解法制氢气相关化学键的键能数据
一定温度下,利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题:
(1)反应2NH3(g)
N2(g)+3H2(g) △H=_______ kJ/mol
(2)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下,将0.1 mol NH3通入3 L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200 kPa),各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/19/2897873101127680/2900692666408960/STEM/c78f7a3d243d441184414c8277e1c388.png?resizew=260)
①若保持容器体积不变,t1时反应达到平衡,用H2的浓度变化表示0~t1时间内的反应速率v(H2)=_______ mol/(L·min)(用含t的代数式表示)。
②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变,图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是_______ (用图中a、b、c、d表示)。
③在该温度下,反应的平衡常数Kp=_______ kPa2。(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×该组分物质的量分数)。
方法II:氨电解法制氢气
利用电解原理,将氨转化为高纯氢气,其装置如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/19/2897873101127680/2900692666408960/STEM/2e3d99bb6d804ddca29fa2c2992de45b.png?resizew=243)
(3)①电解过程中OH-的移动方向为_______ (填“从左往右”或“从右往左”)。
②写出阳极的电极反应式_______ 。
方法1:氨热分解法制氢气相关化学键的键能数据
化学键 | N≡N | H-H | N-H |
键能E(kJ/mol) | 946 | 436 | 390.8 |
一定温度下,利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题:
(1)反应2NH3(g)
(2)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下,将0.1 mol NH3通入3 L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200 kPa),各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/19/2897873101127680/2900692666408960/STEM/c78f7a3d243d441184414c8277e1c388.png?resizew=260)
①若保持容器体积不变,t1时反应达到平衡,用H2的浓度变化表示0~t1时间内的反应速率v(H2)=
②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变,图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是
③在该温度下,反应的平衡常数Kp=
方法II:氨电解法制氢气
利用电解原理,将氨转化为高纯氢气,其装置如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/19/2897873101127680/2900692666408960/STEM/2e3d99bb6d804ddca29fa2c2992de45b.png?resizew=243)
(3)①电解过程中OH-的移动方向为
②写出阳极的电极反应式
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