精英家教網(wǎng)合成氨工業(yè)是極為重要的化學(xué)工業(yè)，當(dāng)今對合成氨工業(yè)的研究仍然充滿活力．其合成原理為：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；△H=-92.2kJ/mol．回答下列問題：
（1）如圖是合成氨時的能量變化圖，圖中A、C分別表示
 
、
 
，E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱有無影響？
 
．工業(yè)生產(chǎn)中主要用鐵觸媒作催化劑，當(dāng)向反應(yīng)體系中加入鐵觸媒時，圖中的E將
 

（增大、減小、不變）．當(dāng)有
1
3
mol的N2轉(zhuǎn)化為NH3時，圖中△H′=
 
；
（2）下表是按V（N2）：V（H2）=1：3合成氨時NH3的百分含量與壓強(qiáng)、溫度的統(tǒng)計數(shù)據(jù)：
10 20 30 60
300 52.0 64.2 71.0 84.2
400 25.1 38.2 47.0 65.2
500 10.6 19.1 26.4 42.0
由上表可知：①NH3的含量隨壓強(qiáng)的變化是
 
，②NH3的含量隨溫度的變化是
 
，其原因是
 
．
（3）若反應(yīng)時，反應(yīng)速率v（N2）為 a mol/L?min，則v（H2）=
 
；
（4）在10Pa、400℃時，若以N2（g）與H2（g）的物質(zhì)的量分別為1mol和3mol進(jìn)行反應(yīng)，則達(dá)到平衡時，N2（g）的轉(zhuǎn)化率約為
 
．
分析：（1）對于放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的能量會高于生成物的能量，加入催化劑可以降低反應(yīng)的活化能，熱化學(xué)方程式系數(shù)代表物質(zhì)的量；
（2）根據(jù)壓強(qiáng)和溫度對化學(xué)平衡移動的影響知識來回答；
（3）根據(jù)不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于方程式的系數(shù)之比來回答；
（4）根據(jù)合成氨時NH3的百分含量與壓強(qiáng)、溫度的統(tǒng)計數(shù)據(jù)結(jié)合三行式進(jìn)行計算．
解答：解：（1）對于放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的能量會高于生成物的能量，圖中A的能量高于C，所以A、C分別表示反應(yīng)物的能量、生成物的能量，E的大小只和反應(yīng)物以及產(chǎn)物有關(guān)，和活化能無關(guān)，所以E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱有無影響，當(dāng)向反應(yīng)體系中加入催化劑鐵觸媒時，會降低反應(yīng)的活化能，根據(jù)反應(yīng)N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.2kJ/mol，3mol氮氣參加反應(yīng)時，放出的能量是92.2kJ，所以當(dāng)有
1
3
mol的N2轉(zhuǎn)化為NH3時，圖中△H′=-
1
3
×92.2kJ/mol=-30.7kJ/mol，
故答案為：反應(yīng)物能量；生成物的能量；無；減小；-30.7kJ/mol；
（2）增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向著氣體體積減小的方向進(jìn)行，即向著正方向進(jìn)行，溫度升高，化學(xué)平衡向著吸熱方向進(jìn)行，即向著逆反應(yīng)方向進(jìn)行，同壓下，溫度越高，NH3的百分含量越低，
故答案為：同溫下，壓強(qiáng)越大，NH3的百分含量越高；同壓下，溫度越高，NH3的百分含量越低；正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)的方向移動；
（3）若反應(yīng)時，反應(yīng)速率v（N2）應(yīng)該是氫氣反應(yīng)速率的三分之一，所以率v（N2）為 a mol/（L?min），則v（H2）=3amol/（L?min），
故答案為：3amol/（L?min）；
（4）根據(jù)表中信息，在10Pa、400℃時，NH3的百分含量為25.1%，設(shè)N2（g）的變化量是n，則
         N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）
初始量：1        3        0
變化量：n         3n       2n
平衡量：1-n      3-3n       2n
即
1-n
1-n+3-3n+2n
×100%=25.1%，解得n≈0.4mol，
所以氮氣的轉(zhuǎn)化率為
0.4
1
×100%=40%，
故答案為：40%．
點評：本題涉及化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)、化學(xué)平衡的有關(guān)計算以及影響化學(xué)平衡移動的因素等知識，可以根據(jù)所學(xué)知識來回答，難度不大．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

（12分）本題包括A、B兩小題，分別對應(yīng)于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實驗化學(xué)”兩個選修模塊的內(nèi)容。請選定其中一題，并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答。若兩題都做，則按A題評分。

       A．用于合成氨的工業(yè)煤氣中含有H2S、C2H5SH（乙酸醇）、COS（羰基硫）、CS2等含硫化合物，工業(yè)上無機(jī)硫常用氧化鋅法處理，有機(jī)硫可用鈷鉬催化加氫處理。

       H2S+ZnO=ZnS+H2O；C2H5SH+ZnO=ZnS+C2H4+H2O

       C2H5SH+H2=C2H6+H2S；COS+H2=CO+H2S;CS2+4H2=CH4+2H2S

   （1）鈷原子在基態(tài)時核外電子排布式為          。

   （2）下列有關(guān)分子結(jié)構(gòu)的說法正確的是            。

       A．C2H4分子中有5個鍵處1個鍵

       B．COS分子（結(jié)構(gòu)如右圖）中鍵能C=O>C=S

       C．H2S分子呈V形結(jié)構(gòu)

       D．CH4、C2H6分子中碳原子均采用sp3雜化

   （3）下列有關(guān)說法不正確的是      。

       A．H2O、CO、COS均是極性分子

        B．相同壓強(qiáng)下沸點：Cs2>COS>CO2

       C．相同壓強(qiáng)下沸點：C2H5SH>C2H5OH

       D．相同壓強(qiáng)下沸點：CO>N2

   （4）-ZnS的晶胞結(jié)構(gòu)如右圖，晶胞中S2-數(shù)目為：         個。

   （5）具有相似晶胞結(jié)構(gòu)的ZnS和ZnO，ZnS熔點為1830℃，ZnO熔點為1975℃，后者較前者高是由于            。

   （6）鉬的一種配合物化學(xué)式為：Na3[Mo(CN)8]·8H2O，中心原子的配位數(shù)為    。

       B．烴醛結(jié)合反應(yīng)有機(jī)合成中頗為重要，綠色催化劑的固體鈮酸酸倍受研究者關(guān)注。鈮酸具有較高的催化活性及穩(wěn)定性。反應(yīng)原理如下：

       實驗方法是在25mL燒瓶中加入鈮酸、10mL甲醇和 0.5mL苯甲醛，在回流狀態(tài)下反應(yīng)2h，反應(yīng)的產(chǎn)率和轉(zhuǎn)化率均非常高。

   （1）采用回流反應(yīng)2h的目的是             。

   （2）在反應(yīng)中甲醇需過量，其原因是              。

   （3）不同鈮酸用量對產(chǎn)率和轉(zhuǎn)化率影響，如下表：

鈮酸用量/mol

0.01

0.02

0.03

0.05

0.1

0.15

0.2

0.6

產(chǎn)率%

87.3

88.2

90.3

94.2

92.9

93.1

91.8

92.3

轉(zhuǎn)化率%

89.7

92.1

93.9

98.9

94.9

95.7

93.9

94.3

       在上述苯甲醛與甲醇縮合反應(yīng)實驗中催化劑鈮酸的最佳用量為        。

   （4）催化劑的回收利用性能是考察催化劑的一項極為重要的指標(biāo)。鈮酸催化劑循環(huán)使用次數(shù)對產(chǎn)率的影響如右下圖，這說明鈮酸催化劑的優(yōu)點之一是          。

   （5）用鈮酸作催化劑時，不同的醛與甲醇的縮合反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率如下表：

序號

醛

醇

轉(zhuǎn)化率%

產(chǎn)率%

1

鄰羥基苯甲醛

甲醇

94.3

89.6

2

鄰羥基苯甲醛

甲醇

93.6

88.7

3

鄰氯苯甲醛

甲醇

93.1

87.3

4

間硝基苯甲醛

甲醇

54.2

34.1

5

鄰硝基苯甲醛

甲醇

89.9

79.5

6

對硝基苯甲醛

甲醇

65.7

41.9

       從表中得出的不同的醛與甲醇縮合反應(yīng)影響轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率的規(guī)律是   。

 

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科目：高中化學(xué) 來源：2010年江蘇省鹽城市高三上學(xué)期摸底考試化學(xué)試題 題型：填空題

（12分）本題包括A、B兩小題，分別對應(yīng)于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實驗化學(xué)”兩個選修模塊的內(nèi)容。請選定其中一題，并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答。若兩題都做，則按A題評分。
A．用于合成氨的工業(yè)煤氣中含有H2S、C2H5SH（乙酸醇）、COS（羰基硫）、CS2等含硫化合物，工業(yè)上無機(jī)硫常用氧化鋅法處理，有機(jī)硫可用鈷鉬催化加氫處理。
H2S+ZnO=ZnS+H2O；C2H5SH+ZnO=ZnS+C2H4+H2O
C2H5SH+H2=C2H6+H2S；COS+H2=CO+H2S;CS2+4H2=CH4+2H2S
（1）鈷原子在基態(tài)時核外電子排布式為         。
（2）下列有關(guān)分子結(jié)構(gòu)的說法正確的是           。
A．C2H4分子中有5個鍵處1個鍵
B．COS分子（結(jié)構(gòu)如右圖）中鍵能C=O>C=S
C．H2S分子呈V形結(jié)構(gòu)
D．CH4、C2H6分子中碳原子均采用sp3雜化
（3）下列有關(guān)說法不正確的是     。
A．H2O、CO、COS均是極性分子
B．相同壓強(qiáng)下沸點：Cs2>COS>CO2
C．相同壓強(qiáng)下沸點：C2H5SH>C2H5OH
D．相同壓強(qiáng)下沸點：CO>N2
（4）-ZnS的晶胞結(jié)構(gòu)如右圖，晶胞中S2-數(shù)目為：        個。

（5）具有相似晶胞結(jié)構(gòu)的ZnS和ZnO，ZnS熔點為1830℃，ZnO熔點為1975℃，后者較前者高是由于            。
（6）鉬的一種配合物化學(xué)式為：Na3[Mo(CN)8]·8H2O，中心原子的配位數(shù)為   。
B．烴醛結(jié)合反應(yīng)有機(jī)合成中頗為重要，綠色催化劑的固體鈮酸酸倍受研究者關(guān)注。鈮酸具有較高的催化活性及穩(wěn)定性。反應(yīng)原理如下：

實驗方法是在25mL燒瓶中加入鈮酸、10mL甲醇和 0.5mL苯甲醛，在回流狀態(tài)下反應(yīng)2h，反應(yīng)的產(chǎn)率和轉(zhuǎn)化率均非常高。
（1）采用回流反應(yīng)2h的目的是             。
（2）在反應(yīng)中甲醇需過量，其原因是              。
 （3）不同鈮酸用量對產(chǎn)率和轉(zhuǎn)化率影響，如下表：

鈮酸用量/mol
0.01
0.02
0.03
0.05
0.1
0.15
0.2
0.6
產(chǎn)率%
87.3
88.2
90.3
94.2
92.9
93.1
91.8
92.3
轉(zhuǎn)化率%
89.7
92.1
93.9
98.9
94.9
95.7
93.9
94.3
      在上述苯甲醛與甲醇縮合反應(yīng)實驗中催化劑鈮酸的最佳用量為        。
（4）催化劑的回收利用性能是考察催化劑的一項極為重要的指標(biāo)。鈮酸催化劑循環(huán)使用次數(shù)對產(chǎn)率的影響如右下圖，這說明鈮酸催化劑的優(yōu)點之一是         。
（5）用鈮酸作催化劑時，不同的醛與甲醇的縮合反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率如下表：
序號
醛
醇
轉(zhuǎn)化率%
產(chǎn)率%
1
鄰羥基苯甲醛
甲醇
94.3
89.6
2
鄰羥基苯甲醛
甲醇
93.6
88.7
3
鄰氯苯甲醛
甲醇
93.1
87.3
4
間硝基苯甲醛
甲醇
54.2
34.1
5
鄰硝基苯甲醛
甲醇
89.9
79.5
6
對硝基苯甲醛
甲醇
65.7
41.9

從表中得出的不同的醛與甲醇縮合反應(yīng)影響轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率的規(guī)律是   。

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科目：高中化學(xué) 來源：2010年江蘇省鹽城市高三上學(xué)期摸底考試化學(xué)試題 題型：填空題

（12分）本題包括A、B兩小題，分別對應(yīng)于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實驗化學(xué)”兩個選修模塊的內(nèi)容。請選定其中一題，并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答。若兩題都做，則按A題評分。

       A．用于合成氨的工業(yè)煤氣中含有H2S、C2H5SH（乙酸醇）、COS（羰基硫）、CS2等含硫化合物，工業(yè)上無機(jī)硫常用氧化鋅法處理，有機(jī)硫可用鈷鉬催化加氫處理。

       H2S+ZnO=ZnS+H2O；C2H5SH+ZnO=ZnS+C2H4+H2O

       C2H5SH+H2=C2H6+H2S；COS+H2=CO+H2S;CS2+4H2=CH4+2H2S

   （1）鈷原子在基態(tài)時核外電子排布式為          。

   （2）下列有關(guān)分子結(jié)構(gòu)的說法正確的是            。

        A．C2H4分子中有5個鍵處1個鍵

        B．COS分子（結(jié)構(gòu)如右圖）中鍵能C=O>C=S

        C．H2S分子呈V形結(jié)構(gòu)

        D．CH4、C2H6分子中碳原子均采用sp3雜化

   （3）下列有關(guān)說法不正確的是      。

        A．H2O、CO、COS均是極性分子

        B．相同壓強(qiáng)下沸點：Cs2>COS>CO2

        C．相同壓強(qiáng)下沸點：C2H5SH>C2H5OH

        D．相同壓強(qiáng)下沸點：CO>N2

   （4）-ZnS的晶胞結(jié)構(gòu)如右圖，晶胞中S2-數(shù)目為：         個。

   （5）具有相似晶胞結(jié)構(gòu)的ZnS和ZnO，ZnS熔點為1830℃，ZnO熔點為1975℃，后者較前者高是由于             。

   （6）鉬的一種配合物化學(xué)式為：Na3[Mo(CN)8]·8H2O，中心原子的配位數(shù)為    。

       B．烴醛結(jié)合反應(yīng)有機(jī)合成中頗為重要，綠色催化劑的固體鈮酸酸倍受研究者關(guān)注。鈮酸具有較高的催化活性及穩(wěn)定性。反應(yīng)原理如下：

       實驗方法是在25mL燒瓶中加入鈮酸、10mL甲醇和 0.5mL苯甲醛，在回流狀態(tài)下反應(yīng)2h，反應(yīng)的產(chǎn)率和轉(zhuǎn)化率均非常高。

   （1）采用回流反應(yīng)2h的目的是              。

   （2）在反應(yīng)中甲醇需過量，其原因是               。

   （3）不同鈮酸用量對產(chǎn)率和轉(zhuǎn)化率影響，如下表：

鈮酸用量/mol

0.01

0.02

0.03

0.05

0.1

0.15

0.2

0.6

產(chǎn)率%

87.3

88.2

90.3

94.2

92.9

93.1

91.8

92.3

轉(zhuǎn)化率%

89.7

92.1

93.9

98.9[來源:Zxxk.Com]

94.9

95.7

93.9

94.3

       在上述苯甲醛與甲醇縮合反應(yīng)實驗中催化劑鈮酸的最佳用量為         。

   （4）催化劑的回收利用性能是考察催化劑的一項極為重要的指標(biāo)。鈮酸催化劑循環(huán)使用次數(shù)對產(chǎn)率的影響如右下圖，這說明鈮酸催化劑的優(yōu)點之一是          。

   （5）用鈮酸作催化劑時，不同的醛與甲醇的縮合反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率如下表：

序號

醛

醇

轉(zhuǎn)化率%

產(chǎn)率%

1

鄰羥基苯甲醛

甲醇

94.3

89.6

2

鄰羥基苯甲醛

甲醇

93.6

88.7

3

鄰氯苯甲醛

甲醇

93.1

87.3

4

間硝基苯甲醛

甲醇

54.2

34.1

5

鄰硝基苯甲醛

甲醇

89.9

79.5

6

對硝基苯甲醛

甲醇

65.7

41.9

       從表中得出的不同的醛與甲醇縮合反應(yīng)影響轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率的規(guī)律是    。

 

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：閱讀理解

本題包括A、B兩小題，分別對應(yīng)于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實驗化學(xué)”兩個選修模塊的內(nèi)容。請選定其中一題，并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答。若兩題都做，則按A題評分。

       A．用于合成氨的工業(yè)煤氣中含有H2S、C2H5SH（乙酸醇）、COS（羰基硫）、CS2等含硫化合物，工業(yè)上無機(jī)硫常用氧化鋅法處理，有機(jī)硫可用鈷鉬催化加氫處理。

       H2S+ZnO=ZnS+H2O；C2H5SH+ZnO=ZnS+C2H4+H2O

       C2H5SH+H2=C2H6+H2S；COS+H2=CO+H2S;CS2+4H2=CH4+2H2S

   （1）鈷原子在基態(tài)時核外電子排布式為          。

   （2）下列有關(guān)分子結(jié)構(gòu)的說法正確的是            。

        A．C2H4分子中有5個鍵處1個鍵

        B．COS分子（結(jié)構(gòu)如右圖）中鍵能C=O>C=S

        C．H2S分子呈V形結(jié)構(gòu)

        D．CH4、C2H6分子中碳原子均采用sp3雜化

   （3）下列有關(guān)說法不正確的是      。

        A．H2O、CO、COS均是極性分子

        B．相同壓強(qiáng)下沸點：Cs2>COS>CO2

        C．相同壓強(qiáng)下沸點：C2H5SH>C2H5OH

        D．相同壓強(qiáng)下沸點：CO>N2

   （4）-ZnS的晶胞結(jié)構(gòu)如右圖，晶胞中S2-數(shù)目為：         個。

   （5）具有相似晶胞結(jié)構(gòu)的ZnS和ZnO，ZnS熔點為1830℃，ZnO熔點為1975℃，后者較前者高是由于             。

   （6）鉬的一種配合物化學(xué)式為：Na3[Mo(CN)8]·8H2O，中心原子的配位數(shù)為    。

       B．烴醛結(jié)合反應(yīng)有機(jī)合成中頗為重要，綠色催化劑的固體鈮酸酸倍受研究者關(guān)注。鈮酸具有較高的催化活性及穩(wěn)定性。反應(yīng)原理如下：

       實驗方法是在25mL燒瓶中加入鈮酸、10mL甲醇和 0.5mL苯甲醛，在回流狀態(tài)下反應(yīng)2h，反應(yīng)的產(chǎn)率和轉(zhuǎn)化率均非常高。

   （1）采用回流反應(yīng)2h的目的是              。

   （2）在反應(yīng)中甲醇需過量，其原因是               。

   （3）不同鈮酸用量對產(chǎn)率和轉(zhuǎn)化率影響，如下表：

鈮酸用量/mol

0.01

0.02

0.03

0.05

0.1

0.15

0.2

0.6

產(chǎn)率%

87.3

88.2

90.3

94.2

92.9

93.1

91.8

92.3

轉(zhuǎn)化率%

89.7

92.1

93.9

98.9

94.9

95.7

93.9

94.3

       在上述苯甲醛與甲醇縮合反應(yīng)實驗中催化劑鈮酸的最佳用量為         。

   （4）催化劑的回收利用性能是考察催化劑的一項極為重要的指標(biāo)。鈮酸催化劑循環(huán)使用次數(shù)對產(chǎn)率的影響如右下圖，這說明鈮酸催化劑的優(yōu)點之一是          。

   （5）用鈮酸作催化劑時，不同的醛與甲醇的縮合反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率如下表：

序號

醛

醇

轉(zhuǎn)化率%

產(chǎn)率%

1

鄰羥基苯甲醛

甲醇

94.3

89.6

2

鄰羥基苯甲醛

甲醇

93.6

88.7

3

鄰氯苯甲醛

甲醇

93.1

87.3

4

間硝基苯甲醛

甲醇

54.2

34.1

5

鄰硝基苯甲醛

甲醇

89.9

79.5

6

對硝基苯甲醛

甲醇

65.7

41.9

       從表中得出的不同的醛與甲醇縮合反應(yīng)影響轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率的規(guī)律是    。

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