【題目】氨是一種重要的化工產(chǎn)品,是氮肥工業(yè)、有機(jī)合成工業(yè)以及制造硝酸、銨鹽和純堿的原料,也是一種常用的制冷劑。
(1)某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)合成氨的反應(yīng)。在容積固定為2L 的密閉容器內(nèi)充入1mol N2和3mol H2,加入合適催化劑(體積可以忽略不計(jì))后在一定溫度壓強(qiáng)下開始反應(yīng),并用壓力計(jì)監(jiān)測容器內(nèi)壓強(qiáng)的變化如下:
反應(yīng)時間 /min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
壓強(qiáng)/MPa | 16.80 | 14.78 | 13.86 | 13.27 | 12.85 | 12.60 | 12.60 |
則從反應(yīng)開始到25 min 時,以N2 表示的平均反應(yīng)速率=__________;該溫度下 平衡常數(shù)K=___________。
(2)工業(yè)合成氨的反應(yīng)方程式為: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH 下圖1是合成氨反應(yīng)的能量與反應(yīng)過程相關(guān)圖(未使用催化劑);圖D 是合成氨反應(yīng)在2L 容器中、相同投料情況下、其它條件都不變時,某一反應(yīng)條件的改變對反應(yīng)的影響圖。
下列說法正確的是________________。
A.ΔH=-92.4kJ/mol
B.使用催化劑會使E1的數(shù)值增大
C.為了提高轉(zhuǎn)化率,工業(yè)生產(chǎn)中反應(yīng)的濃度越低越好
D.圖II是不同壓強(qiáng)下反應(yīng)體系中氨的物質(zhì)的量與反應(yīng)時間關(guān)系圖,且PAB
E.圖II是不同溫度下反應(yīng)體系中氨的物質(zhì)的量與反應(yīng)時間關(guān)系圖,且TA>TB;
F.該反應(yīng)的平銜常數(shù)KAB
G.在曲線A條件下,反應(yīng)從開始到平衡,消耗N2的平均速率為mol·L-1·min-1
(3)一定溫度下,向一個容積為2 L的密閉容器中通入2 mol N2和7 mol H2,達(dá)到平衡時測得容器的壓強(qiáng)為起始時的倍,則此溫度下的平衡常數(shù)為_______。在同一溫度,同一容器中,將起始物質(zhì)改為amol N2 ,b molH2,c mol NH3 (a,b,c均不為零)欲使平衡混合物中各物質(zhì)的質(zhì)量與原平衡相同,則a,b,c滿足的關(guān)系為_____________(用含a,b,c的表達(dá)式表示),且欲使反應(yīng)在起始時向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,c的取值范圍是_______
【答案】 0.01 mol·L-1·min-1 2.37 AEFG 0.25L2·mol-2 a+c/2= 2, d+3c/2= 7 2<c<4
【解析】(1)一定溫度下,容器中氣體壓強(qiáng)與總的物質(zhì)的量成正比,設(shè)平衡狀態(tài)時混合氣體的物質(zhì)的量為x,16.80:12.60=(1+3)mol:x,x==3mol,所以平衡時混合氣體的物質(zhì)的量為3mol,設(shè)參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為y,
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 物質(zhì)的量減少
1mol 2mol
y (4—3)mol
y==0.5mol,平衡時c(N2)==0.25mol/L、c(H2)==0.75mol/L、c(NH3)==0.5mol/L;則從反應(yīng)開始到25min時,以N2表示的平均反應(yīng)速率=0.25mol/L/25min==0.01 mol·L-1·min-1;該溫度下平衡常數(shù)K=0.52/0.25×0.753==2.37。
(2)ΔH=E1—E2=312.4 kJ/mol—404.8 kJ/mol==-92.4kJ/mol,A正確;使用催化劑降低反應(yīng)的活化能,使E1、E2的數(shù)值減小,B錯誤;為了提高轉(zhuǎn)化率,工業(yè)生產(chǎn)中反應(yīng)的濃度越低越好,C錯誤;圖II中曲線A先達(dá)平衡,則PB<PA,D錯誤;因合成氨是放熱反應(yīng),溫度升高,速率加快,平衡逆向移動,氨的百分含量降低,達(dá)到平衡時間短,曲線A的溫度高于曲線B,反應(yīng)的平銜常數(shù)KA<KB,E、F正確;
在曲線A條件下,反應(yīng)從開始到平衡,消耗N2的平均速率為氨氣的平衡速率的一半即mol·L-1·min-1,G正確。
(3) N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始濃度(mol/L)1 3.5 0
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)x 3x 2x
平衡濃度(mol/L)1-x 3.5-3x 2x
達(dá)到平衡時 測得容器的壓強(qiáng)為起始時的7/9倍
所以(7/9)×4.5=1-x+3.5-3x+2x 解得x=0.5
所以該溫度下可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K===0.25L2·mol-2。對于恒溫恒容下對于反應(yīng)前后氣體體積發(fā)生變化的反應(yīng)來說(即△n≠0的體系):等效轉(zhuǎn)化后,對應(yīng)各物質(zhì)起始投料的物質(zhì)的量與原平衡起始態(tài)相同即可,據(jù)此可知欲使平衡混合物中各物質(zhì)的質(zhì)量與原平衡相同,則a,b,c滿足的關(guān)系為a+0.5c=2、b+1.5c=7。由于平衡時氨氣的物質(zhì)的量是2mol,所以要欲使反應(yīng)在起始時向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,c的取值范圍是c>2。當(dāng)起始時反應(yīng)物的物質(zhì)的量為0時,氨氣的物質(zhì)的量最大,所以根據(jù)a+0.5c=2、b+1.5c=7可知,c=4或4.7,因此c的取值范圍是2<c<4。
年級 | 高中課程 | 年級 | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】蛋白質(zhì)是人體必需的重要營養(yǎng)成分之一。下列食物中,富含蛋白質(zhì)的是( )
A. 甘蔗 B. 豆腐 C. 白菜 D. 豬油
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】38.4g銅跟適量的濃硝酸反應(yīng),銅全部作用后,共收集到22.4L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體.則反應(yīng)消耗HN03的物質(zhì)的量可能是( )
A.1 mol
B.1.6 mol
C.2.2 mol
D.2.4 mol
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)表明:將氯水滴加到一張藍(lán)色石蕊試紙上,試紙上會出現(xiàn)如圖所示的半徑慢慢擴(kuò)大的內(nèi)外兩個圓環(huán),且兩環(huán)顏色不同,下列有關(guān)說法中不正確的是
A.此實(shí)驗(yàn)表明氯水具有酸性、漂白性
B.內(nèi)環(huán)呈白色外環(huán)呈紅色或淺紅色
C.內(nèi)外環(huán)上顏色的差異表明此變化過程中,中和反應(yīng)比氧化還原反應(yīng)快
D.氯水中形成次氯酸的反應(yīng)中還原產(chǎn)物是HClO
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.052(5.2%)的NaOH溶液1 L(密度為1.06g·cm-3)用鉑電極電解,當(dāng)溶液中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)改變了0.010(1.0%)時停止電解,則此時溶液中應(yīng)符合的關(guān)系是( )
質(zhì)量分?jǐn)?shù) | NaOH的 | 陽極析出物的質(zhì)量/g | 陰極析出物的質(zhì)量/g |
A | 6.2% | 19 | 152 |
B | 6.2% | 152 | 19 |
C | 4.2% | 1.2 | 9.4 |
D | 4.2% | 9.4 | 1.2 |
A. A B. B C. C D. D
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】“低碳循環(huán)”引起各國的高度重視,已知煤,甲烷等可以與水蒸氣反應(yīng)生成以CO 和H2為主的合成氣,合成氣有廣泛應(yīng)用。試回答下列問題:
(1)高爐煉鐵是CO氣體的重要用途之一,其基本反應(yīng)為:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) ΔH>0。已知在1100℃時,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=0.263。
①溫度升高,化學(xué)平衡移動后達(dá)到新的平衡,此時平衡常數(shù)K值________(填“增大”、“減小”或“不變”);
②1100℃時測得高爐中,c(CO2)=0.025 mol·L-1,c(CO)=0.1 mol·L-1,則在這種情況下,該反應(yīng)向_______進(jìn)行(填“左”或“右”),判斷依據(jù)是________________________。
(2)目前工業(yè)上也可用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇,有關(guān)反應(yīng)為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1,現(xiàn)向體積為1 L的密閉容器中,充入1mol CO2和3 mol H2,反應(yīng)過程中測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間的變化如圖所示。
①從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=________。
②反應(yīng)達(dá)到平衡后,下列措施能使增大的是____________(填符號)。
A.升高溫度B.再充入H2 C.再充入CO2D.將H2O(g)從體系中分離 E.充入He(g)
①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H = +206.4 kJ·mol-1
②CO(g)+ H2O(g)CO2(g) +H2(g) △H = -41.2 kJ·mol-1
對于反應(yīng)①,一定可以提高平衡體系中H2百分含量,又能加快反應(yīng)速率的是____________。
a.升高溫度 b.增大水蒸氣濃度 c.加入催化劑 d.降低壓強(qiáng)
利用反應(yīng)②,將CO進(jìn)一步轉(zhuǎn)化,可提高H2產(chǎn)量。若1molCO和H2的混合氣體(CO的體積分?jǐn)?shù)為20%)與H2O反應(yīng),得到1.18mol CO、CO2和H2的混合氣體,則CO轉(zhuǎn)化率為 ____________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】生活中常見的金屬防腐的方法很多。下列措施不能起到防腐的是( )
A. 健身器材刷油漆 B. 衣架和電線的外面包上一層塑料層
C. 在輪船船身上裝上一定數(shù)量的銅塊 D. 地下鋼鐵管道連接鎂塊
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氯貝特( )是臨床上一種抗血栓藥物.它的一種合成路線如下(圖中部分反應(yīng)條件及部分反應(yīng)物、生成物已略去)。
回答下列問題:
(1)B的結(jié)構(gòu)簡式為________,反應(yīng)Ⅱ的反應(yīng)類型為_______。
(2)要實(shí)現(xiàn)反應(yīng)I的轉(zhuǎn)化,加入下列物質(zhì)能達(dá)到目的是________。
a.NaHCO3 b.NaOH c.Na2CO3 d.CH3COONa
(3)寫出反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)方程式_______________。
(4)產(chǎn)物E有多種同分異構(gòu)體,滿足下列條件的所有同分異構(gòu)體G有______種。
① 屬于酯類且與FeCl3溶液顯紫色 ② 能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
③ 1molG最多與2molNaOH反應(yīng) ④ 苯環(huán)上只有2個取代基且處于對位
(5)結(jié)合以上合成路線信息,設(shè)計(jì)以CH3CH2COOH為原料(無機(jī)試劑任選),合成有機(jī)物 ______________________________________________________
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)的變化不能產(chǎn)生自由移動離子的是( )
A. 氫氧化鈉溶于水 B. 將硫酸溶于水
C. 氯化鈉固體受熱熔化 D. 冰醋酸固體受熱熔化
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報(bào)平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報(bào)專區(qū) | 電信詐騙舉報(bào)專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報(bào)專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報(bào)專區(qū)
違法和不良信息舉報(bào)電話:027-86699610 舉報(bào)郵箱:58377363@163.com