H2的物質(zhì)的量為 mol. 2NH3(g) △H= -92kJ/molN2 ΔH= +181kJ/mol2H2 ΔH= -484kJ/mol寫出氨氣催化氧化生成NO和水蒸氣的熱化學(xué)方程式 .">

【題目】課本里介紹的合成氨技術(shù)叫哈伯法,是德國諾貝爾化學(xué)獎獲得者哈伯發(fā)明的。其合成原理為:N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H<0,S <0。

1)下列關(guān)于工業(yè)合成氨的說法不正確的是_______

A.因為H<0,所以該反應(yīng)一定能自發(fā)進行

B.因為S<0,所以該反應(yīng)一定不能自發(fā)進行

C.在高溫下進行是為了提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率

D.使用催化劑加快反應(yīng)速率是因為催化劑降低了反應(yīng)的H

2)在恒溫恒容密閉容器中進行合成氨的反應(yīng),下列能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是_______

a 容器內(nèi)N2、H2NH3的濃度之比為132 b v(N2)= v(H2)

c 容器內(nèi)壓強保持不變 d 合氣體的密度保持不變

3)工業(yè)上合成氨的部分工藝流程如下:

請用平衡移動原理來解釋在流程中及時分離出氨氣和循環(huán)使用氣體的原因_______。

4)某科研小組研究:在其他條件不變的情況下,改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對工業(yè)合成氨反應(yīng)的影響。實驗結(jié)果如圖所示(圖中T表示溫度,n表示H2物質(zhì)的量)。

①圖象中T2T1的關(guān)系是:T2 __________T1(填“><=”,下同)

a、b、cd四點所處的平衡狀態(tài)中,反應(yīng)物N2 的轉(zhuǎn)化率最高的是______(填字母)。

5)恒溫下,往一個4L的密閉容器中充入5.2mol H22mol N2,反應(yīng)過程中對NH3的濃度進行檢測,得到的數(shù)據(jù)如下表所示:

時間/min

5

10

15

20

25

30

c(NH3)/mol·L-1

0.08

0.14

0.18

0.20

0.20

0.20

①此條件下該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=___________

②若維持容器體積不變,溫度不變,往原平衡體系中加入H2N2NH34mol,化學(xué)平衡將向_______反應(yīng)方向移動(填)。

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)   H= -92kJ/mol。在恒溫恒容的密閉容器中充入1mol N2和一定量的H2發(fā)生反應(yīng)。達到平衡后,測得反應(yīng)放出的熱量為18.4 kJ,混合氣體的物質(zhì)的量為3.6 mol,容器內(nèi)的壓強變?yōu)樵瓉淼?0%,則起始時充入的span>H2的物質(zhì)的量為______mol

6)已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)    H= -92kJ/mol

N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH= +181kJ/mol

2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH= -484kJ/mol

寫出氨氣催化氧化生成NO和水蒸氣的熱化學(xué)方程式_________。

【答案】ABCD bc 減少生成物濃度,同時增加反應(yīng)物濃度,可以使平衡正向進行程度更大,提高產(chǎn)率 < c 0.1 3 4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ΔH =-906 kJ·mol-1

【解析】

1)根據(jù)G=H-TS來判斷。

2a.容器內(nèi)N2、H2NH3 濃度比與起始濃度及轉(zhuǎn)化率有關(guān),平衡時不一定等于化學(xué)計量數(shù)之比。

b.平衡時不同物質(zhì)表示的正逆速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,3v(N2)= v(H2)逆時反應(yīng)達到平衡狀態(tài)。

c.隨反應(yīng)進行,混合氣體物質(zhì)的量變化,容器內(nèi)壓強發(fā)生變化,壓強保持不變說明到達平衡。

d.混合氣體總質(zhì)量不變,容器容積不變,混合氣體密度始終保持不變。

3)在流程中及時分離出氨氣和循環(huán)使用氣體的原因是減少生成物濃度,同時增加反應(yīng)物濃度,可以使平衡正向進行程度更大,提高產(chǎn)率。

4)①由圖可知,n(H2)相同時, T2對應(yīng)氨氣含高,反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度有利于生成氨氣,則T2<T1

a、b、cd四點,n(H2)越大,平衡正向移動的程度越大,N2的轉(zhuǎn)化率越大,c點時氫氣的物質(zhì)的量最大,cN2的轉(zhuǎn)化率最高。

5)①根據(jù)三段式求解。

②根據(jù)QCK的相對大小進行判斷。

③恒溫恒容條件下,氣體的壓強之比等于其物質(zhì)的量之比,反應(yīng)達到平衡后,混合氣體的物質(zhì)的量為3.6mol,容器內(nèi)的壓強變?yōu)樵瓉淼?/span>90%,則反應(yīng)前混合氣體的物質(zhì)的量為4mol,為氫氣和氮氣的物質(zhì)的量之和,氮氣的物質(zhì)的量為1mol,則氫氣的物質(zhì)的量為3mol

6)根據(jù)蓋斯定律求得。

1A.根據(jù)G=H-TS來計算,把H<0,S <0代入表達式,該反應(yīng)可能自發(fā)進行,故A錯誤;

B.根據(jù)G=H-TS來計算,把H<0,S <0代入表達式,該反應(yīng)可能自發(fā)進行,故B錯誤;

C.N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H<0,升溫平衡逆向移動,故不能提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,故C錯誤;

D.使用催化劑加快反應(yīng)速率是因為催化劑降低了反應(yīng)的活化能,故D錯誤;

故選ABCD。

2a.容器內(nèi)N2H2、NH3 濃度比與起始濃度及轉(zhuǎn)化率有關(guān),平衡時不一定等于化學(xué)計量數(shù)之比,故a錯誤;

b.平衡時不同物質(zhì)表示的正逆速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,3v(N2)= v(H2)逆時反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故b正確;

c.隨反應(yīng)進行,混合氣體物質(zhì)的量變化,容器內(nèi)壓強發(fā)生變化,壓強保持不變說明到達平衡,故c正確;

d.混合氣體總質(zhì)量不變,容器容積不變,混合氣體密度始終保持不變,故d錯誤;

故選bc。

3)在流程中及時分離出氨氣和循環(huán)使用氣體的原因是減少生成物濃度,同時增加反應(yīng)物濃度,可以使平衡正向進行程度更大,提高產(chǎn)率,故答案為:減少生成物濃度,同時增加反應(yīng)物濃度,可以使平衡正向進行程度更大,提高產(chǎn)率。

4)①由圖可知,n(H2)相同時, T2對應(yīng)氨氣含高,反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度有利于生成氨氣,則T2<T1,故答案為:<;

a、bc、d四點,n(H2)越大,平衡正向移動的程度越大,N2的轉(zhuǎn)化率越大,c點時氫氣的物質(zhì)的量最大,cN2的轉(zhuǎn)化率最高,此時氫氣起始量最大達到平衡狀態(tài)下H2的百分含量最高,故答案為:c。

5)①由表中數(shù)據(jù)可知,20min達到平衡,平衡時NH3的濃度為0.2mol/L,則:

N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)

開始(mol/L0.5 1.3 0

變化(mol/L0.1 0.3 0.2

平衡(mol/L0.4 1 0.2

故化學(xué)平衡常數(shù)K=c2(NH3)/c(N2)c3(H2)=0.22/0.4×13=0.1,故答案為:0.1。

②反應(yīng)達到平衡后,若維持容器體積不變,溫度不變,往平衡體系中加入H2、N2NH34mol,則此時各物質(zhì)的濃度為:H21mol/L+4mol÷4L=2mol/L,N20.4mol/L+4mol÷4L=1.4 mol/L,NH30.2mol/L+4mol÷4L=1.2mol/L,故濃度商QC=1.22/1.4×230.1,故反應(yīng)向逆反應(yīng)進行,故答案為:逆。

③恒溫恒容條件下,氣體的壓強之比等于其物質(zhì)的量之比,反應(yīng)達到平衡后,混合氣體的物質(zhì)的量為3.6mol,容器內(nèi)的壓強變?yōu)樵瓉淼?/span>90%,則反應(yīng)前混合氣體的物質(zhì)的量為4mol,為氫氣和氮氣的物質(zhì)的量之和,氮氣的物質(zhì)的量為1mol,則氫氣的物質(zhì)的量為3mol,故答案為:3。

6N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)H= -92kJ/mol

N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH= +181kJ/mol

2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH= -484kJ/mol

氨的催化氧化的化學(xué)方程式為:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g),該反應(yīng)可通過③×3+×2-×2獲得,根據(jù)蓋斯定律可得H=-906 kJ/mol;故氨氣催化氧化生成NO和水蒸氣的熱化學(xué)方程式為:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ΔH =-906 kJ·mol-1,故答案為:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) ΔH =-906 kJ·mol-1。

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:

【題目】工業(yè)上用廢鐵渣(含Fe2O3FeO、Al2O3、MnO2CuO、SiO2等雜質(zhì))制備綠礬(FeSO4·7H2O)并回收Cu的流程如圖:

請回答下列問題:

1)操作II所需的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和___

2NaOH溶液的作用是溶解廢鐵渣中的______。

3)寫出向濾液2中加入鐵粉的有關(guān)反應(yīng)的離子方程式___(任寫一個)。

4)在試管中加入少量綠礬樣品,加水溶解,滴加KSCN溶液,溶液顏色無明顯變化。由此可知___

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一定溫度下,將6 mol A5 mol B混合,充入2 L密閉容器中,發(fā)生反應(yīng): 3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),經(jīng)5秒鐘后生成1 mol D,并測得此時C的濃度為0.5molL-1。下列有關(guān)敘述正確的是(

A.此時A的濃度為2 mol·L-1B.x的值為1

C.B的轉(zhuǎn)化率為20%D.反應(yīng)速率v(D)=0.1molL-1s-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列有關(guān)實驗內(nèi)容、實驗裝置和對應(yīng)的實驗?zāi)康木_的是

A. 測定中和熱

B. 比較Cu2+、Fe3+對反應(yīng)速率的影響

C. 比較醋酸和硼酸的酸性強弱

D. 比較溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)欲探究FeCl3溶液與NaHSO3溶液的反應(yīng),設(shè)計、完成實驗并記錄如下:

裝置

反應(yīng)時間

實驗現(xiàn)象

0~1 min

產(chǎn)生紅褐色沉淀Fe(OH)3,有刺激性氣味氣體SO2逸出

1~30 min

沉淀迅速溶解形成紅色溶液,隨后溶液逐漸變?yōu)槌壬,之后幾乎無色

30 min

與空氣接觸部分的上層溶液又變?yōu)闇\紅色,隨后逐漸變?yōu)闇\橙色

已知: Fe(OH)3+SO32-Fe2++SO42-

下列有關(guān)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡說法不正確的是

A. 生成紅色配合物的反應(yīng)速率較快,紅色配合物生成橙色配合物的速率較慢

B. 增大溶液中SO32-濃度可以加速紅褐色沉淀Fe(OH)3迅速溶解

C. O2的作用下,橙色HOFeOSO2濃度下降,平衡不斷正向移動

D. 30min時,若向該無色溶液中滴加少量FeCl3溶液,無明顯現(xiàn)象

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】常溫下甲醛是一種無色、有特殊刺激性氣味的氣體,易溶于水,是世界衛(wèi)生組織(WHO)確定的致癌物和致畸形物之一。我國規(guī)定:居室空氣中甲醛的最高容許濃度為0.08mg/m3。某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計用如下方法測定某居室空氣中甲醛的含量(假設(shè)空氣中無其他還原性氣體):

1)測定原理:KMnO4(H+)溶液為強氧化劑,可氧化甲醛和草酸,反應(yīng)的離子方程式為:

4MnO4-+ 5HCHO + 12H+ == 4Mn2+ + 5CO2↑+ 11H2O

2MnO4-+ 5H2C2O4 + 6H+ == 2Mn2++10CO2↑+ 8H2O

2)測定裝置:部分裝置如圖所示(a、b為止水夾)

3)實驗步驟:

檢查裝置氣密性(氣密性良好)。

___________(填儀器名稱)準(zhǔn)確移取20.00 mL 2.00×103mol·L—1的高錳酸鉀溶液(過量)于廣口瓶中并滴入36mol·L-1H2SO4溶液備用。

2.00×10-3mol·L-1的草酸標(biāo)準(zhǔn)溶液置于_____________(填儀器名稱)中備用。

打開a,關(guān)閉b,用注射器抽取100mL新裝修的室內(nèi)空氣。關(guān)閉a,打開b,再緩緩?fù)苿幼⑸淦,將氣體全部推入酸性高錳酸鉀溶液中,使其充分反應(yīng)。再如此重復(fù)4(共5次)。如果壓送氣體時速度過快,可能會產(chǎn)生什么不利后果?___________。

將廣口瓶中的溶液轉(zhuǎn)入錐形瓶中(潤洗廣口瓶23次,并將洗滌液全部轉(zhuǎn)入錐形瓶)。如果沒有潤洗,所測甲醛的含量將_________(填偏高偏低、無影響);

用標(biāo)準(zhǔn)草酸溶液滴定錐形瓶中的溶液;記錄滴定所消耗的草酸溶液體積。本實驗是否需要指示劑?_________(填是或否),滴定終點時的實驗現(xiàn)象為____________________

再重復(fù)實驗2次。

4)數(shù)據(jù)處理:分別于裝修完工后的第1天、第7天、第30(室內(nèi)始終保持通風(fēng)換氣狀況)對室內(nèi)空氣進行取樣,通過實驗測得以下三組數(shù)據(jù)(每次實驗所取的KMnO4溶液均為 20.00mL):

裝修后

n

草酸溶液(mL

甲醛的濃度

mg/m3

1

2

3

平均值

1

15.86

15.72

15.67

15.75

7

26.17

26.36

26.38

26.27

30

49.05

48.98

49.02

48.95

設(shè) KMnO4溶液的物質(zhì)的量濃度為c1,KMnO4溶液的體積為v1(mL),草酸溶液的物質(zhì)的量濃度為c2,草酸溶液的平均體積為v2(mL)則:計算室內(nèi)空氣中甲醛濃度(mg/m3)的代數(shù)式為__________(用c1、c2 、v1v2表示),利用表中數(shù)據(jù)計算第30天室內(nèi)空氣中甲醛濃度為_______mg/m3。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下圖是第3周期11~17號元素某些性質(zhì)變化趨勢的柱形圖下列有關(guān)說法中正確的是( )

A. y軸表示的可能是第一電離能

B. y軸表示的可能是電負(fù)性

C. y軸表示的可能是原子半徑

D. y軸表示的可能是原子形成簡單離子轉(zhuǎn)移的電子數(shù)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列有機反應(yīng)中,不屬于取代反應(yīng)的是(

A. +Cl2 +HCl

B. CH2=CH2 + Br2 CH2BrCH2Br

C. ClCH2CH2CH3+NaOH HOCH2CH2CH3+NaCl

D. +HO-NO2+H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某有機物完全燃燒生成CO2和水。將12g該有機物完全燃燒的產(chǎn)物通過濃硫酸,濃硫酸增重14.4g;再通過堿石灰,堿石灰增重264g,該有機物的分子式為(

A. C4H10OB. C2H6OC. C3H8OD. C2H4O

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