(14分)工業(yè)上以氨氣為原料(鉑銠合金網(wǎng)為催化劑)催化氧化法制硝酸的過(guò)程如下:
(1)已知反應(yīng)一經(jīng)發(fā)生,鉑銠合金網(wǎng)就會(huì)處于紅熱狀態(tài)。寫(xiě)出氨催化氧化的化學(xué)方程式 。當(dāng)溫度升高時(shí),化學(xué)平衡常數(shù)K值 (填“增大”、“減小”、“無(wú)影響”)。
(2)硝酸廠(chǎng)尾氣常用的處理方法是:催化還原法:催化劑存在時(shí)用H2將NO2還原為N2。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6 kJ/mol
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.7 kJ/mol
H2O(1)=H2O(g) △H=+44.0 kJ/mol
則8g H2恰好將NO2轉(zhuǎn)化成N2和H2O(1)時(shí)△H= 。
(3)氨氣是制取硝酸的重要原料,合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:N2+3H22NH3,該反應(yīng)在固定容積的密閉容器中進(jìn)行。
①下列各項(xiàng)標(biāo)志著該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是 (填字母)。
A.容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為l:3:2
B.
C.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
D.混合氣體的密度保持不變
②若在恒溫條件下,將N2與H2按一定比例混合通入一個(gè)容積為2 L固定容積的密閉容器中,5 min后反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),n(N2)=1.2 mol,n(H2)=1.2 mol, n(NH3)=0.8mol,則反應(yīng)速率v(N2)= ,平衡常數(shù)= (保留兩位小數(shù))。若保持容器的溫度和容積不變,將上述平衡體系中的混合氣體的濃度增大1倍,則平衡 (填向左、向右或不移動(dòng))移動(dòng)。
(1)4NH3+5O24NO+6H2O (2分)減小(2分)(2)-1210.9 kJ/mol(2分)
(3)①BC(2分)②0.04mol·L-1·min-1(2分) 1.23(2分)向右(2分)
解析:本題考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化和化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算。
(1)已知反應(yīng)一經(jīng)發(fā)生,鉑銠合金網(wǎng)就會(huì)處于紅熱狀態(tài)。寫(xiě)出氨催化氧化的化學(xué)方程式4NH3+5O24NO+6H2O,由于事成氨反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,平衡常數(shù)值減小。
(2)用H2將NO2還原為N2的方程式為2NO2(g)+4H2(g)= N2(g)+4H2O(l),由已知反應(yīng)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6 kJ/mol①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.7 kJ/mol②H2O(1)=H2O(g)△H=+44.0 kJ/mol③,根據(jù)蓋斯定律,2×①-②-4×③可得2NO2(g)+4H2(g)= N2(g)+4H2O;△H=-1210.9kJ/mol,即8g H2恰好將NO2轉(zhuǎn)化成N2和H2O(1)時(shí)△H=-1210.9kJ/mol。
(3)①判斷達(dá)到平衡的標(biāo)志是“會(huì)改變的量不變了,就達(dá)到了平衡狀態(tài)”。故A、D不合題意,由于反應(yīng)容器的體積不變,故反應(yīng)前后混合氣體的密度保持不變,即不會(huì)改變的量。
② 先計(jì)算V(NH3)=(0.8 mol/2L)/5min=0.08mol·L-1·min-1,由速率之比等于計(jì)量數(shù)之比可知,V(N2)= V(NH3)/2=0.04mol·L-1·min-1。平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別為c(N2)= 1.2 mol/2L=0.6 mol/L、c(H2)= 1.2 mol/2L=0.6 mol/L、c(NH3)= 0.8 mol/2L=0.4mol/L,則K= c2(NH3)/[ c(N2) ·c3(H2)]= 0.42/(0.6·錯(cuò)誤!鏈接無(wú)效。3)= 1.23。若保持容器的溫度和容積不變,將上述平衡體系中的混合氣體的濃度增大1倍,則Q== c2(NH3)/[ c(N2) ·c3(H2)]= 0.82/(1.2·1.23)= 0.38<K,則平衡向右移動(dòng)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:2011-2012學(xué)年河北省唐山市高三上學(xué)期期末統(tǒng)一考試?yán)砭C試題化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題
(14分)工業(yè)上以氨氣為原料(鉑銠合金網(wǎng)為催化劑)催化氧化法制硝酸的過(guò)程如下:
(1)已知反應(yīng)一經(jīng)發(fā)生,鉑銠合金網(wǎng)就會(huì)處于紅熱狀態(tài)。寫(xiě)出氨催化氧化的化學(xué)方程式 。當(dāng)溫度升高時(shí),化學(xué)平衡常數(shù)K值 (填“增大”、“減小”、“無(wú)影響”)。
(2)硝酸廠(chǎng)尾氣常用的處理方法是:催化還原法:催化劑存在時(shí)用H2將NO2還原為N2。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6 kJ/mol
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+67.7 kJ/mol
H2O(1)=H2O(g) △H=+44.0 kJ/mol
則8g H2恰好將NO2轉(zhuǎn)化成N2和H2O(1)時(shí)△H= 。
(3)氨氣是制取硝酸的重要原料,合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:N2+3H22NH3,該反應(yīng)在固定容積的密閉容器中進(jìn)行。
①下列各項(xiàng)標(biāo)志著該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是 (填字母)。
A.容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為l:3:2
B.
C.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
D.混合氣體的密度保持不變
②若在恒溫條件下,將N2與H2按一定比例混合通入一個(gè)容積為2 L固定容積的密閉容器中,5 min后反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),n(N2)=1.2 mol,n(H2)=1.2 mol, n(NH3)=0.8 mol,則反應(yīng)速率v(N2)= ,平衡常數(shù)= (保留兩位小數(shù))。若保持容器的溫度和容積不變,將上述平衡體系中的混合氣體的濃度增大1倍,則平衡 (填向左、向右或不移動(dòng))移動(dòng)。
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