工業(yè)上以NH3為原料經(jīng)過一系列反應可以得到HNO3。
(1)工業(yè)上NH3的催化氧化反應方程式為       ;為了盡可能多地實現(xiàn)的轉(zhuǎn)化,請你提出一條可行性建議      
(2)將工業(yè)廢氣NO與CO混合,經(jīng)三元催化劑轉(zhuǎn)化器處理如下:2CO+2NO2CO2+N2
已知:
CO(g)+ O2(g)=CO2(g) △H=-283.0kJ·mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g)  △H=+180.0kJ·mol-1
三元催化劑轉(zhuǎn)化器中發(fā)生反應的熱化學方程式為         ;
為了測定在某種催化劑作用下的反應速率,在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度部分數(shù)據(jù)記錄如下:

時間/s
0
2
3
4
c(NO)/mol·L-1
1.00×10-3
1.50×10-4
1.00×10-4
1.00×10-4
C(CO)/mol·L-1
 

2.70×10-3
 
   
①前2s內(nèi)的平均反應速率v(CO)=     
②在該溫度下,反應的平衡常數(shù)K=       
③假設在密閉容器中發(fā)生上述反應,達到平衡時下列措施能提高CO轉(zhuǎn)化率的是    
A.選用更有效的催化劑   B.恒容下充入Ar
C.適當降低反應體系的溫度   D.縮小容器的體積


(1)4NH3+5O24NO+6H2O(2分)    在NO2中通入過量的空氣,然后用水吸收生成硝酸(或其他合理答案)(1分)
(2)2CO(g)+2NO(g)=2CO2(g)+N2(g) △H=-746.0kJ·mol-1(2分)
①4.25×10-4mol/(L·s) (2分)      ②5000(2分)     ③CD(2分,各1分)

解析試題分析:
本題是利用NH3制備HNO3一個工業(yè)上的應用。
(1)NH3的催化氧化反應方程式4NH3+5O24NO+6H2O,,工業(yè)上是將NO2、過量O2通入H2O中,使得全被氧化又同時不產(chǎn)生污染性氣體。
(2)根據(jù)蓋斯定律將上式×2—下式即可得到2CO(g)+2NO(g)=2CO2(g)+N2(g) △H=-746.0kJ·mol-1
注意熱化學方程式的書寫規(guī)范
v(CO)= =4.25×10-4mol/(L·s) 注意單位書寫
計算K的值,根據(jù)K的表達式:K=,表達式中c都是平衡時的濃度?梢郧蟪銎胶鈺r各物質(zhì)的濃度分別為, c(NO)= 1.00×10-4mol/L,c(CO2)= 9.00×10-4 mol/L, C(CO)= 2.70×10-3 mol/L,c(N2)=4.50×10-4 mol/L,代入上式計算可得結果K=5000
CD都可使平衡正向移動,反應物轉(zhuǎn)化率增大,A和B選項平衡不移動,轉(zhuǎn)化率不變
考點:化學平衡(化學反應速率,轉(zhuǎn)化率,K的計算,蓋斯定律)

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

Ⅰ.恒溫,容積為1  L恒容條件下,硫可以發(fā)生如下轉(zhuǎn)化,其反應過程和能量關系如圖1所示(已知:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)    ΔH=-196.6  kJ·mol-1),請回答下列問題:

(1)寫出能表示硫的燃燒熱的熱化學方程式:______________________。
(2)ΔH2=__________kJ·mol-1。
Ⅱ.工業(yè)上常利用醋酸和乙醇合成有機溶劑乙酸乙酯:
CH3COOH(l)+C2H5OH(l) CH3COOC2H5(l)+H2O(l)    ΔH=-8.62  kJ·mol-1
已知CH3COOH、C2H5OH和CH3COOC2H5的沸點依次為118 ℃、78 ℃和77 ℃。在其他條件相同時,某研究小組進行了多次實驗,實驗結果如圖所示。

(1)該研究小組的實驗目的是___________________________________。
(2)60 ℃下反應40  min與70 ℃下反應20  min相比,前者的平均反應速率________后者(填“小于”、“等于”或“大于”)。
(3)如圖所示,反應時間為40  min、溫度超過80 ℃時,乙酸乙酯產(chǎn)率下降的原因可能是_________________________________(寫出兩條)。
Ⅲ.煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及熱值等問題。
已知:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表:

溫度/℃
400
500
800
平衡常數(shù)K
9.94
9
1
 
試回答下列問題:
(1)在800 ℃發(fā)生上述反應,以表中的物質(zhì)的量投入恒容反應器,其中向正反應方向移動的有________(選填“A、B、C、D、E”)。
 
n(CO)
n(H2O)
n(H2)
n(CO2)
A
1
5
2
3
B
2
2
1
1
C
3
3
0
0
D
0.5
2
1
1
E
3
1
2
1
(2)已知在一定溫度下,C(s)+CO2(g) 2CO(g)平衡常數(shù)為K;
①C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)       平衡常數(shù)為K1
②CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) 平衡常數(shù)為K2;
則K、K1、K2之間的關系是______________________________________。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

硝酸工業(yè)的基礎是氨的催化氧化,在催化劑作用下發(fā)生如下反應:
① 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)    △H =" —905" kJ/mol    ①主反應
② 4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)     △H =" —1268" kJ/mol   ②副反應
有關物質(zhì)產(chǎn)率與溫度的關系如甲圖。

(1)由反應①②可知反應⑤N2(g) + O2(g)2NO(g)的反應熱ΔH=     
(2)由圖甲可知工業(yè)上氨催化氧化生成 NO時,反應溫度最好控制在     
(3)用Fe3O4制備Fe(NO33溶液時,需加過量的稀硝酸,原因一:將Fe4O3中的Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+,
原因二:     (用文字和離子方程式說明)。
(4)將NH3通入NaClO溶液中,可生成N2H4,則反應的離子方程式為     。
(5)依據(jù)反應②可以設計成直接供氨式堿性燃料電池(如乙圖所示),則圖中A為     (填“正極”或“負極”),電極方程式為     

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

工業(yè)上在催化劑作用下可利用CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),圖1表示反應過程中能量的變化情況。

請回答下列問題:
(1)在圖I中,曲線______(填“a”或“b”)表示使用了催化劑;該反應屬于______(填“吸熱”或“放熱”)反應。
(2)為探究外界條件對合成甲醇化學反應速率的影響規(guī)律,某科技工作者設計了以下三組實驗,部分數(shù)據(jù)已填人表中,請補充完整。

實驗組
T/℃
起始濃度/mol?L-1
等質(zhì)量催化劑的
比表面積/m2?g-1
CO
H2

280
1.20×10-3
5.80×10-3
82

280
1.20×10-3
5.80×10-3
124

350
             
             
124
 
其中設計實驗組①和②的目的是______。
(3)“圖2”所揭示的規(guī)律是:在p1壓強達平衡時______;并請畫出在p2壓強下(p2> p1)的曲線。
(4)在堿性條件下可將合成甲醇的反應設計成原電池,則負極的電極反應式為______。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

能源是現(xiàn)代社會發(fā)展的支柱之一。
(1)化學反應中的能量變化,通常主要表現(xiàn)為熱量的變化。
①下列反應中,屬于放熱反應的是___________(填序號)。
a. Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl混合攪拌
b. 高溫煅燒石灰石
c. 鋁與鹽酸反應
②某同學進行如下圖所示實驗,測量稀鹽酸與燒堿溶液中和反應的能量變化。實驗表明:反應溫度升高,由此判斷該反應是_______(填“吸熱”或“放熱”)反應,其離子方程式是_______________。

(2)電能是現(xiàn)代社會應用最廣泛的能源之一。
下圖所示的原電池裝置中,其負極是_____________________,正極上能夠觀察到的現(xiàn)象是____________________________,正極的電極反應式是_________________________。
原電池工作一段時間后,若消耗鋅6.5g,則放出氣體__________g。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

隨著大氣污染的日趨嚴重,國家擬于“十二五”期間,將二氧化硫(SO2)排放量減少8%,氮氧化物(NOx)排放量減少10%。目前,消除大氣污染有多種方法。
(1) 用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g) ="4NO(g)" + CO2(g) +2H2O(g)   ⊿H=" -574" kJ·mol-1
②CH4(g) +4NO(g) =2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)   ⊿H=" -1160" kJ·mol-1
③H2O(g) = H2O(l)    △H=" -44.0" kJ·mol-1
寫出CH4(g)與NO2(g)反應生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(1)的熱化學方程式                  。
(2)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常溫下可將SO2轉(zhuǎn)化為SO42,從而實現(xiàn)對SO2的治理。已知含SO2的廢氣通入含F(xiàn)e2+、Fe3+的溶液時,其中一個反應的離子方程式為4Fe2+ + O2+ 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O,則另一反應的離子方程式為                                 
(3)用活性炭還原法處理氮氧化物。有關反應為:C(s)+2NO(g)N2 (g)+CO2 (g) 。某研究小組向密閉的真空容器中(假設容器體積不變,固體試樣體積忽略不計)加入NO和足量的活性炭,恒溫(T1℃)條件下反應,反應進行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如下:

   濃度/mol·L-1

 

 
時間/min

NO
N2
CO2
0
1.00
0
0
10
0.58
0.21
0.21
20
0.40
0.30
0.30
30
0.40
0.30
0.30
40
0.32
0.34
0.17
50
0.32
0.34
0.17
①10min~20min以v(CO2) 表示的反應速率為                        。
②根據(jù)表中數(shù)據(jù),計算T1℃時該反應的平衡常數(shù)為        (保留兩位小數(shù))。
③一定溫度下,隨著NO的起始濃度增大,則NO的平衡轉(zhuǎn)化率      (填“增大”、“不變”或“減小”) 。
④下列各項能作為判斷該反應達到平衡的是          (填序號字母)。
A.容器內(nèi)壓強保持不變        B. 2v(NO) = v(N2)
C.容器內(nèi)CO2的體積分數(shù)不變    D.混合氣體的密度保持不變
⑤30min末改變某一條件,過一段時間反應重新達到平衡,則改變的條件可能是           。請在下圖中畫出30min至40min的變化曲線。

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科目:高中化學 來源: 題型:問答題

(15分)(1)25℃時,0.1 mol·L-1的HA溶液中c(H+)/c(OH-)=1010。請回答下列問題:
①HA是________(填“強電解質(zhì)”或“弱電解質(zhì)”);
②在加水稀釋HA溶液的過程中,隨著水量的增加而減小的是________(填字母)。
A.c(H+)/c(HA)    B.c(HA)/(A-)    C.c(H)與c(OH)的乘積    D.c(OH)
③若M溶液是由上述HA溶液V1 mL與pH = 12的NaOH溶液V2 mL混合充分反應而得,則下列說法中正確的是       
A.若溶液M呈中性,則溶液M中c(H+) + c(OH-) = 2.0×10-7 mol·L-1
B.若V1 =V2 ,則溶液M的pH一定等于7
C.若溶液M呈酸性,V1一定大于V2
D.若溶液M呈堿性,V1一定小于V2
(2)若已知在25℃,AgCl的Ksp = 1.8×10-10,現(xiàn)將足量AgCl分別放入:①100 mL 蒸餾水中;②100 mL 0.2mol·L-1 AgNO3溶液中;③100 mL 0.1mol·L-1 AlCl3溶液中;④100 mL 0.1mol·L-1鹽酸中,充分攪拌后,相同溫度下c(Ag+)由大到小的順序是          (用序號連接)
(3)若1mol SO2(g)氧化為1mol SO3(g)的ΔH =-99kJ·mol-1,單質(zhì)硫的燃燒熱為296kJ·mol-1,則由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH =         
(4)對于2NO2(g)N2O4(g) ΔH < 0反應,在溫度為T1,T2時,平衡體系中NO2的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖所示。則下列說法正確的是    。

①.A、C兩點的反應速率:A>C
②.A、C兩點氣體的顏色:A深、C淺
③.B、C兩點的氣體的平均分子質(zhì)量:B<C
④.由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱方法 
(5)下圖是利用甲烷燃料電池電解50 mL 2 mol·L-1的氯化銅溶液的裝置示意圖:
請回答:
① 甲烷燃料電池的負極反應式是           
② 當線路中有0.2 mol電子通過時,陰極增重____g。

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科目:高中化學 來源: 題型:問答題

硼及其化合物在耐髙溫合金工業(yè)、催化劑制造、髙能燃料等方面應用廣泛。
(1)氮化硼是一種耐高溫材料,巳知相關反應的熱化學方程式如下:
2B(s)+N2(g)= 2BN(s) ΔH="a" kJ ? mol-1
B2H6 (g)=2B(s) + 3H2 (g) ΔH =b kJ ? mol-1
N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)    ΔH ="c" kJ? mol-1
①反應B2H6(g)+2NH3(g)=2BN(s)+6H2(g)  ΔH =           (用含a、b、c的代數(shù)式表示)kJ ·mol-1
②B2H6是一種髙能燃料,寫出其與Cl2反應生成兩種氯化物的化學方程式:                  。
(2)硼的一些化合物的獨特性質(zhì)日益受到人們的關注。
①最近美國化學家杰西·薩巴蒂尼發(fā)現(xiàn)由碳化硼制作的綠色焰火比傳統(tǒng)焰火(硝酸鋇)更安全,碳化硼中硼的質(zhì)量分數(shù)為78. 6%,則碳化硼的化學式為                               。
②近年來人們將LiBH4和LiNH2球磨化合可形成新的化合物Li3BN2H8和Li4BN3 H10,Li3BN2H8球磨是按物質(zhì)的量之比n(LiNH2) : n(LiBH4) =" 2" : 1加熱球磨形成的,反應過程中的X衍射圖譜如圖所示。

Li3BN2H8在大于250℃時分解的化學方程式為                                        ,Li3BN2H8與Li4BN3H10的物質(zhì)的量相同時,充分分解,放出等量的H2,Li4BN3 H10分解時還會產(chǎn)生固體Li2NH和另一種氣體,該氣體是      
(3)直接硼氫化物燃料電池的原理如圖,負極的電極反應式為                               。電池總反應的離子方程式為                                               。

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

利用如圖所示裝置測定中和熱的實驗步驟如下:

步驟一:用量筒量取50ml 0.50 mol?L-1鹽酸倒入小燒杯中,測出鹽酸溫度t1;
步驟二:用另一量筒量取50ml 0.55 mol?L-1 NaOH溶液,并用另一溫度計測出其溫度t2
步驟三:將NaOH溶液倒入小燒杯中,設法使之混合均勻,測得混合液最高溫度t3。
回答下列問題:
(1)步驟三中倒入NaOH溶液的正確操作是__________。
A.沿玻璃棒緩慢倒入          B.分三次少量倒入          C.一次迅速倒入
(2)使鹽酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是________(填序號)。
A.輕輕地振蕩燒杯            B.揭開硬紙片用玻璃棒攪拌
C.用溫度計小心攪拌         D.用套在溫度計上的環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕地攪動
(3)___________(填“能”或“不能”)用Ba(OH)2溶液和硫酸代替NaOH溶液和鹽酸測中和熱,理由是________________________________________。
(4)在反應中若因為有放熱現(xiàn)象,而造成少量HCl在反應中揮發(fā),則測得的中和熱_______(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。

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