(1)工業(yè)合成氨技術(shù)的反應(yīng)原理是:N2(g)+3H2(g)
催化劑
高溫高壓
2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol.在500℃、20MPa時(shí),將N2、H2置于一個(gè)固定容積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程中各種物質(zhì)的量變化如圖1所示,回答下列問(wèn)題:

①計(jì)算反應(yīng)在第一次平衡時(shí)平衡常數(shù)K=______(保留二位小數(shù))
②產(chǎn)物NH3在5~10min、20~25min和45~50min時(shí)平均反應(yīng)速率[平均反應(yīng)速率分別以v1、v2、v3表示]從大到小排列次序?yàn)開(kāi)_____.
③在45min時(shí),采取的措施是______;
(2)如圖2是一個(gè)體積固定的恒溫密閉容器,正中間有一個(gè)可以滑動(dòng)的隔板將容器隔成A、B兩室.A室放入H2和O2共5mol,B室放入H2和N2共5mol,使隔板恰好處于正中間.
①控制一定條件,只使A室氣體充分反應(yīng),此時(shí)隔板左移,待反應(yīng)完成且密閉容器溫度恒定(大于120℃)后,A室氣體體積是B室體積的
4
5
.計(jì)算原H2和O2的體積比為_(kāi)_____.
②再控制一定條件,使H2和N2發(fā)生反應(yīng)(正反應(yīng)放熱).當(dāng)密閉容器溫度恒定(大于120℃)且達(dá)到平衡時(shí),隔板右移恰好回到正中間,若加入的N2為1mol,則N2的轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_____,若加入的N2為xmol,則x的取值范圍是______.
(1)①第一次達(dá)到平衡常數(shù)時(shí),氨氣的濃度為:2.00mol/L,氫氣濃度為:3.00mol/L,氮?dú)獾臐舛葹椋?.00mol/L,
第一次平衡時(shí)平衡常數(shù)K=
2.002
1.00×3.003
≈0.15,
故答案為:0.15;
②5~10min氨氣的濃度變化大于0.5mol/L,20~25min氨氣濃度變化為0,45~50min氨氣的濃度變化小于0.50.5mol/L,時(shí)間變化為5min,由v=
△c
△t
可知,反應(yīng)速率關(guān)系為:v1>v3>v2,
故答案為:v1>v3>v2;
③45min時(shí),氨氣的濃度增大,氮?dú)、氫氣的濃度減小,化學(xué)平衡平衡向著正向移動(dòng),該反應(yīng)是放熱反應(yīng),說(shuō)明降低了溫度,
故答案為:降低溫度;
(2)①A室氣體體積是B室體積的
4
5
,A、B的壓強(qiáng)相同,B的物質(zhì)的量為5mol且不變,所以A反應(yīng)后的物質(zhì)的量為4mol,反應(yīng)后氣體減小了1mol,
2H2 +O2
點(diǎn)燃
.
2H2O△n
2 1 2 1
2mol1mol 1mol
反應(yīng)消耗的氫氣的物質(zhì)的量為2mol、氧氣的物質(zhì)的量為1mol,所以氫氣和氧氣的物質(zhì)的量有兩種情況,
4mol氫氣
1mol氧氣
2mol氫氣
3mol氧氣
,所以原H2和O2的體積比為2:3或4:1,
故答案為:2:3或4:1;
②達(dá)到平衡時(shí),隔板右移恰好回到正中間,根據(jù)①可知,達(dá)到平衡時(shí)B中氣體的總物質(zhì)的量為4mol,氣體的物質(zhì)的量減小了1mol,
根據(jù)反應(yīng)N2+3H2 ?2NH3 △n
13 2 2
0.5mol1.5mol1mol
反應(yīng)消耗氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為0.5mol、氫氣為1.5mol,
加入的N2為1mol,則N2的轉(zhuǎn)化率為:
0.5mol
1mol
×
100%=50%;
氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量最少為0.5mol,但是必須大于0.5mol,氮?dú)庾畲蟮奈镔|(zhì)的量為3.5mol,
剩余氮?dú)獾娜≈捣秶鸀椋?.5<x<3.5,
故答案為:50%;0.5<x<3.5.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

在密閉容器中,對(duì)于反應(yīng)N2+3H22NH3(g),N2、H2起始分別為10mol、30mol,達(dá)平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為25%,若從NH3開(kāi)始反應(yīng),在相同條件下,欲使平衡時(shí)各成分的體積分?jǐn)?shù)與前者相同,則起始時(shí)NH3的物質(zhì)的量及NH3的轉(zhuǎn)化率為(     )                              
A.15mol;25%  B.20mol;50%C.20mol;75% D.40mol;80%

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:填空題

(1)為防治酸雨,降低煤燃燒時(shí)向大氣排放的SO2,工業(yè)上將生石灰和含硫煤混合后使用。請(qǐng)寫(xiě)出燃燒時(shí),有關(guān)“固硫”(不使含硫化合物進(jìn)入大氣)反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________________________________  。
(2)近年來(lái),某些自來(lái)水廠在用液氯進(jìn)行消毒處理時(shí)還加入少量液氨,其反應(yīng)的化學(xué)方程式:NH3+HClOH2O+NH2Cl(一氯氨),NH2Cl較HClO穩(wěn)定,試分析加液氨能延長(zhǎng)液氯殺菌時(shí)間的原因是                                          。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:填空題

(9分)現(xiàn)有可逆反應(yīng)A(g)+B(g)     3C(g),下圖中甲、乙、丙分別表示在不同的條件下,生成物C在反應(yīng)混和物中的百分含量(C%)和反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系:


(1)若甲圖中兩條曲線分別表示有催化劑和無(wú)催化劑時(shí)的情況,則___曲線是表示有催化劑時(shí)的情況。
(2)若乙圖中的a曲線表示200℃和b曲線表示100℃時(shí)的情況,則此可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是_____熱反應(yīng)。
(3)若丙圖中兩條曲線分別表示不同壓強(qiáng)下的情況,則____曲線是表示壓強(qiáng)較大的情況。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

對(duì)于任何一個(gè)平衡體系,采取下列措施后,一定會(huì)使平衡移動(dòng)的是(   )
A.加入一種反應(yīng)物B.對(duì)平衡體系加壓
C.升高溫度D.使用催化劑

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

某溫度下,反應(yīng)H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)的平衡常數(shù)K=
9
4
.該溫度下在體積均為10L的三個(gè)密閉容器中分別加入反應(yīng)物,起始加入量如下圖所示:
起始量
H2(mol)122
CO2(mol)112
下列判斷不正確的是( 。
A.反應(yīng)開(kāi)始時(shí),甲中的反應(yīng)速率最慢,丙中的反應(yīng)速率最快
B.平衡時(shí),甲和丙中CO2的轉(zhuǎn)化率相等,均是60%
C.平衡時(shí),乙中H2的轉(zhuǎn)化率大于60%
D.平衡時(shí),丙中c(H2)是0.08mol?L-1

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

將4mol SO2與2mol O2放入4L的密閉容器中,在一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),測(cè)得平衡時(shí)混合物總的物質(zhì)的量為5mol,求:
(1)平衡時(shí)SO3的濃度;
(2)平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

將0.6molA和0.5molB充入0.4L密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2A(g)+B(g)?mD(g)+E(g),經(jīng)過(guò)5min后達(dá)到化學(xué)平衡,此時(shí)測(cè)得D為0.2mol.又知5min內(nèi)用E表示的平均反應(yīng)速率為0.1mol?L-1?min-1,下列結(jié)論正確的是( 。
A.B的轉(zhuǎn)化率為20%
B.m值為1
C.5min內(nèi)用A表示的平均反應(yīng)速率為0.1mol?L-1?min-1
D.平衡時(shí)反應(yīng)混合物總物質(zhì)的量為1mol

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:填空題

(20分)已知苯甲醛在一定條件下可以通過(guò)Perkin反應(yīng)生成肉桂酸(產(chǎn)率45~50%),另一個(gè)產(chǎn)物A也呈酸性,反應(yīng)方程式如下:
C6H5CHO(苯甲醛)+(CH3CO)2O → C6H5CH=CHCOOH(肉桂酸)+ A
(1)上述反應(yīng)式中,反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比為1︰1。產(chǎn)物A的名稱是             。
(2)一定條件下,肉桂酸與乙醇反應(yīng)生成香料肉桂酸乙酯,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_____________關(guān)于它的說(shuō)法正確的是       。
a.能發(fā)生加成反應(yīng)                      b.能使酸性高錳酸鉀溶液褪色
c.在酸性或堿性條件下可以水解          d.屬于芳香烴的衍生物
(3)取代苯甲醛也能發(fā)生Perkin反應(yīng),相應(yīng)產(chǎn)物的產(chǎn)率如下:
取代苯甲醛




產(chǎn)率(%)
71
63
52
82
可見(jiàn),取代基對(duì)Perkin反應(yīng)的影響有(寫(xiě)出2條即可):
①____________________________________②__________________________________。
(4)溴苯(C6H5Br)與丙烯酸乙酯(CH2=CHCOOC2H5)在氮化鈀催化下可直接合成肉桂酸乙酯,該反應(yīng)屬于Heck反應(yīng),是環(huán)B的一種取代反應(yīng),其反應(yīng)方程式為
(不要求標(biāo)出反應(yīng)條件)________________________________________________
(5)Heck反應(yīng)中,為了促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行,通常可加入一種顯    (填字母)的物質(zhì),原因是__________________________________________________________________。
A.弱酸性    B.弱堿性    C.中性    D.強(qiáng)酸性

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案