题目
题型:不详难度:来源:
(1)反应开始3min内,H2的平均反应速率为 。
(2)计算该条件下合成氨反应的化学平衡常数(写出计算过程,结果保留2位有效数字)。
(3)仅改变温度为T2 ( T2小于TI)再进行实验,请在答题卡框图中画出H2的物质的量随
反应时间变化的预期结果示意图。
(4)在以煤为主要原料的合成氨工业中,原料气氢气常用下述方法获得:
写出上述CO与H2O(g)反应的热化学方程式: 。
(5)合成氨工业中,原料气(N2、H2混有少量CO、NH3)在进入合成塔之前,用醋酸二氨合铜(I)溶液来吸收CO其反应为:CH3COO[Cu(NH3)2]+CO+NH3CH3COO[Cu(NH3)3]•CO △H<0。写出提高CO吸收率的其中一项措施: 。
答案
(2)(共5分)解:依题意,平衡时H2的浓度为0.10 mol/L,则
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
起始浓度(mol/L) 0.30 0.40 0
转化浓度(mol/L) 0.10 0.30 0.20
平衡浓度(mol/L) 0.20 0.10 0.20 (1分)
K===2.0×102 (L/mol)2
(4分,其中代入公式、代入数值各1分;结果2分,代入数值不带单位不扣分,有效数字错误扣1分。)
(3)(2分,注意曲线起点、斜率、平衡点(t>8min,n(H2)<1.0mol)要素有错,每个要素扣1分,不标注温度扣1分直至0分,)
(4)CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g) ΔH="+2.8" kJ/mol
(4分,状态错漏该小题0分,其中:方程式2分,ΔH 2分,错漏单位扣1分。其他计量数,合理即给分)
(5)高压,低温,加入浓氨水 ,增大醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液浓度,及时分离CH3COO[Cu(NH3)3]·CO等任写一点,用催化剂不给分(2分,合理即给分)
解析
试题分析:(1)读图可知,氢气的物质的量从4.0mol减小到1.6mol,则v(H2)====0.080mol/(L•min),注意要保留两位有效数字;(2)图中氢气平衡时的物质的量为1.0mol,由于c=n/V,则氢气的平衡浓度为0.10mol/L,则
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
起始浓度(mol/L) 0.30 0.40 0
转化浓度(mol/L) 0.10 0.30 0.20
平衡浓度(mol/L) 0.20 0.10 0.20 (1分)
K===2.0×102 (L/mol)2
(3)焓变小于0,说明合成氨是放热反应,其它条件相同时,降低温度,反应速率减小,平衡向正反应方向移动,则达到平衡的时间比原平衡时增大,平衡时氢气的物质的量比原平衡时减小,由此可以画出T2时氢气的物质的量随反应时间变化的曲线;(4)先给已知反应编号为①②,观察可知,反应①—②可以约去1/2O2(g),根据盖斯定律可得:CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g) ΔH="+2.8" kJ/mol;(5)由于正反应是气体体积减小的放热反应,根据外界条件对平衡移动的影响规律,降低温度、增大醋酸二氨合铜(I)或氨气的浓度、减小CH3COO[Cu(NH3)3]•CO的浓度或及时移走CH3COO[Cu(NH3)3]•CO,都能使平衡右移,上述措施可以提高CO吸收率。
核心考点
试题【工业合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0。某实验将3.0 mol N2(g)和4. 0 mol H2(g)充入容积为1】;主要考察你对焓变、反应热等知识点的理解。[详细]
举一反三
(1)合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得。有关化学反应的能量变化如下图所示。
反应①②③为_________反应(填“吸热”或“放热”)。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为__________________。
① ② ③
(2)用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。
①某温度下,向容积为10L的密闭容器中通入2mol NH3和1molCO2,反应达到平衡时CO2的转化率为50%。该反应的化学平衡常数表达式为K=___________。该温度下平衡常数K的计算结果为____________。
②为进一步提高CO2的平衡转化率,下列措施中能达到目的的是_____________
A.提高NH3的浓度 | B.增大压强 |
C.及时转移生成的尿素 | D.使用更高效的催化剂 |
2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l) △H
(1)已知2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) △H1=—566kJ•mol—1
S(l) +O2(g)= SO2(g) △H2=—296kJ•mol—1
则反应热ΔH= kJ•mol-1。
(2)其他条件相同、催化剂不同时,SO2的转化率随反应温度的变化如图a。260℃时 (填Fe2O3、NiO或Cr2O3)作催化剂反应速率最快。Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高,不考虑价格因素,选择Fe2O3的主要优点是 。
(3)科研小组在380℃、Fe2O3作催化剂时,研究了不同投料比[n(CO)∶n(SO2)]对SO2转化率的影响,结果如图b。请在答题卡坐标图中画出n(CO)∶n(SO2)="2∶1" 时,SO2转化率的预期变化曲线。
(4)工业上还可用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2:Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3。某温度下用1.0mol•L-1 Na2SO3溶液吸收纯净的SO2,当溶液中c(SO32-)降至0.2mol•L-1时,吸收能力显著下降,应更换吸收剂。
①此时溶液中c(HSO3-)约为______mol•L-1;
②此时溶液pH=______。(已知该温度下SO32—+H+HSO3—的平衡常数K="8.0" × 106 L•mol-1,计算时SO2、H2SO3的浓度忽略不计)
(1)在反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的混合体系中,SO3的百分含量和温度的关系如下图(曲线上任何一点都表示平衡状态):
①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H 0(填“>”或“<”);若在恒温、恒压时,向该平衡体系中通入氦气平衡将 移动(填“向左”、“向右”或“不”);
②当温度为T1,反应进行到状态D时,V正 V逆(填“>”、“<”或“=”)。
(2)①下图是一定条件下,N2和H2发生可逆反应生成1mol NH3的能量变化图,该反应的热化学反应方程式 。(△H用含Q1、Q2的代数式表示)
②25°C时,将a mol • L―1的氨水与b mol • L―1的盐酸等体积混合,所得溶液的pH=7,则c (NH4+) c(Cl―),a b(填“>”、“<”或“=”);
(3)海水中含有大量以化合态形式存在的氯、碘元素。已知:250C时,Ksp(AgCl)=1.6×10―10mol2•L―2、Ksp(AgI)=1.5×10―16mol2•L―2。
在 250C时,向 10mL0.002mol•L―1的 NaCl溶液中滴入 10mL0.002mol•L―1AgNO3溶液,有白色沉淀生成,向所得浊液中继续滴人0.1mol •L―1的NaI溶液,白色沉淀逐渐转化为黄色沉淀,其原因是 ,该反应的离子方程式 。
(1)写出煅烧时发生反应的热化学方程式:____________________________。
(2)写出氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合反应的化学方程式:_____________________。
(3)为检测煅烧时产生的CO,可将煅烧产生的气体通入PbCl2溶液中,出现黑色沉淀和产生一种无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体,试写出该反应的化学方程式:_____。
(4)向BaSO4沉淀中加入饱和Na2CO3溶液,充分搅拌,弃去上层清液,如此处理多次,可使BaSO4全部转化为BaCO3。发生的反应可表示为:
BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq)
现有0.20 mol BaSO4,加入1.0L 2.0mol•L-1饱和Na2CO3溶液处理,假设c(SO42-)起始≈0
平衡时,K=4.0x10-2,求反应达到平衡时发生转化的BaSO4的物质的量。(写出计算过程结果保留2位有效数字)
(5)试从平衡的角度解释BaSO4可转化为BaCO3的原因:________________________。
(1)“图1”表示反应中能量的变化,曲线 (填“a或b”)表示使用了催化剂;该反应的热化学方程式为 。
(2)若容器容积不变,下列措施可增大CO平衡转化率的是_____。
A.升高温度 |
B.将CH3OH(g)从体系中分离 |
C.充入He,使体系总压强增大 |
D.再充入1 mol CO和2 mol H2 |
II.向BaSO4沉淀中加入饱和碳酸钠溶液,充分搅拌,弃去上层清液,如此处理多次,可使BaSO4全部转化为BaCO3,发生的反应可表示为:BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq)。
(4)现有0.20 mol BaSO4,加入1.0L 2.0mol/L的饱和Na2CO3溶液处理,假设起始的c(SO42-)≈0,平衡时,K=4.0×10-2,求达到平衡时发生转化的BaSO4的物质的量。(写出计算过程,计算结果保留2位有效数字)
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