科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105 Pa、反应时间3 h):
T/K | 303 | 313 | 323 | 353 |
NH3生成量/(10-6 mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
相应的热化学方程式如下:
N2(g)+3H2O(l)===2NH3(g)+O2(g)
ΔH=765.2 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)请画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图,并进行必要标注。
(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为
。计算:
①该条件下N2的平衡转化率;
②该条件下反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常数。
(1)
(2)升温、增大N2浓度、不断移出生成物
(3)①66.7% ②5.0×10-3 mol2·L-2
解析 (1)催化剂能降低反应的活化能,改变反应的历程,使一个高能变过程变为几个能量相对低的过程,使反应易发生。要点是有催化剂时能量低而过程阶段多了。图见答案。
(2)加快反应速率且增大NH3生成量的方法是升温、增大N2浓度、不断移出生成物。
(3)解:①设反应过程消耗x mol N2(g)。
N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)
0.60 1.60 0
0.60-x 1.60-3x 2x
平衡时反应体系总物质的量=[(0.60-x)+(1.60-3x)+2x] mol=(2.20-2x) mol
NH3(g)的物质的量分数=2x÷(2.20-2x)=
x=0.40
N2的平衡转化率=×100%=66.7%
②设反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常数为K。平衡时,[NH3]=2×0.40 mol÷2.0 L=0.40 mol·L-1
[N2]=(0.60-0.40) mol÷2.0 L=0.10 mol·L-1
[H2]=(1.60-3×0.40) mol÷2.0 L=0.20 mol·L-1
K==[(0.10 mol·L-1)×
(0.20 mol·L-1)3]÷(0.40 mol·L-1)2
=5.0×10-3 mol2·L-2。
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下列说法不正确的是( )。
A.葡萄糖能与新制的Cu(OH)2反应
B.用酸性KMnO4溶液能鉴别乙烷和乙烯
C.石油分馏所得的各馏分都是纯净物
D.淀粉和纤维素水解的最终产物都是葡萄糖
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科目:高中化学 来源: 题型:
把稀硫酸倒在亚硫酸钠粉末上,能使反应的最初速率加快的是( )
①增大亚硫酸钠粉末的量 ②硫酸浓度增大一倍,用量减少到原来的1/2 ③硫酸浓度不变,用量增大一倍 ④使反应在较高温度进行
A.①② B.②④ C.①③ D.②③
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氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl(-1价)和S(+6价)的速率v(纵坐标)与反应时间t(横坐标)的关系如图所示,已知该反应速率随着溶液中[H+]的增大而加快。
(1) 反应开始时反应速率加快的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________;
(2) 反应后期反应速率减慢的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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对于合成氨的反应,使用催化剂和施加高压,下列叙述中,正确的是( )
A.都能提高反应速率,都对化学平衡状态无影响
B.都对化学平衡状态有影响,都不影响达到平衡状态所用的时间
C.都能缩短达到平衡状态所用的时间,只有压强对化学平衡状态有影响
D.催化剂能缩短反应达到平衡状态所用的时间,而压强无此作用
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如图所示,将两烧杯用导线相连,Pt、Cu、Zn、C分别为四个电极,闭合开关后,下列叙述正确的是( )
A.C电极为电解池的阳极
B.Cu电极附近OH-浓度增大
C.Na+移向Pt电极
D.Pt电极上有O2生成
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下列说法正确的是( )
A.SO2和Cl2都能使品红溶液褪色,且加热后均恢复原色
B.SiO2是酸性氧化物,能与NaOH溶液反应
C.紫色石蕊试液滴入SO2水溶液中,先变红后褪色
D.向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成,则该溶液中一定含有SO
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有下列几种物质:①NH3·H2O ②NH4Cl
③(NH4)2SO4 ④NH4HSO4 ⑤NH4HCO3
⑥Na2CO3 ⑦NaHCO3 ⑧NaOH
按要求回答问题:
(1)能促进水的电离且溶液呈酸性的是________。
(2)同浓度的①~④的溶液中c(NH)由大到小的顺序是____________________。
(3)常温下,同浓度⑤~⑧溶液,pH由小到大的顺序是________________。
(4)NaHCO3溶液显碱性的原因是___________________________________________________。
(5)NaHCO3溶液的电荷守恒式:____________________________________________________;
NaHCO3溶液的物料守恒式:______________________________________________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
室温下,用0.100 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.100 mol·L-1 的盐酸和醋酸,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.Ⅱ表示的是滴定醋酸的曲线
B.pH=7时,滴定醋酸消耗的V(NaOH)小于20 mL
C.V(NaOH) =20.00 mL时,两份溶液中c(Cl-)=c(CH3COO-)
D.V(NaOH) =10.00 mL时,醋酸溶液中c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
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