氮气与氢气反应生成氨气的平衡常数见下表:
| N2+3H22NH3 | |||
温度 | 25℃ | 200℃ | 400℃ | 600℃ |
平衡常数K | 5×108 | 650 | 0.507 | 0.01 |
(1)催化剂的活性温度且反应速率较快(2分);
(2)0.2 mol/(L·min)(2分);
(3)AB(2分);
(4)B(2分) (5)AD(2分); (6)AC(2分)
解析试题分析:(1)工业上合成氨的温度一般控制在500℃,原因主要是从反应的速率角度来考虑的,因为催化剂的活性温度且反应速率较快。
(2)N2+3H22NH3,设反应后氮气的物质的量为x,则氮气转化了1-x,氢气剩余3-(1-x),氨气生成2(1-x),根据压强之比和物质的量成正比,可得关系式4:【1-x+3-(1-x)+2(1-x)】=1:0.8。最终求得氨气的反应速率为0.2 mol/(L·min)。
(3)合成氨气的反应,若没有达到平衡,反应前后平均分子质量始终发生变化,密闭容器内的压强也发生变化,而密度始终没有改变,故选AB。而C中v (N2) =" 2" v (NH3) 没有说明反应的方向,无法做为判据。
(4)使用催化剂能加快速率但不能改变转化率,A错误;缩小容器体积两者都能实现,B正确;提高反应温度能加快速率但转化率降低,C错误;移走NH3浓度降低,速率降低转化率增大,D错误
(5)根据氨水中存在的电离平衡可知,加入一定量的氯化铵晶体,增大了c(NH4+),平衡右移,溶液的pH减小, A错误;氨水的电离度减小,B正确; c(OH-)减小,C正确;c(NH4+)减大, D错误。
(6)将氨水与盐酸等浓度等体积混合,反应后生成氯化铵,此时溶液中存在NH4+的水解平衡,加入固体氯化铵,增大了铵根浓度,抑制了其水解,比值增大, A正确。通入少量氯化氢,氯离子增大程度大于铵根的增大程度,B错误。降低溶液温度,抑制其水解,铵根浓度增大, C正确。加入少量固体氢氧化钠,铵根浓度减小,D错误。
考点:本题考查弱电解质的电离平衡和盐类水解平衡的移动问题。
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
已知可逆反应:A(g)+B(g)C(g)+D(g) ΔH<0。请回答下列问题:
(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(A)="1" mol/L,c(B)="2.4" mol/L,达到平衡时,A的转化率为60%,此时B的转化率为 。
(2)若反应温度降低,则B的转化率将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为c(A)="4" mol·L-1,c(B)=" a" mol·L-1,达到平衡后c(C)="2" mol·L-1,则a= 。
(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为c(A)="c(B)=b" mol/L,达到平衡后c(D)= 。(保留两位有效数字)
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g) ΔH<0
某温度和压强条件下,分别将0.3 mol SiCl4(g)、0.2 mol N2(g)、0.6 mol H2(g)充入2 L密闭容器内,进行上述反应,5 min达到平衡状态,所得Si3N4(s)的质量是5.60 g。
(1)H2的平均反应速率是 mol·L-1·min-1。
(2)平衡时容器内N2的浓度是 mol·L-1。
(3)SiCl4(g)的转化率是 。
(4)若按n(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)=3∶2∶6的投料配比,向上述容器不断扩大加料,SiCl4(g)的转化率应 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)在不改变反应条件的情况下,为了提高SiCl4(g)的转化率,可通过改变投料配比的方式来实现。下列四种投料方式,其中可行的是 。
选项 | 投料方式 |
A | n(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)=1∶1∶2 |
B | n(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)=" " 1∶2∶2 |
C | n(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)=" " 3∶2∶2 |
D | n(SiCl4)∶n(N2)∶n(H2)=" " 2∶1∶3 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
向某密闭容器中加入0.3mol A、0.1mol C和一定量的气体B三种气体,在一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如下面左图所示。下面右图为t2时刻后改变容器中条件,平衡体系中速率随时间变化的情况且t2—t5四个阶段都各改变一种条件,所用条件均不同。t3—t4阶段为使用催化剂。
(1)若t1=15s,则t0—t1阶段以C浓度变化表示的反应速率为v(C)= mol/(L?s);
(2)若t2—t3阶段,C的体积分数变小,此阶段v正 v逆(填“大于”、“小于”或“等于”)
(3)B的起始物质的量为 mol;
(4)t1时刻,平衡常数K= ;
(5)t5—t6阶段容器内A的物质的量共减小0.03mol,而此过程中容器与外界的热交换总量为a KJ,写出该反应的热化学方程式 ;
(6)若t2时刻后图像变化如下图,则改变条件为
a.恒温恒压下,按照2:1比例充入任意量的B和C
b.恒温恒压下,加入0.24mol A、0.06mol B和0.14mol C
c.恒温恒压下,加入0.12mol A、0.1mol B和0.22mol C
d.恒温恒压下,加入0.14mol B和0.30mol C
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
铁是最常见的金属之一,铁可以形成多种氧化物、氢氧化物和盐类。铁与二氧化碳、水在某一密闭体系中反应情况如下表所示:
化学反应 | 平衡 常数 | 温度 | |
973K | 1173K | ||
①Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) | K1 | 1.47 | 2.15 |
②Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g) | K2 | 2.38 | 1.67 |
③CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g) | K3 | ? | ? |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂表面与水发生下列反应:
2N2 (g)+6H2O(l)4NH3 (g)+3O2 (g) ΔH= a kJ·mol-1
上述反应NH3生成量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表:
温度 T/K | 303 | 313 | 323 |
NH3生成量/(10-6 mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
时间/浓度 | c(NH3) (mol/L) | c(O2 ) (mol/L) | c(NO) (mol/L) |
起始 | 0.8000 | 1.600 | 0.000 |
第4 min | 0.3000 | 0.9750 | 0.5000 |
第6 min | 0.3000 | 0.9750 | 0.5000 |
第8 min | 0.7000 | 1.475 | 0.1000 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
能源问题是人类社会面临的重大课题,甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,研究甲醇具有重要意义。
(1)用CO合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)在容积为1L。的密闭容器中分别充入1molCO和2molH2,实验测得甲醇的物质的量和温度、时间的关系曲线如图所示。则该正反应的△H_______0(填“<”、“>”或“=”),判断的理由是______。
(2)利用工业废气中的CO2可制取甲醇,其反应为:CO2+3H2CH3OH+H2O。
①常温常压下已知下列反应的能量变化如下图所示:
由二氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式为_______。
②为探究用CO2生产燃料甲醇的反应原理,现进行如下实验:在一恒温恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,进行上述反应。测得CO2。和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到平衡,v(H2)="_______" ;该温度下的平衡常数数值K=______。能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2))增大的措施有_______(任写一条)。
(3)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种。
①甲醇蒸汽重整法。主要反应为;CH3OH(g) CO(g)+2H2(g)设在容积为2.0L的密闭容器中充入0. 60 molCH3OH(g),体系压强为P1,在一定条件下达到平衡时,体系压强为P2,且P2/P1 =2.2,则该条件下CH3OH 的平衡转化率为______ 。
②甲醇部分氧化法。在一定温度下以Ag/CeO2-ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性(选择性越大,表示生成的该物质越多)影响关系如图所示。则当n(O2)/n(CH3OH) =0.25时。CH3OH与O2发生的主要反应方程式为______ 。在制备H2:时最好控制n(O2))/n(CH3OH)=______。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
将E和F加入固定容积的密闭容器中,在一定条件下发生反应:
E(g)+F(s)2G(g)。忽略固体体积,平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示:
压强/MPa 体积分数/% 温度/℃ | 1.0 | 2.0 | 3.0 |
810 | 54.0 | a | b |
915 | c | 75.0 | d |
1000 | e | f | 83.0 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的和转变成和,化学方程式:2NO+2CO2CO2+N2
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度(mol·L-1)如表:
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO) | 1.00×10-3 | 4.50×10-4 | 2.50×10-4 | 1.50×10-4 | 1.00×10-4 | 1.00×10-4 |
c(CO) | 3.60×10-3 | 3.05×10-3 | 2.85×10-3 | 2.75×10-3 | 2.70×10-3 | 2.70×10-3 |
实验编号 | T/℃ | NO初始浓度 | CO初始浓度 | 催化剂比表面积/m2·g-1 |
Ⅰ | 280 | 1.20×10-3 | 5.80×10-3 | 82 |
Ⅱ | | | | 124 |
Ⅲ | 350 | | | 124 |
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