精英家教网 > 高中化学 > 题目详情

【题目】合成氨工业在国民生产中有重要意义。回答下列问题:

(1)在恒温恒压条件下,在装置中发生合成氨的反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ,下列说法正确的是______(填字母)

A.气体体积不再变化,则已经平衡

B.气体密度不再变化,可能尚未达到平衡

C.平衡后,向装置中通入氩气,压强不变,平衡不移动

D.平衡后,压缩体积,则生成更多的氨气

E.催化剂可以提高生产氨气的产率

(2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH = —92.0 kJ·mol1,恒容时,体系中各物质浓度随时间变化曲线如图1所示

25min时采取的措施是 _______________________________

②三个时间段分别是改变一个条件引起的平衡移动,平衡时平衡常数K、K、K的大小关系 __________________

③在实际工业生产中和①中措施的目的相同的其他措施还有 _____________________(写两条)

(3)①合成氨工艺生产中间环节产生的CO会导致催化剂中毒,常用铜液[醋酸二氨合铜()、氨水]吸收,Cu(NH3)2Ac + CO + NH3 [Cu(NH3)3CO]Ac ΔH<0。简述吸收CO及铜液再生的操作步骤(注明吸收和再生的条件)__________________________________________________________________________

②如果要提高上述反应的反应速率,且提高氨气的转化率,可采取的措施有______

a. 加压 b.加催化剂 c.升温 d.及时移走产物

(4)①用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) ΔH<0。已知该反应的v ()=k()c2(NH3)c(CO2),v ()=k()c(H2O),k()k()为速率常数,则平衡常数Kk()、k()的关系式是__________________

②实际生产中,原料气带有水蒸气,图2表示CO2转化率与氨碳比、水碳比的变化关系。

a. 曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是_______________

b.测得B点氨的转化率为40%,则X1= _________________

【答案】ADN2从反应体系中分离出去K >K=K高压、原料气循环利用低温加压下吸收CO,然后将铜洗液转移至另一容器中,高温低压下释放CO,然后将铜洗液循环利用aK=k()/k()Ⅲ3

【解析】

(1)A.恒温恒压下,气体摩尔体积相同,由于n=V/Vm,则气体体积不再变化,就是气体的总物质的量不再变化,说明反应已达平衡,故A正确;

B.气体密度等于气体质量除以气体总体积,根据质量守恒定律可知气体质量始终不变,若气体密度不再变化,则气体总体积不变,即气体的总物质的量不变,说明反应已达平衡,故B错误

C.平衡后充入稀有气体,维持恒温恒压,必须增大容器容积,其实质是减小压强,平衡向逆反应方向移动,故C错误

D.平衡后,压缩装置,缩小容器容积,其实质是增大压强,平衡向正反应方向移动,故D正确

E.催化剂不能使平衡发生移动,只能加快反应速率,缩短到达平衡的时间,故不能提高生产氨气的产率,故E错误。

因此,本题正确答案是:AD;

(2)25 min时氨气的物质的量迅速变为0,而氮气、氢气的物质的量不变,之后氮气、氢气的物质的量逐渐减小,氨气的物质的量逐渐增大,说明25 min时改变的条件是将NH3从反应体系中分离出去

②根据以上分析,25 min时改变的条件是将NH3从反应体系中分离出去,45 min时改变的条件时氮气、氢气和氨气浓度都没变,之后氮气和氢气减小,氨气增加,说明平衡正向移动,平衡常数增大,是降低温度的结果,由于平衡常数只与温度有关,所以平衡常数K >K=K

③在实际工业生产中和①中措施的目的相同的其他措施还有高压、原料气循环利用等

因此,本题正确答案是:将N2从反应体系中分离出去K >K=K高压、原料气循环利用;

(3)①吸收CO后的乙酸铜氨溶液经过适当处理后又可再生,恢复其吸收CO的能力以供循环使用,依据Cu(NH3)2Ac + CO + NH3 [Cu(NH3)3CO]Ac ΔH<0,是气体体积减小的放热反应,可知再生的适宜条件是高温低压

②如果要提高上述反应的反应速率,且提高氨气的转化率,可采取的措施是加压,故选a,

因此,本题正确答案是:低温加压下吸收CO,然后将铜洗液转移至另一容器中,高温低压下释放CO,然后将铜洗液循环利用a;

(4)2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g),已知该反应的v ()=k()c2(NH3)c(CO2)v ()=k()c(H2O),平衡时,v ()= v (),k()c2(NH3)c(CO2)= k()c(H2O),k()/ k()= c(H2O)/ c2(NH3)c(CO2)=K,

a.氨碳比相同时曲线Ⅰ对应二氧化碳的转化率大,相应的水碳比较小,所以曲线Ⅲ对应的水碳比最大

b.由题意可知

2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)

起始量 x1 1

变化量 2a a

100%=40%,100%=60%,x1=3。

因此,本题正确答案是:K=k()/k()Ⅲ; 3。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】十九大报告提出要打赢蓝天保卫战,意味对环境污染防治比过去要求更高。

1烟气中的氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:

2NO2g+NaClsNaNO3s+ClNOgH < 0 平衡常数K1

2NOg+Cl2g2ClNOgH < 0 平衡常数K2

4NO2g+2NaCls2NaNO3s+2NOg+Cl2g)的平衡常数K=__________(用K1K2表示)。

2利用CO可将NO转化为无害的N2其反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)

在容积均为1 L的甲、乙、丙三个恒温(反应温度分别为300℃T℃300℃容器中分别加入物质的量之比为1:1NOCO测得各容器中n(CO)随反应时间t的变化情况如下表所示:

t/min

n(CO) /mol

0

40

80

120

160

2.00

1.50

1.10

0.80

0.80

2.00

1.45

1.00

1.00

1.00

1.00

0.80

0.65

0.53

0.45

甲容器中,040min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=_______

② T ___ 300℃,该反应的H______0(填“>”“<”)。

甲容器达平衡时αNO=_______

丙容器达平衡时cNO可能为________0.4mol/L(填“>”“=”“<”)。

已知甲容器CO的体积分数 (CO)随时间t的变化如图,画出其他条件不变绝热条件下, (CO)随时间t的变化示意图。_____________________

3处理含镉废水常用化学沉淀法以下是几种镉的难溶化合物25℃时的溶度积常数Ksp(CdCO3)=5.2×10-12 Ksp(CdS)=3.6×10-29 Ksp(Cd(OH)2)=2.0×10-16

回答下列问题

若采用生石灰处理含镉废水最佳pH11,此时溶液中c(Cd2+)=_________。沉淀Cd2+效果最佳的试剂是____________

a.Na2CO3 b.Na2S c.CaO

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列物质中,不属于电解质的是

A.KOHB.CuSO4C.HNO3D.蔗糖

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】某物质灼烧时,焰色反应为黄色,下列判断中正确的是

A. 该物质一定是钠的化合物 B. 该物质一定含钠元素

C. 可以确定该物质中不含钾元素 D. 该物质一定是金属钠

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】为配制澄清的氯化铝溶液,防止氯化铝水解,应在溶液中加入少量:

A.稀盐酸B.氯化钠C.氢氧化钠D.硫酸铝

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】“84”消毒液在日常生活中使用广泛,该消毒液无色,有漂白作用.它的有效成分是下列物质中的一种,这种物质是:

A.Na2O2B.NaOHC.KMnO4D.NaClO

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】某温度下,体积一定的密闭容器中进行如下反应:X(g)+Y(g) Z(g)+W(s), H>0下列叙述正确的是( )

A. 加入少量W,逆反应速度增大 B. 当容器中气体压强不变时,反应达到平衡

C. 升高温度,平衡逆向移动 D. 平衡后加入X,上述反应的H增大

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】在恒温恒压下,向密闭容器中充入4mol A和2 mol B,发生如下反应:2A(g)+B(g)2C(g)ΔH<0。2min后,反应达到平衡,生成C为1.6mol。则下列分析正确的是(

A. 若反应开始时容器体积为2L,则Vc=0.4molL-1min-1

B. 若在恒压绝热条件下反应,平衡后nc<1.6mol

C. 若2min后,向容器中再投入2mol A和1 mol B, B的转化率变大

D. 若该反应在恒温恒容下进行,放出热量将增加

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】我国科学家研发了一种室温下“可呼吸”的Na—CO2二次电池。将NaClO4溶于有机溶剂作为电解液,钠和负载碳纳米管的镍网分别作为电极材料,电池的总反应为:3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列说法错误的是

A. 放电时,ClO4向负极移动

B. 充电时释放CO2,放电时吸收CO2

C. 放电时,正极反应为:3CO2+4e =2CO32-+C

D. 充电时,正极反应为:Na++e=Na

查看答案和解析>>

同步练习册答案