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合成氨工业的核心反应是N2(g)+3H2(g)
催化剂
高温高压
2NH3(g)△H=Q kJ/mol.反应过程中能量变化如图所示,回答下列问题:
(1)在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1和E2的变化是:E1
 
,E2
 
(填“增大”、“减小”或“不变”).
(2)在500℃、2×107Pa和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5molN2和1.5molH2,充分反应后,放出的热量
 
(填“<”、“>”或“=”)46.2kJ.
(3)关于该反应的下列说法中,正确的是
 

A、△H>0,△S>0          B、△H>0,△S<0
C、△H<0,△S>0          D、△H<0,△S<0
(4)将一定量的H2(g)和N2(g)放入1L密闭容器中,在500℃、2×107Pa下达到平衡,测得N2为0.10mol,H2为0.30mol,NH3为0.10mol.则该条件下达到平衡时H2转化为NH3的转化率为
 
.该温度下的平衡常数K的值为
 
.若升高温度,K值
 
(填“增大”、“减小”或“不变”).
(5)在上述(4)反应条件的密闭容器中,欲提高合成氨的转化率,下列措施可行的是
 
(填字母).
A、向容器中按原比例再充入原料气
B、向容器中再充入惰性气体
C、改变反应的催化剂
D、分离出氨.
考点:反应热和焓变,焓变和熵变,化学平衡的影响因素,化学平衡的调控作用
专题:化学反应中的能量变化,化学平衡专题
分析:(1)加入催化剂,降低反应的活化能,但反应热不变;
(2)根据可逆反应的特点分析;
(3)依据反应特征分析,反应放热反应焓变小于0,熵变小于0;
(4)根据化学方程式,依据化学平衡三段式列式进行计算,根据转化率=
消耗量
起始量
×100%,依据平衡常数概念计算得到;
(5)根据化学平衡移动原理的有关知识来回答;
解答: 解:(1)加入催化剂,降低反应的活化能,则E1和E2都减小,但活化能之差不变,则反应热不变,故答案为:减小,减小;
(2)当0.5mol N2和1.5mol H2完全反应时,才能放出46.2kJ的热量,但反应为可能反应,不能完全进行,则密闭容器中充入0.5mol N2和1.5mol H2,充分反应后,放出的热量小于46.2kJ,
故答案为:<;
(3)N2(g)+3H2(g)
催化剂
高温高压
2NH3(g)△H=Q kJ/mol,反应是气体体积减小的放热反应,反应的焓变△H<0,△S<0;
故答案为:D.
(4)根据化学方程式和三段式列式计算:
          N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
初始浓度; 0.6     0.45      0
变化浓度:0.5     0.15    0.1
平衡浓度:0.1     0.3      0.1
该条件下H2的转化率=
0.15mol/L
0.45mol/L
×100%≈33.3%,
平衡常数K=
c2(NH3)
c(N2)c3(H2)
=
0.12
0.1×0.33
=3.7(L/mol)2
反应是放热反应,升温平衡逆向进行,平衡常数减小;
故答案为:33.3%;3.7(L/mol)2;减小;
(5)根据化学平衡:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),反应是气体体积减小的放热反应,欲提高 H2的转化率,平衡正向进行;
A.向容器中按原比例再充入原料气,则压强增大,平衡向右移动,氢气的转化率增大,故A正确;
B.向容器中再充入惰性气体,则各组分浓度不变,平衡不移动,氢气的转化率不变,故B错误;
C.改变反应的催化剂,不影响平衡的移动,氢气的转化率不变,故C错误;
D.液化生成物分离出氨,平衡向右移动,氢气的转化率增大,故D正确;
故选AD.
点评:本题考查平衡常数即影响因素、化学反应速率、影响化学平衡的元素与平衡状态的判断等,难度中等,注意平衡状态判断选择判断的物理量,应随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态,属于综合的考查,注意知识的归纳和整理是解题关键.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

对常温下pH=3的CH3COOH溶液,下列叙述不正确的是(  )
A、c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-
B、加入少量CH3COONa固体后,c(CH3COO-)降低
C、该溶液中由水电离出的c(H+)是1.0×10-11mol/L
D、与等体积pH=11的NaOH溶液混合后所得溶液显酸性

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科目:高中化学 来源: 题型:

有X、Y、Z三种元素,已知①X、Y、Z的单质在常温下均为气体;②X单质可在Z单质中燃烧,生成XZ,火焰为苍白色;③XZ极易溶于水,电离出X+和Z-,其水溶液可使蓝色石蕊试纸变红;④每2个X2分子可与1个Y2分子化合生成2个X2Y分子,X2Y在常温下为液体;⑤Z单质溶于X2Y中,所得溶液具有漂白作用.
(1)推断X、Y、Z三种元素的名称为:X.
 
,Y.
 
,Z.
 

(2)化合物的化学式:XZ
 
,X2Y
 

(3)五个过程中涉及的化学反应的方程式为
 
 
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

海洋是生命的摇篮、资源的宝库.中国要实施海洋强国战略,实现由海洋大国向海洋强国迈进的梦想.海洋经济已经成为拉动我国国民经济发展的重要引擎,海水的综合开发、利用是海洋经济的一部分,海水中可提取多种化工原料,如图是工业上对海水的几项综合利用的流程示意图.
(1)写出镁离子的结构示意图:
 
.在反应①→⑤中属于氧化还原反应的是
 
.(填序号)
(2)粗盐中含有Mg2+、Ca2+等杂质,依次用NaOH、Na2CO3除去.写出反应的离子方程式:
 

(3)某同学利用反应①原理制备氯气,将200mL 5mol?L-1NaCl溶液进行电解,其反应方程式为:2NaCl+2H2O
 通电 
.
 
2NaOH+Cl2↑+H2↑,则理论上最多可制得标准状况下氯气体积为
 
L.
(4)实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,请分别指出玻璃棒在这三种情况下的作用:溶解时
 
;过滤时
 
;蒸发时
 

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Ⅰ.人工固氮是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程.
最近一些科学家研究采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实验氮的固定一电解法合成氨,大大提高了氮气和氢气的转化率.
总反应式为:N2(g)+3H2(g)
通电
一定条件
2NH3(g)
则在电解法合成氨的过程中,应将H2不断地通入
 
极(填“阴”或“阳”);向另一电极通入N2,该电极的反应式为
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

从化工厂铬渣中提取硫酸钠的工艺如图1:

已知:①铬渣含有Na2SO4及少量Cr2O72-、Fe3+;②Fe3+、Cr3+完全沉淀(c≤1.0×10-5 mol?L-1)时pH分别为3.6和5.
(1)“微热”除能加快反应速率外,同时还可以
 
,滤渣A为
 
(填化学式).
(2)根据如图2溶解度(S)~温度(T)曲线,操作B的最佳方法为
 
(填字母序号).
A.蒸发浓缩,趁热过滤
B.蒸发浓缩,降温结晶,过滤
(3)酸化后Cr2O72-可被SO32-还原成Cr3+,离子方程式为
 
;酸C为
 
,Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]=
 

(4)根据2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O设计图示装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7,如图3中右侧电极连接电源的
 
极,其电极反应式为
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

有机物A的结构简式为:

(1)A的分子式为
 

(2)A在NaOH水溶液中加热,经酸化得到有机物B和D,D是芳香族化合物.当有1molA发生反应时,最多消耗
 
 mol NaOH.
(3)B在一定条件下发生酯化反应可生成某五元环酯,该五元环酯的结构简式为
 

(4)写出苯环上只有一个取代基且属于酯类的D的所有同分异构体的结构简式
 

(5)D的某同系物在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水,其中n(CO2):n(H2O)=3:2,该同系物的分子式为
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

阅读材料,回答下列问题.
材料:近年来,科技人员研究得到一种新型材料--泡沫铝.它是把发泡剂加到熔融铝合金中制成的,其优点是硬度高,密度小(约为0.16~0.5g/cm3),比木材还轻,可浮于水面,又有很大刚性,且隔音、保温,是一种良好的建筑材料和轻质材料,近几年可大批量投放市场.
(1)下列关于泡沫铝的说法错误的是
 

A.泡沫铝即是铝单质泡沫
B.泡沫铝是一种合金
C.泡沫铝是一种优质的建筑材料和轻质材料
D.泡沫铝可用于飞机制造
(2)铝制成铝箔作食品包装,是利用它的哪一性质
 

A.金属光泽      B.延展性        C.导电性    D.导热性
(3)铝在空气中会被氧化生成一层致密的氧化膜(氧化物)而对铝起保护作用,但这层氧化膜遇到强酸或强碱都会溶解,请写出:
①与盐酸反应的离子方程式:
 

②与氢氧化钠溶液反应的离子方程式:
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

常温下,将pH=2的H2SO4溶液和pH=10的NaOH溶液相混合,混和后溶液pH=7,H2SO4溶液和NaOH溶液的体积比为(  )
A、1:10B、1:20
C、1:200D、1:100

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