科学家一直致力于“人工固氨”的新方法研究。目前合成氨技术原理为:N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)+92.4 kJ/mol673K,30MPa下,上述合成氨反应中n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如右图所示。
(1)下列叙述正确的是
A.点a的正反应速率比点b的大
B.点c处反应达到平衡
C.点d和点e处的n (N2)相同
D.773K,30MPa 下,反应至t2时刻达到平衡,则n(NH3)比图中e点的值大
(2)在容积为2.0 L恒容得密闭容器中充入0.80 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),673K、30MPa下达到平衡时,NH3的体积分数为20%。该条件下,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数值为:___。
(3)K值越大,表明反应达到平衡时( )。
A. H2的转化率一定越高 B.NH3的产量一定越大
C.正反应进行得越完全 D.化学反应速率越大
(4)1998年希腊亚里斯多德大学的两位科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+),实现了高温、常压下高转化率的电解合成氨。其实验装置如图。阳极的电极反应为:H2-2e→2H+,则阴极的电极反应为:_____________。
(本题共8分)(1)AC(2分)(2)K=16/15(或1.07或1.1)(2分)
(3)C(2分) (4)N2+6H+ +6e→2NH3(2分)
解析试题分析:(1)A、a点反应物的浓度大于b点,浓度越大反应速率越快,故a点反应速率更大,A正确;B、点c之后氢气的物质的量继续减小,可逆反应未达到平衡状态,反应向正反应方向进行,故B错误;C、d、e对应氢气、氨气的物质的量不变,可逆反应处于平衡状态,点d和点e处的n(N2)相同,故C正确;D、该反应正反应是放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,氨气的物质的量减小,故D错误,答案选AC。
(2)令平衡时转化的氮气的物质的量浓度为x,则:
N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g)
起始浓度(mol/L) 0.4 0.8 0
转化浓度mol/L) x 3x 2x
平衡浓度mol/L) 0.4-x 0.8-3x 2x
所以=20%
解得x=0.1
因此该温度下平衡常数K===1.07
(3)A、氢气的转化率与氮气、氢气的投入量等有关,K值大,氢气转化率不一定高,故A错误;B、氨气的产率与与氮气、氢气的投入量等有关,K值大,氨气的产量不一定大,故B错误;C、K值越大,表示反应正向进行的程度大,即正反应进行得越完全,故C正确;D、K值越大,表示反应正向进行的程度大,但该温度下不一定反应发生,反应速率不一定大,故D错误,答案选C。
(4)电解池的阴极发生得电子的还原反应,在合成氨反应中,氮气得电子,所以阴极电极反应为N2+6H+ +6e-→2NH3。
考点:考查外界条件对反应速率、平衡状态的影响;平衡常数的计算以及应用;图像识别以及电极反应式的书写等
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
I.设反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1。反应 ②Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2,在不同温度下,K1、K2的值如下:
T(K) | K1 | K2 |
973 | 1.47 | 2.36 |
1173 | 2.15 | 1.67 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
Cl2合成有机物时会产生副产物HC1。4HCl+O22Cl2+2H2O,可实现氯的循环利用。
完成下列填空:
(1)该反应平衡常数的表达式K= ;若反应容器的容积为2L,8min后达到平衡,测得容器内物质由2.5mol减少至2.25mol,则HCl的平均反应速率为 mol/L? min。
(2)若该反应在体积不变的密闭容器中发生,当反应达平衡时,下列叙述正确的是 。
a.v (HCl)="2" v(Cl2)
b.4v正(HCl)= v逆(O2)
c.又加入1mol O2,达新平衡时,HCl的转化率增大
d.分离出H2O,达新平衡时,v正(HCl)增大
(3)下图是该反应两种投料比[n (HCl):n (O2)分别为4:1和2:1 ] 下,反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。下列叙述正确的是 。
a.该反应的正反应是放热反应
b.其他条件不变,升高温度,平衡常数K值增大
c.若平衡常数K值变大,达新平衡前v逆始终减小
d.若平衡常数K值变大,则平衡向正反应方向移动
(4)投料比为4:1、温度为400℃时,平衡混合物中Cl2的物质的量分数是 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料,它广泛用于有机合成、医药、农药、涂料、染料、汽车和国防等工业中。工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:
CO(g)2H2(g)CH3OH(g)Q
下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
铅及其化合物工业生产及日常生活具有非常广泛的用途。
(1)瓦纽科夫法熔炼铅,其相关反应的热化学方程式如下:
2PbS(s)+3O2(g)=2PbO(s)+2SO2(g) ΔH=" a" kJ/mol
PbS(s)+2PbO(s)=3Pb(s)+SO2(g) ΔH=" b" kJ·mol-1
PbS(s)+PbSO4(s)=2Pb(s)+2SO2(g) ΔH=" c" kJ·mol-1
反应3PbS(s) + 6O2(g) = 3PbSO4(s) ΔH="kJ" ·mol-1(用含a,b ,c的代数式表示)。
(2)还原法炼铅,包含反应PbO(s)+CO(g) Pb(s) + CO2(g) ΔH,该反应的平衡常数的对数值与温度的关系如下表
温度 | 300 | 727 | 1227 |
lgK | 6.17 | 2.87 | 1.24 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(Ⅰ)铜铁及其化合物在日常生活中应用广泛,某研究性学习小组用粗铜(含杂质Fe)与过量氯气反应得固体A,用稀盐酸溶解A,然后加试剂调节溶液的pH后得溶液B,溶液B经系列操作可得氯化铜晶体,请回答:
(1)固体A用稀盐酸溶解的原因是 ;
(2)检验溶液B中是否存在Fe3+的方法是 ;
(3)已知元素在高价态时常表现氧化性,若在酸性CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液,加热,生成CuCl沉淀,则生成CuCl的离子方程式是 ;
(Ⅱ)(1) 常温下,某同学将稀盐酸与氨水等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表:
实验编号 | 氨水物质的量浓度 (mol·L-1) | 盐酸物质的量浓度 (mol·L-1) | 混合溶液 pH |
① | 0.1 | 0.1 | pH=5 |
② | C | 0.2 | pH=7 |
③ | 0.2 | 0.1 | pH>7 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
在一个固定体积的密闭容器中,向容器中充入2 mol A 和1 mol B,发生如下反应:2A(g) + B(g) 3C(g) + D(s),反应达到平衡时C的浓度为1.2 mol/L.
(1)若使容器温度升高,平衡时混合气体的平均相对摩尔质量减小,则正反应为________(填“吸热”或“放热”)反应.
(2)若维持容器体积和温度不变,按下列方法加入起始物质,达到平衡时C的浓度仍为1.2 mol/L的是______(用序号填空).
①4 mol A+2 mol B ②3 mol C+1 mol D+l mol B
③3 mol C+2 mol D ④1.6 mol A+0.8 mol B+0.6 mol C
(3)某温度下,向容器中加入3 mol C和0.8 mol D,反应达到平衡时C的浓度仍为1.2 mol/L,则容器的容积V应大于________L,小于________L.
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