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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

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

下列图象在t1时所对应的反应条件改变可能为:

(1)升高温度                ,(2)使用催化剂                 
(3)增大反应物浓度            ,(4)减少生成物浓度         

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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
 
(1)现有反应③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),这是一个     (填“吸”或“放”)热反应,要使平衡③向右移动,可采取的措施有      (填序号)。
A.缩小反应容器容积
B.扩大反应容器容积
C.降低温度
D.升高温度
E.使用合适的催化剂
F.设法减少CO的量
(2)若反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)在温度T1下进行;Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)在温度T2下进行,已知T1>T2,且c(CO2)>c(H2O)(其他条件均相同),则两者的反应速率       (填序号)。
A.前者大     B.后者大     C.一样大     D.无法判断
II.(1)钢铁的表面发蓝、发黑处理是常用的防腐方法。请配平主要反应的方程式:
□Na2FeO2+□NaNO2+□H2O=□NaFeO2+□NH3↑+□NaOH
(2)钢铁经冷、浓HNO3处理后“钝化”能达到防腐目的,不同浓度的HNO3与铁反应的还原产物很复杂,其分布曲线如图。

①图示可知,分析HNO3与铁反应的规律是             
②工业上一般不用冷浓硝酸进行铁表面处理,其可能的原因是         
(3)金属(M)的腐蚀是因为发生反应:M-ne-→Mn+,除了上述表面处理的方法外,下列方法也能起到防腐作用的是      (填字母编号)
A.在铁中掺入铬等金属制成不锈钢
B.在铁制品表面镀锌
C.提高铁中含碳量,制成生铁
D.将水库铁闸门与直流电源的负极相连

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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(HCl)= v(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(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
 
(1)判断反应达到平衡状态的依据是(  )
A.混合气体的密度不变
B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(2)由表中数据判断Q        0 (填“>”、“”或“<”),要提高CO转化率,可采取的措施
是(  )
A.加入催化剂       B.充入CO       C.充入H2      D.升温
(3)某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得cmol/L,则以CH3OH表示的反应速率v           mol /(L·min),
CO的转化率为               
(4)原料CO和H2可以由C和H2O反应制取,涉及的反应方程式如下:
C(s)CO2(g) 2CO(g)              平衡常数K1
C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)         平衡常数K2
CO(g)H2O(g) H2(g)CO2(g)       平衡常数K3
则K1、K2、K3之间的关系是:                       

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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
 
①该还原反应的△H0(选填:“>”“<”“=”)。
②当IgK=1且起始时只通入CO(PbO足量),达平衡时,混合气体中CO的体积分数为            
(3)引爆导弹、核武器的工作电源通常Ca/PbSO4热电池,其装置如图所示,该电池正极的电极反应式为               

(4)PbI2:可用于人工降雨。取一定量的PbI2固体,用蒸馏水配制成t℃饱和溶液,准确移取25.00mLPbI2饱和溶液分次加入阳离子交换树脂RH+(发生:2RH++PbI2=R2Pb+2H++2I-),用250ml洁净的锥形瓶接收流出液,最后用蒸馏水淋洗树脂至流出液呈中性,将洗涤液一并盛放到锥形瓶中(如图)。加入酚酞指示剂,用0.0025mol·L-1NaOH溶液滴定,当达到滴定终点时,用去氢氧化钠溶液20.00mL。可计算出t℃时PbI2 Ksp为               

(5)铅易造成环境污染,水溶液中的铅存在形态主要有6种,它们与pH关系如图所示,含铅废水用活性炭进行处理,铅的去除率与pH关系如图所示。


①常温下,pH=6→7时,铅形态间转化的离子方程式为                                
②用活性炭处理,铅的去除率较高时,铅主要应该处于        (填铅的一种形态的化学式)形态。

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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

0.1
0.1
pH=5

C
0.2
pH=7

0.2
0.1
pH>7
 
请回答:从第①组情况分析,该组所得混合溶液中由水电离出的c(H+)=   mol·L-1;从第②组情况表明,C          0.2 mol·L-1(选填“>”、“<”或“=”);从第③组情况分析可知,混合溶液中c(NH4+)
       c(NH3·H2O)(选填“>”、“<”或“=”)。
(2)写出以下四组溶液NH4+离子浓度由大到小的顺序  >   >    > (填选项编号)。
A.0.1mol·L-1NH4Cl
B.0.1mol·L-1NH4Cl和0.1mol·L-1NH3·H2O
C.0.1mol·L-1NH3·H2O
D.0.1mol·L-1NH4Cl和0.1mol·L-1HCl

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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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科目:高中化学 来源: 题型:问答题

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