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【题目】合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,其研究来自正确的理论指导,合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下:

温度(℃)

360

440

520

K

0.036

0.010

0.0038

1)①写出工业合成氨的化学方程式_________

②由上表数据可知该反应为放热反应,理由是_________

③理论上,为了增大平衡时H2的转化率,可采取的措施是_________。(填序号)

a. 增大压强 b. 使用合适的催化剂

c. 升高温度 d. 及时分离出产物中的NH3

2)原料气H2可通过反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)获取,已知该反应中,当初始混合气中的恒定时,温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如下图所示:

图中,两条曲线表示压强的关系是:P1_____P2(填“=”)。

②该反应为________反应(填吸热放热)。

3)原料气H2还可通过反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)获取。T℃时,向容积固定为5L的容器中充入1mol水蒸气和1mol CO,反应达平衡后,测得CO的浓度为0.08 mol·L-1

①平衡时CO的转化率为_________

②该温度下反应的平衡常数K值为_________

【答案】 随温度升高,反应的平衡常数K减小 ad 吸热 60 2.25

【解析】

1)①工业合成氨的化学方程式为:

②对于放热反应而言,升高温度,K值减小,表中的数据表明升高温度,K值在减小,所以可以推出该反应是放热反应;

a. 增大压强,平衡向正反应方向(气体体积减小的方向)移动移动,则H2的转化率增大,a正确;

b. 催化剂不影响平衡的移动,不会引起H2的转化率的改变,b错误;

c. 升高温度,平衡向逆反应方向(吸热反应方向)移动,则H2的转化率减小,c错误;

d. 及时分离出NH3,则NH3的浓度减小,平衡正向移动,H2的转化率增大,d正确;

故合理选项为ad

2)①温度相同时,压强由P1变为P2CH4的平衡含量升高,说明平衡逆向移动,由于该反应的逆反应是气体体积减小的反应,所以压强增大,即P1P2

②压强相同时,升高温度,CH4的平衡含量降低,说明平衡正向移动,则该反应是吸热反应;

3)该反应的三段式为(单位:mol·L-1):

CO (g)+

H2O(g)

CO2(g)+

H2(g)

1

1

1

1

0.2

0.2

0

0

0.12

0.12

0.12

0.12

0.08

0.08

0.12

0.12

CO的转化率为=60%;

K===2.25

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【题目】如图所示,将仪器A中的浓盐酸滴加到盛有MnO2的烧瓶中,加热后产生的气体依次通过装置BC,然后再通过加热的石英玻璃管D(放置有铁粉)。请回答:

1)仪器A的名称是________,烧瓶中反应的化学方程式是_____________________

2)装置B中盛放液体是___,气体通过装置B的目的是__________________,装置C中盛放的液体是_________

3D中反应的化学方程式是__________________________________________

4)烧杯E中盛放的液体是_____,反应的离子方程式是___________

5)资料表明D中产物有以下性质:受热易升华,冷却后易凝华;H2Og)剧烈反应.为收集D中产物,在DE之间,除增加收集装置外,还需要增加__装置。

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(1)仪器a的名称是_________;装置A中反应的化学方程式为__________________

(2)装置C中三颈烧瓶置于冰水浴中的目的是_________________________________

(3)装置B吸收的气体是_________,装置D的作用是___________________________

(4)C中得到足量KC1O后,将三颈瓶上的导管取下,依次加入KOH溶液、Fe(NO3)3溶液,水浴控制反应温度为25℃,搅拌1.5h,溶液变为紫红色(K2FeO4),该反应的离子方程式为__________________________

(5)(4)所得溶液中加入饱和KOH溶液,冷却至0~5℃析出紫黑色晶体,过滤,得到K2FeO4粗产品。K2FeO4粗产品含有KCl等杂质,进一步提纯方法是___________

(6)若实验中消耗了VmL c mol/LFe(NO3)3溶液,Fe(NO3)3充分反应,最终制得a gK2FeO4固体,则本实验K2FeO4的产率为 ______________(列出算式即可)。

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反应Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H3=-90.77 kJmol1

回答下列问题:

(1)反应Ⅱ的△H2=_________,若反应ⅠⅢ平衡常数分别为K1K2K3,则K2=________(K1K3表示)。

(2)反应Ⅲ自发进行条件是___________(较低温度”、“较高温度任何温度”)。

(3)在一定条件下2 L恒容密闭容器中充入3 mol H21.5 mol CO2,仅发生反应Ⅰ,实验测得不同反应温度与体系中CO2的平衡转化率的关系,如下表所示。

温度()

500

T

CO2的平衡转化率

60℅

40℅

T______500(“>”、“<” 、“=”)。

②温度为500℃时,该反应10 min时达到平衡。用H2表示该反应的反应速率v(H2)=______________;该温度下,反应I的平衡常数K=______________L2/mol2

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