题目列表(包括答案和解析)
一种“人工固氮”的新方法是在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂表面与水发生反应生成NH3:N2+ 3H2O2NH3+O2.
进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(反应时间3 h):
T/℃ | 30 | 40 | 50 |
生成NH3量/(10mo1) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
请回答下列问题:
(1)50℃时从开始到3 h内以O2物质的量变化表示的平均反应速率为 mol/min。
(2)该反应过程与能量关系可用右图表示.完成反应的热化学方程式: 。
(3)与目前广泛应用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议: 。
(4)工业合成氨的反应为N2(g)+3 H2(g)2NH3(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充人0.80 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的体积分数为20%。
① 该条件下反应2NH3(g)N2(g)十3H2(g)的平衡常数为 。
② 相同条件下,在另一相同容器中充人a mol N2(g)和b mo1 H2(g),达到平衡时,测得容器中NH3为0.8 mo1,H2为2.0 mol,则 ,
实验组 | 温度℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如下图:
(1)此流程的第II步反应为:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),该反应的化学平衡常数表达式为K= ;反应的平衡常数随温度的变化如表一,
温度/℃ | 400 | 500 | 830 | 1000 |
平衡常数K | 10 | 9 | 1 | 0.6 |
从上表可以推断:此反应是_______________ (填“吸”、“放”)热反应。
在830℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入CO与HzO均为1 mo1,则达到平衡后
CO的转化率为_____。
(2)此流程的第II步反应CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),在830℃,以表二的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述反应,其中反应开始时,向正反应方向进行的有 (填实验编号);
实验编号 | N(CO) | N(H2O) | n(H2) | N(CO2) |
A | 1 | 5 | 2 | 3 |
B | 2 | 2 | 1 | 1 |
C | 0.5 | 2 | 1 | 1 |
(3)在一个不传热的固定容积的容器中,判断此流程的第II步反应达到平衡的标志是
① 体系的压强不再发生变化 ②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变 ④ 各组分的物质的量浓度不再改变
⑤ 体系的温度不再发生变化 ⑥ v(CO2正)= v(H2O逆)
(4) 图表示该反应此流程的第II步反应在时刻
t达到平衡、在时刻t分别因改变某个条
件而发生变化的情况:图中时刻t发生改
变的条件是_________。(写出两种)
(5)若400℃时,第Ⅱ步反应生成l mol氢气的热量数值
为 33.2(单位为kJ),第Ⅰ步反应的热化学方程式为:
CH4(g)+H2O(g)=3H2(g)+CO(g)△H=-103.3 kJ·mol-1。
则400℃时,甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为 。
(9分)美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如
下图:
(1)此流程的第II步反应为:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),该反应的化学平衡常数表达式为K= ;反应的平衡常数随温度的变化如表一,
温度/℃ | 400 | 500 | 830 | 1000 |
平衡常数K | 10 | 9 | 1 | 0.6 |
从上表可以推断:此反应是_______________ (填“吸”、“放”)热反应。在830℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入CO与HzO均为1 mo1,则达到平衡后CO的转化率为_____。
(2)此流程的第II步反应CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),在830℃,以表二的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述反应,其中反应开始时,向正反应方向进行的有 (填实验编号);
实验编号 | N(CO) | N(H2O) | n(H2) | N(CO2) |
A | 1 | 5 | 2 | 3 |
B | 2 | 2 | 1 | 1 |
C | 0.5 | 2 | 1 | 1 |
(3)在一个不传热的固定容积的容器中,判断此流程的第II步反应达到平衡的标志是
① 体系的压强不再发生变化 ②混合气体的密度不变 ③混合气体的平均相对分子质量不变 ④ 各组分的物质的量浓度不再改变 ⑤ 体系的温度不再发生变化 ⑥ v(CO2正)= v(H2O逆)
(4) 图表示该反应此流程的第II步反应在时刻t达到平衡、在时刻t分别因改变某个条件而发生变化的情况:图中时刻t发生改变的条件是_________。(写出两种)
(5)若400℃时,第Ⅱ步反应生成l mol氢气的热量数值为 33.2(单位为kJ),第Ⅰ步反应的热化学方程式为: CH4(g)+H2O(g)=3H2(g)+CO(g)△H=-103.3kJ·mol-1。则400℃时,甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为 。
(9分)美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如
下图:
(1)此流程的第II步反应为:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),该反应的化学平衡常数表达式为K= ;反应的平衡常数随温度的变化如表一,
温度/℃ |
400 |
500 |
830 |
1000 |
平衡常数K |
10 |
9 |
1 |
0.6 |
从上表可以推断:此反应是_______________ (填“吸”、“放”)热反应。在830℃下,若开始时向恒容密闭容器中充入CO与HzO均为1 mo1,则达到平衡后CO的转化率为_____。
(2)此流程的第II步反应CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),在830℃,以表二的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述反应,其中反应开始时,向正反应方向进行的有 (填实验编号);
实验编号 |
N(CO) |
N(H2O) |
n(H2) |
N(CO2) |
A |
1 |
5 |
2 |
3 |
B |
2 |
2 |
1 |
1 |
C |
0.5 |
2 |
1 |
1 |
(3)在一个不传热的固定容积的容器中,判断此流程的第II步反应达到平衡的标志是
① 体系的压强不再发生变化 ②混合气体的密度不变 ③混合气体的平均相对分子质量不变 ④ 各组分的物质的量浓度不再改变 ⑤ 体系的温度不再发生变化 ⑥ v(CO2正)= v(H2O逆)
(4) 图表示该反应此流程的第II步反应在时刻t达到平衡、在时刻t分别因改变某个条件而发生变化的情况:图中时刻t发生改变的条件是_________。(写出两种)
(5)若400℃时,第Ⅱ步反应生成l mol氢气的热量数值为 33.2(单位为kJ),第Ⅰ步反应的热化学方程式为: CH4(g)+H2O(g)=3H2(g)+CO(g)△H=-103.3 kJ·mol-1。则400℃时,甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为 。
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