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+3/2O2。进一步研究NH3生成量与温度的关
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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+3/2O2。进一步研究NH3生成量与温度的关
题型:专项题
难度:
来源:
一种“人工固氮”的新方法是在常温、常压、光照条件下,N
2
在催化剂表面与水发生反应生成NH
3
:
N
2
+3H
2
O
2NH
3
+3/2O
2
。进一步研究NH
3
生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(反应时间3h)
请回答下列问题:
(1)50℃时从开始到3h内以O
2
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下图表示,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NH
3
生成量的建议_____________________。
(4)工业合成氨的反应为N
2
(g)+3H
2
(g)
2NH
3
(g)。设在容积为2.0L的密闭容器中充入0. 80 mol N
2
(g)和1.60 mol H
2
(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH
3
的体积分数为20%。
①该条件下反应2NH
3
(g)
N
2
(g)+3H
2
(g)的平衡常数为________。
②相同条件下,在另一相同容器中充入amol N
2
(g)和bmol H
2
(g),达到平衡时,测得容器中NH
3
为0.8mol,H
2
为2.0mol,则a=____,b=_____。
答案
(1)2.5×10
-8
(2)N
2
+3H
2
O
2NH
3
(g)+O
2
(g) △H=-765.2 kJ/mol
(3)升高温度、加压、不断移出生成物脱离反应体系(合理均可)
(4)①0.9375;②0.7;3.2
举一反三
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(1)利用水煤气合成二甲醚的总反应为:3H
2
(g)+3CO(g)
CH
3
OCH
3
(g)+CO
2
(g) △H=-246. 4 kJ/mol
它可以分为两步,反应分别如下:
①4H
2
(g)+2CO(g)=CH
3
OCH
3
(g)+H
2
O(g) △H1=-205.1 kJ/mol
②CO(g)+H
2
O(g)=CO
2
(g)+H
2
(g) △H2=____。
(2)在一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,只改变一个条件能同时提高反应速率和CO的转化率的是_______(填字母代号)。
a.降低温度 b.加入催化剂 c.缩小容器体积 d.增加H
2
的浓度 e.增加CO的浓度
(3)在一体积可变的密闭容器中充入3 mol H
2
、3 mol CO、1mol CH
3
OCH
3
、1 mol CO
2
,在一定温度和压强下发生反应:3H
2
(g)+3CO(g)
CH
3
OCH
3
(g)+CO
2
(g),经一定时间达到平衡,并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍。问:
①反应开始时正、逆反应速率的大小:v(正)____v(逆)(填“>”“<”或“=”),理由是____________________;
②平衡时n(CH
3
OCH
3
)=________,平衡时CO的转化率=________。
题型:专项题
难度:
|
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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)+2H
2
(g)
CH
3
OH(g) △H
(1)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下 同)____。
A.生成CH
3
OH的速率与消耗CO的速率相等
B.混合气体的密度不变
C.混合气体的平均相对分子质量不变
D.CH
3
OH、CO、H
2
的浓度都不再发生变化
(2)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
①由表中数据判断△H____(填“>”、“=”或 “<”)0;
②某温度下,将2 mol CO和6 mol H
2
充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)= 0.2
mol/L,则CO的转化率为____,此时的温度为____。
(3)要提高CO的转化率,可以采取的措施是_________。
a.升温 b.加入催化剂 c.增加CO的浓度 d.加入H
2
加压 e.加入惰性气体加压 f.分离出甲醇
(4)300℃时,在一定的压强下,5 mol CO与足量的H
2
在催化剂的作用下恰好完全反应变化的热量为454
kJ。在该温度时,在容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
下列说法正确的是_______
A.2c
1
>c
3
B.a+b<90.8 C.2p
2
< p
3
D.α
1
+α
3
<1
题型:北京期末题
难度:
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氨在工农业生产中应用广泛。在压强为30 MPa 时,合成氨平衡混合气体中NH
3
的体积分数如下
请回答:
(1)根据表中数据,结合化学平衡移动原理,说明合成氨反应是放热反应的原因____________________。
(2)根据下图,合成氨反应的热化学方程式是____________________。
(3)在一定温度下,将2 mol N
2
和6 mol H
2
通入到体积为1L的密闭容器中,发生反应N
2
+3H
2
2NH
3
。
2 min达到平衡状态时,H
2
的转化率是50%,则用H
2
表示该反应的平均反应速率v(H
2
)=____ ;该温度下的平衡常数K=________(用分数表示);欲使K增大,可以采取的措施是___________________。
(4)从化学平衡移动的角度分析,欲提高H
2
的转化率可以采取的措施是____(选填字母)。
a.及时分离出NH
3
b.升高温度 c.增大压强 d.使用催化剂
题型:北京期末题
难度:
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在密闭的容器中进行如下反应:H
2
(g)+I
2
(g)
2HI(g),在温度T1和T时,产物的量和时间的关系如图所示,根据图象判断正确的是
[ ]
A. T1< T2 ,△H<0
B. T1> T2 ,△H<0
C. T1<T2 ,△H>0
D. T1>T2 ,△H>0
题型:山东省模拟题
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某温度下气体反应达到化学平衡,平衡常数K=
恒容时,若温度适当降低,F的浓度增加。下列说法中正确的是
[ ]
A.增大c(A)、c(B),K增大
B.降低温度,正反应速率增大
C.该反应的焓变为负值
D.该反应的化学方程式为:2E(g)+F(g)
A(g)+2B(g)
题型:山东省模拟题
难度:
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