(11分)氨在国民经济中占有重要的地位,2008年,我国氨产量接近500万吨。下图是合成氨的简要流程。(1)天然气、重油、煤都可以与水反应制得氢气。下表是某合成
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(11分)氨在国民经济中占有重要的地位,2008年,我国氨产量接近500万吨。下图是合成氨的简要流程。(1)天然气、重油、煤都可以与水反应制得氢气。下表是某合成
题型:不详
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(11分)氨在国民经济中占有重要的地位,2008年,我国氨产量接近500万吨。下图是合成氨的简要流程。
(1)天然气、重油、煤都可以与水反应制得氢气。下表是某合成氨厂采用不同原料的相对投资和能量消耗。
原料[
天然气
重油
煤
相对投资费用
1.0
1.5
2.0
能量消耗/J·t
—1
28
10
9
38
10
9
48
10
9
①依据上表信息,你认为采用
为原料最好。
②请写出甲烷在高温、催化剂的作用下与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳的化学方程式:
。
③已知C(s)、CO(g)和H
2
(g)完全燃烧的热化学方程式分别为:
C(s)+O
2
(g)===CO
2
(g) △H=-394kJ·mol
—1
;
2CO(g)+O
2
(g)===2CO
2
(g)△H=-566kJ·mol
—1
;
2H
2
(g)+O
2
(g)===2H
2
O(g)△H="-484" kJ·mol
—1
;
试写出由C与水蒸气在高温条件下反应生成氢气与一氧化碳的热化学方程式
。
(2)下表是在某种催化剂作用下用体积比为1:3的氮、氢混合气反应应达到平衡时的一些实验数据。
①依据表中数据判断,合成氨反应N
2
+3H
2
NH
3
的△H
0(填“>”、“<”或“无法判断”
,请简要说明理由
;
②该反应的化学平衡常数表达式为
。
③在300℃、10MPa下,合成氨反应达到平衡时,混合气体的体积是反应开始时的
倍。
答案
(11分)
(1)①天然气(1分) ②CH
4
+ H
2
O
CO + 3H
2
(2分)
③ C(s)+ H
2
O(g)= CO(g) + H
2
(g)△
H
=131kJ•mol
-1
(2分)
(2)① <(1分) 相同条件下,升高温度, NH
3
含量减小,平衡左移, 逆反应吸热,正反应放热;(2分)
②
(1分) ③ 0.658或
(2分)
解析
(1)①相同的能量消耗,天然气的费用最低。
③由下面两反应:
C(s)+O
2
(g)===CO
2
(g) △H=-394kJ·mol
—1
;
2CO(g)+O
2
(g)===2CO
2
(g)△H=-566kJ·mol
—1
;
可求得:C(s)+1/2O
2
(g)===CO(g) △H=-111kJ·mol
—1
结合:2H
2
(g)+O
2
(g)===2H
2
O(g)△H="-484" kJ·mol
—1
可推出:C(s)+ H
2
O(g)= CO(g) + H
2
(g)△
H
=131kJ•mol
-1
(2)③ N
2
+ 3H
2
NH
3
初始: 1 3 0
△n: a 3a 2a
平衡n: 1—a 3—3a 2a
由题意,结合表中数据可知:
,解出a=13/19
则:
举一反三
在一定条件下,一定量的A和B气体发生如下可逆反应:A(g)+3B(g)
3C(g),只有反应到达平衡时才一定具有的性质是
A.各物质的浓度之比为1∶3∶3 B.A、B、C三种物质的浓度不随时间变化而变化
C.体系压强不随时间而改变 D.ν(A)、ν(B)、ν(C) 之比为1∶3∶3
题型:不详
难度:
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可逆反应3H
2
+N
2
2NH
3
达到平衡的标志是( )。
①消耗3 mol H
2
的同时生成2 mol NH
3
②1个N≡N键断裂的同时,有3个H-H键形成
③H
2
、N
2
与NH
3
的物质的量之比为3∶1∶2
④1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键断裂
⑤1个N≡N键断裂的同时,有6个N-H键形成
A.①②⑤
B.②④
C.①②③④
D.全部
题型:不详
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(16分)在一个固定体积的密闭容器中发生某反应,当改变其他反应条件,在I、II、III阶段,体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示:
(1)该反应的化学方程式为
(物质用图中的“A”、“B”、“C”表示),该反应在第I阶段的平衡常数为
。
(2)第III阶段,从开始至平衡,用B表示的平均反应速率为
;
(3)第I阶段,A的转化率为
;第III阶段达平衡后,C的体积分数为
;
(4)由第一次平衡到第二次平衡,平衡移动的方向是
,采取的措施是
;
(5)已知第Ⅱ阶段反应温度(T
2
)低于第III阶段反应温度(T
3
),则该反应的正反应
△H
0(填“<”或“>”)
题型:不详
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某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如图所示的变化规律 (图中P表示压强,T表示温度,n表示物质的量,a表示物质的平衡转化率).根据以上规律判断,下列结论中正确的是 ( )
A.反应Ⅰ:△H>0,p2>p1
B.反应Ⅱ:△H>0,T1>T2
C.反应Ⅰ:△H<0,p2>p1
D.反应Ⅱ:△H>0,T2>T1
题型:不详
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在恒温、恒容下,发生如下反应:2A(g)+2B(g)
C(g)+3D(g),现从两条途径分别建立平衡,途径Ⅰ:A、B的起始浓度均为2 mol·L—1途径Ⅱ: C、D的起始浓度分别为2 mol·L—1 和6 mol·L—1 ,以下叙述正确的是 ( )
A、达到平衡时,途径I的反应速率等于途径Ⅱ的反应速率
B、达到平衡时,途径I所得混合气体的压强等于途径Ⅱ所得混合气体的压强
C、两途径最终达到平衡时,体系内各组分的百分含量相同
D、两途径最终达到平衡时,体系内各组分的百分含量不相同
题型:不详
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