【題目】氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用,合成氨工業(yè)在國(guó)民生產(chǎn)中有重要意義。以下是關(guān)于合成氨的有關(guān)問(wèn)題,請(qǐng)回答:

(1)若在一容積為2L的密閉容器中加入0.2molN20.6molH2在一定條件下發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,若在5分鐘時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,此時(shí)測(cè)得NH3的物質(zhì)的量為0.2mol。則前5分鐘的平均反應(yīng)速率v(N2)=__________。平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為__________%。

(2)平衡后,若提高H2的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施有__________。

A.加了催化劑

B.增大容器體積

C.降低反應(yīng)體系的溫度

D.加入一定量N2

(3)若在0.5L的密閉容器中,一定量的氮?dú)夂蜌錃膺M(jìn)行如下反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,其化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如表所示:

T/℃

200

300

400

K

K1

K3

0.5

請(qǐng)完成下列問(wèn)題:

①試比較K1、K2的大小,K1__________K2(“<”“>””);

400℃時(shí),反應(yīng)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)為__________。當(dāng)測(cè)得NH3N2H2物質(zhì)的量分別為3mol、2mol1mol時(shí),則該反應(yīng)的v(N2)__________v(N2)(“<”“>””)。

(4)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡理論,聯(lián)系合成氨的生產(chǎn)實(shí)際,你認(rèn)為下列說(shuō)法不正確的是__________。

A.化學(xué)反應(yīng)速率理論可指導(dǎo)怎樣在一定時(shí)間內(nèi)快出產(chǎn)品

B.勒夏特列原理可指導(dǎo)怎樣使用有限原料多出產(chǎn)品

C.催化劑的使用是提高產(chǎn)品產(chǎn)率的有效方法

D.正確利用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)反應(yīng)限度理論都可以提高化工生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益

【答案】0.01mol·L-1·min-1 50 C、D > 2 > C

【解析】

(1)初始投料為0.2molN20.6molH2,容器體積為2L,根據(jù)題意列三段式有:

據(jù)以上分析進(jìn)行反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算;

(2)不增加氫氣的量平衡正向移動(dòng)可以提供氫氣的轉(zhuǎn)化率;

(3)②先計(jì)算濃度商,與平衡常數(shù)進(jìn)行比較,判斷平衡移動(dòng)方向。

(1)根據(jù)三段式可知5min內(nèi)△c(N2)=0.05mol/L,所以v(N2)=0.01mol·L-1·min-1;△c(H2)=0.15mol/L,α(H2)=×100%=50%;

(2)A.催化劑不改變平衡移動(dòng),不能改變氫氣的轉(zhuǎn)化率,故A不選;

B.增大容器體積,壓強(qiáng)減小,平衡會(huì)向壓強(qiáng)增大的方向,即逆向移動(dòng),氫氣的轉(zhuǎn)化率減小,故B不選;

C.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度平衡正向移動(dòng),氫氣轉(zhuǎn)化率增大,故C選;

D.加入一定量的氮?dú),平衡正向移?dòng),氫氣轉(zhuǎn)化率增大,故D選;

綜上所述選CD;

(3)①因ΔH<0,升高溫度,K減小,所以K1>K2

②根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知400℃時(shí)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的平衡常數(shù)為0.5,則反應(yīng)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù)為2;當(dāng)測(cè)得NH3、N2H2物質(zhì)的量分別為3mol、2mol1mol時(shí),容器體積為0.5L,所以濃度商Qc==0.89<2,所以平衡正向移動(dòng),即v(N2)>v(N2);

(4)A.根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,可指導(dǎo)怎樣在一定時(shí)間內(nèi)快出產(chǎn)品,故A正確;
B.結(jié)合影響化學(xué)平衡的因素,采用合適的外界條件,使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),可提高產(chǎn)率,故B正確;
C.催化劑只改變反應(yīng)速率,不能提高產(chǎn)率,故C錯(cuò)誤;
D.在一定的反應(yīng)速率的前提下,盡可能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),可提高化工生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益,故D正確.
故選C。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】有機(jī)物F用于制造香精,可利用下列路線合成。回答下列問(wèn)題:

1A的化學(xué)名稱是___。

2B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是___。

3)①~⑥中屬于取代反應(yīng)的有___(填序號(hào))。

4)反應(yīng)⑥的化學(xué)方程式為___

5C有多種同分異構(gòu)體,與C具有相同官能團(tuán)的有__種(不包括C),其中核磁共振氫譜為四組峰的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為___(任寫一種)。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】三硫化四磷用于制造火柴即火柴盒摩擦面,分子結(jié)構(gòu)如圖所示。下列有關(guān)三硫化四磷的說(shuō)法正確的是(

A. 該物質(zhì)中磷元素的化合價(jià)為+3

B. 22 g P4S3含硫原子數(shù)目約為1.806×1023

C. 該物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)中S、P最外層電子數(shù)均不為8

D. 該物質(zhì)分子中全是極性共價(jià)鍵

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】工業(yè)上回收利用某合金廢料(主要含Fe、Cu、CoLi等,已知Co、Fe都是中等活潑金屬)的工藝流程如下:

1)金屬M__________,操作1___________。

2)加入H2O2的作用是(用離子方程式表示)________,加入氨水的作用是________。

3)充分焙燒的化學(xué)方程式為____________

4)已知Li2CO3微溶于水,其飽和溶液的濃度與溫度關(guān)系見下表。操作2中,蒸發(fā)濃縮后必須趁熱過(guò)濾,其原因是___________90℃時(shí)KspLi2CO3)的值為___________。

溫度/℃

10

30

60

90

濃度/molL1

0.21

0.17

0.14

0.10

5)用惰性電極電解熔融Li2CO3制取鋰,陽(yáng)極生成兩種氣體,則陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為__________

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】鉻是一種銀白色的堅(jiān)硬金屬,鉻的工業(yè)用途很廣,主要有金屬加工、電鍍、制革行業(yè),這些行業(yè)排放的廢水和廢氣是環(huán)境中的主要污染源。請(qǐng)回答下面與鉻有關(guān)的一些問(wèn)題。

(1)工業(yè)上冶煉鉻的主要步驟如圖1所示:

①已知步驟Ⅱ的反應(yīng)方程式為:8Na2CrO4+6Na2S+23H2O=8Cr(OH)3↓+3Na2S2O3+22NaOH。該反應(yīng)中氧化劑是___(填化學(xué)式),生成1molCr(OH)3時(shí)轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為___mol

②步驟IV中電解Cr2O3的陽(yáng)極反應(yīng)式為___;

(2)某工廠采用電解法處理含鉻廢水,耐酸電解槽用鐵板作陰、陽(yáng)極,槽中盛放含鉻廢水,原理示意圖如圖2,A為電源的___(正極”“負(fù)極”),陽(yáng)極區(qū)溶液中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為___。

(3)化學(xué)需氧量(COD)可量度水體受有機(jī)物污染的程度。它是在強(qiáng)酸并加熱條件下,用K2Cr2O7作強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)所消耗的K2Cr2O7的量,換算成相當(dāng)于O2的含量(mg/L計(jì))。某研究性學(xué)習(xí)小組測(cè)定某水樣的化學(xué)需氧量(COD),過(guò)程如下:

.VamL水樣于錐形瓶,加入10.00mL0.2500mol/L K2Cr2O7溶液;

.加碎瓷片少許,然后慢慢加入少量硫酸,混合均勻,加熱;

.反應(yīng)完畢后,冷卻,加指示劑,用cmol/L的硫酸亞鐵銨(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定。終點(diǎn)時(shí)消耗硫酸亞鐵銨溶液VbmL(此步操作的目的是用Fe2+把多余的Cr2O72-反應(yīng)成Cr3+)。

①Ⅰ中,量取K2Cr2O7溶液的儀器是___;

②Ⅱ中,碎瓷片的作用是___

③該水樣的化學(xué)需氧量COD=___(用含c、Va、Vb的表達(dá)式表示)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】20193月,我國(guó)科學(xué)家研發(fā)出一種新型的鋅碘單液流電池,其原理如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是

A. 放電時(shí)B電極反應(yīng)式為:I2+2e-=2I-

B. 放電時(shí)電解質(zhì)儲(chǔ)罐中離子總濃度增大

C. M為陽(yáng)離子交換膜,N為陰離子交換膜

D. 充電時(shí),A極增重65g時(shí),C區(qū)增加離子數(shù)為4NA

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】合成氨工業(yè)、硫酸工業(yè)的生產(chǎn)工藝流程大致為:

合成塔和接觸室中的反應(yīng)分別為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H0; 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H0

1)寫出流程中設(shè)備的名稱:B____________,X___________。

2)進(jìn)入合成塔和接觸室中的氣體都要進(jìn)行熱處理,最理想的熱處理方法是_________________

3)采用循環(huán)操作可提高原料的利用率,下列生產(chǎn)中,采用循環(huán)操作的是____________(填序號(hào))。

①硫酸工業(yè) ②合成氨工業(yè) ③硝酸工業(yè)

4)工業(yè)上常用98.3%的濃硫酸吸收SO3而不用稀硫酸或水的原因是_______________________。

5)工業(yè)生產(chǎn)中常用氨——酸法進(jìn)行尾氣脫硫,以達(dá)到消除污染、廢物利用的目的。硫酸工業(yè)尾氣中的SO2經(jīng)處理可以得到一種化肥,該肥料的化學(xué)式是_____________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】一定溫度下,在三個(gè)容積均為2.0 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2NO(g)2CO(g) N2(g)2CO2(g)。各容器中起始物質(zhì)的量濃度與反應(yīng)溫度如下表所示:

容器

溫度/℃

起始物質(zhì)的量濃度/(mol·L1)

NO(g)

CO(g)

N2

CO2

T1

0.10

0.10

0

0

T2

0

0

0.10

0.20

T2

0.10

0.10

0

0

反應(yīng)過(guò)程中甲、丙容器中CO2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A.該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),平衡常數(shù)K(T1)<K(T2)

B.乙容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),N2的轉(zhuǎn)化率小于40%

C.達(dá)到平衡時(shí),乙容器中的壓強(qiáng)一定大于甲容器的2

D.丙容器中反應(yīng)達(dá)到平衡后,再充入0.10 mol NO0.10 mol CO2,此時(shí)υ()<υ()

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某小組研究溶液中Fe2、的反應(yīng)。

已知:[Fe(NO)]2在溶液中呈棕色。

(1)研究現(xiàn)象a中的黃色溶液。

__________溶液檢出溶液中含有Fe3。

甲認(rèn)為是O2氧化了溶液中的Fe2。乙認(rèn)為O2不是主要原因,理由是_____________

進(jìn)行實(shí)驗(yàn),裝置如圖所示。左側(cè)燒杯中的溶液只變?yōu)辄S色,不變?yōu)樽厣,右?cè)電極上產(chǎn)生無(wú)色氣泡,經(jīng)檢驗(yàn)該氣體為NO。產(chǎn)生NO的電極反應(yīng)式為_______實(shí)驗(yàn)的目的是________。

(2)研究現(xiàn)象a中的棕色溶液。綜合實(shí)驗(yàn)I和實(shí)驗(yàn),提出假設(shè):現(xiàn)象a中溶液變?yōu)樽厣赡苁?/span>NO與溶液中的Fe2Fe3發(fā)生了反應(yīng)。進(jìn)行實(shí)驗(yàn),證實(shí)溶液呈棕色只是因?yàn)?/span>Fe2NO發(fā)生了反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)的操作和現(xiàn)象是_______。

(3)研究酸性條件下,溶液中Fe2的反應(yīng)。

序號(hào)

操作

現(xiàn)象

i

1 mol·LlNaNO2溶液,加稀硫酸至pH = 3,加入1 mol·Ll FeSO4溶液

溶液立即變?yōu)樽厣?/span>

ii

1 mol·LlNaNO3溶液,加硫酸至pH = 3,加入1 mol·Ll FeSO4溶液

無(wú)明顯變化

iii

分別取0.5 mL l mol·LlNaNO3溶液與1 mol·LlFeSO4溶液,混合,小心加入0.5 mL濃硫酸

液體分為兩層,稍后,在兩層液體界面上出現(xiàn)棕色環(huán)

i中溶液變?yōu)樽厣碾x子方程式為_______、__________。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論:本實(shí)驗(yàn)條件下,溶液中、的氧化性與溶液的酸堿性等有關(guān)。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案