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【題目】合成氨工業(yè)對化學工業(yè)和國防工業(yè)具有重要意義,對農業(yè)生產起著重要作用。

(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(1) △H2

4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(1) △H3

N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H4<0

△H4 用含△H1、△H2、△H3的代數(shù)式表示。

(2)在其他條件相同時,分別測定合成氨反應中N2的平衡轉化率隨壓強變化的曲線如下圖A、B所示,其中正確的是 (填“A”或“B”),其判斷理由是 。

(3)在體積為2L的密閉容器中按物質的量1:3的比例充入N2、H2,進行下列四組合成氨實驗:

組別

溫度

N2起始量/mol

N2的物質的量/mol

5(s)

10(s)

15(s)

20(s)

25(s)

30(s)

35(s)

T1

0.1

0.094

0.089

0.085

0.0825

0.081

0.080

0.080

T2

0.1

0.090

0.085

0.082

0.080

0.080

0.080

0.080

T3

0.2

0.179

0.165

0.153

0.146

x

x

x

T4

0.2

0.173

0.161

0.155

0.150

0.150

0.150

0.150

①實驗Ⅰ前10秒的平均速率v(NH3)= mol·L-1·s-1,T1溫度下合成氨反應的平衡常數(shù)K= (列出計算式)。

②與實驗Ⅰ相比,實驗Ⅱ改變了一個條件,該條件可能是 。

③與實驗I相比,實驗Ⅲ中N2的平衡轉化率 (填“增大”、“減小”或“不變”),平衡常數(shù)K (填“增大”、“減小”或“不變”)。

④實驗Ⅲ與實驗Ⅳ的反應條件溫度不同,則T1 (填“大于”、“小于”或“等于”)T2,原因是 。

【答案】(1)△H1+3△H2-1/2△H3

(2)B;合成氨反應為氣體分子數(shù)減小的反應,增大壓強,平衡正移,反應物的轉化率增大

(3)0.0011 (mol·L-1)-2[答出5.79 (mol·L-1)-2也可]

加催化劑 增大 不變

小于 T2時的平衡常數(shù)小于T1時的平衡常數(shù)且正反應放熱(或Ⅳ中前10s的平均反應速率比Ⅲ大,N2的平衡轉化率比Ⅲ小)

【解析】

試題分析:(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(1) △H2

4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(1) △H3

根據(jù)蓋斯定律可知+3×②-0.5×③即得到N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的反應熱△H4=△H1+3△H2-1/2△H3。

(2)合成氨反應是體積減小的可逆反應,增大壓強平衡向正反應方向進行,氮氣的轉化率增大,則裝置圖B正確。

(3)①實驗Ⅰ前10秒內消耗氮氣是0.1mol-0.089mol=0.011mol,則生成氨氣是0.022mol,濃度是0.011mol/L,所以平均速率v(NH3)=0.011mol/L÷10s=0.0011mol·L-1·s-1T1溫度下平衡時消耗氮氣是0.02mol,同時消耗氫氣是0.06mol,生成氨氣是0.04mol,則平衡時氮氣是0.04mol/L,氫氣是0.12mol/L,氨氣是0.02mol/L,則合成氨反應的平衡常數(shù)K= (mol·L-1)-2。

②與實驗Ⅰ相比,實驗Ⅱ到達平衡的時間減少,平衡狀態(tài)不變,則改變條件可能是使用了催化劑。

實驗Ⅲ中進行到20s時氮氣的轉化率是,實驗I氮氣的平衡轉化率是0.2,所以與實驗I相比,實驗Ⅲ中N2的平衡轉化率增大,溫度不變,平衡常數(shù)K不變。

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2)反應的反應類型為 ;

3)反應1 mol B生成1mol CNaOH的物質的量

4)寫出A生成B的化學方程式 ;

5)寫出符合下列4個條件的A的所有同分異構體的結構簡式 ;

FeCl3溶液顯色;

②1 mol E能消耗2 mol Na1 mol NaOH;

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____________________________________________。

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