【題目】氨的合成對(duì)社會(huì)發(fā)展與進(jìn)步有巨大貢獻(xiàn)。
(1)某溫度下,在容積均為2L的兩個(gè)密閉容器中分別發(fā)生反應(yīng)。N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.0kJ/mol。相關(guān)數(shù)據(jù)如下:
容器 | 甲 | 乙 |
反應(yīng)物投入量 | 1molN2(g)和3molH2(g) | 2molNH3(g) |
平衡時(shí)c(NH3) | c1 | c2 |
平衡時(shí)能量變化 | 放出18.4kJ | 吸收akJ |
①下列情況能說(shuō)明該反應(yīng)一定達(dá)到中平衡狀態(tài)的是_____(填字母)。
A.3v(N2)正=v(H2)逆 B.N2、H2的濃度之比不再隨時(shí)間改變
C.容器內(nèi)混合氣體的密度保持不變 D.容器內(nèi)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變
②其他條件不變,達(dá)到平衡后,下列不能提高H2轉(zhuǎn)化率的操作是_____ (填字母)。
A.升高溫度 B.充入更多的H2 C.移除NH3 D.壓縮容器體積
③c1__c2(填“>”“<”或“=”)。
(2)合成氨也可以采用電化學(xué)法,其原理如右圖所示。則陰極的電極反應(yīng)式是_________。
(3)已知:氨在某催化劑催化氧化過(guò)程中主要有以下兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng):
反應(yīng)I:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H=-906kJ/mol
反應(yīng)II:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H=-1267kJ/mol
①該條件下,N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=_____kJ/mol
②為分析催化劑對(duì)反應(yīng)的選擇性,在1L密閉容器中充入1molNH3和2molO2,在一定時(shí)間內(nèi)測(cè)得有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量隨溫度變化如圖所示。
該催化劑在較低溫度時(shí)主要選擇反應(yīng)___填“反應(yīng)I”或“反應(yīng)II”)。當(dāng)溫度高于840℃時(shí),反應(yīng)I中NO的物質(zhì)的量減少的原因是________。520℃時(shí),反應(yīng)I的平衡常數(shù)K=____(只列算式不計(jì)算)。
【答案】 AD AB = N2+6e-+6H+=2NH3 +180.5 反應(yīng)Ⅱ 反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),在840℃時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),繼續(xù)升高溫度,平衡逆向移動(dòng),從而使NO物質(zhì)的量減少 mol/L
【解析】(1)①化學(xué)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),正逆反應(yīng)速率相等,且不等于0,各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化,由此衍生的一些物理量不發(fā)生變化,以此進(jìn)行判斷,得出正確結(jié)論;
②N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),兩種物質(zhì)組成改變一種會(huì)增大另一種物質(zhì)轉(zhuǎn)化率,本身轉(zhuǎn)化率減小,平衡正向進(jìn)行,氫氣轉(zhuǎn)化率增大;
③應(yīng)用恒溫恒容條件下的等效平衡知識(shí)來(lái)解決;甲、乙是等效平衡,則甲和乙建立的平衡相同,氨氣的濃度相同;據(jù)此分析。
(2)陰極發(fā)生還原反應(yīng),氮?dú)庠陉帢O上放電,與氫離子結(jié)合生成氨氣。
(3) ①根據(jù)蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱;
②從圖可知,在較低溫度時(shí),產(chǎn)物主要是N2,所以該催化劑在較低溫度時(shí)主要選擇反應(yīng)II;反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),在840℃時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),繼續(xù)升高溫度,平衡逆向移動(dòng),從而使NO物質(zhì)的量減少;
520℃時(shí),各物質(zhì)的平衡濃度c(N2)=c(NO)=0.2mol/L,根據(jù)N原子守恒,C(NH3)=(1-0.2-0.2×2)mol/L=0.4mol/L,C(H2O)=1.5(0.2+0.4)mol/L=0.9mol/L,c(O2)=(2-0.1-0.45)mol/L=1.45mol/L,以此計(jì)算平衡常數(shù)。
詳解:(1)①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),
A.反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比為正反應(yīng)速率之比,3v(N2)正=v(H2)逆說(shuō)明正反應(yīng)等于逆反應(yīng)速率,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故A正確;
B. N2、H2的濃度之比始終不變,不隨反應(yīng)而改變,不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故B錯(cuò)誤;
C.反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變,體積不變,氣體密度始終不變,氣體的密度不再隨時(shí)間改變,故C錯(cuò)誤;
D.氣體質(zhì)量不變,氣體物質(zhì)的量減小,氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再隨時(shí)間改變,說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故D正確;
因此,本題正確答案是: AD;
②A.反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向進(jìn)行,氫氣轉(zhuǎn)化率減小,故A符合;
b.充入更多的H2會(huì)提高N2的轉(zhuǎn)化率,氫氣轉(zhuǎn)化率減小,故B符合;
c.移除NH3平衡正向進(jìn)行,氫氣轉(zhuǎn)化率增大,故C不符合;
d. 壓縮容器體積,壓強(qiáng)增大,平衡正向進(jìn)行,氫氣轉(zhuǎn)化率增大,故D不符合;
因此,本題正確答案是: AB;
③應(yīng)用恒溫恒容條件下的乙的投料量極端轉(zhuǎn)化為甲相當(dāng)于投1molN2(g)和3molH2(g),所以兩者是等效平衡,所以c1=c2。
因此,本題正確答案是:=;
(2)陰極發(fā)生還原反應(yīng),氮?dú)庠陉帢O上放電,與氫離子結(jié)合生成氨氣,電極反應(yīng)式為N2+6e-+6H+=2NH3;
因此,本題正確答案是:N2+6e-+6H+=2NH3;
(3)①(反應(yīng)II-反應(yīng)I)/2得N2(g)+O2(g)2NO(g)△H=+180.5kJ/mol
②從圖可知,在較低溫度時(shí),產(chǎn)物主要是N2,所以該催化劑在較低溫度時(shí)主要選擇反應(yīng)II;反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),在840℃時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),繼續(xù)升高溫度,平衡逆向移動(dòng),從而使NO物質(zhì)的量減少;
520℃時(shí),各物質(zhì)的平衡濃度c(N2)=c(NO)=0.2mol/L,根據(jù)N原子守恒,C(NH3)=(1-0.2-0.2×2)mol/L=0.4mol/L,C(H2O)=1.5(0.2+0.4)mol/L=0.9mol/L,c(O2)=(2-0.1-0.45)mol/L=1.45mol/L,
反應(yīng)I的平衡常數(shù)K==mol/L。
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【題目】下列關(guān)于有機(jī)物的說(shuō)法不正確的是
A. 乙酸溶液的pH小于7
B. 乙烯可與溴發(fā)生加成反應(yīng)
C. 苯能使酸性KMnO4 溶液褪色
D. 乙醇在一定條件下能被氧化成乙醛
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【題目】某濃度的氨水中存在下列平衡:NH3H2ONH4++OH-,若想增大NH4+的濃度,而不增加OH-的濃度,應(yīng)采取的措施是( 。
①適當(dāng)升高溫度②加入NH4Cl固體③通入NH3④加入少量鹽酸
A.①②B.②③C.③④D.②④
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【題目】下列關(guān)于硫酸的敘述中正確的是( )
A.濃硫酸、稀硫酸都難揮發(fā)
B.濃硫酸、稀硫酸都能氧化金屬鋅,且反應(yīng)實(shí)質(zhì)相同
C.濃硫酸、稀硫酸在加熱時(shí)都能與銅反應(yīng)
D.濃硫酸、稀硫酸在常溫下都能用鐵制容器貯存
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【題目】誤食銅、鉛或汞中毒后,應(yīng)采取的急救措施是( )
A.服用大量的葡萄糖水B.服用大量的牛奶
C.服用大量的食鹽水D.用服適量的食醋
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【題目】
圖A 圖B 圖C 圖D
A. 除去CO中的CO2
B. 苯萃取碘水中的I2分出水層后的操作
C. 配制0.10 mol·L-1NaOH溶液
D. 記錄滴定終點(diǎn)讀數(shù)為12.20mL
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【題目】下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 有機(jī)物分子式為C4H7ClO2,與NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO2,其結(jié)構(gòu)可能有15種
B. 已知為加成反應(yīng),由此可知X為氯乙烯
C. 分子式為C4H8ClBr的有機(jī)物共有9種
D. 互為同分異構(gòu)體
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【題目】在體積相同的甲、乙兩個(gè)容器中,分別充有2 mol SO2和1mol O2,在相同的溫度下發(fā)生反應(yīng)2SO2+O22SO3,并達(dá)到平衡,在該過(guò)程中,甲容器保持體積不變,乙容器保持壓強(qiáng)不變,若甲容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為p%,則乙容器中SO2的轉(zhuǎn)化率為
A. 等于p%B. 大于p%C. 小于p%D. 無(wú)法判斷
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