工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),反应经过20分钟在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为计算:
(1)H2在20分钟内的平均反应速率为 ;
(2)该条件下N2的平衡转化率为 ;(小数点后保留一位)
(3)该条件下反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常数为 。(不带单位)
高三化学填空题困难题
工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),反应经过20分钟在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为计算:
(1)H2在20分钟内的平均反应速率为 ;
(2)该条件下N2的平衡转化率为 ;(小数点后保留一位)
(3)该条件下反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常数为 。(不带单位)
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氢气是工业上重要的原料。
(1)氢气用于工业合成氨 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g);ΔH = -92.2 kJ·mol-1。
① 一定温度下,在容积恒定的密闭容器中,一定量的N2和H2反应达到平衡后,改变某一外界条件,反应速率与时间的关系如下图所示,其中t4 ﹑t5 ﹑t7时刻所对应的实验条件改变分别是
t4 ________t5 ________ t7________。
②温度为T℃时,将2amolH2和amolN2放入0.5L密闭容器中,充分反应后测得N2的转化率为50﹪,此时放出热量46.1 kJ。则该温度下反应的平衡常数为________。
(2)工业上大量的氢气来源于焦炭与水蒸气高温下的反应:
C(s) + H2O(g) H2(g) + CO(g) △H = +131.3 kJ/mol
①该反应在低温下不能自发进行的原因是________。
②恒温,在容积可变的密闭容器中,进行如上可逆反应。一段时间后,下列物理量不发生变化时,能表明该反应已达到平衡状态的有:Ⅰ混合气体的密度;Ⅱ容器内气体的压强;Ⅲ混合气体的总物质的量; ⅣCO物质的量浓度 ( )
A.只有Ⅳ B.只有Ⅰ和Ⅳ C.只有Ⅱ和Ⅲ
D.Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ E.都可以
(3)在容积相同的两密闭容器A和B中,保持温度为423K,同时向A、B中分别加入amol及bmol碘化氢(a>b)待反应:2HI(g)H2(g)+I2(g) 达到平衡后,平衡时I2的浓度c(I2)A________c(I2)B ;平衡时HI的分解率αA________αB ;平衡时H2在混合气体中的体积分数A________B (填写“>”“<”“=”)
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合成氨的热化学方程式为:N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g);△H = -92. 4 kJ/mol。现将1 mol N2 (g)、3 mol H2 (g) 充入一容积为2 L的密闭容器中,在500 ℃下进行反应,第10 min时达到平衡,NH3的体积分数为 ω,下列说法中正确的是:
A. 若达到平衡时,测得体系放出9. 24 kJ热量,则H2反应速率变化曲线如图a所示
B. 如图b所示,容器Ⅰ和Ⅱ达到平衡时,NH3的体积分数为ω,则容器Ⅰ放出热量与容器Ⅱ吸收热量之和为92. 4 kJ
C. 反应过程中,混合气体平均相对分子质量为M,混合气体密度为d,混合气体压强为P,三者关系如图c
D. 若起始加入物料为1 mol N2、3 mol H2,在不同条件下达到平衡时,NH3的体积分数变化如图d所示
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Ⅰ.(1)工业上合成氨的反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.60 kJ·mol-1。
①恒温容积固定的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),下列说法能说明上述反应达到平衡状态的是____________。
a.单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2
b.单位时间内生成6n mol N—H键的同时生成2n mol H—H键
c.用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1∶3∶2
d.混合气体的平均摩尔质量不变
e.容器内的气体密度不变
f.容器内气体的压强不变
(2)已知合成氨反应在某温度下2 L的密闭容器中进行,测得如下数据:
时间(h) 物质的量(mol) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
N2 | 1.50 | n1 | 1.20 | n3 | 1.00 |
H2 | 4.50 | 4.20 | 3.60 | n4 | 3.00 |
NH3 | 0 | 0.20 | n2 | 1.00 | 1.00 |
根据表中数据计算:
①反应进行到2 h时放出的热量为________ kJ。
②0~1 h内N2的平均反应速率为________ mol·L-1·h-1。
③此温度下该反应的化学平衡常数K=________(保留两位小数)。
④反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1.00 mol,化学平衡将向________方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。
Ⅱ.(1)二氧化碳是一种重要的温室气体,减少二氧化碳的排放是解决温室效应的有效途径。目前,由二氧化碳合成二甲醚的研究工作已取得了重大进展,其化学反应方程式为2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH>0。二甲醚气体的燃烧热为1 455 kJ·mol-1,工业上用合成气(CO、H2)直接或间接合成二甲醚。下列有关叙述正确的是________。
A.二甲醚分子中含极性共价键
B.二甲醚作为汽车燃料不会产生污染物
C.二甲醚是非极性分子 D.表示二甲醚燃烧热的热化学方程式为CH3OCH3(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-1 455 kJ·mol-1
(2)绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图如图所示:正极为________(填“A电极”或“B电极”),H+移动方向为:由 到 (填A或B),写出A电极的电极反应式:___________。
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工业上合成氨的反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)ΔH=-92.60 kJ·mol-1。
(1)在绝热、容积固定的密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),下列说法能说明上述反应向正反应方向进行的是________(填序号)。
①单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2
②单位时间内生成6n mol N—H键的同时生成2n mol H—H键
③用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1∶3∶2
④混合气体的平均摩尔质量增大
⑤容器内的气体密度不变
(2)已知合成氨反应在某温度下2 L的密闭容器中进行,测得如下数据:
时间(h) 物质的量(mol) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
N2 | 1.50 | n1 | 1.20 | n3 | 1.00 |
H2 | 4.50 | 4.20 | 3.60 | n4 | 3.00 |
NH3 | 0 | 0.20 | 1.00 | 1.00 |
根据表中数据计算:
①反应进行到2 h时放出的热量为________ kJ。
②0~1 h内N2的平均反应速率为________ mol·L-1·h-1。
③此温度下该反应的化学平衡常数K=________(保留两位小数)。
④反应达到平衡后,若往平衡体系中再加入N2、H2和NH3各1.00 mol,化学平衡将向________方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。
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工业合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0。某实验将3.0 mol N2(g)和4. 0 mol H2(g)充入容积为10L的密闭容器中,在温度T1下反应。测得H2的物质的量随反应时间的变化如下图所示。
(1)反应开始3min内,H2的平均反应速率为________。
(2)计算该条件下合成氨反应的化学平衡常数(写出计算过程,结果保留2位有效数字)。
(3)仅改变温度为T2 ( T2小于TI)再进行实验,请在答题卡框图中画出H2的物质的量随
反应时间变化的预期结果示意图。
(4)在以煤为主要原料的合成氨工业中,原料气氢气常用下述方法获得:
写出上述CO与H2O(g)反应的热化学方程式:________。
(5)合成氨工业中,原料气(N2、H2混有少量CO、NH3)在进入合成塔之前,用醋酸二氨合铜(I)溶液来吸收CO其反应为:CH3COO[Cu(NH3)2]+CO+NH3CH3COO[Cu(NH3)3]•CO △H<0。写出提高CO吸收率的其中一项措施:________。
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工业合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H <0
某实验将3.0 mol N2(g)和4. 0 mol H2(g)充入容积为10L的密闭容器中,在温度T1下反应。测得H2的物质的量随反应时间的变化如下图所示。
(1)反应开始3min内,H2的平均反应速率为________。
(2)计算该条件下合成氨反应的化学平衡常数(写出计算过程,结果保留2位有效数字)。
(3)仅改变温度为T2 ( T2小于TI)再进行实验,请在答题卡框图中画出H2的物质的量随反应时间变化的预期结果示意图。
(4)在以煤为主要原料的合成氨工业中,原料气氢气常用下述方法获得:
①C+H2O(g) CO+H2;②CO+H2O(g) CO2+H2;
已知:CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=—283.0kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H=—241.8kJ/mol
写出上述CO与H2O(g)反应的热化学方程式:________。
(5)合成氨工业中,原料气(N2、H2混有少量CO、NH3)在进入合成塔之前,用醋酸二氨合铜(I)溶液来吸收CO,其反应为:
CH3COO[Cu(NH3)2]+CO+NH3CH3COO[Cu(NH3)3]•CO △H<0
写出提高CO吸收率的其中一项措施:________。
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氨气是重要化工产品之一。传统的工业合成氨技术的反应原理是:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ/mol。在500 ℃、20 MPa时,将N2、H2置于一个固定容积的密闭容器中发生反应,反应过程中各种物质的量浓度变化如图所示,回答下列问题:
(1)计算反应在第一次平衡时的平衡常数K=________。(保留二位小数)
(2)产物NH3在5~10 min、25~30min和45~50 min时平均反应速率(平均反应速率分别以v1、v2、v3表示)从大到小排列次序为________。
(3)H2在三次平衡阶段的平衡转化率分别以α1、α2、α3表示,其中最小的是________。
(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)请在下图中用实线表示25~60min 各阶段化学平衡常数K的变化图像。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应3H2(g)+N2(g)⇌2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,测得反应的相关数据如下:
容器1 | 容器2 | 容器3 | |
反应温度T/K | 500 | 500 | 300 |
反应物投入量 | 3 mol H2、1 mol N2 | 4 mol NH3 | 2 mol NH3 |
平衡v正(N2)/mol·L-1·s-1 | v1 | v2 | v3 |
平衡c(NH3)/mol·L-1 | c1 | c2 | c3 |
平衡体系总压强p/Pa | p1 | p2 | p3 |
达到平衡时能量变化 | 放出a kJ | 吸收b kJ | 吸收c kJ |
达到平衡时体积分数 | φ1(NH3) | φ2(NH3) | φ3(NH3) |
物质的平衡转化率α | α1(H2) | α2(NH3) | α3(NH3) |
平衡常数K | K1 | K2 | K3 |
下列说法正确的是( )
A. v1<v2,c2>2c1 B. K1=K2,p2>2p1
C. φ1(NH3)<φ3(NH3),a+0.5b<92.4 D. c2>2c3,α1(H2)+α3(NH3)>1
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