氨气是重要化工原料,在国民经济中占重要地位。工业合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0进行如下研究:在773K时,分别将2molN2和6molH2充入一个固定容积为1L的密闭容器中,随着反应的进行,气体混合物中n(H2)、n(NH3) 与反应时间t的关系如下表:
t/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
n(H2) /mol | 6.00 | 4.50 | 3.60 | 3.30 | 3.03 | 3.00 | 3.00 |
n(NH3) /mol | 0 | 1.00 | 1.60 | 1.80 | 1.98 | 2.00 | 2.00 |
(1)反应速率最快的时间段是__________
A.0min-5min B .5min-10min C.10min-15min D. 15min-20min
(2)该温度下,若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3的浓度分别为3mol/L、3mol/L、3mol/L,则此时v正 __________v逆 (填 “>”“<”或“=”)。
(3)NH3合成常见的化肥尿素【化学式为CO(NH2)2】分为三步,其中第一步为:2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s) △H=-160kJ/mol, 对于这个反应,在2L等容密闭容器中充入2molNH3和1molCO2,平衡时放出128kJ的热量,NH3 的转化率为__________若反应温度不变,在该容器中充入2.8molNH3和1.4molCO2,到达平衡时。c(NH3)为__________。
(4)以氨气代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点。
①氨燃料电池使用的电解质溶液是4mol·L-1的KOH溶液,电池反应为: 4NH3+3O2=2N2+6H2O。该反应每消耗3.4g NH3转移的电子数目为__________;
②氨燃料电池电解CuSO4溶液,如图所示,A、B均为铂电极,通电一段时间后,在A电极上有红色固体析出,然后向所得溶液中加入19.6gCu(OH)2固体后恰好可使溶液恢复到电解前的浓度,则电解过程中收集到的气体在标准状况下体积为__________L。
高二化学综合题中等难度题
氨气是重要化工原料,在国民经济中占重要地位。工业合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g) △H<0
(1)图表示合成NH3反应在某段时间t0→t6中反应速率与反应过程曲线图,t1、t3、t4 时刻分别改变某一外界条件,则在下列到达化学平衡的时间段中,NH3的体积分数最小的一段时间是___________(填写下列序号)
A.t0→t1 B.t2→t3 C.t3→t4 D.t5→t6
t4时改变的条件是________________。
现进行如下研究:在773K时,分别将2molN2和6molH2充入一个固定容积为1L的密闭容器中,随着反应的进行,气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如表:
t/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
n(H2)/mol | 6.00 | 4.50 | 3.60 | 3.30 | 3.03 | 3.00 | 3.00 |
n(NH3)/mol | 0 | 1.00 | 1.60 | 1.80 | 1.98 | 2.00 | 2.00 |
(2)反应在0—10分钟内以氮气浓度变化表示的反应速率为___________,该温度下,此反应的平衡常数K=____________。
(3)该温度下,若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3的浓度分别为3mo/L、3mol/L、3mo/L,则此时V正_____V逆 (填“>”“<”或“=”)。
(4)由上表中的实验数据计算得到“浓度一时间”的关系可用右图中的曲线表示,表示c(N2)-t的曲线是______(填“甲”“乙”或“丙”)。在此温度下,若起始充入4molN2和12 molH2,则反应刚达到平衡时,表示c(H2)-t的曲线上相应的点为_________。
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氨气是重要化工原料,在国民经济中占重要地位。工业合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0进行如下研究:在773K时,分别将2molN2和6molH2充入一个固定容积为1L的密闭容器中,随着反应的进行,气体混合物中n(H2)、n(NH3) 与反应时间t的关系如下表:
t/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
n(H2) /mol | 6.00 | 4.50 | 3.60 | 3.30 | 3.03 | 3.00 | 3.00 |
n(NH3) /mol | 0 | 1.00 | 1.60 | 1.80 | 1.98 | 2.00 | 2.00 |
(1)反应速率最快的时间段是__________
A.0min-5min B .5min-10min C.10min-15min D. 15min-20min
(2)该温度下,若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3的浓度分别为3mol/L、3mol/L、3mol/L,则此时v正 __________v逆 (填 “>”“<”或“=”)。
(3)NH3合成常见的化肥尿素【化学式为CO(NH2)2】分为三步,其中第一步为:2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s) △H=-160kJ/mol, 对于这个反应,在2L等容密闭容器中充入2molNH3和1molCO2,平衡时放出128kJ的热量,NH3 的转化率为__________若反应温度不变,在该容器中充入2.8molNH3和1.4molCO2,到达平衡时。c(NH3)为__________。
(4)以氨气代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点。
①氨燃料电池使用的电解质溶液是4mol·L-1的KOH溶液,电池反应为: 4NH3+3O2=2N2+6H2O。该反应每消耗3.4g NH3转移的电子数目为__________;
②氨燃料电池电解CuSO4溶液,如图所示,A、B均为铂电极,通电一段时间后,在A电极上有红色固体析出,然后向所得溶液中加入19.6gCu(OH)2固体后恰好可使溶液恢复到电解前的浓度,则电解过程中收集到的气体在标准状况下体积为__________L。
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Ⅰ、氨气是重要化工原料,在国民经济中占重要地位。工业合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。右图表示合成NH3反应在某段时间t0→t6中反应速率与反应过程的曲线图,t1、t3、t4时刻分别改变某一外界条件,则在下列到达化学平衡的时间段中,NH3的体积分数最小的一段时间是(填写下列序号,下同)_______,化学平衡常数最大的一段时间是________。
a. t0→t1 b.t2→t3 c.t3→t4 d.t5→t6
t4时改变的条件是_______________。
Ⅱ、已知反应:Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) H=akJ·mol-1测得在不同温度下,该反应的平衡常数K值随温度的变化如下表所示:
温度/℃ | 500 | 700 | 900 |
K | 1.00 | 1.47 | 2.40 |
(1)若在500℃2L密闭容器中进行该反应,CO2起始量为4mol,5min后达到平衡状态,则这段时间内,用CO表达的反应速率为__________.(填写计算所得数值及单位)
(2)下列图像符合该反应的是_____________(填序号)(图中v代表速率、ω代表混合物中CO的含量,T代表温度)。
(3)下列能说明此反应在500℃达到平衡状态的是___________
①CO的体积分数不变
②固体质量不变
③恒压条件下,气体的体积不变
④恒容条件下,容器内压强不再改变
⑤c(CO)=c(CO2)
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氨气是一种重要的化工产品,是生产铵盐、尿素等的原料.工业合成氨的反应如下:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol。
(1)实验室中常用来制备氨气的化学方程式为 。
(2)已知H2(g)的燃烧热为285.8kJ•mol-1,写出NH3(g)在纯氧中燃烧生成无毒、无害物质的热化学方程式 _。
(3)25℃时,将a mol (NH4)2SO4溶于水,向该溶液中滴加V L稀氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将__________________(填“正向”、“不”或“逆向”)移动,所滴加稀氨水的物质的量浓度为_____________mol•L-1(25℃时,NH3•H2O的电离平衡常数Kb≈2×10-5)。
(4)工业上常用CO2和NH3通过如下反应合成尿素[CO(NH2)2 ]:CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)△H<0,t℃时,向容积恒定为2L的密闭容器中加入0.10mol CO2和0.40mol NH3,70min开始达到平衡。反应中CO2(g)的物质的量随时间变化如下表所示:
时间/min | 0 | 30 | 70 | 80 | 100 |
n(CO2)/mol | 0.10 | 0.060 | 0.040 | 0.040 | 0.040 |
①20min时v正(CO2)_________80min时v逆(H2O)(填“>”、“=”或“<”)。在t℃时,该反应的平衡常数K= 。
②在100min时,保持其它条件不变,再向容器中充入0.050mol CO2和0.20mol NH3,重新建立平衡后CO2的转化率与原平衡相比将_________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
③根据表中数据在图甲中绘制出在t℃下NH3的转化率随时间变化的图象;保持其它条件不变,则(t+10)℃下正确的图象可能是 (填图甲中的“A”或“B”)。
④图乙所示装置(阴、阳极均为惰性电极)可用于电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制取氢气。该装置中阳极的电极反应式为______ ,若两极共收集到气体22.4L(标况),则消耗的尿素为______g(忽略气体的溶解)。
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(14分)硝酸是一种重要的化工原料,工业上生产硝酸的主要过程如下:
(1)以N2和H2为原料合成氨气: N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H<0,一定温度下,在密闭容器中充入1molN2和3molH2发生反应。若容器容积恒定,达到平衡状态时,容器内的压强是原来的,则N2的转化率a1=_______;若容器压强恒定,达到平衡状态时,N2的转化率为a2,则a2______a1(填“>”、“<”或“=”)。
(2)以氨气、空气为主要原料制硝酸:
①NH3被氧气催化氧化生成NO的反应的化学方程式是___________________________________;
②在容积恒定的密闭容器中进行反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)△H>0 该反应的反应速率(v)随时间(t)变化的关系如图所示,若t2、t4时刻只改变一个条件,下列说法正确的是(填选项序号)_______________;
a.在t1~t2时,可依据容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态
b.在t2时,采取的措施一定是升高温度
c.在t3~t4时,可依据容器内气体的密度保持不变判断反应已达到平衡状态
d.在t0~t5时,容器内NO2的体积分数在t3时值的最大
③向容积相同、温度分别为T1和T2的两个密闭容器中分别充入等量NO2发生反应:
2NO2(g)⇌N2O4(g) △H<0,恒温恒容下反应相同时间后,分别测定体系中NO2的百分含量分别为a1、a2,已知T1<T2,则a1_______a2
A.大于 B.小于 C.等于 D.以上都有可能
(3)硝酸厂常用如下2种方法处理尾气:
①催化还原法:催化剂存在时用H2将NO2还原为N2;
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=﹣483.5kJ/mol 、N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+133kJ/mol
则H2还原NO2生成水蒸气反应的热化学方程式是_________________________;
②碱液吸收法:用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2,若每9.2gNO2和Na2CO3溶液反应时转移电子数为0.1mol,则反应的离子方程式是__________________________________。
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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置于一固定容积的密闭容器中反应,反应过程中各种物质的量变化如图所示,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)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 。
(3)45 min时刻改变的条件是 。
(4)产物NH3在5~10 min、25~30min和45~50 min时平均反应速率从大到小的排列次序为 (平均反应速率分别以v1、v2、v3表示)。
(5)随着条件的改变,达到三次平衡时H2的转化率也发生[了变化,如分别以α1、α2、α3表示,其中最小的是 。
(6)请在图中用实线表示25~45、45~60min 两阶段化学平衡常数K的变化图像。
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(8分)氨在国民经济中占有重要地位。
(1)已知合成氨反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH < 0;在某密闭容器中充入合成氨的原料气(N2、H2),一定时间后达到平衡。为提高氨合成反应速率,同时使平衡向氨合成方向移动。下列措施可行的是 (填写编号)
① 升高温度; ② 缩小容器体积(加压); ③ 选择高效催化剂; ④ 在恒容条件下,再充入合成氨的原料气(N2、H2); ⑤在恒容条件下,再充入原平衡的混合气;⑥在恒容条件下,分离出氨气。
(2)工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为:2NH3 (g)+ CO2 (g) CO(NH2)2 (l) + H2O (l),该反应的平衡常数和温度关系如下:
T / ℃ | 165 | 175 | 185 | 195 |
K | 111.9 | 74.1 | 50.6 | 34.8 |
ΔH(填“>”、“<”或“=”) 0。
②在一定温度和压强下,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比),下图是氨碳比(x)与CO2平衡转化率(α%)的关系。α随着x增大而增大的原因是 。
③上图中的B点处,NH3的平衡转化率为 。
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氨在国民生产中占有重要的地位。工业合成氨的反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol。下表是合成氨反应在某温度下2.0L的密闭容器中进行时,测得的数据:
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 | 0.00 | 0.20 | n2 | 1.00 | 1.00 |
根据表中数据计算:
(1)反应进行到2小时时放出的热量为____________kJ。
(2)此条件下该反应的化学平衡常数K=____________(保留两位小数)。
(3)有两个密闭容器A和B,A容器保持恒容,B容器保持恒压,起始时向容积相等的A、B中分别通入等量的NH3气体,均发生反应:2NH3(g)3H2(g)+N2(g)。则:
①达到平衡所需的时间:t(A)_____t(B),平衡时,NH3的转化率:a(A)______a(B) (填“>”、“=”或“<”)。
②达到平衡后,在两容器中分别通入等量的氦气。A中平衡向_________移动,B中平衡向_________移动。(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”、“不”)。
(4)在三个相同容器中各充入1molN2和3molH2,在不同条件下反应并达到平衡,氨的体积分数[φ(NH3)]随时间变化的曲线如图所示.下列说法中正确的是_____(填字母,下同)。
A.图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响,且P2>P1
B.图Ⅱ可能是同温同压下不同催化剂对反应的影响,且催化剂性能1>2
C.图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响,且T1>T2
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氨是重要的无机化工产品,合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理如下:N2(g)+3H2(g)2NH3 (g) ΔH< 0。在恒温恒容密闭容器中进行合成氨反应,各组分浓度与时间的关系如图所示。
(1)表示N2浓度变化的曲线是___________ (填字母),25 min 时c (NH3)=_________。
(2)0~25 min 内,用H2 浓度变化表示的化学反应速率是_______________。
(3)此温度下,上述反应的平衡常数K 的数值为_________________。
(4)若升高温度,则平衡向___________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动;正反应速率_____ (填“增大”“减小”或“不变”,下同 ), 逆反应速率__________________。
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氨气是重要化工原料,在国民经济中占重要地位。工业合成氨的反应为: N2(g)+H2(g)=2NH3(g) △H<0
(1)右图表示合成NH3反应在某段时间t0→t6中反应速率与反应过程的曲线图,t1、t3、t4 时刻分别改变某一外界条件,则在下列到达化学平衡的时间段中,NH3的体积分数最小的一段时间是___________(填写下列序号)
A.t1→t1 B.t2→t3 C.t3→t4 D.t5→t6
t4时改变的条件是________________。
进行如下研究:在773K时,分别将2molN2和6molH2充入一个固定容积为1L的密闭容器中,随着反应的进行,气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如下表:
t/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
n(H2)/mol | 6.00 | 4.50 | 3.60 | 3.30 | 3.03 | 3.00 | 3.00 |
n(NH3)/mol | 0 | 1.00 | 1.60 | 1.80 | 1.98 | 2.00 | 2.00 |
(2)该温度下,此反应的平衡常数K=____________。
(3)该温度下,若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3的浓度分别为3mo/L、3mol/L、3mo/L,则此时V正_____V逆 (填">"“<”或“=”)。
(4)由上表中的实验数据计算得到“浓度一时间”的关系可用右图中的曲线表示,表示c(N2)-t的曲线是______。在此温度下,若起始充入4molN2和12 molH2,则反应刚达到平衡时,表示c(H2)-t的曲线上相应的点为_________。
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