题目内容

合成氨工业的核心反应是：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1，能量变化如下图，回答下列问题：

(1)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化是：E1________，E2________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)在500℃、2×107Pa和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5 mol N2和1.5 mol H2，充分反应后，放出的热量________ 46.2 kJ(填“<”、“>”或“＝”)。
(3)关于该反应的下列说法中，正确的是________。
A．ΔH>0，ΔS>0        B．ΔH>0，ΔS<0
C．ΔH<0，ΔS>0       D．ΔH<0，ΔS<0
(4)将一定量的N2(g)和H2(g)放入1 L密闭容器中，在500℃、2×107Pa下达到平衡，测得N2为0.10 mol，H2为0.30 mol，NH3为0.10 mol。计算该条件下达到平衡时H2转化为NH3的转化率________。若升高温度，K值变化________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)在上述(4)反应条件的密闭容器中，欲提高合成氨中H2的转化率，下列措施可行的是________(填字母)。
A．向容器中按原比例再充入原料气
B．向容器中再充入惰性气体
C．改变反应的催化剂
D．分离出氨气

(1)减小　减小　(2)<　(3)D　(4)33.3%　减小　(5)A、D

解析

练习册系列答案
相关题目

在一密闭恒容的容器中，可逆反应3A(g)3B(？)＋C(？)的能量变化如图甲所示，气体的平均相对分子质量随时间的变化如图乙所示。

(1)由图甲可以判断3A(g)3B(？)＋C(？)的正反应是________反应(填“吸热”或“放热”)，实验a和实验b相比较，可能隐含的反应条件是________。
(2)由图乙可以得出有关B和C状态的结论是________。
①若t2时刻升高温度，气体的平均相对分子质量变化一定符合________线(填“c”“d”或“e”)。
②若改变压强，气体的平均相对分子质量变化一定符合c线，则C物质的状态为________。
(3)如果平衡后保持温度不变，将容器体积增加一倍，新平衡时A的浓度是原来的60%，则B是________状态，C是________状态。
(4)如果B为气体，C为固体，取0.3 mol A恒温下在1 L容器中充分反应，平衡时测得B的浓度为0.21 mol/L。若使反应从逆反应开始，起始时在容器中加入0.3 mol B，同样条件下，要使平衡时B的浓度仍为0.21 mol/L，则C的物质的量的取值范围应该是________。

某研究性学习小组探究如下实验：在常温下，取两片质量相等、外形和组成相同且表面经过砂纸打磨完全去掉氧化膜的铝片，分别加入盛有相同体积、H＋浓度相同的稀硫酸和稀盐酸的两支大小相同的试管中，发现铝片在稀盐酸中产生氢气的反应速率比在稀硫酸中的快。查阅相关资料后得知：化学反应速率主要由参加反应的物质的性质决定，其次是外界因素的影响。
(1)写出以上反应的离子方程式_______________________________。
(2)出现上述现象的原因可能：假设①SO42—对铝与H＋的反应有抑制作用；假设②______________________________________。
(3)请设计实验对上述假设进行验证：
①____________________________________________；
②____________________________________________。
(4)如果上述假设都成立，要使上述稀硫酸与铝反应产生氢气的速率加快，可以采取的措施有：
①__________________________________________________；
②__________________________________________________；
③__________________________________________________；
④__________________________________________________。

捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下可逆反应：
反应Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)  (NH4)2CO3(aq)ΔH1
反应Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g) NH4HCO3(aq)ΔH2
反应Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g) 2NH4HCO3(aq)ΔH3
请回答下列问题：
（2）为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响，在某温度T1下，将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂)，在t时刻，测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下，保持其他初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得CO2气体浓度，得到趋势图(见图1)。则：
①ΔH3________0(填“＞”、“＝”或“＜”)。
②在T1～T2及T4～T5两个温度区间，容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势，其原因是____________________________________________________________________________。
③反应Ⅲ在温度为T1时，溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达t1时，将该反应体系温度迅速上升到T2，并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。

（3）利用反应Ⅲ捕获CO2，在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下，提高CO2吸收量的措施有________________________(写出2个)。
（4）下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是__________。

A．NH4Cl B．Na2CO3
C．HOCH2CH2OH D．HOCH2CH2NH2

在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A（g），在一定温度进行如下反应：A（g） B（g）＋C（g）　ΔH＝＋85.1 kJ·mol－1
反应时间（t）与容器内气体总压强（p）的数据见下表：

时间t/h
0
1
2
4
8
16
20
25
30

4.91
5.58
6.32
7.31
8.54
9.50
9.52
9.53
9.53
 
回答下列问题：
（1）欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为________。
（2）由总压强p和起始压强P0计算反应物A的转化率a（A）的表达式为________，平衡时A的转化率为________，列式并计算反应的平衡常数K________。
（3）①由总压强p和起始压强P0表示反应体系的总物质的量n（总）和反应物A的物质的量n（A），n（总）＝________mol，n（A）＝________mol。
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算：a＝________。
反应时间t/h
0
4
8
16
c（A）/（mol·L－1）
0.10
a
0.026
0.0065
 
分析该反应中反应物的浓度c（A）变化与时间间隔（t）的规律，得出的结论是________，由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c（A）为________mol·L－1。

开发新能源和三废处理都是可持续发展的重要方面。
（1）由碳的氧化物直接合成乙醇燃料已进入大规模生产。如采取以CO和H2为原料合成乙醇，化学反应方程式：2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)；若密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2，在催化剂作用下反应生成乙醇：CO的转化率(α)与温度、压强的关系如下图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为10L，则该温度下的平衡常数：K＝       ；
②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA    tC（填“大于”、“小于”或“等于”）。
③工业上还可以采取以CO2和H2为原料合成乙醇，并且更被化学工作者推崇，但是在相同条件下，由CO制取CH3CH2OH的平衡常数远远大于由CO2制取CH3CH2OH的平衡常数。请推测化学工作者认可由CO2制取CH3CH2OH的优点主要是：                                    。
（2）目前工业上也可以用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。若将6mol CO2和8 mol H2充入2L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化的曲线如右图所示（实线）。

①请在答题卷图中绘出甲醇的物质的量随时间变化曲线。
②仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线I对应的实验条件改变是           ，曲线Ⅱ对应的实验条件改变是       。
（3）Hg是水体污染的重金属元素之一。水溶液中二价汞的主要存在形态与Clˉ、OHˉ的浓度关系如右图所示［图中的物质或粒子只有Hg(OH)2为难溶物；pCl=－1gc(Clˉ)］

①下列说法中正确的是     。
A．为了防止Hg2＋水解，配制Hg(NO3)2溶液时应将Hg(NO3)2固体溶于浓硝酸后再稀释
B．当c(C1ˉ) ＝10ˉ1 mol·Lˉ1时，汞元素一定全部以HgCl42ˉ形式存在
C．HgCl2是一种弱电解质，其电离方程式是：HgCl2＝HgCl＋ + C1ˉ
D．当溶液pH保持在4，pCl由2改变至6时，可使HgCl2转化为Hg(OH)2
②HgCl2又称“升汞”，熔点549K，加热能升华，其晶体是     （填晶体类型）。

甲醇可通过将煤气化过程中生成的CO和H2在一定条件下，发生如下反应制得:CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。请根据图示回答下列问题：

(1)从反应开始到平衡，用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=     ，CO的转化率为     。
(2)该反应的平衡常数表达式为       ，温度升高，平衡常数      (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)若在一体积可变的密闭容器中充入1 mol CO、2 mol H2和1 mol CH3OH，达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍，则加入各物质后该反应向    (填“正”、“逆”)反应方向移动，理由是               。

已知：2NO2(g)N2O4(g)；△H＜0。在恒温恒容条件下，将一定量NO2和N2O4的混合气体通入容积为2L的密闭容器中，反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系如图⑴所示。请回答：

（1）a点时，v(正)    v（逆）（填“＜”、“＞”或“=”），X线、Y线中代表N2O4的是   ；
（2）反应在第10 min达到平衡，则前10 min内用NＯ2表示的化学反应速率v(NＯ2)=         mol·L-1·min-1。该温度下，反应的平衡常数K=           (可用分数表示)；
（3）在第25分钟，进行的操作是                 ； 
（4）a、b、c、d四点对应的时刻，NO2物质的量浓度由小到大的顺序是            ，再次平衡时的d点NO2的体积分数比b点时        （填“大”、“小”或“相等”）；
（5）假如在第35分钟从容器中移去0.4mol N2O4，并加入适当催化剂使反应在第40分钟达到平衡，请在图⑴中画出从第35分钟以后两种物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系，并标注所画线条对应的物质。

工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。
  
（1）图1是表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH（g）的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡，用CO浓度变化表示平均反应速率v(CO)＝                  ； H2的平衡转化率为_________________________。
（2）图2表示该反应进行过程中能量的变化。曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化，曲线b表示使用催化剂后的能量变化。写出反应的热化学方程式                        。
（3）该温度下，反应平衡常数K＝______________（填数值），温度升高，平衡常数K_________(填“增大”、“不变”或“减小”)。
（4）恒容条件下，下列措施中能使反应体系中增大的措施有               。
a．升高温度         b．充入He气        c．再充入2 molH2      d．使用催化剂

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