题目内容

在密闭容器中进行N2+3H22NH3反应,起始时N2和H2分别为10 mol 和30 mol,当达到平衡时,N2的转化率为30%。若以NH3作为起始反应物,反应条件与上述反应相同时,要使其反应达到平衡时各组成成分的物质的量分数与前者相同,则NH3的起始物质的量和它的转化率正确的是     (  )
A.40 mol 35%    B.20 mol 30%
C.20 mol 70% D.10 mol 50%
C
根据题意:可推算出反应达到平衡时各组成成分的物质的量。
       N2+      3H2          2NH3
起始量   10 mol      30 mol      0
变化量   10×30%=3 mol  9 mol        6 mol
平衡量   7 mol      21 mol      6 mol
从逆向思维考虑,若正反应进行到底,可求得生成NH3 20 mol,此NH3的物质的量就是从逆向进行上述反应时,NH3的起始反应量。
在同温和同一容器中进行逆向反应达到平衡时,各组成成分的物质的量与上述反应相同。
N2+   3H2    2NH3
起始量       0    0       20 mol
平衡量     7 mol   21 mol   20-14=6 mol
可见NH3起始量20 mol
NH3的转化率:   ×100%=70%。
练习册系列答案
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(14分)金属钛素有“太空金属”、“未来金属”等美誉。工业上,以钛铁矿为原料制备二氧化钛并得到副产品FeSO4·7H2O(绿矾)的工艺流程如下图所示。 

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步骤②中,加入铁粉的主要目的是       
(2)步骤③中,实现混合物的分离是利用物质的    (填字母序号)。
  a.熔沸点差异    b.溶解性差异    c.氧化性、还原性差异
(3)步骤②、③、④中,均涉及到的操作是       (填操作名称);在实验室完成步骤⑤“灼   烧”所需主要仪器有                 
(4)请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为Ti(OH)4 的原因:
                
(5)可以利用生产过程中的废液与软锰矿(主要成分为MnO2)反应生产硫酸锰(MnSO4,易溶于水),该反应的离子方程式为               
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计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为         (用小数表示,保留二位小数)。
[15分]甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有:
反应过程
化学方程式
焓变△H
(kJ/mol)
活化能Ea
(kJ/mol)
甲烷氧化
CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)
-802.6
125.6
CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)
-322.0
172.5
蒸汽重整
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
206.2
240.1
CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)
165.0
243.9
回答下列问题:
(1)反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的△H=        kJ/mol。
(2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率    甲烷氧化的反应速率(填大于、小于或等于)。
(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以平衡常数(记作KP),则反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的KP                         
随着温度的升高,该平衡常数           (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)从能量阶段分析,甲烷自热重整方法的先进之处在于                           
(5)在某一给定进料比的情况下,温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如下图:

①若要达到H2物质的量分数>65%、CO的物质的量分数<10%,以下条件中最合适的是  
A.600℃,0.9Mpa    B.700℃,0.9MPa    C.800℃,1.5Mpa    D.1000℃,1.5MPa
②画出600℃,0.1Mpa条件下,系统中H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始即时)
的变化趋势示意图:

(6)如果进料中氧气量过大,最终导致H2物质的量分数降低,原因是              
甲醇燃料分为甲醇汽油和甲醇柴油。工业上合成甲醇的方法很多。
(1)一定条件下发生反应:
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A.缩小容器体积
B.降低温度
C.升高温度
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