题目内容
【题目】氮是大气中含量最多的气体,研究氮及其化合物对人类有重要的意义。
(1)合成氨的原理为:N2(g)+3H2
2NH3△H=-92.4kJ/mol
①将一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密闭容器中,在500℃、2×107Pa下达到平衡,平衡时测得N2为0.1 mol,H2为0.3 mol,NH3为0.1 mol。该条件下H2的转化率为______。
此温度下该反应的平衡常数K=__________。
②欲提高H2的转化率,下列措施可行的是___________。
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.液化生成物分离出氨
(2)在2L密闭容器中,800℃时反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g) △H<0体系中,各成分浓度随时间的变化如图:
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①用O2表示从0~2s内该反应的平均速率υ=___________。
②能说明该反应已经达到平衡状态的是_________。
a.υ(NO2)=2υ(O2)
b.容器内压强保持不变
c.υ逆(NO)=2υ正(O2)
d.容器内的密度保持不变
③为使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是_________。
a.及时分离出NO2气体 b.适当升高温度
c.增大O2的浓度 d.选择高效的催化剂
(3)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。4CO(g)+2NO2(g)
4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1 200 kJ·mol-1对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图像正确的是______(填代号)。
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【答案】33.3% 3.7(L/mol)2或
(L/mol)2 ad 1.5×10-3mol/(L·s) bc c 乙
【解析】
(1)①利用三段式进行计算
N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g)
起始浓度(molL1) 0.15 0.45 0
起始浓度(molL1) 0.05 0.15 0.1
起始浓度(molL1) 0.1 0.3 0.1
则H2的转化率=0.15mol/L÷0.45mol/L×100%=33.3%;此温度下该反应的平衡常数K=(0.1molL1)2÷[0.1mol/L×(0.3molL1)3]= 3.7(L/mol)2。
②a、向容器中按原比例再充入原料气,压强增大,平衡向右移动,H2的转化率增大;b、向容器中再充入惰性气体,平衡不移动,H2的转化率不变;c、改变反应的催化剂,平衡不移动,H2的转化率不变;d、液化生成物分离出氨,平衡向右移动,H2的转化率增大;
答案选ad。
(2)①根据图像中各物质浓度改变,可知a为NO2,b为NO,c为O2的,则0~2s内该反应的平均速率υ(O2)=(0.005molL1-0.002molL1)÷2s=1.5×10-3mol/(L·s)。
②a.υ(NO2)=2υ(O2),没有注明正反应还是逆反应,不能说明反应是否达到平衡状态;b.容器体积不变,所以压强保持不变可说明反应达到平衡;c.υ逆(NO)=2υ正(O2),说明正反应速率等于逆反应速率,反应已达到平衡;d.气体的质量和体积均为定值,所以容器内的密度保持不变不能说明反应达到平衡;
答案选bc。
③a.及时分离出NO2气体,反应速率减小,不符合题意;b.因为正反应为放热反应,所以适当升高温度平衡向逆反应方向移动,不符合题意;c. 增大O2的浓度, 反应速率增大,且平衡向正反应方向移动,符合题意;d.选择高效的催化剂,平衡不移动,不符合题意;
答案选c。
(3)温度升高至T2,正反应速率和逆反应速率都增大,υ正和υ正’不能相连,所以甲图错误;T2温度高,反应速率大,平衡向逆反应方向移动,NO2的转化率减小,故图乙正确;压强增大,平衡向正反应方向移动,CO的体积分数减小,故图丙错误;答案选乙。
【题目】利用如图所示装置进行以下实验,能得到相应实验结论的是( )
选项 | ① | ② | ③ | 实验结论 |
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A | 浓氨水 | NaOH | 酚酞 | NaOH 的碱性比 NH3·H2O 的强 | |
B | 浓硫酸 | 蔗糖 | 溴水 | 浓硫酸具有脱水性、氧化性 | |
C | 浓硫酸 | Cu | Na2S | SO2 具有氧化性 | |
D | 浓硝酸 | Na2CO3 | Na2SiO3 | 非金属性:N>C>Si |
A.AB.BC.CD.D