题目内容
【题目】(1)将一定量的N2(g)和H2(g)放入2L的密闭容器中,在500℃、2×107Pa下发生如下反应:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
①在反应体系中加入催化剂,该反应的反应热_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②5分钟后达到平衡,测得N2为0.2 mol,H2为0.6 mol,NH3为0.2 mol。氮气的平均反应速率υ(N2)=___________,H2的转化率为_____________(保留小数点后一位)。
③欲提高②容器中H2的转化率,下列措施可行的是____________。
a.把气体的体积压缩至1L 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)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生下列反应:2N2(g)+6H2O(l)
4NH3(g)+3O2(g) ΔH=akJ/mol,进一步研究NH3生成量与温度关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下:
T/K | 303 | 313 | 323 |
NH3生成量/(10-6mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 |
此合成反应的a_________0。(填“大于”、“小于”或“等于”)
【答案】不变 0.01mol·L-1·min-1 33.3% ad 大于
【解析】
对于合成氨反应,欲增大反应物的转化率,可设法让平衡向正反应方向移动。具体方法为:加压、降温、把产物取走一部分、增大另一种反应物的浓度,但试图通过充入稀有气体让体系的总压强增大、加入催化剂、充入该反应物,都不能达到目的。
(1)①在反应体系中加入催化剂,不能提高反应物的转化率,该反应的反应热不变;
答案为:不变;
② N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g)
起始量 0.3 mol 0.9 mol 0
变化量 0.1 mol 0.3mol 0.2 mol
平衡量 0.2 mol 0.6 mol 0.2 mol
氮气的平均反应速率υ(N2)=
mol·L-1·min-1,
H2的转化率为
;
答案为:0.01mol·L-1·min-1;33.3%
③a.把气体的体积压缩至1L,平衡正向移动,H2的转化率提高;
b.向容器中再充入惰性气体,虽然压强增大,但反应物与生成物的浓度没有发生改变,平衡不发生移动,H2的转化率不变;
c.改变反应的催化剂,能改变化学反应速率,但不能改变反应物的转化率;
d.液化生成物分离出氨,减小生成物浓度,平衡正向移动,H2的转化率增大。
答案为:ad
(2)从表中数据可看出,升高温度,NH3的生成量增大,说明平衡正向移动,所以正反应为吸热反应,a大于0;
答案为:大于
【题目】丙烯酸是合成丙烯酸脂的原料,丙烯醇用于生产甘油、塑料等。某小组以丙烯醛为原料生产丙烯醇、丙烯酸的流程如图所示:
已知反应原理:![]()
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有关物质的物理性质如表:
| 丙烯醛 | 丙烯醇 | 丙烯酸 | 四氯化碳 |
沸点/℃ | 53 | 97 | 141 | 77 |
熔点/℃ | -87 | -129 | 13 | -22.8 |
密度/gcm-3 | 0.84 | 0.85 | 1.02 | 1.58 |
溶解性(常温) | 易溶于水和 有机物 | 溶于水和 有机溶剂 | 溶于水和 有机溶剂 | 难溶于水, 易溶于有机物 |
(1)已知苯的沸点为80.1℃,上述步骤②的萃取剂用四氯化碳而不用苯,其主要原因可能是_________________。上层液体分液漏斗________(填“上”或“下”)口倒(或放)出。
(2)从步骤④的残留液中可提取一种无水正盐,它是________(填化学式)。
(3)步骤⑤采用如图装置,该装置有一处明显错误,请指出错误:________,并改之。收集丙烯醇的温度应控制在________左右。
(4)已知:醛类具有较强还原性,能与溴水、酸性高锰酸钾溶液、银氨溶液等反应。某同学为了证明丙烯酸产品中含有丙烯醛,设计如下方案:
a.取少量溴水于试管,加入适量丙烯酸样品,振荡,溶液褪色
b.取少量酸性高锰酸钾溶液于试管,加入适量丙烯酸样品,振荡,溶液褪色
c.取少量银氨溶液于试管,加入适量丙烯酸样品,用水浴加热,有银镜产生
d.取少量酸性重铬酸钾溶液于试管,加入适量丙烯酸样品,振荡,溶液由橙红色变成绿色
上述方案中,能证明丙烯酸产品中含少量丙烯醛的是________(填字母)。
(5)请你选择下列药品设计一个简单实验证明丙烯醇含有碳碳双键:________。(可选药品:丙烯醇样品、酸性高锰酸钾溶液、酸性重铬酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液和钠粒)
(6)为了证明丙烯酸是弱酸,设计如下方案,其中能达到实验目的的是________(填字母)。
代号 | 方案 | 预测现象 |
A | 取少量 | 溶液变红色 |
B | 常温下,将10ml0.1molL-1NaOH溶液和10ml0.1molL-1 | pH>7 |
C | 用相同的导电仪分别测定盐酸溶液、 | 前者灯泡较亮 |