题目内容

比较硫酸工业、合成氨工业中两个重要反应:

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);ΔH=-98.3 kJ·mol-1

N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH=-46.2 kJ·mol-1

根据勒夏特列原理,加热均不利于产物的生成。试分析工业上为什么均采用加热到500 ℃的高温。

工业生产采用500 ℃的高温是考虑了多方面的因素。在此温度下,反应速率较大,催化剂的活性最好,另外还要考虑某些反应物的化学活泼性(如氮气在常温下稳定)等。

练习册系列答案
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(1)在上面元素周期表中全部是金属元素的区域为
b
b

(a)A     (b)B    (c)C      (d)D
(2)现有甲、乙两种短周期元素,室温下,甲元素单质在冷的浓硫酸或浓硝酸中,表面都生成致密的氧化膜,乙元素原子核外M电子层与K电子层上的电子数相等.
①用元素符号将甲、乙两元素填写在上面元素周期表中对应的位置.
②甲、乙两元素相比较,金属性较强的是
Mg
Mg
(填名称),可以验证该结论的实
验是
bc
bc

(a)将在空气中放置已久的这两种元素的块状单质分别放入热水中
(b)将这两种元素的单质粉末分别和同浓度的盐酸反应
(c)将这两种元素的单质粉末分别和热水作用,并滴入酚酞溶液
(d)比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
③写出甲的氧化物及氧化物对应水化物分别与强碱反应的离子方程式
Al2O3 +2OH-═2AlO2-+H2O
Al2O3 +2OH-═2AlO2-+H2O
Al(OH)3 +OH-═AlO2-+2H2O
Al(OH)3 +OH-═AlO2-+2H2O

(3)表中所列小写字母分别代表一种化学元素:
①m、f、j的单质熔点由高到低的顺序
C>Si>P
C>Si>P
(填元素符号).
②以上元素形成的金属单质中,熔点最低的是
Na
Na
(填元素符号).
③f、m、n、g所形成的氢化物的稳定性还性由强到弱的顺序为
HCl、H2S、PH3、SiH4
HCl、H2S、PH3、SiH4
(填化学式);
④甲、乙、c、d、e形成的简单离子的半径由小到大的顺序为
Al3+、Mg2+、Na+、O2-、N3-
Al3+、Mg2+、Na+、O2-、N3-

⑤f元素单质是在生产中用量很大,试写出工业上制备f元素单质的化学方程式
SiO2+2C
 高温 
.
 
2CO+Si
SiO2+2C
 高温 
.
 
2CO+Si

⑥c元素的单质用途
氮气是合成氨、制硝酸的重要原料;由于其性质稳定常被用作保护气;在高科技领域中常用液氮制造低温环境
氮气是合成氨、制硝酸的重要原料;由于其性质稳定常被用作保护气;在高科技领域中常用液氮制造低温环境
(填一条).
碳及其化合物有广泛的用途.
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气.反应为:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g),△H=+131.3kJ?mol-1,以上反应达到平衡后,在体积不变的条件下,以下措施有利于提高H2O的平衡转化率的是
 

A.升高温度   B.增加碳的用量   C.加入催化剂  D.用CO吸收剂除去CO
(2)又知,C(s)+CO2(g)?2CO(g),△H=+172.5kJ?mol-1
则CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)的焓变△H=
 

(3)CO与H2在一定条件下可反应生成甲醇,CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).甲醇是一种燃料,可利用甲醇设计一个燃料电池,用稀硫酸作电解质溶液,多孔石墨做电极,该电池负极通入的物质是:
 
,正极反应式为:
 

(4)将一定量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2.0L的恒容密闭容器中,发生以下反应:
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),得到如下数据:
温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所x需时间/min
H2O CO H2 CO
900 1.0 2.0 0.4 1.6 3.0
通过计算求出该反应的平衡常数(写出计算过程,结果保留两位有效数字)
 

(5)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨.合成氨反应原理为:N2(g)+3H2(g) 
一定条件
2NH3(g),△H=-92.4kJ?mol-1.实验室模拟化工生产,分别在不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如图1.
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请回答下列问题:
①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为
 

②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高,其它条件相同,请在上图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图
 

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