题目内容

(10分)哈伯因发明了氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖,。右图表示某温度时,向1L容器中加入1mol氮气,3mol氢气,该反应在110S内反应进行的程度:

(1)此反应在50~60s时化学平衡常数为=            (列出计算式不用试算)。
(2)反应进行到60s时,改变的条件可能是       。

A.加入催化剂B.扩大容器的体积
C.升高温度D.减小氨气的浓度
在该条件下,氮气的化学反应速率          (填“变小”、“变大”或“不变”)
(3)该反应在80S后化学平衡常数为,则    (填“>”,“<”或“=”),此时氮气的转化率为         。
(4)若在110s后向该平衡体系中再加入1mol氨气,则再次达平衡后,氨气在平衡体系中的体积分数       。(填“变小”、“变大”或“不变”)

(10分)
(1)(2分)
(2)C(1分)变大(2分)
(3)> (1分)    20% (2分)
(4)变大(2分)

解析考查知识点:化学平衡移动;化学平衡常数;化学反应速率;平衡转化率
思路分析:化学反应原理是高考必考内容之一,对于此类题型的解答,首先必须综合考虑“影响平衡移动的因素”、“反应速率及平衡常数的计算公式”、“化学平衡的概念”等。掌握这些基本的知识是解答本题的关键。
解答过程:(1)平衡常数的计算,可根据三段式法:

起始(mol/L): 1.0     3.0              0
变化(mol/L): 0.25    0.75            0.5
平衡(mol/L): 0.75    2.25            0.5
因此,平衡常数
(2)反应进行到60s后,氨气的浓度减少,且此时平衡向逆反应方向移动。对于A,加入催化剂,平衡不发生移动;对于B,体积增大,压强减少,平衡向气体体积减少的方向移动,即向正反应方向移动;对于C,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,此反应的正反应为放热反应,故升高温度,平衡向逆反应方向移动;对于D,减少氨气的浓度,平衡向正反应方向移动。故答案选C。
(3)由于60s跟80s时,二者所处的温度不一样,因此其平衡常数不一样。80s时的温度较60s时高,且该反应为放热反应,故80s后的平衡常数应比60s时大,即K2>K1。
(4)在110s时再次充入氮气,平衡向逆反应方向移动,且该方向气体体积增大,故再次平衡后,气体的总体积增大。
试题点评:本题综合考查了化学平衡常数、化学反应速率、化学平衡移动,是一道知识点较为综合的题目。

练习册系列答案
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(一)(6分) 将2.5g碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠固体混合物完全溶解于水,制成稀溶液,然后向该溶液中逐滴加入1mol/L的盐酸,所加入盐酸的体积与产生CO2的体积(标准状况)关系如下图所示:

(1)写出OA段所发生反应的离子方程式                         

(2)当加入35mL盐酸时,产生二氧化碳的体积为       mL(标准状况)

(3)原混合物中Na2CO3的质量分数为­­      。

(二).氨是重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一。课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法,是德国化学家哈伯在1905年发明的,其合成原理为:N2(g) + 3H2(g)2NH3(g);

△H=―92.4 kJ/mol,他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖。试回答下列问题:

⑴ 下列方法不适合实验室制取氨气的是             (填序号)。

A.向生石灰中滴入浓氨水        B.加热浓氨水

C.直接用氢气和氮气合成        D.向饱和氯化铵溶液中滴入浓氢氧化钠溶液

⑵ 合成氨工业中采取的下列措施可用勒夏特列原理解释的是       (填序号)。

A.采用较高压强(20 M Pa~50 M Pa)

B.采用500℃的高温

C.用铁触媒作催化剂

D.将生成的氨液化并及时从体系中分离出来,未反应的N2和H2循环到合成塔中

(3) 用数字化信息系统DIS(如下图Ⅰ所示:它由传感器、数据采集器和计算机组成)可以测定上述氨水的浓度。用酸式滴定管准确量取0.5000 mol/L醋酸溶液25.00 mL于烧杯中,以该种氨水进行滴定,计算机屏幕上显示出溶液导电能力随氨水体积变化的曲线如下图Ⅱ所示。

        

图Ⅰ                                图Ⅱ

① 用滴定管盛氨水前,滴定管要用                           润洗2~3遍,

② 试计算该种氨水的浓度:                      。

③ 下列情况下,会导致实验结果c(NH3·H2O)偏低的是               。

A.滴定结束时仰视读数

B.量取25.00 mL醋酸溶液时,未用所盛溶液润洗滴定管

C.滴定时,因不慎将氨水滴在烧杯外

(4) 1998年希腊亚里士多德大学的Marnellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+),实现了高温常压下高转化率的电化学合成氨。其实验装置如下图。

正极的电极反应式为:                                         。

 

(一)(6分) 将2.5g碳酸钠、碳酸氢钠和氢氧化钠固体混合物完全溶解于水,制成稀溶液,然后向该溶液中逐滴加入1mol/L的盐酸,所加入盐酸的体积与产生CO2的体积(标准状况)关系如下图所示:

(1)写出OA段所发生反应的离子方程式                         

(2)当加入35mL盐酸时,产生二氧化碳的体积为       mL(标准状况)

(3)原混合物中Na2CO3的质量分数为­­      。

(二).氨是重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一。课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法,是德国化学家哈伯在1905年发明的,其合成原理为:N2(g) + 3H2(g)2NH3(g);

△H=―92.4 kJ/mol,他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖。试回答下列问题:

⑴ 下列方法不适合实验室制取氨气的是              (填序号)。

A.向生石灰中滴入浓氨水        B.加热浓氨水

C.直接用氢气和氮气合成        D.向饱和氯化铵溶液中滴入浓氢氧化钠溶液

⑵ 合成氨工业中采取的下列措施可用勒夏特列原理解释的是        (填序号)。

A.采用较高压强(20 M Pa~50 M Pa)

B.采用500℃的高温

C.用铁触媒作催化剂

D.将生成的氨液化并及时从体系中分离出来,未反应的N2和H2循环到合成塔中

(3) 用数字化信息系统DIS(如下图Ⅰ所示:它由传感器、数据采集器和计算机组成)可以测定上述氨水的浓度。用酸式滴定管准确量取0.5000 mol/L醋酸溶液25.00 mL于烧杯中,以该种氨水进行滴定,计算机屏幕上显示出溶液导电能力随氨水体积变化的曲线如下图Ⅱ所示。

        

图Ⅰ                                 图Ⅱ

① 用滴定管盛氨水前,滴定管要用                            润洗2~3遍,

② 试计算该种氨水的浓度:                       。

③ 下列情况下,会导致实验结果c(NH3·H2O)偏低的是                。

A.滴定结束时仰视读数

B.量取25.00 mL醋酸溶液时,未用所盛溶液润洗滴定管

C.滴定时,因不慎将氨水滴在烧杯外

(4) 1998年希腊亚里士多德大学的Marnellos和Stoukides采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+),实现了高温常压下高转化率的电化学合成氨。其实验装置如下图。

正极的电极反应式为:                                          。

 

在1×105Pa和298K时,将拆开1mol共价键所需要的能量称为键能(kJ·mol-1)。下面是一些共价键的键能:

     

共价键

H-H

N≡N

N-H

键能(kJ·mol-1)

436

945

391

    (1)根据上表中的数据判断工业合成氨的反应:N2+3H22NH3是___________(填“吸热”或“放热”)反应;

    (2)在298K时,取1mol氮气和3mol氢气放入一密闭容器中,在催化剂存在下进行反应,若氮气和氢气完全反应,理论上放出或吸收的热量为Q1,则Q1为__________;

    (3)实际生产中,放出或吸收的热量为Q2,Q1与Q2比较,正确的是   (    )

        A. Q1>Q2         B. Q1<Q2         C. Q1=Q2

        如此选择的理由_________________________________________________;

     ⑷.哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充人1mol N2和3mol H2,在一定条件下使该反应发生:N2+3H22NH3。下列有关说法正确的是_______________________.                                        

A.达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率都为零。

B.当符合:3u正(N2)=u正(H2)时,反应达到平衡状态。

C.达到化学平衡时,单位时间消耗amolN2,同时生成3amolH2

D.反应达到平衡状态,最多可生成氨2 mol。

E. 工业合成氨,我们希望提高反应物的转化率并加快反应速率。

F.氨分子内形成氢键,使氨的沸点升高.

G.氮分子的分子间作用力大,使氮分子化学性质很稳定.

H.氢能源属于化石能源.

 

在1×105Pa和298K时,将拆开1mol共价键所需要的能量称为键能(kJ·mol-1)。下面是一些共价键的键能:

     

共价键

H-H

N≡N

N-H

键能(kJ·mol-1)

436

945

391

    (1)根据上表中的数据判断工业合成氨的反应:N2+3H22NH3是___________(填“吸热”或“放热”)反应;

    (2)在298K时,取1mol氮气和3mol氢气放入一密闭容器中,在催化剂存在下进行反应,若氮气和氢气完全反应,理论上放出或吸收的热量为Q1,则Q1为__________;

    (3)实际生产中,放出或吸收的热量为Q2,Q1与Q2比较,正确的是   (    )

        A. Q1>Q2         B.Q1<Q2         C. Q1=Q2

        如此选择的理由_________________________________________________;

     ⑷.哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充人1mol N2和3mol H2,在一定条件下使该反应发生:N2+3H22NH3。下列有关说法正确的是_______________________.                                       

A.达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率都为零。

B.当符合:3u正(N2)=u正(H2)时,反应达到平衡状态。

C.达到化学平衡时,单位时间消耗amolN2,同时生成3amolH2

D.反应达到平衡状态,最多可生成氨2mol。

E. 工业合成氨,我们希望提高反应物的转化率并加快反应速率。

F.氨分子内形成氢键,使氨的沸点升高.

G.氮分子的分子间作用力大,使氮分子化学性质很稳定.

H.氢能源属于化石能源.

 

在1×105Pa和298K时,将拆开1mol共价键所需要的能量称为键能(kJ·mol-1)。下面是一些共价键的键能:

共价键
H-H
N≡N
N-H
键能(kJ·mol-1)
436
945
391
   (1)根据上表中的数据判断工业合成氨的反应:N2+3H22NH3是___________(填“吸热”或“放热”)反应;
(2)在298K时,取1mol氮气和3mol氢气放入一密闭容器中,在催化剂存在下进行反应,若氮气和氢气完全反应,理论上放出或吸收的热量为Q1,则Q1为__________;
(3)实际生产中,放出或吸收的热量为Q2,Q1与Q2比较,正确的是  (   )
A. Q1>Q2         B. Q1<Q2         C. Q1=Q2
如此选择的理由_________________________________________________;
⑷.哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充人1mol N2和3mol H2,在一定条件下使该反应发生:N2+3H22NH3。下列有关说法正确的是_______________________.                                       
A.达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率都为零。
B.当符合:3u正(N2)=u正(H2)时,反应达到平衡状态。
C.达到化学平衡时,单位时间消耗amolN2,同时生成3amolH2
D. k反应达到平衡状态,最多可生成氨2 mol。
E. 工业合成氨,我们希望提高反应物的转化率并加快反应速率。
F.氨分子内形成氢键,使氨的沸点升高.
G.氮分子的分子间作用力大,使氮分子化学性质很稳定.
H.氢能源属于化石能源.

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