题目内容
合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重大影响.合成氨反应的化学方程式为N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.2kJ?mol-1.合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用甲烷或焦炭与水蒸气反应制得.

(1)在一容积固定的密闭容器中注入N2和H2两种气体,发生上述反应.在某温度下达到平衡时,各物质的浓度分别是:c(H2)=9.00mol?L-1,c(N2)=3.00mol?L-1,c(NH3)=4.00mol?L-1,此温度下该反应的平衡常数K=
(2)在三个相同容器中各充入1mol N2和3mol H2,在不同条件下反应并达到平衡,氨的体积分数随时间变化的曲线如图所示.下列说法中正确的是
A.图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响,且p2>p1
B.图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响,且p1>p2
C.图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响,且T1>T2
D.图Ⅱ可能是同温同压下不同催化剂对反应的影响,且催化剂性能1>2
(3)乙醇可通过淀粉等生物质原料发酵制得,属于可再生资源,通过乙醇制取氢气
具有良好的应用前景.已知通过乙醇制取氢气有如下两条路线:
a、CH3CH2OH(g)+H2O(g)?4H2(g)+2CO(g)△H=+255.58kJ/mol
b、CH3CH2OH(g)+1/2O2(g)?3H2(g)+2CO(g)△H=+13.76kJ/mol
下列说法错误的是:
A.从原料消耗的角度来看,a路线制氢更有价值
B.从能量消耗的角度来看,b路线制氢更加有利
C.a路线制氢由于要消耗很多能量,所以在实际生产中意义不大
D.降低温度,可提高b路线中乙醇的转化率.
(1)在一容积固定的密闭容器中注入N2和H2两种气体,发生上述反应.在某温度下达到平衡时,各物质的浓度分别是:c(H2)=9.00mol?L-1,c(N2)=3.00mol?L-1,c(NH3)=4.00mol?L-1,此温度下该反应的平衡常数K=
7.32×10-3
7.32×10-3
.(2)在三个相同容器中各充入1mol N2和3mol H2,在不同条件下反应并达到平衡,氨的体积分数随时间变化的曲线如图所示.下列说法中正确的是
D
D
(填字母,下同).A.图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响,且p2>p1
B.图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响,且p1>p2
C.图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响,且T1>T2
D.图Ⅱ可能是同温同压下不同催化剂对反应的影响,且催化剂性能1>2
(3)乙醇可通过淀粉等生物质原料发酵制得,属于可再生资源,通过乙醇制取氢气
具有良好的应用前景.已知通过乙醇制取氢气有如下两条路线:
a、CH3CH2OH(g)+H2O(g)?4H2(g)+2CO(g)△H=+255.58kJ/mol
b、CH3CH2OH(g)+1/2O2(g)?3H2(g)+2CO(g)△H=+13.76kJ/mol
下列说法错误的是:
D
D
A.从原料消耗的角度来看,a路线制氢更有价值
B.从能量消耗的角度来看,b路线制氢更加有利
C.a路线制氢由于要消耗很多能量,所以在实际生产中意义不大
D.降低温度,可提高b路线中乙醇的转化率.
分析:(1)根据k=
计算平衡常数;
(2)根据外界条件对平衡移动的影响分析;
(3)A.从原料消耗的角度来看,消耗等量乙醇a路线生产氢气多;
B.从能量消耗的角度来看,b路线消耗能量少;
C.a路线消耗很多能量;
D.该反应为吸热反应,降低温度,逆移.
| c2(NH3) |
| n(N2)?c3(H2) |
(2)根据外界条件对平衡移动的影响分析;
(3)A.从原料消耗的角度来看,消耗等量乙醇a路线生产氢气多;
B.从能量消耗的角度来看,b路线消耗能量少;
C.a路线消耗很多能量;
D.该反应为吸热反应,降低温度,逆移.
解答:解:(1)k=
=
=7.32×10-3,故答案为:7.32×10-3;
(2)A.增大压强,平衡向正反应分析移动,氨气的含量增大,故A错误;
B.图Ⅱ应是催化剂对反应的影响,故B错误;
C.温度升高,平衡向逆反应分析移动,氨气的含量降低,故C错误;
D.图Ⅱ中两种途径平衡状态相同,应是催化剂对平衡的影响,1反应速率大,催化效果好,故D正确;
故答案为:D;
(3)A.从原料消耗的角度来看,消耗等量乙醇a路线生产氢气多,故A正确;
B.从能量消耗的角度来看,b路线消耗能量少,故B正确;
C.与b路线相比,a路线消耗很多能量,所以在实际生产中意义不大,故C正确;
D.该反应为吸热反应,降低温度,逆移,所以乙醇转化率降低,故D错误;
故答案为:D.
| c2(NH3) |
| n(N2)?c3(H2) |
| 4.002 |
| 3.00×9.003 |
(2)A.增大压强,平衡向正反应分析移动,氨气的含量增大,故A错误;
B.图Ⅱ应是催化剂对反应的影响,故B错误;
C.温度升高,平衡向逆反应分析移动,氨气的含量降低,故C错误;
D.图Ⅱ中两种途径平衡状态相同,应是催化剂对平衡的影响,1反应速率大,催化效果好,故D正确;
故答案为:D;
(3)A.从原料消耗的角度来看,消耗等量乙醇a路线生产氢气多,故A正确;
B.从能量消耗的角度来看,b路线消耗能量少,故B正确;
C.与b路线相比,a路线消耗很多能量,所以在实际生产中意义不大,故C正确;
D.该反应为吸热反应,降低温度,逆移,所以乙醇转化率降低,故D错误;
故答案为:D.
点评:本题考查较为综合,涉及化学平衡,化学反应与能量以及电化学知识,题目难度较大,本题注意电极反应式的书写,注意利用盖斯定律计算反应热的方法.
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