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在实验室进行工业合成氨的模拟实验:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0 当反应达到平衡后,分离出氨,并补充氮气、氢气物质的量之比与起始时相同的原料气,以实现连续生产,各组分物质的量和时间的关系如下图所示。
(1)起始时刻氮气与氢气的物质的量之比n(N2)∶n(H2)=________。反应开始至15 min时第一次达到平衡,容器体积为1 L,这段时间内,以NH3的浓度变化表示的平均反应速率是________。
(2)写出代表H2的曲线在下列时刻的坐标并在图上画出t1~t2间的曲线:t1补充原料气之后:(________,________);t2处于平衡状态时:(________,________)。
(3)第一次达平衡时H2的转化率是________。以t1补充原料气之后为起始状态,第二次达到平衡时H2的转化率是________。以这样的氮气和氢气的物质的量之比补充原料气,试计算经济上是否合算?________
(1)1∶3.3;0.0133mol/(L·min)
(2)(25,3.33);(50,3.03)
(3)9.09%;9.01%;不合算
练习册系列答案
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甲醇是基础有机化工原料和新型清洁燃料,广泛用于制造各种燃料电池.工业上以甲烷和水蒸气为原料制备甲醇,反应过程如下.
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反应Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H1
反应Ⅱ:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H2 (△H2<0=
(1)图1是反应Ⅰ进行过程中的能量变化示意图.根据图象判断,升高温度,反应I的平衡常数将
 
 (填“增大”、“减小”或“不变”).
(2)已知在催化剂和一定压强下,反应Ⅱ能自发进行.在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律.
图2是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系,则曲线Z对应的温度是
 
;该温度下上述反应的化学平衡常数为
 

(3)图3甲是一种甲醇燃料电池的结构示意图,甲醇提供质子和电子,电子经外电路到达另一极与氧气反应,电池总反应为2CH3OH+3O2
  △  
.
 
2CO2+4H2O.
①M电极的电极反应式为
 

②以上述电池做电源,用图3乙所示装置,在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理的过程中,发现Al电极附近逐渐变浑浊并有气泡逸出,原因是(用离子方程式表示):
 
.Al电极应接燃料电池的
 
(填“M”或“N”)极.
(4)合成甲醇时可选用CuCl为催化剂.CuCl是不溶于水的白色固体,制备时向CuCl2溶液中加入过量铜粉,发生反应CuCl2+Cu═2CuCl.在实验过程中应先加入浓盐酸,发生反应CuCl+HCl?H[CuCl2].反应结束后将溶液倒入蒸馏水中有CuCl生成.实验过程中加入浓盐酸的目的是
 
.当c(Cl-)=2×10-3mol?L-1时,c(Cu+)=
 
 mol?L-1.已知:Ksp(CuCl)=1.7×10-7

《化学与生活》

(1)现有下列几种物质  A.食盐   B.食醋  C.苹果汁  D.葡萄糖  E.青霉素F.阿司匹林。请按下列要求填空(填序号)。

     富含维生素C的是        ;应用最广泛的抗生素之一的是         ;可直接进入血液补充能量的是          ;食用过多会引起血压升高、肾脏受损的是            。

(2)人体摄入的蛋白质,在酶的催化作用下发生水解,最终生成氨基酸。这些氨基酸一部分重新合成人体所需的蛋白质、糖或脂类物质,以满足各种生命活动的需要;另一部分则发生氧化反应,释放能量。

①蛋白质分子中主要含有                  四种元素。

②蛋白质溶液遇到浓的硫酸铵等无机盐溶液,会析出沉淀;再加适量水后,蛋白质重新溶解,仍然具有原来的活性。这个过程称为                     

③人体中共有二十多种氨基酸,其中有几种是人体自身不能合成的,必须由食物获得,称为             氨基酸。

(3)防止水体污染,改善水质,最根本的措施是控制工业废水和生活污水的排放。有一种工业废水,已知其中含有大量的Fe2+ 和SO42,少量的Ag+和Na+,以及部分污泥。某校化学兴趣小组同学通过下列操作过程,回收物质,处理废水。

根据上述操作过程,回答下列问题:

 

 
a.在实验室进行①操作时,需要的主要玻璃仪器有          

b.操作②的名称是       

c.向溶液A中需要加入过量X,X是           ,发生反应的离子方程式为            

d.上述操作回收到的物质是            

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