题目内容
【题目】氨是化肥工业和基础有机化工的主要原料。
(1)合成氨反应过程中有关物质的化学键键能数据如下表所示:
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请写出该合成氨反应的热化学方程式___。
(2)一定温度下,合成氨反应在a、b两种条件下分别达到平衡,H2的浓度随时间的变化如图所示。
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①a条件下,0~5min内的平均反应速率v(N2)=___mol·L-1·min-1。
②相对a而言,b可能改变的条件是___。
(3)某化学兴趣小组向一恒温密闭容器中充入4molN2和12molH2模拟合成氨反应,平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系如图所示。
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若体系在60MPa下达到平衡。H2的平衡分压为___MPa。(分压=总压×物质的量分数);列式计算此时的平衡常数Kp=___。(用平衡分压代替平衡浓度计算,结果保留2位有效数字)
(4)下列图示中能表示合成氨反应在恒温、恒容密闭容器中在t1时刻已经达到平衡状态的是___。
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【答案】N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H=-93kJ·mol-1 0.1mol·L-1·min-1 增大N2浓度 18 0.037 b
【解析】
(1)旧键断裂吸热:945 kJ +3×436 kJ=2253kJ;新建合成放热:6×391 kJ=2346kJ;放热多,化学反应表现为放热,放出热量93kJ,热化学方程式为N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H=-93kJ·mol-1。
(2)a条件下,0~5min内的平均反应速率v(H2)=
,根据系数比可知v(N2)=0.1mol·L-1·min-1。
a、b氢气起始浓度相同,b到达平衡的时间缩短,说明反应速率增大,平衡时氢气的浓度减小,说明平衡正向移动,所以改变的条件是增大c(N2)。
(3)①若体系在60MPa下达到平衡,相同温度下,气体的体积分数等于其物质的量的份数,则
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平衡时氨气体积分数=![]()
解得x=3
H2的平衡分压=![]()
根据以上平衡数据计算Kp![]()
(4)a.混合气体始终遵守质量守恒,所以质量不变不是平衡的标志;
b.N2体积分数不变说明已经平衡;
c.混合气体始终遵守质量守恒,体积不变所以密度不变不是平衡的标志;
d.化学平衡常数只与温度有关,不是平衡的标志。
答案选b。
【题目】乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素质的成分之一,具有香蕉的香味,实验室制备乙酸异戊酯的反应装置示意图和有关数据如下:
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+H2O
相对原子质量 | 密度/(g.cm-3) | 沸点/℃ | 水中溶解性 | |
异戊醇 | 88 | 0.8123 | 131 | 微溶 |
乙酸 | 60 | 1.0492 | 118 | 溶 |
乙酸异戊酯 | 130 | 0.8670 | 142 | 难溶 |
实验步骤:
在A中加入4.4g的异戊醇,6.0g的乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片,开始缓慢加热A,回流50分钟,反应液冷至室温后,倒入分液漏斗中,分别用少量水,饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤,分出的产物加入少量无水硫酸镁固体,静置片刻,过滤除去硫酸镁固体,,进行蒸馏纯化,收集140~143℃馏分,得乙酸异戊酯3.9g。回答下列问题:
(1)装置B的名称是:___。
(2)该反应中浓硫酸的作用___,若反应产物水分子中有同位素18O,写出能表示反应前后18O位置的化学方程式___。
(3)如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片,应该采取的正确操作___。
(4)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是:___;第二次水洗的主要目的是:___。
(5)本实验中加入过量乙酸的目的是:___。
(6)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是:___(填标号)
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(7)本实验的产率是___。
A.30℅ B.40℅ C.50℅ D.60℅
(8)在进行蒸馏操作时,若从130℃开始收集馏分,产率偏___(填高或者低)原因是___。