题目内容
合成氨反应为N2(g) +3H2(g)
2NH3(g)。图1表示在一定温度下反应过程中的能量变化,图2表示在2L密闭容器中反应时N2的物质的量随时间变化的曲线,图3表示在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对反应平衡的影响。
下列说法正确的是
[ ]
A.该反应为自发反应,由图1可知加入适当的催化剂,E和△H都减小
B.图2中,0~10min内该反应的平均速率v(H2)=0. 045 mol·L-1·min-1,从11 min起,其他条件不变,压缩容器的体积,使其为1L,则n(N2)的变化曲线为d
C.图3中,a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是b点
D.图3中,T1和T2表示温度,对应温度下的平衡常数为K1和K2,则:T1>T2,K1>K2
B.图2中,0~10min内该反应的平均速率v(H2)=0. 045 mol·L-1·min-1,从11 min起,其他条件不变,压缩容器的体积,使其为1L,则n(N2)的变化曲线为d
C.图3中,a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是b点
D.图3中,T1和T2表示温度,对应温度下的平衡常数为K1和K2,则:T1>T2,K1>K2
B
练习册系列答案
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科学家一直致力研究常温、常压下“人工围氮”的新方法。曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105Pa、反应时间3 h):
| T/K | 303 | 313 | 323 | 353 |
| NH3生成量/(10-6mol) | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
相应的热化学方程式如下:
N2(g)+3H2O(1)=2NH3(g)+
O2(g) ΔH=+765.2kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)请在答题卡的坐标图中画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程
中体系能量变化示意图,并进行必要标注。
(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢。请提出可提
高其反应速率且增大NH3生成量的建议: 。
(3)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)。设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60mol N2(g)和1.60 mol H2(g),.反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH2的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为
。计算
①该条件下N2的平衡转化率;
②该条件下反应2NH3(g)
N2(g)+3H2(g)的平衡常数。