题目内容
(8分)在高温下,下列反应达到平衡:
C(s)+ H2O(g)
CO(g)+H2(g) (正反应为吸热反应)
(1)如果升高温度,平衡向 _______ 反应方向移动(填正或逆);
(2)如果增大压强,H2的体积分数将_______(填增大、减小或不变);
(3)如果通入水蒸汽,平衡向_______ 反应方向移动(填正或逆);
(4)如果加入焦炭,H2O的转化率将______(填增大、减小或不变)。
(1)正 (2) 减小(3) 正 (4)不变
【解析】
试题分析:该反应是气体分子数增大的吸热反应。升高温度,平衡向右移动;增大压强,平衡向左移动,氢气体积分数减小;通入水蒸气,平衡向右移动;C是固体,加入焦炭,化学反应速率不变,平衡不移动,水的转化率不变。
考点: 勒沙特列原理
点评:本题要注意炭是固体。
(12分)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)
3NH3(g) △H=-92.2kJ/mol。合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用碳在高温下与水蒸气反应制得。我国合成氨工业目前的生产条件为:催化剂-铁触媒,温度-400~500℃,压强-30~50MPa。回答下列问题:
(1)将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气:
C(s) + H2O(g)
H2(g) + CO(g) △H =" +131.3" kJ ,△S =" +133.7" J/K
该反应在低温下能否自发 (填:能或否)。
(2)合成氨工业中原料气压缩到30~50MPa的原因是 。从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,实际生产中采用400~500℃的高温,原因之一是考虑到催化剂的催化活性,原因之二是 。
(3)已知在400℃时,N2 (g)+ 3H2(g)
2NH3(g) 的K=0.5。
①在400℃时, 2NH3(g)
N2 (g)+ 3H2(g)的K= (填数值)。
②400℃时,在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时反应V(N2)正 V(N2)逆(填:>、<、=、不能确定)。
③500℃、50MPa时,在容积为2L的容器中加入1 mol N2、3mol H2,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时N2的转化率为x。则K和x的关系满足K= 。
④在三个相同容器中各充入1 molN2和3molH2,在某一不同条件下反应并达到平衡,氨的体积分数随时间变化曲线如下图。下列说法正确的是 (填序号)。![]()
| 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,催化剂性能:1>2 |