题目内容

11．合成氨工业的核心反应是：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=Q kJ•mol-1，能量变化如图所示，回答下列问题：
（1）在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化是：E1减小（填“增大”、“减小”、“不变”）
（2）在500℃、2×107 Pa和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5mol N2和1.5mol H2，充分反应后，放出的热量＜ 46.2kJ（填“＜”、“＞”或“=”）
（3）关于该反应的下列说法中，正确的是D．
A．△H＞0，气体分子数目增多                 B．△H＞0，气体分子数目减少
C．△H＜0，气体分子数目增多                 D．△H＜0，气体分子数目减少
（4）将一定量的N2（g）和H2（g）放入1L密闭容器中，在500℃、2×107Pa下达到平衡，测得N2为0.10mol，H2为0.30mol，NH3为0.10mol．计算该条件下达到平衡时H2转化为NH3的转化率33.3%；
（5）在上述（4）反应条件的密闭容器中欲提高合成氨中H2的转化率，下列措施可行的AD（填字母）．
A．向容器中按原比例再充入原料气                 B．向容器中再充入惰性气体
C．改变反应的催化剂                            D．分离出氨气．

分析 （1）加入催化剂，降低反应的活化能；
（2）根据可逆反应的特点分析；
（3）图象分析焓变，依据反应前后气体体积变化分析熵变；
（4）根据化学方程式，依据化学平衡三段式列式进行计算，根据转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%，温度升高，反应逆向移动；
（5）反应条件的密闭容器中欲提高合成氨中H2的转化率，应使平衡正向移动．

解答 解：（1）加入催化剂，降低反应的活化能，则E1和E2都减小，故答案为：减小；
（2）当0.5mol N2和1.5mol H2完全反应时，才能放出46.2kJ的热量，但反应为可逆反应，不能完全进行，则密闭容器中充入0.5mol N2和1.5mol H2，充分反应后，放出的热量小于46.2kJ，故答案为：＜；
（3）N2（g）+3H2（g）$\frac{\underline{\;\;催化剂\;\;}}{高温高压}$2NH3（g）；△H=QKJ•mol-1 ，图象分析可知反应是放热反应△H＜0，反应前后是气体体积减小的 反应，△S＜0；
故答案为：D；
（4）根据化学方程式和三段式列式计算：
          N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）
初始浓度； 0.6     0.45      0
变化浓度：0.5     0.15       0.1
平衡浓度：0.1    0.3         0.1
该条件下H2的转化率=$\frac{0.15}{0.45}$×100%≈33.3%，
故答案为：33.3%；
（5）根据化学平衡：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），反应是气体体积减小的放热反应，欲提高 H2的转化率，平衡正向进行；
A．向容器中按原比例再充入原料气，则压强增大，平衡向右移动，氢气的转化率增大，故A正确；
B．向容器中再充入惰性气体，则各组分浓度不变，平衡不移动，氢气的转化率不变，故B错误；
C．改变反应的催化剂，不影响平衡的移动，氢气的转化率不变，故C错误；
D．液化生成物分离出氨，平衡向右移动，氢气的转化率增大，故D正确；
故答案为：AD．

点评 本题考查平衡常数即影响因素、化学反应速率、影响化学平衡的元素与平衡状态的判断等，难度中等，注意平衡状态判断选择判断的物理量，应随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态，属于综合的考查，注意知识的归纳和整理是解题关键．

练习册系列答案
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（1）工业冶炼铝，以石墨为阳极．阳极反应式为2O2--4e-=O2↑，可能发生副反应有C+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO2（或2C+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO）．
（2）一氧化碳和空气在酸性介质中构成燃料电池，负极反应式为CO-2e-+H2O=CO2+2H+
（3）向75mL 4mol•L-1KOH溶液中缓慢通入4480mL CO2气体（标准状况）恰好完全被吸收．
①写出该反应的离子方程式：2CO2+3OH-=CO32-+HCO3-+H2O．
②该吸收溶液中离子浓度大小排序为c（K+）＞c（HCO3-）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（H+）．
③常温下，a mol•L-1KHCO3溶液的pH=8，HCO3-的水解常数约等于$\frac{1{0}^{-12}}{a-1{0}^{-6}}$．（用含a式表示）．
（4）已知：①2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H1=-571.6kJ•mol-1
②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H2=-566.0kJ•mol-1
③CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H3=-90.8kJ•mol-1
计算甲醇蒸气的燃烧热△H=-763.8kJ•mol-1．
（5）某温度下，发生可逆反应：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-41.0kJ•mol-1
①向某容器中充入1.0mol H2O和1.0mol CO （g），在一定条件下发生上述反应．混合气体中CO的物质的量与时间关系如下列所示：
05min10min15min20min25min
Ⅰ（800℃）1.00.800.700.650.500.50
Ⅱ（800℃）1.00.70.600.500.500.50
相对实验I，实验II可能改变的条件可能是增大压强（或缩小体积）、加催化剂，该温度下，平衡常数=1．
②若开始向绝热容器中投入一定量二氧化碳、氢气在一定条件下发生上述可逆反应．
下列图象正确且说明可逆反应达到平衡状态的是A．（填序号）
2．A、B、C、D、E是中学常见的五种物质，其转化关系如图所示．其中某些物质可能已略去．已知D是单质，C、E是化合物．
（1）若A是单质，其水溶液具有漂白性，D在常温下为固态，B在常温下为气体，E是一种能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体．
①A的电子式为；
②写出反应Ⅰ的化学方程式Cl2+H2S=S+2HCl；
II的化学方程式3Cl2+2NH3=N2+6HCl；
（2）若B是单质，工业上用电解氧化物的方法获得B．B元素原子的电子层数等于其最外层电子数．D是无色无味的气体，E是B的最高价氧化物的水化物．
①则D的化学式为H2．
②写出工业上用电解法制B单质的化学方式2Al2O3$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$4Al+3O2↑．
③若C溶液显酸性，其原因用离子方程式表为Al3++3H2O?Al（OH）3+3H+；若C溶液显碱性，则反应II的离子方程式为Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O．
19．采用如图装置和操作，不能达到实验目的是（　　）
A．
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C．
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比较醋酸、碳酸、苯酚酸性强弱
6．较多量的轻金属盐如饱和的Na2SO4溶液可使蛋白质产生盐析．
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（1）加入Na2CO3溶液时，确认Ni2+已经完全沉淀的实验方法是静置，在上层清液中继续滴加1～2滴Na2CO3溶液，无沉淀生成
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（4）若加热不充分，制得的NiOOH中会混有Ni（OH）2，其组成可表示为xNiOOH•yNi（OH）2．现称取9.18g样品溶于稀硫酸，加入100mL 1.0mol•L-1 Fe2+标准溶液，搅拌至溶液清亮，定容至200mL．取出20.00mL，用0.010mol•L-1 KMnO4标准溶液滴定，用去KMnO4标准溶液20.00mL，试通过计算确定x、y的值．涉及反应如下（均未配平）：
NiOOH+Fe2++H+--Ni2++Fe3++H2O
Fe2++MnO${\;}_{4}^{-}$+H+--Fe3++Mn2++H2O
则x=9；y=1．
3．完成下列各题：
（1）已知下列反应的热化学方程式：
①6C （s）+5H2（g）+3N2（g）+9O2（g）=2C3H5（ONO2）3（l）△H1；
②2H2（g）+O2 （g）=2H2O（g）△H2；
③C（s）+O2（g）═CO2（g）△H3．
则反应4C3H5（ONO2）3（l）=12CO2（g）+10H2O（g）+O2（g）+6N2（g）的△H为12△H3+5△H2-2△H1．
（2）向体积为10L的恒容密闭容器中通入3mol X，在一定温度下发生如下反应：2X（g）?Y（g）+az（g），经5min后反应达到反应限度（即达到平衡状态）．
①平衡时，测得容器内的压强为起始时的1.2倍，此时X的物质的量浓度为0.24mol•L-1，则方程式中a=3；用Y表示的反应速率为0.006mol•L-1•min-1．
②若上述反应在甲、乙、丙、丁四个同样的密闭容器中进行，在同一时间内测得容器内的反应速率如表所示：
容器反应速率容器反应速率
甲v（X）=3.5mol•L-1•min-1乙v（Y）=2 mol•L-1•min-1
丙v（Z）=4.5mol•L-1•min-1丁v（X）=0.075mol•L-1•s-1
若四个容器中仅反应温度不同，则反应温度最低的是丙（填序号）
（3）高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途．用镍（Ni）、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐Na2FeO4的装置如图所示．
①则阳极的电极反应式为：Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O；
②若隔膜为阴离子交换膜，则OH-自左向右移动（填左、右）：
③假设电解前后体积变化忽略不计，撤去隔膜混合后，与原溶液比较pH降低（升高、降低或不变）
20．过氧化氢H2O2，（氧的化合价为-1价），俗名双氧水，医疗上利用它有杀菌消毒作用来
清洗伤口．对于下列A～D涉及H2O2的反应，填写空白：
A．Na2O2+2HCl=2NaCl+H2O2        B．Ag2O+H2O2=2Ag+O2+H2O
C．2H2O2=2H2O+O2                D．3H2O2+Cr2（SO4）3+10KOH=2K2CrO4+3K2SO4+8H2O
（1）H2O2仅体现氧化性的反应是（填代号，下同）D，既体现氧化性又体现还原性的反应是C 体现酸性的反应是A．
（2）上述反应说明H2O2、Ag2O、K2CrO4氧化性由强到弱的顺序是：Ag2O＞H2O2＞K2CrO4．
1．对于反应：mA（g）+nB（g）═PC（g）达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数减小，则：
（1）该反应的逆反应为放热反应（填“吸热”或“放热”），且m+n＞p（填“＞”、“=”或“＜”）．
（2）减压时，A的质量分数增大（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）；若加入B（体积不变），则A的转化率增大．
（3）若升高温度，则平衡时B、C的浓度之比$\frac{c（B）}{c（C）}$将减小；若B是有色物质，A、C均无色，则加入C（体积不变）时混合物颜色变深，而维持容器内压强不变，充入氖气时，混合物颜色变浅（“变深”、“变浅”或“不变”）．

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