19.氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题.
(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值.
①分析数据可知:大气固氮反应属于吸热(填“吸热”或“放热”)反应.
②从平衡视角考虑,工业固氮应该选择常温条件,但实际工业生产却选择500℃左右的高温,解释其原因K值小,正向进行的程度小(或转化率低),不适合大规模生产.
(2)工业固氮反应中,在其他条件相同时,分别测定N2的平衡转化率在不同压强(р1、р2)下随温度变化的曲线,如图所示的图示中,正确的是A(填“A”或“B”);比较р1、р2的大小关系р2>р1(填“>”、“<”或“=”).

(3)20世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现高温常压下的电化学合成氨,提高了反应物的转化率,其实验简图如C所示,阴极的电极反应式是N2+6e-+6H+=2NH3.
(4)近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为:2N2(g)+6H2O(1)?4NH3(g)+3O2(g),则其反应热△H=+1530 kJ•mol-1.
(已知:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)?2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1)
(1)下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值.
| 反应 | 大气固氮 N2(g)+O2(g)?2NO(g) | 工业固氮 N2(g)+3H2(g)?2NH3(g) | |||
| 温度/℃ | 27 | 2000 | 25 | 400 | 450 |
| K | 3.84×10-31 | 0.1 | 5×108 | 0.507 | 0.152 |
②从平衡视角考虑,工业固氮应该选择常温条件,但实际工业生产却选择500℃左右的高温,解释其原因K值小,正向进行的程度小(或转化率低),不适合大规模生产.
(2)工业固氮反应中,在其他条件相同时,分别测定N2的平衡转化率在不同压强(р1、р2)下随温度变化的曲线,如图所示的图示中,正确的是A(填“A”或“B”);比较р1、р2的大小关系р2>р1(填“>”、“<”或“=”).
(3)20世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现高温常压下的电化学合成氨,提高了反应物的转化率,其实验简图如C所示,阴极的电极反应式是N2+6e-+6H+=2NH3.
(4)近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为:2N2(g)+6H2O(1)?4NH3(g)+3O2(g),则其反应热△H=+1530 kJ•mol-1.
(已知:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)?2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1)
18.
利用甲烷与水反应制备氢气,因原料廉价产氢率高,具有实用推广价值.
已知:①CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ•mol-1
②CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-42.3kJ•mol-1
(1)甲烷和水蒸气生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为CH4(g)+2H2O(g)=4H2(g)+CO2(g)△H=+163.9 kJ/mol.
(2)为了探究反应条件对反应CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-42.3kJ•mol-1的影响,某活动小组设计了三个实验,实验曲线如图所示
①请依据实验曲线图补充完整表格中的实验条件:X=530℃,Y=5MPa.
②实验Ⅲ从开始至平衡,其平均反应速度率v (CO)=0.12mol•L-1•min-1.
③实验Ⅱ达平衡时CO的转化率大于 实验Ⅲ达平衡时CO的转化率(填“大于”、“小于”或“等于”).
④在530℃时,平衡常数K=1,若往1L容器中投入0.2mol CO(g)、0.2mol H2O(g)、0.1mol CO2(g)、0.1mol H2(g),此时化学反应将正向(填“正向”、“逆向”或“不”) 移动.
已知:①CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ•mol-1
②CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-42.3kJ•mol-1
(1)甲烷和水蒸气生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为CH4(g)+2H2O(g)=4H2(g)+CO2(g)△H=+163.9 kJ/mol.
(2)为了探究反应条件对反应CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-42.3kJ•mol-1的影响,某活动小组设计了三个实验,实验曲线如图所示
| 编号 | 温度 | 压强 | c始(CO) | c始(H2O) |
| Ⅰ | 530℃ | 3MPa | 1.0mol•L-1 | 3.0mol•L-1 |
| Ⅱ | X | Y | 1.0mol•L-1 | 3.0mol•L-1 |
| Ⅲ | 630℃ | 5MPa | 1.0mol•L-1 | 3.0mol•L-1 |
②实验Ⅲ从开始至平衡,其平均反应速度率v (CO)=0.12mol•L-1•min-1.
③实验Ⅱ达平衡时CO的转化率大于 实验Ⅲ达平衡时CO的转化率(填“大于”、“小于”或“等于”).
④在530℃时,平衡常数K=1,若往1L容器中投入0.2mol CO(g)、0.2mol H2O(g)、0.1mol CO2(g)、0.1mol H2(g),此时化学反应将正向(填“正向”、“逆向”或“不”) 移动.
17.甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g)??CH3OH(g)△H1
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H2
①上述反应符合“原子经济”原则的是I(填“Ⅰ”或“Ⅱ”).
②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K).
由表中数据判断,△H1<0(填“>”、“=”或“<”).
③某温度下,将1mol CO和3mol H2充入1L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,
测得c(CO)=0.2mol•L-1,则CO的转化率为80%,此时的温度为250℃(从上表中选择).
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H1=-1 275.6kJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H2=-566.0kJ•mol-1
③H2O(g)═H2O(l)△H3=-44.0kJ•mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:CH3OH(l)+O2(g)═CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ•mol-1.
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g)??CH3OH(g)△H1
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H2
①上述反应符合“原子经济”原则的是I(填“Ⅰ”或“Ⅱ”).
②下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数(K).
| 温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
| K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
③某温度下,将1mol CO和3mol H2充入1L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,
测得c(CO)=0.2mol•L-1,则CO的转化率为80%,此时的温度为250℃(从上表中选择).
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H1=-1 275.6kJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H2=-566.0kJ•mol-1
③H2O(g)═H2O(l)△H3=-44.0kJ•mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:CH3OH(l)+O2(g)═CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8kJ•mol-1.
14.一定条件下,在体积为5L的密闭容器中,气态物质A、B、C的物质的量n(mol)随时间t的变化如图1所示.
已知达平衡后,降低温度,A的体积百分含量将减小.
(1)根据图1数据,写出反应的化学方程式A+2B?2C;
(2)此反应平衡常数的表达式为K=$\frac{{c}^{2}(C)}{c(A).{c}^{2}(B)}$.
(3)该反应的反应速率v和时间t的关系如图2所示:
①根据图2判断,在t3时刻改变的外界条件是升高温度.
②A的转化率最大的一段时间是t2~t3.
③各阶段的平衡常数如表所示:
则K1、K2、K3之间的关系为:K1>K2=K3(选用“>”、“<”或“=”连接).
已知达平衡后,降低温度,A的体积百分含量将减小.
(1)根据图1数据,写出反应的化学方程式A+2B?2C;
(2)此反应平衡常数的表达式为K=$\frac{{c}^{2}(C)}{c(A).{c}^{2}(B)}$.
(3)该反应的反应速率v和时间t的关系如图2所示:
①根据图2判断,在t3时刻改变的外界条件是升高温度.
②A的转化率最大的一段时间是t2~t3.
③各阶段的平衡常数如表所示:
| t2~t3 | t4~t5 | t5~t6 |
| K1 | K2 | K3 |
13.下列说法不正确的是( )
| A. | Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关 | |
| B. | 由于Ksp(ZnS)>Ksp(CuS),所以ZnS沉淀在一定条件下可转化为CuS沉淀 | |
| C. | 难溶电解质Mg(OH)2的Ksp=c( Mg2+)•c(OH-) | |
| D. | 25℃,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,则AgCl饱和水溶液体系中c(Ag+)为$\sqrt{1.8}$×10-5mol/L |
11.
恒温下,向一个4L的密闭容器中充入5.2molH2和2molN2,反应过程中对NH3的浓度进行检测,得到的数据如表所示:
①下列可以证明反应达到平衡的标志是ACDF.
A.N2、H2和NH3的浓度不再变化
B.单位时间内消耗n mol N2同时消耗3nmol H2
C.1mol氮氮三键断裂同时6molN-H键断裂
D.容器内总压强不随时间而变化
E.混合气体的密度保持不变
F.混合气体的平均相对分子质量不再改变
②此条件下该反应的化学平衡常数K=0.1,若温度不变,只将容器体积由4L变为2L,达到新平衡时N2的平衡浓度>0.4mol•L-1(填“>”、“=”或“<”).
③如图所示,隔板K1固定不动,活塞K2可自由移动.T℃时,M、N两个容器中均发生反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),向容器M、N中各充入l mol N2和3mol H2,初始M、N的容积和温度相同,并保持温度不变.下列有关说法中不正确的是A.
A.反应达到平衡时N2的转化率:M>N
B.H2的体积分数:M>N
C.容器N中达到平衡,测得容器中含有1.2mol NH3,此时N的容积为VL,则该反应在此条件下的平衡常数K=
$\frac{24{V}^{2}}{12}$
D.该反应在T℃时的平衡常数K:M=N.
0 160010 160018 160024 160028 160034 160036 160040 160046 160048 160054 160060 160064 160066 160070 160076 160078 160084 160088 160090 160094 160096 160100 160102 160104 160105 160106 160108 160109 160110 160112 160114 160118 160120 160124 160126 160130 160136 160138 160144 160148 160150 160154 160160 160166 160168 160174 160178 160180 160186 160190 160196 160204 203614
| 时间/min | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
| c(NH3)/mol•L-1 | 0.08 | 0.14 | 0.18 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
A.N2、H2和NH3的浓度不再变化
B.单位时间内消耗n mol N2同时消耗3nmol H2
C.1mol氮氮三键断裂同时6molN-H键断裂
D.容器内总压强不随时间而变化
E.混合气体的密度保持不变
F.混合气体的平均相对分子质量不再改变
②此条件下该反应的化学平衡常数K=0.1,若温度不变,只将容器体积由4L变为2L,达到新平衡时N2的平衡浓度>0.4mol•L-1(填“>”、“=”或“<”).
③如图所示,隔板K1固定不动,活塞K2可自由移动.T℃时,M、N两个容器中均发生反应N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),向容器M、N中各充入l mol N2和3mol H2,初始M、N的容积和温度相同,并保持温度不变.下列有关说法中不正确的是A.
A.反应达到平衡时N2的转化率:M>N
B.H2的体积分数:M>N
C.容器N中达到平衡,测得容器中含有1.2mol NH3,此时N的容积为VL,则该反应在此条件下的平衡常数K=
$\frac{24{V}^{2}}{12}$
D.该反应在T℃时的平衡常数K:M=N.