80℃时,将0.40mol的N2O4气体充入2 L已经抽空的固定容积的密闭容器中,发生如下反应:N2O4
2NO2,△H>0隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:
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时间(s) n(mol) |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
|
n(N2O4) |
0.40 |
a |
0.20 |
c |
d |
e |
|
N(NO2) |
0.00 |
0.24 |
b |
0.52 |
0.60 |
0.60 |
(1)计算20s—40s内用N2O4表示的平均反应速率为 mol·L-1·s-1
(2)计算在80℃时该反应的平衡常数K= ;
(3)要增大该反应的K值,可采取的措施有(填序号) ;
A.增大N2O4的起始浓度 B.向混合气体中通入NO2
C.使用高效催化剂 D.升高温度
(4)如右图是80℃时容器中N2O4物质的量的变化曲线,请在该图中补画出该反应在60℃时N2O4物质的量的变化曲线。
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工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),△H=-92.2kJ/mol;其部分工艺流程如下:
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反应体系中各组分的部分性质见下表:
|
气体 |
氮气 |
氢气 |
氨 |
|
熔点(℃) |
-210.01 |
-252.77 |
-77.74 |
|
沸点(℃) |
-195.79 |
-259.23 |
-33.42 |
回答下列问题:
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式:K= 。随着温度升高,
K值 (填增大、减小、不变)。
(2)平衡常数K值越大,表明 (填序号)。
A.N2的转化率越高 B.NH3的产率越大
C.原料中N2的含量越高 D.化学反应速率越快
(3)合成氨反应的平衡常数很小,所以在工业上采取气体循环的流程。即反应后通过把混合气体的温度降低到 使 分离出来;继续循环的气体是 。
应用化学反应需要研究化学反应的条件、限度和速率。
(1)773 K、固定体积的容器中,反应CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)过程中
能量变化如下图。曲线Ⅱ表示使用催化剂时的能量变化。若投入amol CO、2amol H2,平衡时能生成0.1a mol CH3OH,反应就具工业应用价值。
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① 若按上述投料比使该反应具有工业应用价值,CO的平衡转化率最小为 ;
② ②在容器容积不变的前提下,欲提高H2的转化率,可采取的措施(答两项即可) 、 ;
③ ③下列与催化剂有关的说法中,正确的是 (填字母序号)。
④
a.使用催化剂,使反应 CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH>-91
kJ·mol-1
⑤ b.使用催化剂,能够提高反应物转化率
c.使用催化剂,不能改变反应的平衡常数K
(2)高铁酸盐在能源环保领域有广泛用途。我国学者提出用镍(Ni)、铁作电极电解浓NaOH溶液制备高铁酸盐Na2FeO4的方案,装置如下图I所示。
①Fe电极作 极(填“阴”或“阳”);
②Ni电极的电极反应式为: 。
(3)欲用下图II装置通过测定气体生成量测算硝酸被还原的速率,当反应物的浓度、
用量及其他影响速率的条件确定之后,可以通过测定
推算反应速率。
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某同学在用稀盐酸与铁制取氢气的实验中,发现加入少量氯化铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题:
(1)要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有
(答两种);
(2)实验室中现有NaCl、CuSO4、FeCl2、ZnCl2等4种溶液,可与实验中CuCl2溶液起相似作用的是 ;
(3)为了进一步研究氯化铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。
|
实验(混合溶液) |
A |
B |
C |
D |
E |
F |
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4mol/L 盐酸/mL |
60 |
V1 |
V2 |
V3 |
V4 |
V5 |
|
饱和CuCl2溶液/mL |
0 |
1.0 |
5.0 |
10 |
V6 |
40 |
|
H2O/mL |
V7 |
V8 |
V9 |
V10 |
20 |
0 |
①请完成此实验设计,其中:V1= ,V6= ,V9= ;
②该同学最后得出的结论为:当加入少量CuCl2溶液时,生成氢气的速率会
大大提高。但当加入的CuCl2溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。
请分析氢气生成速率下降的主要原因