摘要:05 (3)③⑤ 阳极 H2+2OH--2e-=2H2O (2)2.24

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二甲醚(CH3OCH3)是一种新型能源,它清洁、高效.工业合成氨时可联产二甲醚,一定条件下,在容积固定的密闭设备中发生反应:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g);△H<0.
(1)若其它条件不变,升高反应设备的温度,H2的转化率
减少
减少
(填“增大”、“减少”、“不变”);若不改变反应设备的温度、不增大设备的压强,能提高二甲醚产率的措施有(写一条)
及时分离出二甲醚或水
及时分离出二甲醚或水

(2)相同温度下,在两个设备中进行上述反应,某时刻设备中各气态物质的浓度及正逆反应速率关系如下表所示.
①判断设备 I中的反应是否达到平衡状态
(填“是”或“否”),该温度下的平衡常数K=
1
1

②推测表中空格处v(正)与v(逆)的关系,并写出推测过程)
该反应的平衡常数K=1.0,而设备 II中Qc=c(CH3OCH3)?c3(H2O)/c2(CO2)?c6(H2
=1.0×10-4×(2.0×10-43/(2.0×10-22(1.0×10-26
=2.0,∴Qc>K,反应正在向逆反应方向进行,v(正)<v(逆)
该反应的平衡常数K=1.0,而设备 II中Qc=c(CH3OCH3)?c3(H2O)/c2(CO2)?c6(H2
=1.0×10-4×(2.0×10-43/(2.0×10-22(1.0×10-26
=2.0,∴Qc>K,反应正在向逆反应方向进行,v(正)<v(逆)

(3)若起始时CO2和H2的物质的量比为1:3,某一时刻从上述正在进行的反应设备中分离走H2和H2O,得到CO2(g)和CH3OCH3(g)的混合物.测算出该混合物中C、O两原子的物质的量比n(C):n(O)=1:x,画出以x为横坐标、上述反应中H2(g)的转化率为纵坐标的
的图象(直线).
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(15分)氨气是一种重要的化工原料,大量用于制造尿素、纯碱、铵态氮肥以及硝酸,在有机合成工业中制合成纤维、塑料、染料等。请回答下列问题:

(1)氨气是工业制备硝酸的重要原料,已知下列三个热化学方程式:

① N2 (g)+ 3H2 (g) 2NH3 (g)  △H1

② 4NH3(g) +5O2 (g)= 4NO(g) +6H2O(l)   △H2

③ N2 (g)+ O2 (g)= 2NO (g)  △H

能否应用△H1和△H2表示△H

若能用△H1和△H2表示△H,则写出△H=                         ;若不能,说明理由:

                                  

(2)在相同的温度下,容积相等的两个恒容密闭容器(编号分别为a和b)中,一定量的氮气和氢气发生下列可逆反应:

N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g)  △H=-92.4 kJ/mol

实验测得反应起始时各物质的物质的量及平衡时放出的热量如下表:

容器编号

起始时各物质物质的量/mol

平衡时反应

N2

H2

NH3

a

1

3

0

23.1

b

2

6

0

未知(用E表示)

下列说法正确的是          (填序号)

① 反应a和反应b的氢气转化率相同

②利用已知数据可以计算反应b的平衡常数

③利用已知数据可以计算反应b放出的能量E

④平衡时a、b两个反应的氨气体积分数为1:1

(3)温度为400℃、压强为30Mpa的情况下,密闭容器中发生氢气与氮气的合成氨反应:N2(g)+3H2(g)  2NH3(g)   △H<0 。

氨气的物质的量[n(NH3)]和氢气的物质的量[n(H2)]随时间变化的关系如下图:

正反应速率最大的点是        (选填a、b、c、d中的一个或几个),氮气的物质的量[n(N2)]相等的两点是        (选填a、b、c、d中的两个);保持其他条件不变,将温度改为600℃,在上图中画出反应达到平衡的过程中氨气的变化曲线。

(4)工业合成氨用煤制备原料气氢气时,往往排放大量的二氧化碳。实际工业生成中可利用二氧化碳联合生产二甲醚(CH3OCH3),一定条件下,在容积固定的密闭设备中发生反应:

2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)   △H<0

两个密闭恒容容器中在温度均为T且保持不变的情况下进行上述反应,一段时间后测得两个容器中有关数据及正逆反应速率关系如下表:

容器

c(CO2)

/mol·L1

c(H2)

/mol·L1

c(CH3OCH3)

/mol·L1

c(H2O)

/mol·L1

v (正)和v (逆)比较

容器I

1.0×102

1.0×102

1.0×104

1.0×104

v (正)=v (逆)

容器II

2.0×102

1.0×102

1.0×104

2.0×104

 

容器I中的反应       (选填“是”或“否”)达到平衡状态,该反应在温度为T时的平衡常数K=          。表格内的空格处v(正)与v(逆)的大小关系是               

 

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(2011?江西二模)已知:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol,这是目前普遍使用的人工固氮的方法.请回答下列问题:
(1)450℃时,往一个2L的密闭容器中充入2.6mol H2和1mol N2,反应过程中对NH3的浓度进行检测,得到的数据如下表所示:
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
①5min内,消耗N2的平均反应速率为
0.008mol.L-1
0.008mol.L-1
,此条件下该反应的化学平衡常数K=
0.1(L/mol)2
0.1(L/mol)2
;反应达到平衡后,若往平衡体系中加入H2、N2和NH3各2mol,此时该反应的v(N2
v(N2(填写“>”、“=”或“<”=).
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是
CE
CE
(填序号字母)
A.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2
B.v(N2=3v(H2         C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变      E.容器内混合气体的平均分子量不变
③若改变某一条件,达新平衡时n(H2)=1.60mol,下列说法正确的是
BD
BD

A.平衡一定正向移动            B.可能是向容器中加入了一定量的H2气体
C.可能是降低了容器的温度      D.可能是缩小了容器的体积
(2)450℃时,在另一密闭容器中进行上述合成氨的反应,各物质的起始浓度和平衡浓度如下表所示:
N2 H2 NH3
起始浓度(mol/L) 0.2 0.3 0.2
平衡浓度(mol/L) a b c
请回答:
①各物质的平衡浓度可能是
B
B

A.c=0.5mol/L   B.b=0.5mol/L     C.c=0.4mol/L   D.a=0.3mol/L
②a的取值范围是:
0.1<a<0.3
0.1<a<0.3

③请用数学表达式表示下列量之间的关系:
(I)a与b的关系:
3a=b+0.3
3a=b+0.3

(Ⅱ)a、b、c的关系:
c2/(a×b3)=0.1
c2/(a×b3)=0.1

(3)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水可发生下列反应:2N2(g)+6H2O(l)?4NH3(g)+3O2(g),此反应的△S
0(填“>”、“<”或“=”),△H=
+1530kJ/mol
+1530kJ/mol
.(已知:H2的燃烧热为285.8kJ/mol)
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