15.(10分)把大气中的游离态的氮转化为氮的化合物的过程称为固氮。生物固氮和大气固氮(闪电时N2转化为NO)属于自然固氮,这远不能满足人类的需要。工业固氮(合成氨)是目前人工固氮的主要方法。有关大气固氮和工业固氮的平衡常数K值分别如下表一和表二。
表一:N2 + O2 ⇌2NO
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温度 |
27℃ |
2000℃ |
|
K值 |
3.84×10-31 |
0.1 |
表二:N2 + 3H2 ⇌2NH3
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温度 |
25℃ |
350℃ |
400℃ |
450℃ |
|
K值 |
5×108 |
1.847 |
0.507 |
0.152 |
(1)根据上表中的数据分析,下列说法正确的是_________。
a.在常温下,大气固氮几乎不可能,而工业固氮非常容易进行
b.人类大规模模拟大气固氮是无意义的
c.在常温下,大气固氮与工业固氮完成程度相差很大
d.大气固氮与工业固氮都是放热反应
(2)在一定条件下,工业固氮在一固定体积的密闭容器中进行直至平衡,有人画出了下列图像a和b;达到平衡后,向密闭容器中分别充入稀有气体或升高温度,有人又分别画出了如下图像c和d。其中有关图像正确的是______________(填编号)。
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(3)在一定条件下,工业固氮反应在体积为VL的
密闭容器中进行,有关图像如右图,则用H2
表示从开始到平衡时该反应的平均速率:
13.(10分)设反应①Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g) △H
= Q1的平衡常数为K1,
反应②Fe(s)+H2O(g)
FeO(s)+H2(g) △H = Q2的平衡常数为K2,在不同温度下,K1、K2的值如下:
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温度( T ) |
K1 |
K2 |
|
973 |
1.47 |
2.38 |
|
1173 |
2.15 |
1.67 |
(1)从上表可推断,反应①是________(填“放”或“吸”)热反应;
(2)现有反应③H2(g)+CO2(g)
CO(g)+H2O(g) △H = Q3
①根据反应①与②推导出K1、K2、K3的关系式K3=_____________;可推断反应③是________(填“放”或“吸”)热反应。要使反应③在一定条件下建立的平衡右移,可采取的措施有__________。
A.缩小容器体积 B.降低温度 C.使用合适的催化剂
D.设法减少CO的量 E.升高温度
②根据反应①与②推导出Q1、Q2、Q3的关系式Q3 =_____________;
11.(10分) 在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:其化学平衡常数K与温度t的关系如下:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
|
t℃ |
700 |
800 |
830 |
1000 |
1200 |
|
K |
0.6 |
0.9 |
1.0 |
1.7 |
2.6 |
请回答下列问题:(1)该反应的化学平衡常数K = 。
(2)该反应为 反应。(填“吸热”或“放热”)
(3)800℃,固定容器的密闭容器中,放入混合物,其始浓度为c(CO)=0.01 mol/L, c(H2O)=0.03mol/L, c(CO2)=0.01 mol/L, c(H2)=0.05 mol/L ,则反应开始时,H2O的消耗速率比生成速率 (填"大"、"小"或"不能确定")
(4)830℃,在1L的固定容器的密闭容器中放入2 mol CO2和1 mol H2,平衡后CO2的转化率为 , H2的转化率为 。