题目内容

在4个不同的容器中,采用不同条件进行合成氨的反应,根据下列在相同时间内测定的结果判断,生成氨的速率最快的是

A.用H2表示的反应速率为0.1 mol/(L·min)
B.用NH3表示的反应速率为0.3 mol/(L·min)
C.用N2表示的反应速率为0.2 mol/(L·min)
D.用H2表示的反应速率为0.3 mol/(L·min)

试题答案

C
相关题目

合成氨和制备硝酸是两种重要的化工生产,重庆某化工厂将合成氨与制备硝酸进行连续生产。

(1)在某温度下体积为200 L的氨合成塔中,以分为单位的时间点上测得各物质的浓度(mol·L1)如下表:

 

0 min

l min

2 min

3 min

4 min

N2

1.500

1.400

1.200

c1

c1

H2

4.500

4.200

3.600

c2

c2

NH3

0

0.200

0.600

c3

c3

 

根据表中数据得知0 min~2 min内N2的平均反应速率是_______,若3 min末N2的转化率为a,则此时H2的转化率为_______ (用含a的代数式表示)。

(2)今对合成氨反应进行如下研究:在容积均为10 L的a、b、c三个相同密闭容器中分别充入1 mol N2和3 mol H2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3,在其他条件相同情况下,实验测得反应均进行到5 min时,NH3的体积分数如图所示。则下列说法正确的是_______。

A.a、b、C三容器5 min时的正反应速率大小为:b>a>c

B.达到平衡时,a、b、c中N2转化率为a>b>c

C.5min时,a、b、c三容器中的反应均可能达到平衡状态。

D.将容器b中的平衡状态转变到容器c中的平衡状态,可采取的措施有升温或减压

(3)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g):    △H=+180.5kJ/mol

4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g);△H=﹣905 kJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g); △H=﹣483.6 kJ/mol

则在该条件下,氨合成塔中所发生反应的热化学方程式为:____________________________;

(4)金属Cu单独与氨水或单独与双氧水都不反应,但可与二者的混合溶液反应生成深蓝色溶液,写出该反应的离子方程式:_________________________________________;

(5)取200 mL的硝酸恰好与32 g Cu2S完全反应,已知硝酸被还原成等物质的量的NO和NO2,另外还有CuSO4和Cu(NO3)2生成,则所得工业硝酸的浓度是_______mol·L1

 

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合成氨和制备硝酸是两种重要的化工生产,重庆某化工厂将合成氨与制备硝酸进行连续生产。
(1)在某温度下体积为200 L的氨合成塔中,以分为单位的时间点上测得各物质的浓度(mol·L﹣1)如下表:

 
0 min
l min
2 min
3 min
4 min
N2
1.500
1.400
1.200
c1
c1
H2
4.500
4.200
3.600
c2
c2
NH3
0
0.200
0.600
c3
c3
 
根据表中数据得知0 min~2 min内N2的平均反应速率是_______,若3 min末N2的转化率为a,则此时H2的转化率为_______ (用含a的代数式表示)。
(2)今对合成氨反应进行如下研究:在容积均为10 L的a、b、c三个相同密闭容器中分别充入1 mol N2和3 mol H2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3,在其他条件相同情况下,实验测得反应均进行到5 min时,NH3的体积分数如图所示。则下列说法正确的是_______。

A.a、b、C三容器5 min时的正反应速率大小为:b>a>c
B.达到平衡时,a、b、c中N2转化率为a>b>c
C.5min时,a、b、c三容器中的反应均可能达到平衡状态。
D.将容器b中的平衡状态转变到容器c中的平衡状态,可采取的措施有升温或减压
(3)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g):   △H=+180.5kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g);△H=﹣905 kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g); △H=﹣483.6 kJ/mol
则在该条件下,氨合成塔中所发生反应的热化学方程式为:____________________________;
(4)金属Cu单独与氨水或单独与双氧水都不反应,但可与二者的混合溶液反应生成深蓝色溶液,写出该反应的离子方程式:_________________________________________;
(5)取200 mL的硝酸恰好与32 g Cu2S完全反应,已知硝酸被还原成等物质的量的NO和NO2,另外还有CuSO4和Cu(NO3)2生成,则所得工业硝酸的浓度是_______mol·L﹣1

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合成氨和制备硝酸是两种重要的化工生产,重庆某化工厂将合成氨与制备硝酸进行连续生产。
(1)在某温度下体积为200 L的氨合成塔中,以分为单位的时间点上测得各物质的浓度(mol·L﹣1)如下表:
 
0 min
l min
2 min
3 min
4 min
N2
1.500
1.400
1.200
c1
c1
H2
4.500
4.200
3.600
c2
c2
NH3
0
0.200
0.600
c3
c3
 
根据表中数据得知0 min~2 min内N2的平均反应速率是_______,若3 min末N2的转化率为a,则此时H2的转化率为_______ (用含a的代数式表示)。
(2)今对合成氨反应进行如下研究:在容积均为10 L的a、b、c三个相同密闭容器中分别充入1 mol N2和3 mol H2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3,在其他条件相同情况下,实验测得反应均进行到5 min时,NH3的体积分数如图所示。则下列说法正确的是_______。

A.a、b、C三容器5 min时的正反应速率大小为:b>a>c
B.达到平衡时,a、b、c中N2转化率为a>b>c
C.5min时,a、b、c三容器中的反应均可能达到平衡状态。
D.将容器b中的平衡状态转变到容器c中的平衡状态,可采取的措施有升温或减压
(3)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g):   △H=+180.5kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g);△H=﹣905 kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g); △H=﹣483.6 kJ/mol
则在该条件下,氨合成塔中所发生反应的热化学方程式为:____________________________;
(4)金属Cu单独与氨水或单独与双氧水都不反应,但可与二者的混合溶液反应生成深蓝色溶液,写出该反应的离子方程式:_________________________________________;
(5)取200 mL的硝酸恰好与32 g Cu2S完全反应,已知硝酸被还原成等物质的量的NO和NO2,另外还有CuSO4和Cu(NO3)2生成,则所得工业硝酸的浓度是_______mol·L﹣1
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(1)O3在水中易分解,一定条件下,O3的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示。

   t/min  pH

T/

3.0

4.0

5.0

6.0

20

301

231

169

58

30

158

108

48

15

50

31

26

15

7

①pH增大能加速O3分解,表明对O3分解起催化作用的是_________________。

②据表中的递变规律,推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为________(填代号)

a. 40°C、pH=3.0      b. 10°C、pH=4.0       c. 30°C、pH=7.0

(2)向一容积为2升的密闭容器中充入2molA、0.6molC和一定量的B三种气体,一定条件下发生某种反应。现有两个图像分别对该反应的情况进行描述:

图1表示各物质的浓度随时间的变化情况,其中t0~t1阶段c(B)未画出;

图2为反应体系中反应速率随时间变化的情况,且t2、t3、t4各改变一种不同的条件(其中t2改变的条件是加入某种催化剂);(说明:图1中实线表示反应进程)

 


①  你认为t3时改变的条件是        (填写“加压”或“减压”),B的起始物质的量为       mol;

②各阶段平衡时对应的平衡常数如下表所示:

时间段

t1~t2

t2~t3

t3~t4

t5~t6

平衡常数

K1

K2

K3

K4

用“﹥、﹤、=”符号来表达K1 、K2 、K3 、K4之间的关系                           写此条件下该反应的热化学方程式                   ________________              

(3)工业上一般采用CO(g) + 2H2(g)    CH3OH(g)反应合成甲醇。

下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数的数值:

温度

250℃

300℃

350℃

K

2.041

0.270

0.012

①某温度下,将1mol CO和4mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应达到平衡后,测得c(CO)= 0.1 mol/L,则CO的转化率为        ,此时的温度    250℃(填“>”、“<”、“=”)

②如下图是甲醇燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结示意图,则a处通入的是        

(填“甲醇”或“氧气”),b处电极上发生的电极反应是:                                

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大气为地球上各种生物的生存提供了条件。但是,随着工业和交通运输迅速发展,城市人口高度集中,人类向大气中大量排放烟尘和有害气体等,正在对大气造成污染。我国某工业城市的“空气质量日报”显示,该城市的空气受到一定程度的污染。某研究性学习小组对该城市的空气污染进行了下列研究:

    (1)小组内一同学初步分析得出,该城市空气污染的主要原因有三个:A.使用石油液化气 B.燃烧含硫煤  C.粉尘污染。另一同学认为还有一个不可排除的原因是:D.               

研究性学习小组就造成该城市空气污染的最主要原因调查了该市100名市民和100位环保部门人士。调查结果如下图所示:

    从环保人士的观点上分析,你认为造成该城市空气污染的主要有害成分是       (用化学式表示)。

    (2)空气污染易形成酸雨。研究性学习小组对该城市的雨水进行了采样与分析,刚采集时测得pH为4.82,放在烧杯中经2h后,再次测得pH为4.68。对此,你的合理解释是                               

    (3)研究性学习小组同学取空气(含氮气、氧气、二氧化碳、二氧化硫等)10.0L(已折算成标准状况),缓慢通过足量溴水,在所得溶液中加入过量的氯化钡溶液,产生白色沉淀,将沉淀洗涤、干燥,称得其质量为0.0233g。试回答该白色沉淀的化学式为             ,通过计算得该空气中主要有害气体成分的体积分数为          

    (4)该小组同学提出下列措施以减少空气污染的主要有害成分排放量,你认为合理的是          (填序号)。

    ①用天然气代替煤炭作民用燃料  ②改进燃煤技术,减少煤的用量  ③工厂生产时将燃煤锅炉的烟囱造得更高  ④燃煤中加入适量石灰石后使用

    (5)在容积均为1L(容积不可变)的甲、乙两个容器中,分别加入2molSO2、1molO2和4mol SO2、2 mol O2,在相同温度、催化剂下使其反应。最终达到平衡后,两容器中SO2转化率分别为,甲容器中平衡常数表达式为     ,此时         (填“大于”、“小于”或“等于”)。

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根据碰撞理论,分子在发生反应时必须要进行有效碰撞。那些具有足够高能量,能发生有效碰撞的分子称为活化分子,要使普通分子成为活化分子所需最小能量称为活化能(Ea)。一定温度下气体分子中的活化分子百分数是一定的,而催化剂可以改变活化能的大小。

如上图所示29815 K时,N2、H2与NH3的平均能量与合成氨反应的活化能的曲线图,据图回答:

(1)写出合成氨反应的热化学方程式______________________________________________;

(2)在图中曲线_____________(填“a”或“b”)表示加入铁触媒的能量变化曲线,铁触媒能加快反应速率的原理____________________________;

(3)目前合成氨工业广泛采用的反应条件500 ℃,20—50 MPa、铁触媒,反应转化率不超过50%,工业上为了进一步提高氨气产率,你认为下列措施最经济可行的是_____________;

A降低反应温度,让反应向着有利氨气生成的方向进行

B升高反应温度,让更多的分子变成活化分子

C寻求能在更低的温度下有很强催化活性的新型催化剂

D寻求新型耐高压材料,将压强增大一倍

(4)在一定条件下,将3 mol N2和3 mol H2充入一个容积固定的密闭容器中发生反应。当反应达到平衡时NH3为n mol。在与上述完全相同的容器中,保持温度不变,若平衡时NH3仍为n mol,则下列组合中正确的是______________(填编号)。

编号

起始状态/mol

N2

H2

NH3

2

0

2

25

15

1

8/3

2

2/3

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近年来,我国部分地区多次陷入严重雾霾之中,其中一个重要的原因是我国的能源消费结构以燃煤为主,改变煤的利用方式可减少环境污染.以下是对煤进行处理的方法:
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气,其反应为C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ?mol-1
①该反应在
 
下能自发进行(填“高温”或“低温”);
②煤气化过程中产生的有害气体H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收,该反应的离子方程式为
 
.(已知:H2S Ka1=9.1×10-8;Ka2=1.1×10-12  H2CO3 Ka1=4.30×10-7;Ka2=5.61×10-11
(2)利用水煤气作为合成气,在同一个容器中,选择双催化剂,经过如下三步反应,最终合成二甲醚,此工艺称之为“一步法”合成二甲醚.
反应过程 化学方程式 △H(kJ?mol-1
甲醇合成反应 2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g) -90.8
水煤气变换反应 CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g) -41.3
甲醇脱水反应 2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) -23.5
①一步法合成二甲醚:3H2(g)+3CO(g)=CH3OCH3(g)+CO2 (g)△H=
 

②该反应在一定条件下的密闭容器中达到平衡后,为同时提高化学反应速率和二甲醚的产率,可以采取的措施是
 
 (填字母代号).
a.降低温度           b.缩小容器体积          c.加入催化剂
d.增加H2的浓度      e.分离出二甲醚
(3)控制反应条件,水煤气作为合成气也可以用来合成甲醇.在相同条件下合成二甲醚和合成甲醇的原料转化率随氢碳比的变化如图所示:
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①合成二甲醚的最佳H2/CO比为
 
.对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作KP),写出“一步法”合成二甲醚的KP=
 
,提高H2/CO比,则KP
 
(填“变大”、“变小”或“不变”)
②以水煤气作为原料气,在相同条件下一步法合成二甲醚的转化率为什么明显高于合成甲醇的转化率
 
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