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第第頁【解析】2023年高考真題變式分類匯編:合成氨條件的選擇登錄二一教育在線組卷平臺(tái)助您教考全無憂
2023年高考真題變式分類匯編:合成氨條件的選擇
一、選擇題
1.(2023·南通)工業(yè)上常用濃氯水檢驗(yàn)輸送氧氣的營道是否泄漏,泄漏處有白煙生成,工業(yè)合成氨的反應(yīng)為。對(duì)于工業(yè)合成氨的反應(yīng),下列說法正確的是
A.使用高效催化劑可減小△H
B.適當(dāng)降溫或加壓,反應(yīng)的平衡常數(shù)都增大
C.及時(shí)將體系中的液化分離有利于平衡正向移動(dòng)
D.用E表示鍵能,則:
2.(2022·朝陽模擬)。下列分析錯(cuò)誤的是()
A.氮分子的鍵能大,斷開該鍵需要較多能量
B.增大合成氨的反應(yīng)速率與提高平衡混合物中氨的含量所采取的措施均一致
C.平衡混合物中的沸點(diǎn)最高,液化、分離出能提高其產(chǎn)率
D.?dāng)嗔?和3的共價(jià)鍵所需能量小于斷裂2的共價(jià)鍵所需能量
3.(2023·宿遷模擬)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上的一項(xiàng)重大突破。其反應(yīng)為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),該反應(yīng)一定條件下自發(fā)。下列有關(guān)說法正確的是()
A.NH3分子是由極性鍵構(gòu)成的非極性分子
B.該反應(yīng)的ΔH<0,ΔS<0
C.用E表示鍵能,該反應(yīng)的ΔH=6E(N-H)-E(N≡N)-3E(H-H)
D.將生產(chǎn)的氨氣分離出去,可以增大正反應(yīng)速率同時(shí)提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率
4.(2023·青浦模擬)下列化學(xué)與生產(chǎn).生活相關(guān)的說法正確的是()
A.生鐵、青銅等合金比純金屬耐腐性強(qiáng)
B.石油主要由各種烴組成的混合物,可以通過分餾的方法分離出C8H18
C.分離工業(yè)合成氨產(chǎn)品的方法是將氨氣液化
D.氨的催化氧化的適宜條件為高溫、高壓、催化劑
5.(2023·浦東新模擬)合成氨反應(yīng)難以發(fā)生的根本原因是()
A.該反應(yīng)是可逆反應(yīng)B.氮分子中存在氮氮叁鍵
C.該反應(yīng)需要催化劑D.氨氣容易液化
6.(2023·普陀模擬)比較合成氨工業(yè)與制硫酸中SO2催化氧化的生產(chǎn)過程,正確的是()
A.都按化學(xué)方程式中的系數(shù)比投料
B.都選擇了較大的壓強(qiáng)
C.使用不同的催化劑加快反應(yīng)速率
D.都采用吸收劑分離產(chǎn)物
7.(2022高三上·浦東期末)合成氨生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方案如下表,下列說法錯(cuò)誤的是
壓強(qiáng)/MPa溫度/℃催化劑平衡時(shí)氨的體積分?jǐn)?shù)
能斯特方案5685鉑粉0.96%
哈伯方案20550鈾8.25%
現(xiàn)代方案20500鐵催化劑19.1%
A.上述方案中原料應(yīng)循環(huán)利用
B.鐵催化劑在500℃左右催化效能最好
C.平衡時(shí),的體積分?jǐn)?shù)取決于催化劑的選擇
D.尋找溫和條件下的催化劑可以作為合成氨工業(yè)發(fā)展方向
8.(2022高二上·如皋期末)工業(yè)上通常采用鐵觸媒、在和的條件下合成氨。合成氨的反應(yīng)為。下列說法正確的是
A.的
B.采用的高溫是有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率
C.采用的高壓能增大反應(yīng)的平衡常數(shù)
D.使用鐵觸媒可以降低反應(yīng)的活化能
9.(2022高二上·海淀期末)下列對(duì)生產(chǎn)生活中事實(shí)的解釋錯(cuò)誤的是
選項(xiàng)事實(shí)解釋
A合成氨選擇鐵觸媒做催化劑鐵觸媒能提高反應(yīng)的活化能
B用醋酸能除去水垢中的醋酸的酸性強(qiáng)于碳酸
C用凈化天然水和天然水中的水解相互促進(jìn),生成Al(OH)3膠體,吸附水中懸浮物,加速其沉降
D用BaSO4作內(nèi)服造影劑胃液中的H+對(duì)BaSO4的沉淀溶解平衡基本沒有影響,Ba2+可以保持在安全濃度范圍內(nèi)
A.AB.BC.CD.D
10.(2022高二上·山西期末)工業(yè)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)的一項(xiàng)重大突破。其合成原理為:,下列說法錯(cuò)誤的是
A.增大壓強(qiáng),活化分子百分含量不變,單位體積內(nèi)活化分子增多,反應(yīng)速率加快
B.該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行
C.為了防止混有的雜質(zhì)使催化劑“中毒”,原料氣必須經(jīng)過凈化
D.能用勒夏特列原理解釋通常采用500℃有利于氨的合成
11.(2022高一下·平頂山期末)一定條件下,在某密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng),其能量變化如圖所示,下列說法錯(cuò)誤的是()
A.該反應(yīng)是放熱反應(yīng)
B.升高反應(yīng)溫度,可以實(shí)現(xiàn)的完全轉(zhuǎn)化
C.增大的濃度,反應(yīng)速率增大
D.?dāng)嚅_反應(yīng)物中的化學(xué)鍵吸收的總能量小于形成生成物中的化學(xué)鍵放出的總能量
12.(2022高一下·梅州期末)工業(yè)上合成氨反應(yīng)為N2(g)+3H2(g)2NH3(g),在實(shí)際生產(chǎn)中為提高合成氨的反應(yīng)速率,下列說法正確的是()
A.溫度越高,反應(yīng)速率越快,因此采取的溫度越高越好
B.壓強(qiáng)越高,反應(yīng)速率越快,因此采取的壓強(qiáng)越高越好
C.催化劑能加快反應(yīng)速率,因此可選用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?/p>
D.可向容器中加入一定量的水蒸氣,使氨氣溶解以提高反應(yīng)速率
13.(2023高二上·懷化期末)化學(xué)在日常生活和生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用,下列說法不正確的是()
A.泡沫滅火器中的Al2(SO4)3溶液應(yīng)貯存在玻璃筒內(nèi)
B.BaSO4在醫(yī)學(xué)上用作鋇餐所以Ba2+無毒對(duì)人體無害
C.新能源汽車的推廣與使用能減少氮氧化合物對(duì)環(huán)境的污染
D.工業(yè)上通常采用鐵觸媒、400℃~500℃和10MPa~30MPa的條件來合成氨
14.(2023高二上·臨渭期末)如圖所示為工業(yè)合成氨的流程圖。下列說法錯(cuò)誤的是()
A.步驟①中“凈化”可以防止催化劑中毒
B.步驟②中“加壓”既可以提高原料的轉(zhuǎn)化率,又可以加快反應(yīng)速率
C.步驟③、④、⑤均有利于提高原料平衡的轉(zhuǎn)化率
D.為保持足夠高的原料轉(zhuǎn)化率,應(yīng)在反應(yīng)達(dá)到一定時(shí)間時(shí)將氨從混合氣中分離出去
15.(2023高二上·麗水期末)氨對(duì)發(fā)展農(nóng)業(yè)有著重要意義,也是重要的化工原料。合成氨的生產(chǎn)流程示意如下。
下列說法錯(cuò)誤的是()
A.控制原料氣=2.7~2.9,是因?yàn)镹2相對(duì)易得,適度過量利于提高H2轉(zhuǎn)化率
B.合成氨一般選擇400~500℃進(jìn)行,主要是讓鐵觸媒的活性最大,平衡轉(zhuǎn)化率高
C.熱交換的目的是預(yù)熱原料氣,同時(shí)對(duì)合成的氨氣進(jìn)行降溫利于液化分離
D.中國科學(xué)家研制的新型錳系催化劑將合成氨的溫度、壓強(qiáng)分別降到了350℃、1MPa,顯著降低合成氨的能耗
16.(2023高二上·舟山期末)下列關(guān)于合成氨工業(yè)說法錯(cuò)誤的是()
A.使用鐵觸媒,使和混合氣體有利于合成氨
B.合成氨廠一般采用10MPa~30MPa,綜合考慮了反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率和經(jīng)濟(jì)成本等因素
C.根據(jù)勒夏特列原理,500℃左右比室溫更有利于合成氨的反應(yīng)
D.將混合氣體中的氨液化有利于合成氨反應(yīng)
17.(2023高二上·齊齊哈爾期中)工業(yè)生產(chǎn)氨氣的適宜條件中不包括()
A.用濃硫酸吸收產(chǎn)物B.用鐵觸媒作催化劑
C.溫度為400~500℃D.壓強(qiáng)為10~30MPa
18.(2023高一下·贛榆期末)工業(yè)利用氮?dú)夂蜌錃夂铣砂睔?,一種新型合成氨的原理如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()
A.該反應(yīng)過程中N2表現(xiàn)出氧化性
B.該反應(yīng)中n(N2):n(H2O)=1:3
C.該反應(yīng)中H2O把N2氧化為NH3
D.該反應(yīng)中每生成1molNH3,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目約為3×6.02×1023
19.(2023高一下·徐州期末)下列關(guān)于化工生產(chǎn)的說法錯(cuò)誤的是()
A.高爐煉鐵中焦炭的作用只是提供熱量
B.合成氨需要高溫、高壓、催化劑等條件
C.鋁熱反應(yīng)可冶煉釩、鉻等熔點(diǎn)高的金屬
D.煤的干餾、氣化和液化均發(fā)生化學(xué)變化
20.(2023高一下·贛榆期末)工業(yè)利用氮?dú)夂蜌錃夂铣砂睔猓篘2+3H22NH3ΔHN
【知識(shí)點(diǎn)】化學(xué)平衡常數(shù);合成氨條件的選擇
【解析】【解答】(1)①是氣體分子總數(shù)減小的放熱反應(yīng),增大壓強(qiáng)可促使平衡右移提高原料利用率,采用迅速冷卻的方法使氨氣液化并及時(shí)分離可降低速率、但促使平衡正向移動(dòng)提高原料利用率;原料氣循環(huán)使用能使原料氣的濃度保持一定能提高N2、H2的轉(zhuǎn)化率,則流程中有利于提高原料利用率的措施是加壓、冷卻液化氨、原料氣循環(huán)利用;增大壓強(qiáng)可提高反應(yīng)速率且促使平衡右移,升溫雖然使平衡左移但能提高催化劑活性大幅度提高反應(yīng)速率,干燥凈化能防止催化劑中毒,故有利于提高單位時(shí)間內(nèi)氨的產(chǎn)率的措施有干燥凈化、加壓10Mpa~30Mpa、原料氣的循環(huán)利用、鐵觸媒400~500℃。
②反應(yīng)為放熱的、氣體體積縮小的可逆反應(yīng),升溫、減壓可促使平衡左移,產(chǎn)生的混合氣體用硫酸溶液吸收氨氣后可回收CO、銅氨溶液可進(jìn)行重復(fù)利用,故答案為:對(duì)吸收CO后的銅氨廢液在減壓下加熱、用硫酸溶液吸收氨氣、并收集純凈的CO。
(2)①是氣體分子總數(shù)減小的放熱反應(yīng),降溫可促使平衡右移、溫度越低氨氣的百分含量越高,所以,曲線a對(duì)應(yīng)的溫度是200℃。
②K只受溫度影響,該反應(yīng)溫度升高時(shí)K值減小,b是400℃,c是600℃,上圖中M、N、Q點(diǎn)平衡常數(shù)K的大小關(guān)系是K(M)=K(Q)>K(N),故答案為Q=M>N。
【分析】(1)①根據(jù)影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素分析;
②依據(jù)反應(yīng)方程式,利用影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素分析;
(2)①依據(jù)圖中曲線分析;
②K只受溫度影響。
29.【答案】(1)放出
(2)增大;增大;壓強(qiáng)增大,動(dòng)力及設(shè)備要求增大,成本提高
(3)0.2
(4)0.5
(5)B
【知識(shí)點(diǎn)】合成氨條件的選擇;化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷;化學(xué)平衡轉(zhuǎn)化過程中的變化曲線;化學(xué)平衡的計(jì)算
【解析】【解答】I(1)該反應(yīng),則有完全轉(zhuǎn)化為,理論上放出熱量;
(2)①升高溫度,反應(yīng)速率增大,則v(正)、v(逆)均增大;
②從合成氨反應(yīng)看,增大壓強(qiáng)可加快化學(xué)反應(yīng)速率、提高氨的產(chǎn)率,但過高的壓強(qiáng),對(duì)動(dòng)力及設(shè)備要求增大,增大生成成本,故實(shí)際選擇20~50MPa的壓強(qiáng);
Ⅱ(3)內(nèi),的平均反應(yīng)速率為;
(4)根據(jù)圖中信息,列出三段式:
設(shè)起始?jí)簭?qiáng)為p,平衡時(shí)壓強(qiáng)為,則;
(5)A.物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,不能說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡,A項(xiàng)不選;
B.該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),反應(yīng)的體積不變,故當(dāng)混合氣體的壓強(qiáng)不變時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),即反應(yīng)達(dá)到最大限度,B項(xiàng)選;
C.單位時(shí)間內(nèi)每消耗,同時(shí)生成,說明反應(yīng)正向進(jìn)行,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),C項(xiàng)不選;
D.不能說明正、逆反應(yīng)速率相同,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),D項(xiàng)不選;
故答案為:B。
【分析】(1)根據(jù)ΔH=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能;
(2)①升高溫度,反應(yīng)速率增大;
②壓強(qiáng)越大對(duì)設(shè)備要求增大;
(3)根據(jù)計(jì)算;
(4)列出反應(yīng)的三段式計(jì)算;
(5)反應(yīng)達(dá)到最大限度即反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不變。
30.【答案】(1)小于
(2)0.6;ad
(3)降低;a
(4)負(fù)極;O2+4e-+4H+=2H2O;11.2
【知識(shí)點(diǎn)】吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng);反應(yīng)熱和焓變;電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式;合成氨條件的選擇;原電池工作原理及應(yīng)用
【解析】【解答】(1)合成氨是可逆反應(yīng),反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化,所以將1molN2和足量H2混合,使其充分反應(yīng),放出的熱量小于46kJ;
(2)①,又因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)中,各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比等于其系數(shù)之比,則v(N2)=v(NH3)=×0.4=0.6,
故答案為0.6;
②a.H2的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大值,則說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),a項(xiàng)正確;
b.N2、H2和NH3的分子數(shù)之比為1:3:2,不能說明各物質(zhì)的濃度保持不變,無法說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),b項(xiàng)不正確;
c.體系內(nèi)氣體的總質(zhì)量保持不變,總體積保持不變,則氣體的密度始終保持不變,因此密度不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),c項(xiàng)不正確;
d.因反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的體系,體系內(nèi)氣體的總質(zhì)量保持不變,若物質(zhì)的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變時(shí),則氣體的總物質(zhì)的量保持不變,可說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),d項(xiàng)正確;
故
故答案為:ad;
(3)Ba(OH)28H2O與NH4Cl反應(yīng)吸收熱量,則反應(yīng)后b中的溫度降低;Al與鹽酸反應(yīng)放出熱量,又從圖中能量變化圖可以看出,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,則可表示反應(yīng)a的能量變化;
(4)①因c是電子流出的一極,則c為負(fù)極,d為正極,甲烷具有還原性,在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2,電極反應(yīng)式為:O2+4e-+4H+=2H2O,故答案為正極;O2+4e-+4H+=2H2O;
②原電池中正極電極反應(yīng)為O2+4e-+4H+=2H2O,當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí),則消耗氧氣物質(zhì)的量為0.5mol,體積為0.5mol×22.4L/mol=11.2L。
【分析】(1)該反應(yīng)為可逆反應(yīng),不能徹底進(jìn)行;
(2)①根據(jù)和化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比確定v(H2);
②該反應(yīng)進(jìn)行到最大限度即反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不變;
(3)b中反應(yīng)為吸熱反應(yīng);圖乙表示的反應(yīng)為放熱反應(yīng);
(4)燃料電池中,通入燃料的一極為負(fù)極,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),通入氧氣的一極為正極,正極發(fā)生還原反應(yīng),原電池工作時(shí),電子由負(fù)極流向正極,則電極c為負(fù)極,a為甲烷,電極d為正極,b為氧氣。
31.【答案】(1)A;B;C
(2)46
(3)正;1.12L;利用生物燃料電池在室溫下合成氨,既不需要高溫加熱;同時(shí)還能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能(合理即可)
【知識(shí)點(diǎn)】電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式;化學(xué)反應(yīng)速率;合成氨條件的選擇;原電池工作原理及應(yīng)用
【解析】【解答】(1)A.使用催化劑,加快反應(yīng)速率,故A選;
B.適當(dāng)提高氮?dú)獾臐舛?,反?yīng)物濃度增大,反應(yīng)速率加快,故B選;
C.適當(dāng)提高反應(yīng)的溫度,反應(yīng)速率加快,故C選;
D.適當(dāng)降低反應(yīng)的溫度,反應(yīng)速率減慢,故D不選;
故答案為:ABC;
(2),,則該反應(yīng)生成1molNH3時(shí)放出46kJ的熱量;
(3)①N2在正極區(qū)得電子發(fā)生還原反應(yīng),生成NH3,右室電極為燃料電池的正極,電極反應(yīng)中氮?dú)夂碗娮又g的關(guān)系式為:,電池工作時(shí)電路中每轉(zhuǎn)移0.3mol電子,標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗N2的體積是0.05mol×22.4L/mol=0.112L=1.12L;
②現(xiàn)有工業(yè)合成氨需高溫高壓催化劑條件下進(jìn)行,該方法與之相比較:能利用生物燃料電池在室溫下合成氨,既不需要高溫加熱;同時(shí)還能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能(合理即可)。
【分析】熱化學(xué)方程式中,焓變等于反應(yīng)物總鍵能減去生成物總鍵能;生物燃料電池的總反應(yīng)方程式為N2+3H22NH3,其中氮?dú)庠谡龢O區(qū)得電子發(fā)生還原反應(yīng),氫氣在負(fù)極區(qū)失電子發(fā)生氧化反應(yīng),原電池工作時(shí)陽離子向正極區(qū)移動(dòng),按氮?dú)馕镔|(zhì)的量與電子數(shù)的關(guān)系計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀況下氮?dú)怏w積,據(jù)此分析判斷;
32.【答案】(1)硫磺;空氣;水;造氣;S+O2SO2;催化氧化;2SO2+O22SO3;吸收;SO3+H2O=H2SO4;廢氣;廢水;廢渣
(2)氮?dú)猓?00~500;10~30;原料循環(huán)利用
【知識(shí)點(diǎn)】工業(yè)制取硫酸;合成氨條件的選擇
【解析】【解答】(1)制硫酸的三種原料是硫磺、空氣和水,三個(gè)生產(chǎn)過程是造氣、催化氧化和吸收三個(gè)階段,反應(yīng)方程式分別是S+O2SO2、2SO2+O22SO3、SO3+H2O=H2SO4,三廢指的是廢氣、廢水和廢渣;
(2)工業(yè)合成氨的反應(yīng)條件為濃度使用過量的氮?dú)猓瑴囟葹?00~500℃,壓強(qiáng)一般是10~30MPa,為提高原料利用率,采用原料循環(huán)利用。
【分析】(1)熟悉硫酸制造過程的原料和化學(xué)反應(yīng),以及工業(yè)三廢可以輕松解答;
(2)熟記合成氨過程的反應(yīng)條件。
33.【答案】(1)鐵觸媒;催化劑活性最大且反應(yīng)溫度較快
(2)B
(3)
(4)A;C
(5)通入氨氣后生成一水合氨,一水合氨電離產(chǎn)生氫氧根,與氫離子結(jié)合,使氫離子濃度減小,促使平衡正向移動(dòng)生成藍(lán)色的陰離子,因此溶液成藍(lán)色
【知識(shí)點(diǎn)】工業(yè)合成氨;化學(xué)平衡的影響因素;合成氨條件的選擇;化學(xué)平衡移動(dòng)原理
【解析】【解答】(1)合成氨工業(yè)用鐵觸媒做催化劑;升高溫度可增大反應(yīng)速率,提高產(chǎn)量;該溫度時(shí),催化劑的活性最大,有利于增大反應(yīng)速率,提高產(chǎn)量,故答案為:鐵觸媒;催化劑的活性溫度且反應(yīng)速率較快;(2)A.使用催化劑,加快了反應(yīng)速率,但是不影響化學(xué)平衡,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變,故A錯(cuò)誤;
B.縮小容器體積,增大了壓強(qiáng),增大了反應(yīng)速率,平衡向著正向移動(dòng),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大,故B正確;
C.提高反應(yīng)溫度,增大了反應(yīng)速率,但是平衡向著逆向移動(dòng),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率減小,故C錯(cuò)誤;
D.移走氨氣,反應(yīng)物減小,正逆反應(yīng)速率都將減小,故D錯(cuò)誤;
故答案為:B;(3)將容器的容積迅速擴(kuò)大到原來的2倍,在其他條件不變的情況下,相當(dāng)于減小壓強(qiáng),正逆反應(yīng)速率都比原來的小,平衡逆向移動(dòng),所V正<V逆,故圖象為:;(4)A.氨水中加入氯化銨,溶液中銨離子濃度增大,抑制了一水合氨的電離,溶液中氫氧根離子濃度減小,溶液的pH減小,故A錯(cuò)誤;
B.氨水中銨離子濃度增大,一水合氨的電離平衡向著逆向移動(dòng),所以氨水的電離度減小,故B正確;
C.加入了氯化銨,溶液中銨離子濃度增大,故C錯(cuò)誤;
D.氨水中的銨離子濃度增大,溶液中氫氧根離子濃度減小,c(OH-)減小,故D正確;
故答案為:AC。(5)通入氨氣后溶液顯堿性,消耗氫離子,使平衡右移,溶液顯藍(lán)色。
【分析】(1))合成氨工業(yè)用鐵觸媒做催化劑;升高溫度可增大反應(yīng)速率,提高產(chǎn)量;該溫度時(shí),催化劑的活性最大;
(2)注意催化劑能夠加快化學(xué)反應(yīng)速率但是不能使平衡發(fā)生移動(dòng),縮小體積能夠加快化學(xué)反應(yīng)速率且正向移動(dòng);
(3)體積擴(kuò)大二倍,正逆反應(yīng)速率同時(shí)減小,但是正反應(yīng)速率減小的快;
(4)加入氯化銨晶體,銨根離子濃度增大,抑制一水合氨的電離,故pH減?。?/p>
(5)通入氨氣后溶液顯堿性,消耗氫離子,平衡正向移動(dòng)。
34.【答案】(1)C;2.0mol/L
(2)0.12mol·L-1·min-1
(3)0.15(或4/27)
(4)逆反應(yīng);增大;增大
【知識(shí)點(diǎn)】工業(yè)合成氨;合成氨條件的選擇;化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系
【解析】【解答】(1)根據(jù)圖像可知,反應(yīng)進(jìn)行到25min時(shí)曲線A減少了6mol/L-3mol/L=3mol/L,C減少了2.0mol/L-1.0mol/L=1.0mol/L,因此根據(jù)方程式可知曲線C表示N2濃度變化,曲線A表示H2濃度變化,B為氨氣的濃度變化曲線,25min時(shí)c(NH3)=2.0mol/L,故答案為:C;2.0mol/L;
(2)前25min內(nèi),氨氣濃度增加了2mol/L,則用NH3濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率是=0.08molL-min-1,則用H2濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率=×0.08molL-min-1=0.12mol·L-1·min-1,故答案為:0.12molL-min-1;
(3)根據(jù)圖像,平衡時(shí)N2、H2、NH3的濃度分別為1.0mol/L、3.0mol/L、2.0mol/L,反應(yīng)的平衡常數(shù)K==,故答案為:;
(4)該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率也增大,故答案為:逆反應(yīng);增大;增大。
【分析】(1)結(jié)合圖像中濃度的變化量與方程式中計(jì)量數(shù)的的比值關(guān)系即可解答;
(2)根據(jù)速率之比等于計(jì)量數(shù)之比即可解答,速率V(H2):V(NH3)=3:2;
(3)根據(jù)平衡常數(shù)的計(jì)算公式K=;
(4)、ΔHN
【知識(shí)點(diǎn)】化學(xué)平衡常數(shù);合成氨條件的選擇
【解析】【解答】(1)①是氣體分子總數(shù)減小的放熱反應(yīng),增大壓強(qiáng)可促使平衡右移提高原料利用率,采用迅速冷卻的方法使氨氣液化并及時(shí)分離可降低速率、但促使平衡正向移動(dòng)提高原料利用率;原料氣循環(huán)使用能使原料氣的濃度保持一定能提高N2、H2的轉(zhuǎn)化率,則流程中有利于提高原料利用率的措施是加壓、冷卻液化氨、原料氣循環(huán)利用;增大壓強(qiáng)可提高反應(yīng)速率且促使平衡右移,升溫雖然使平衡左移但能提高催化劑活性大幅度提高反應(yīng)速率,干燥凈化能防止催化劑中毒,故有利于提高單位時(shí)間內(nèi)氨的產(chǎn)率的措施有干燥凈化、加壓10Mpa~30Mpa、原料氣的循環(huán)利用、鐵觸媒400~500℃。
②反應(yīng)為放熱的、氣體體積縮小的可逆反應(yīng),升溫、減壓可促使平衡左移,產(chǎn)生的混合氣體用硫酸溶液吸收氨氣后可回收CO、銅氨溶液可進(jìn)行重復(fù)利用,故答案為:對(duì)吸收CO后的銅氨廢液在減壓下加熱、用硫酸溶液吸收氨氣、并收集純凈的CO。
(2)①是氣體分子總數(shù)減小的放熱反應(yīng),降溫可促使平衡右移、溫度越低氨氣的百分含量越高,所以,曲線a對(duì)應(yīng)的溫度是200℃。
②K只受溫度影響,該反應(yīng)溫度升高時(shí)K值減小,b是400℃,c是600℃,上圖中M、N、Q點(diǎn)平衡常數(shù)K的大小關(guān)系是K(M)=K(Q)>K(N),故答案為Q=M>N。
【分析】(1)①根據(jù)影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素分析;
②依據(jù)反應(yīng)方程式,利用影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素分析;
(2)①依據(jù)圖中曲線分析;
②K只受溫度影響。
29.(2023高一下·湘西期末)
(1)I、工業(yè)合成氨是人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上的一項(xiàng)重大成就,在很大程度上解決了地球上因糧食不足而導(dǎo)致的饑餓問題。工業(yè)合成氫反應(yīng)方程式如下。
已知鍵鍵能為,鍵鍵能為,鍵鍵能為。若有完全轉(zhuǎn)化為,理論上(選填"放出"或"吸收")熱量。
(2)為探究影響合成氨轉(zhuǎn)化率的因素,小芳同學(xué)利用控制變量法測(cè)得平衡狀態(tài)下含量如下表(其他因素相同),回答下列問題。
壓強(qiáng)溫度℃
①當(dāng)合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),若再升高溫度,v(正)(填“增大”“不變”“減小”,下同),v(逆)。
②結(jié)合實(shí)際,請(qǐng)分析為什么工業(yè)合成氨壓強(qiáng)通??刂圃诙皇沁x擇更大的壓強(qiáng)?。
(3)Ⅱ、在恒溫下,將的和的充入恒容的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):。下圖是和的濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖,回答下列問題∶
內(nèi),的平均反應(yīng)速率是。
(4)設(shè)起始?jí)簭?qiáng)為p,平衡時(shí)壓強(qiáng)為,則的值為。
(5)根據(jù)反應(yīng)原理下列描述能說明反應(yīng)達(dá)到最大限度的是____。
A.的物質(zhì)的量比為
B.混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而改變
C.單位時(shí)間內(nèi)每消耗,同時(shí)生成
D.反應(yīng)速率∶
【答案】(1)放出
(2)增大;增大;壓強(qiáng)增大,動(dòng)力及設(shè)備要求增大,成本提高
(3)0.2
(4)0.5
(5)B
【知識(shí)點(diǎn)】合成氨條件的選擇;化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷;化學(xué)平衡轉(zhuǎn)化過程中的變化曲線;化學(xué)平衡的計(jì)算
【解析】【解答】I(1)該反應(yīng),則有完全轉(zhuǎn)化為,理論上放出熱量;
(2)①升高溫度,反應(yīng)速率增大,則v(正)、v(逆)均增大;
②從合成氨反應(yīng)看,增大壓強(qiáng)可加快化學(xué)反應(yīng)速率、提高氨的產(chǎn)率,但過高的壓強(qiáng),對(duì)動(dòng)力及設(shè)備要求增大,增大生成成本,故實(shí)際選擇20~50MPa的壓強(qiáng);
Ⅱ(3)內(nèi),的平均反應(yīng)速率為;
(4)根據(jù)圖中信息,列出三段式:
設(shè)起始?jí)簭?qiáng)為p,平衡時(shí)壓強(qiáng)為,則;
(5)A.物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,不能說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡,A項(xiàng)不選;
B.該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),反應(yīng)的體積不變,故當(dāng)混合氣體的壓強(qiáng)不變時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),即反應(yīng)達(dá)到最大限度,B項(xiàng)選;
C.單位時(shí)間內(nèi)每消耗,同時(shí)生成,說明反應(yīng)正向進(jìn)行,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),C項(xiàng)不選;
D.不能說明正、逆反應(yīng)速率相同,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),D項(xiàng)不選;
故答案為:B。
【分析】(1)根據(jù)ΔH=反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能;
(2)①升高溫度,反應(yīng)速率增大;
②壓強(qiáng)越大對(duì)設(shè)備要求增大;
(3)根據(jù)計(jì)算;
(4)列出反應(yīng)的三段式計(jì)算;
(5)反應(yīng)達(dá)到最大限度即反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不變。
30.(2023高一下·濟(jì)寧期末)人們通過化學(xué)方法可以開辟新能源和提高能源的利用率,根據(jù)情景回答下列問題:
(1)工業(yè)合成氨反應(yīng)是放熱的可逆反應(yīng)。已知1mol高溫高壓N2(g)完全反應(yīng)生成(g)可放出92kJ熱量。如果將0.5mol(g)和足量(g)混合,使其充分反應(yīng),放出的熱量(填“大于”“小于”或“等于”)46kJ。
(2)在容積為5L的密閉容器內(nèi)模擬工業(yè)合成氨,反應(yīng)經(jīng)過5min后,生成10mol
①用表示的化學(xué)反應(yīng)速率為
②一定條件下,能說明該反應(yīng)進(jìn)行到最大限度的是。
a.的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大值
b.、和的分子數(shù)之比為
c.體系內(nèi)氣體的密度保持不變
d.體系內(nèi)物質(zhì)的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變
(3)某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行如圖甲所示實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)判斷b中的溫度(填“升高”或“降低”)。反應(yīng)過程(填“a”或“b”)的能量變化可用圖乙表示。
(4)用和組合形成的質(zhì)子交換膜燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖:
①電極c是(填“正極”或“負(fù)極”),電極d的電極反應(yīng)式為。
②若線路中轉(zhuǎn)移1mol電子,則該燃料電池理論上消耗的在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為L。
【答案】(1)小于
(2)0.6;ad
(3)降低;a
(4)負(fù)極;O2+4e-+4H+=2H2O;11.2
【知識(shí)點(diǎn)】吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng);反應(yīng)熱和焓變;電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式;合成氨條件的選擇;原電池工作原理及應(yīng)用
【解析】【解答】(1)合成氨是可逆反應(yīng),反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化,所以將1molN2和足量H2混合,使其充分反應(yīng),放出的熱量小于46kJ;
(2)①,又因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)中,各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比等于其系數(shù)之比,則v(N2)=v(NH3)=×0.4=0.6,
故答案為0.6;
②a.H2的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大值,則說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),a項(xiàng)正確;
b.N2、H2和NH3的分子數(shù)之比為1:3:2,不能說明各物質(zhì)的濃度保持不變,無法說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),b項(xiàng)不正確;
c.體系內(nèi)氣體的總質(zhì)量保持不變,總體積保持不變,則氣體的密度始終保持不變,因此密度不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),c項(xiàng)不正確;
d.因反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的體系,體系內(nèi)氣體的總質(zhì)量保持不變,若物質(zhì)的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變時(shí),則氣體的總物質(zhì)的量保持不變,可說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),d項(xiàng)正確;
故
故答案為:ad;
(3)Ba(OH)28H2O與NH4Cl反應(yīng)吸收熱量,則反應(yīng)后b中的溫度降低;Al與鹽酸反應(yīng)放出熱量,又從圖中能量變化圖可以看出,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,則可表示反應(yīng)a的能量變化;
(4)①因c是電子流出的一極,則c為負(fù)極,d為正極,甲烷具有還原性,在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2,電極反應(yīng)式為:O2+4e-+4H+=2H2O,故答案為正極;O2+4e-+4H+=2H2O;
②原電池中正極電極反應(yīng)為O2+4e-+4H+=2H2O,當(dāng)轉(zhuǎn)移2mol電子時(shí),則消耗氧氣物質(zhì)的量為0.5mol,體積為0.5mol×22.4L/mol=11.2L。
【分析】(1)該反應(yīng)為可逆反應(yīng),不能徹底進(jìn)行;
(2)①根據(jù)和化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比確定v(H2);
②該反應(yīng)進(jìn)行到最大限度即反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不變;
(3)b中反應(yīng)為吸熱反應(yīng);圖乙表示的反應(yīng)為放熱反應(yīng);
(4)燃料電池中,通入燃料的一極為負(fù)極,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),通入氧氣的一極為正極,正極發(fā)生還原反應(yīng),原電池工作時(shí),電子由負(fù)極流向正極,則電極c為負(fù)極,a為甲烷,電極d為正極,b為氧氣。
31.(2023高一下·安康期末)氨在化肥生產(chǎn)、貯氫燃煤煙氣脫硫脫硝等領(lǐng)域用途非常廣泛。從能量的變化和反應(yīng)的快慢等角度研究反應(yīng):N2+3H22NH3。請(qǐng)根據(jù)有關(guān)知識(shí),填寫下列空白:
(1)為了加快反應(yīng)速率,可以采取的措施有____________。
A.使用催化劑B.適當(dāng)提高氮?dú)獾臐舛?/p>
C.適當(dāng)提高反應(yīng)的溫度D.適當(dāng)降低反應(yīng)的溫度
(2)從斷鍵和成鍵的角度分析上述反應(yīng)中能量的變化。根據(jù)下表數(shù)據(jù),計(jì)算該反應(yīng)生成1molNH3時(shí)放出kJ的熱量。
化學(xué)鍵H-HN≡NN-H
斷開1mol鍵所吸收的能量436kJ946kJ391kJ
(3)利用生物燃料電池原理研究室溫下氨的合成,電池工作時(shí)MV2+/MV+在電極與酶之間傳遞電子,示意圖如下所示。該生物燃料電池的總反應(yīng)方程式為N2+3H22NH3。
①其中,右室電極為燃料電池的極,電池工作時(shí)電路中每轉(zhuǎn)移0.3mol電子,標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗N2的體積是。
②相比現(xiàn)有工業(yè)合成氨,該方法有哪些優(yōu)點(diǎn)(任寫兩條)。
【答案】(1)A;B;C
(2)46
(3)正;1.12L;利用生物燃料電池在室溫下合成氨,既不需要高溫加熱;同時(shí)還能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能(合理即可)
【知識(shí)點(diǎn)】電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式;化學(xué)反應(yīng)速率;合成氨條件的選擇;原電池工作原理及應(yīng)用
【解析】【解答】(1)A.使用催化劑,加快反應(yīng)速率,故A選;
B.適當(dāng)提高氮?dú)獾臐舛?,反?yīng)物濃度增大,反應(yīng)速率加快,故B選;
C.適當(dāng)提高反應(yīng)的溫度,反應(yīng)速率加快,故C選;
D.適當(dāng)降低反應(yīng)的溫度,反應(yīng)速率減慢,故D不選;
故答案為:ABC;
(2),,則該反應(yīng)生成1molNH3時(shí)放出46kJ的熱量;
(3)①N2在正極區(qū)得電子發(fā)生還原反應(yīng),生成NH3,右室電極為燃料電池的正極,電極反應(yīng)中氮?dú)夂碗娮又g的關(guān)系式為:,電池工作時(shí)電路中每轉(zhuǎn)移0.3mol電子,標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗N2的體積是0.05mol×22.4L/mol=0.112L=1.12L;
②現(xiàn)有工業(yè)合成氨需高溫高壓催化劑條件下進(jìn)行,該方法與之相比較:能利用生物燃料電池在室溫下合成氨,既不需要高溫加熱;同時(shí)還能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能(合理即可)。
【分析】熱化學(xué)方程式中,焓變等于反應(yīng)物總鍵能減去生成物總鍵能;生物燃料電池的總反應(yīng)方程式為N2+3H22NH3,其中氮?dú)庠谡龢O區(qū)得電子發(fā)生還原反應(yīng),氫氣在負(fù)極區(qū)失電子發(fā)生氧化反應(yīng),原電池工作時(shí)陽離子向正極區(qū)移動(dòng),按氮?dú)馕镔|(zhì)的量與電子數(shù)的關(guān)系計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀況下氮?dú)怏w積,據(jù)此分析判斷;
32.(2023高一下·巴楚期末)
(1)制硫酸的三種原料是、、,三個(gè)生產(chǎn)過程是①,寫出反應(yīng)方程式,②,寫出反應(yīng)方程式,③,寫出反應(yīng)方程式,三廢指的是、、。
(2)合成氨的反應(yīng)原理工業(yè)合成氨的反應(yīng)條件為濃度使用過量的、溫度℃、高壓MPa、。
【答案】(1)硫磺;空氣;水;造氣;S+O2SO2;催化氧化;2SO2+O22SO3;吸收;SO3+H2O=H2SO4;廢氣;廢水;廢渣
(2)氮?dú)猓?00~500;10~30;原料循環(huán)利用
【知識(shí)點(diǎn)】工業(yè)制取硫酸;合成氨條件的選擇
【解析】【解答】(1)制硫酸的三種原料是硫磺、空氣和水,三個(gè)生產(chǎn)過程是造氣、催化氧化和吸收三個(gè)階段,反應(yīng)方程式分別是S+O2SO2、2SO2+O22SO3、SO3+H2O=H2SO4,三廢指的是廢氣、廢水和廢渣;
(2)工業(yè)合成氨的反應(yīng)條件為濃度使用過量的氮?dú)猓瑴囟葹?00~500℃,壓強(qiáng)一般是10~30MPa,為提高原料利用率,采用原料循環(huán)利用。
【分析】(1)熟悉硫酸制造過程的原料和化學(xué)反應(yīng),以及工業(yè)三廢可以輕松解答;
(2)熟記合成氨過程的反應(yīng)條件。
33.(2023高一下·上海期末)
(1)合成氨反應(yīng)中使用的催化劑是(填名稱),該反應(yīng)溫度一般控制在500℃,主要原因是。
(2)下列措施,既能加快合成氨反應(yīng)的反應(yīng)速率,又能增大反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的是(_____)
A.使用催化劑B.縮小容積體積
C.提高反應(yīng)溫度D.移走NH3
(3)在t2時(shí)刻,將容器的容積迅速擴(kuò)大到原來的2倍,在其他條件下不變的情況下,t3時(shí)刻達(dá)到新的平衡狀態(tài),之后不再改變條件。請(qǐng)?jiān)谙聢D中補(bǔ)充畫出從t2到t4時(shí)刻正反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化曲線。
(4)常溫下,在氨水中加入一定量的氯化銨晶體,下列說法錯(cuò)誤的是(________)
A.溶液的pH增大B.氨水的電離程度減小
C.c(NH4+)減小D.c(OH-)減小
(5)石蕊(用HZ表示)試液中存在的電離平衡HZ(紅色)H++Z-(藍(lán)色)。通入氨氣后石蕊試液呈藍(lán)色,請(qǐng)用平衡移動(dòng)原理解釋。
【答案】(1)鐵觸媒;催化劑活性最大且反應(yīng)溫度較快
(2)B
(3)
(4)A;C
(5)通入氨氣后生成一水合氨,一水合氨電離產(chǎn)生氫氧根,與氫離子結(jié)合,使氫離子濃度減小,促使平衡正向移動(dòng)生成藍(lán)色的陰離子,因此溶液成藍(lán)色
【知識(shí)點(diǎn)】工業(yè)合成氨;化學(xué)平衡的影響因素;合成氨條件的選擇;化學(xué)平衡移動(dòng)原理
【解析】【解答】(1)合成氨工業(yè)用鐵觸媒做催化劑;升高溫度可增大反應(yīng)速率,提高產(chǎn)量;該溫度時(shí),催化劑的活性最大,有利于增大反應(yīng)速率,提高產(chǎn)量,故答案為:鐵觸媒;催化劑的活性溫度且反應(yīng)速率較快;(2)A.使用催化劑,加快了反應(yīng)速率,但是不影響化學(xué)平衡,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變,故A錯(cuò)誤;
B.縮小容器體積,增大了壓強(qiáng),增大了反應(yīng)速率,平衡向著正向移動(dòng),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大,故B正確;
C.提高反應(yīng)溫度,增大了反應(yīng)速率,但是平衡向著逆向移動(dòng),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率減小,故C錯(cuò)誤;
D.移走氨氣,反應(yīng)物減小,正逆反應(yīng)速率都將減小,故D錯(cuò)誤;
故答案為:B;(3)將容器的容積迅速擴(kuò)大到原來的2倍,在其他條件不變的情況下,相當(dāng)于減小壓強(qiáng),正逆反應(yīng)速率都比原來的小,平衡逆向移動(dòng),所V正<V逆,故圖象為:;(4)A.氨水中加入氯化銨,溶液中銨離子濃度增大,抑制了一水合氨的電離,溶液中氫氧根離子濃度減小,溶液的pH減小,故A錯(cuò)誤;
B.氨水中銨離子濃度增大,一水合氨的電離平衡向著逆向移動(dòng),所以氨水的電離度減小,故B正確;
C.加入了氯化銨,溶液中銨離子濃度增大,故C錯(cuò)誤;
D.氨水中的銨離子濃度增大,溶液中氫氧根離子濃度減小,c(OH-)減小,故D正確;
故答案為:AC。(5)通入氨氣后溶液顯堿性,消耗氫離子,使平衡右移,溶液顯藍(lán)色。
【分析】(1))合成氨工業(yè)用鐵觸媒做催化劑;升高溫度可增大反應(yīng)速率,提高產(chǎn)量;該溫度時(shí),催化劑的活性最大;
(2)注意催化劑能夠加快化學(xué)反應(yīng)速率但是不能使平衡發(fā)生移動(dòng),縮小體積能夠加快化學(xué)反應(yīng)速率且正向移動(dòng);
(3)體積擴(kuò)大二倍,正逆反應(yīng)速率同時(shí)減小,但是正反應(yīng)速率減小的快;
(4)加入氯化銨晶體,銨根離子濃度增大,抑制一水合氨的電離,故pH減??;
(5)通入氨氣后溶液顯堿性,消耗氫離子,平衡正向移動(dòng)。
34.(2023高二上·承德期末)氨是重要的無機(jī)化工產(chǎn)品,合成氨工業(yè)對(duì)國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有重要的意義。其原理如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0。在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng),各組分濃度與時(shí)間的關(guān)系如圖所示。
(1)表示N2濃度變化的曲線是(填字母),25min時(shí)c(NH3)=。
(2)0~25min內(nèi),用H2濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率是。
(3)此溫度下,上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K的數(shù)值為。
(4)若升高溫度,則平衡向(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動(dòng);正反應(yīng)速率(填“增大”“減小”或“不變”,下同),逆反應(yīng)速率。
【答案】(1)C;2.0mol/L
(2)0.12mol·L-1·min-1
(3)0.15(或4/27)
(4)逆反應(yīng);增大;增大
【知識(shí)點(diǎn)】工業(yè)合成氨;合成氨條件的選擇;化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系
【解析】【解答】(1)根據(jù)圖像可知,反應(yīng)進(jìn)行到25min時(shí)曲線A減少了6mol/L-3mol/L=3mol/L,C減少了2.0mol/L-1.0mol/L=1.0mol/L,因此根據(jù)方程式可知曲線C表示N2濃度變化,曲線A表示H2濃度變化,B為氨氣的濃度變化曲線,25min時(shí)c(NH3)=2.0mol/L,故答案為:C;2.0mol/L;
(2)前25min內(nèi),氨氣濃度增加了2mol/L,則用NH3濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率是=0.08molL-min-1,則用H2濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率=×0.08molL-min-1=0.12mol·L-1·min-1,故答案為:0.12molL-min-1;
(3)根據(jù)圖像,平衡時(shí)N2、H2、NH3的濃度分別為1.0mol/L、3.0mol/L、2.0mol/L,反應(yīng)的平衡常數(shù)K==,故答案為:;
(4)該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向
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