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填空题 困难0.15 引用1 组卷937
德国人哈伯在1905年发明了合成氨的方法,其合成原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92.4kJ·mol-1,他因此获得了1918年诺贝尔化学奖。合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,解决了亿万人口生存问题。请回答下列问题:
(1)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L的密闭容器内充入1molN2和3molH2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度压强下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下表:
反应时间/min051015202530
压强/MPa16.8014.7813.8613.2712.8512.6012.60
则从反应开始到25min时,以H2表示的平均反应速率=_______
(2)合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),初始时氮气、氢气的体积比为1:3,在相同催化剂条件下平衡混合物中氨的体积分数φ(NH3)与温度、压强的关系如图所示。则:

A、B两点的化学反应速率较大的是_______ (填“A点”或“B点”)。在250°C、1.0×104kPa下,化学平衡常数表达式为K=_______
(3)随着温度升高,单位时间内NH3的产率增大,温度高于900°C以后,单位时间内NH3的产率开始下降的原因可能是:升高温度催化剂活性降低;_______
(4)工业上可以利用氨气生产氢氰酸(HCN)的反应为:NH3(g)+CH4(g)3H2(g)+HCN(g) ΔH>0,在其他条件一定,该反应达到平衡时NH3转化率随外界条件Y变化的关系如图所示,Y代表_______(填字母代号)。

A.原料中CH4与NH3的体积比 B.温度             C.压强
(5)工业合成氨反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),当进料体积比V(N2):V(H2)=1:3时,平衡气体中NH3的物质的量分数随温度和压强变化的关系如图所示:500°C、压强为10P0时,Kp=_______[Kp为平衡分压代替平衡浓度计算求得的平衡常数(分压=总压×物质的量分数),用P0的代数式表示]。

(6)我国科研人员发现在反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)使用Pt单原子催化剂有着高达90%以上的甲醇选择性。反应历程如下图,其中TS表示过渡态,吸附在催化剂表面上的物种用*表示。

上述能垒(活化能)为1.15eV的反应为_______
21-22高二上·湖南·阶段练习
知识点:化学平衡的有关计算化学平衡图像分析化学平衡状态的判断方法化学平衡常数的有关计算 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,其原理为:   。请回答下列问题:
(1)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L的密闭容器内充入1molN2和3molH2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度压强下开始反应,其气体总物质的量随时间变化如下表:
反应时间/min051015202530
气体总物质的量/mol43.523.33.163.0633
则从反应开始到25min时,以H2表示的平均反应速率=___________
(2)合成氨反应,初始时氮气、氢气的体积比为1:3,在相同催化剂条件下平衡混合物中氨的体积分数与温度、压强的关系如图1所示。p1、p2、p3由大到小排序___________; A、B两点的化学反应速率较大的是___________(填“A点”或“B点”)。

(3)在合成氨工业中,要使氨的平衡产率增大,同时又能提高反应速率,可采取的措施有___________(填编号)。
①使用催化剂
②恒温恒容,增大原料气N2和H2充入量
③升高温度④恒温恒容,充入惰性气体Ar使压强增大
(4)工业上可以利用氨气生产氢氰酸(HCN)的反应为:,在其他条件一定,该反应达到平衡时NH3转化率随外界条件Y变化的关系如图2所示,Y代表___________(填字母代号)。
   
A.原料中CH4与NH3的体积比             B.温度             C.压强
(5)NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应。工业尾气中的NH3可通过催化氧化为N2除去。将一定比例的NH3、O2和N2的混合气体以一定流速经过装有催化剂的反应管,NH3的转化率、N2的选择性与温度的关系如图3。其他条件不变,在175~300℃范围内升高温度,出口处氮氧化物的量___________(填“增大”或“减小”),NH3的平衡转化率___________(填“增大”或“减小”)。
   
氮及其化合物是氮肥工业等无机化工的重要原料。
(1)某化学研究性学习小组模拟工业合成氨的反应。在容积固定为2L的密闭容器内充入1molN2和3molH2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在一定温度压强下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如表:
反应时间/min051015202530
压强/MPa16.8014.7813.8613.2712.8512.6012.60
则从反应开始到25min时,以N2表示的平均反应速率=_______
(2)一定温度下,向一个容积为2L的密闭容器中通入2molN2和7molH2,达到平衡时测得容器的压强为起始时的7/9倍,在同一温度,同一容器中,将起始物质改为amolN2,bmolH2,cmolNH3(a,b,c均不为零)欲使平衡混合物中各物质的质量与原平衡相同,且反应在起始时向逆反应方向进行,c的取值范围是_______
(3)工业上利用氨气生产氢氰酸(HCN)的反应为:CH4(g)+NH3(g)⇌HCN(g)+3H2(g) ∆H>0,在其他条件一定,该反应达到平衡时NH3转化率随外界条件X变化的关系如图1所示,X代表_______(填字母代号)。
A.温度B.压强C.原料中CH4与NH3的体积比

(4)在容积为1.00L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)⇌2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。100℃时达到平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)逐渐减小,经10s又达到平衡。T_______100℃(填“大于”“小于”)。温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半,平衡向_______(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断理由是_______
(5)已知2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)∆H的反应历程分两步:
①2NO(g)⇌N2O2(g)(快) ∆H1<0,v1=k1c2(NO),v1=k1c2(N2O2)
②N2O2(g)+O2(g)⇌2NO2(g)(慢) ∆H2<0,v2=k2c2(N2O2)·c(O2),v2=k2c2(NO2)
比较反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小:E1_______E2(填“>”、“<”或“=”)其判断理由是_______;2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)的平衡常数K与上述反应速率常数k1、k1、k2、k2的关系式为_______
(6)以乙烯(C2H4)作为还原剂脱硝(NO),其脱硝机理如图2所示,若反应中n(NO):n(O2)=2:1,则总反应的化学方程式为_______
合成氨工业在国民生产中有重要意义,以下是关于合成氨的有关问题,请回答:
(1)若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2mol的N2和0.6mol的H2,在一定条件下发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得NH3的物质的量0.2mol。则前5分钟的平均反应速率v(N2)=____。平衡时H2的转化率为____
(2)平衡后,若要提高H2的转化率,可以采取的措施有____
A.加了催化剂B.增大容器体积
C.降低反应体系的温度D.加入一定量N2

(3)若在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示:
T/℃200300400
KK1K20.5
请完成下列问题:
①试比较K1、K2的大小,K1____K2(填“<”、“>”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____。(填序号字母)。
A.容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为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
③400℃时,反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为____。当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3mol、2mol和1mol时,则该反应的v(N2)____v(N2)(填“<”“>”或“=”)。
(4)反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H<0。在一定条件下,将1molCO和2molH2通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示:

①平衡时,M点CH3OH的体积分数为10%,CO的转化率为____
②X轴上a点的数值比b点____(填“大”“小”)。某同学认为图中Y轴表示温度,你认为他判断的理由是_____
用化学反应原理研究氮的氧化物和硫的氧化物有着重要的意义。
(5)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H2
NO2(g)+SO2(g)=SO3(g)+NO(g) △H3
则△H3=____(用△H1、△H2表示),如果上述三个反应方程式的平衡常数分别为K1、K2、K3,则K3=____(用K1、K2表示)。
(6)如图所示,甲是恒容的密闭容器,乙是一个体积可变的充气气囊。保持恒温,关闭K2,分别将2molNO和1molO2通过K1、K3分别充入甲、乙中,发生的反应为2NO(g)+O2(g)2NO2(g)[不考虑2NO2(g)N2O4(g)],起始时甲、乙的体积相同均为aL。

①下列说法正确的是_____

a.甲、乙两容器中气体的颜色均不再发生变化,说明两容器中的反应已达平衡状态
b.甲、乙两容器中NO和O2物质的量浓度比均为2:1时,说明两容器中的反应已达平衡状态
c.甲、乙两容器中平衡常数随时间变化如图(1)所示
d.在其它条件一定时,图(2)中曲线表示反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H>0达平衡时NO的转化率与温度的关系,图上标有A、B、C、D、E点,其中表示未达平衡状态且v>v的点是A或E
②T℃时,甲容器中反应达到平衡时的平衡常数Kp=8×10-2(kPa)-1。若A容器中反应达到平衡时p(NO2)=200kPa,则平衡时NO的转化率为____。(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算所得平衡常数,分压=总压×物质的量分数)

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