解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷315
Ⅰ.合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就,是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献之一,其反应原理为: 。
(1)已知下列数据:
则N-H键的键能是_______ kJ/mol。
(2)T℃时,在2L的密闭容器中发生上述合成氨反应,开始投入和一定量的,体系中随时间的变化如下表:
①用表示从0~2min内该反应的平均速率_______ 。
②第4min时的体积分数为_______ 。(保留三位有效数字)
③下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是_______ 。(用字母表示)
a.该条件下生成同时生成
b.该条件下气体的平均相对分子质量保持不变
c.该条件下混合气体的密度保持不变
d.
Ⅱ.如图所示的原电池装置,X、Y为两电极,电解质溶液为稀硫酸,外电路中的电子流向如图所示,若两电极分别为Zn和石墨棒,则:
(3)X为_______ (填“Zn”或“石墨棒”)。
(4)Y上发生的电极反应为_______ 。
(5)移向_______ 电极(填“Zn”或“石墨棒”)。
(1)已知下列数据:
化学键 | H-H | |
键能(kJ/mol) | 436 | 946 |
则N-H键的键能是
(2)T℃时,在2L的密闭容器中发生上述合成氨反应,开始投入和一定量的,体系中随时间的变化如下表:
时间(min) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
的物质的量(mol) | 0.40 | 0.20 | 0.14 | 0.12 | 0.12 | 0.12 |
①用表示从0~2min内该反应的平均速率
②第4min时的体积分数为
③下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是
a.该条件下生成同时生成
b.该条件下气体的平均相对分子质量保持不变
c.该条件下混合气体的密度保持不变
d.
Ⅱ.如图所示的原电池装置,X、Y为两电极,电解质溶液为稀硫酸,外电路中的电子流向如图所示,若两电极分别为Zn和石墨棒,则:
(3)X为
(4)Y上发生的电极反应为
(5)移向
21-22高一下·辽宁·期末
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合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,对社会发展与进步作出了巨大贡献。
(1)450℃时,在一个体积为2L的恒容密闭容器中充入0.4 mol N2和0.6 mol H2(10min时改变某一条件),测得反应过程中N2、H2和NH3的物质的量随时间变化如下表:
①5~10 min内,生成NH3的平均反应速率是_______ mol/(L·min)。
②下列能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是_______ (填字母序号)。
A.v(N2)正=3v(H2)逆 B.容器内压强保持不变
C.容器内混合气体的密度保持不变 D.容器内混合气体的平均相对分子量不变
③第10 min时改变的条件是使用了高效催化剂,理由是_______ 。
(2)合成氨的反应原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH。
相关化学键键能数据如下:
由此计算ΔH=_______ kJ/mol,低温下,合成氨反应_______ (填“能”或“不能”)自发进行。已知合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的活化能Ea1=499kJ/mol,由此计算氨分解反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的活化能Ea2=_______ kJ/mol。
(3)已知:氨在某催化剂催化氧化过程中主要有以下两个竞争反应:
反应Ⅰ:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H =﹣906kJ/mol
反应II:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H =﹣1267kJ/mol
①该条件下,N2(g)+O2(g)2NO(g) △H =_______ kJ/mol
②为分析催化剂对反应的选择性,在1 L密闭容器中充入1 mol NH3和2 mol O2,测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示。
该催化剂在较低温度时主要选择反应_______ (填“反应Ⅰ”或“反应II”)。520℃时,反应Ⅰ的平衡常数K=_______ (只列算式不计算)。
(1)450℃时,在一个体积为2L的恒容密闭容器中充入0.4 mol N2和0.6 mol H2(10min时改变某一条件),测得反应过程中N2、H2和NH3的物质的量随时间变化如下表:
时间 物质的量 | 5 min | 10 min | 15 min | 20 min | 25 min |
n(N2)/mol | 0.36 | 0.35 | 0.275 | 0.25 | 0.25 |
n(H2)/mol | 0.48 | 0.45 | 0.225 | 0.15 | 0.15 |
n(NH3)/mol | 0.08 | 0.1 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
①5~10 min内,生成NH3的平均反应速率是
②下列能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是
A.v(N2)正=3v(H2)逆 B.容器内压强保持不变
C.容器内混合气体的密度保持不变 D.容器内混合气体的平均相对分子量不变
③第10 min时改变的条件是使用了高效催化剂,理由是
(2)合成氨的反应原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH。
相关化学键键能数据如下:
化学键 | H—H | N≡N | N—H |
E /(kJ/mol) | 436 | 946 | 391 |
由此计算ΔH=
(3)已知:氨在某催化剂催化氧化过程中主要有以下两个竞争反应:
反应Ⅰ:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H =﹣906kJ/mol
反应II:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H =﹣1267kJ/mol
①该条件下,N2(g)+O2(g)2NO(g) △H =
②为分析催化剂对反应的选择性,在1 L密闭容器中充入1 mol NH3和2 mol O2,测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示。
该催化剂在较低温度时主要选择反应
工业合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,是化学对社会发展的巨大贡献之一。在催化剂作用下发生 ,回答下列问题:
(1)依据键能信息,__________ 。
(2)其他条件不变,下列能加快反应速率,并提高的平衡转化率的是__________(填字母)。
(3)恒温恒容条件下,下列能说明该反应已达到平衡状态的是____(填字母)
(4)在恒容密闭容器中,初始时氮气和氢气的体积比是1:3,300℃、500℃条件下平衡时氨的体积分数随压强()的变化示意图,以及10MPa、30MPa条件下平衡时氨的体积分数随温度()的变化示意图如下。①300℃下条件平衡时氨的体积分数随压强的变化曲为__________ (填“a”“b”“c”或“d”)。
②M、N、Q三点对应的平衡常数分别为、、,三平衡常数的大小关系为_________ 。
(5)400℃、条件下,初始时氮气和氢气的体积比是,平衡时氨气的体积分数为60%,则该条件下反应的压强平衡常数__________ 。
(6)利用质子传导固态电池合成氨示意图如下,生成氨气的电极反应式为____________________ 。(7)用于制氨水和铵盐。常温下,将浓度均为氨水和溶液等体积混合,混合溶液显__________ (填“酸性”“碱性”或“中性”),混合溶液__________ 。已知:常温下
化学键 | |||
键能(kJ/mol) | 946 | 436 | 391 |
(2)其他条件不变,下列能加快反应速率,并提高的平衡转化率的是__________(填字母)。
A.固定体系体积,加大投料量 | B.升高反应体系的温度 |
C.降低平衡体系的压强 | D.改用效果更好的催化剂 |
A.气体的密度保持不变 | B.、、的物质的量之比为 |
C.气体的平均摩尔质量保持不变 | D.消耗,同时消耗 |
②M、N、Q三点对应的平衡常数分别为、、,三平衡常数的大小关系为
(5)400℃、条件下,初始时氮气和氢气的体积比是,平衡时氨气的体积分数为60%,则该条件下反应的压强平衡常数
(6)利用质子传导固态电池合成氨示意图如下,生成氨气的电极反应式为
氢能是一种非常清洁的能源,氨分解制备氢气是一种技术先进和经济可行的工艺。恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生氨的分解反应,测得不同起始浓度和催化剂表面积下的浓度随时间的变化如下表所示:
回答下列问题:
(1)已知、、的键能分别为436kJ/mol、946kJ/mol、391kJ/mol。则完全分解吸收的能量为_______ kJ。
(2)实验①中20~40min,_______ 。
(3)实验③达到平衡后,的体积分数约为_______ (保留三位有效数字)。
(4)下列能说明该反应达到平衡状态的是_______ (填序号)
a. b.保持不变
c.保持不变 d.容器内混合气体密度保持不变
e.容器内混合气体平均相对分子质量保持不变
(5)关于上述实验,下列说法正确的是_______ (填序号)
a.实验②,60min时处于平衡状态
b.相同条件下,增加氨气的浓度,反应速率增大
c.相同条件下,增加催化剂的表面积,反应速率增大
(6)有人设想以和为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图所示,电池正极的电极反应式为_______ ,A为_______ (填化学式)。
编号 | 时间min 表面积/ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
① | a | 2.40 | 2.00 | 1.60 | 1.20 | 0.80 |
② | a | 1.20 | 0.80 | 0.40 | x | |
③ | 2a | 2.40 | 1.60 | 0.80 | 0.40 | 0.40 |
(1)已知、、的键能分别为436kJ/mol、946kJ/mol、391kJ/mol。则完全分解吸收的能量为
(2)实验①中20~40min,
(3)实验③达到平衡后,的体积分数约为
(4)下列能说明该反应达到平衡状态的是
a. b.保持不变
c.保持不变 d.容器内混合气体密度保持不变
e.容器内混合气体平均相对分子质量保持不变
(5)关于上述实验,下列说法正确的是
a.实验②,60min时处于平衡状态
b.相同条件下,增加氨气的浓度,反应速率增大
c.相同条件下,增加催化剂的表面积,反应速率增大
(6)有人设想以和为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图所示,电池正极的电极反应式为
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