解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷166
合成氨是人类科学技术的一项重大突破。完成下列填空:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/22/a691f081-dd0d-485b-890c-a2bc301b5b8d.png?resizew=253)
(1)如图表示未用催化剂时,
和
反应生成
时的能量变化。写出该反应的热化学方程式:___________ 。在如图画出加入正催化剂后,反应的能量变化示意图______ 。
(2)该反应的熵变
,则a___________ 0(填“>”或“<”),该反应能自发进行的温度(T)范围是___________ (用含a的不等式表示)。
(3)在恒温、恒容密闭容器中进行上述反应,能说明该反应已达到平衡状态的是___________。(选填编号)
(4)在温度分别为
、
时,固定
的投入量,起始
的物质的量与平衡时
的物质的量分数关系如图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/21/078eaea5-a866-4ff5-ad7b-258d27888166.png?resizew=221)
图像中
和
的关系是:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/baa24a8004d0095ac9d9382113732970.svg)
___________
。(选填“>”、“<”或“=”)
a、b、c、d四点中,
转化率最高的是:___________ 。
(5)某温度下,向一4L恒容密闭容器中充入
和
。20min后,
的浓度为
,用
表示的20min内平均反应速率为___________ ,此时浓度商(Q)的数值为___________ 。若此时
,则Q___________ K(填“>”、“<”或“=”,K表示该温度下反应的平衡常数)
(6)电化学法合成氨是常温合成氨的重要研究领域。如图是一种电化学合成氨过程的示意图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/22/30ba130a-3d1e-48b2-afff-a9fe24ee68d7.png?resizew=201)
该装置的电极a是___________ 极,b电极的电极反应式为___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/22/a691f081-dd0d-485b-890c-a2bc301b5b8d.png?resizew=253)
(1)如图表示未用催化剂时,
(2)该反应的熵变
(3)在恒温、恒容密闭容器中进行上述反应,能说明该反应已达到平衡状态的是___________。(选填编号)
A.容器内 |
B. |
C.容器内气体压强保持不变 |
D.混合气体的密度保持不变 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/21/078eaea5-a866-4ff5-ad7b-258d27888166.png?resizew=221)
图像中
a、b、c、d四点中,
(5)某温度下,向一4L恒容密闭容器中充入
(6)电化学法合成氨是常温合成氨的重要研究领域。如图是一种电化学合成氨过程的示意图。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/22/30ba130a-3d1e-48b2-afff-a9fe24ee68d7.png?resizew=201)
该装置的电极a是
22-23高二下·上海黄浦·阶段练习
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工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。其合成原理为:
。
(1)下列关于工业合成氨的说法正确的是_______。
(2)在恒温恒容密闭容器中进行合成氨的反应,下列能说明该反应已达到平衡状态的是_______。
(3)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,不同温度时,固定氮气的投入量,起始氢气的物质的量与平衡时氨气的百分含量关系如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/11/85851d38-ca3f-494e-93bc-0cface546bd9.png?resizew=169)
①图像中
和
的关系是:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/baa24a8004d0095ac9d9382113732970.svg)
_______
(填“>,<或=”)。
②a、b、c、d四点所处的平衡状态中,反应物
的转化率最高的是:_______ 。
③合成氨工业中,为提高氨气的平衡产率,除适当控制反应的温度和压强外,还可采取的措施是_______ 。
(4)恒温下,向一个4L的恒容密闭容器中充入
和
,反应过程中对
的浓度进行检测
①20min后,反应达平衡,氨气的浓度为
,用
表示的平均反应速率为_______
。且此时,混合气体的总压强为p,则该反应的化学平衡常数![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ca65c0484987270649fb84e1ac60282d.svg)
_______ [对于气相反应,用某组分B的平衡压强
代替物质的量浓度
也可表示平衡常数,记作
,如
,p为平衡总压强,
为平衡系统中B的物质的量分数]。
②若维持容器体积不变,温度不变,向原平衡体系中再加入
和
,再次达平衡后,氨气的浓度_______
(填“大于”或“小于”或“等于”)。
(1)下列关于工业合成氨的说法正确的是_______。
A.因为 |
B.因为 |
C.在高温下进行是为了提高反应物的转化率 |
D.该反应在低温下能自发进行 |
A.容器内 |
B. |
C.容器内压强保持不变 |
D.混合气体的密度保持不变 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/11/85851d38-ca3f-494e-93bc-0cface546bd9.png?resizew=169)
①图像中
②a、b、c、d四点所处的平衡状态中,反应物
③合成氨工业中,为提高氨气的平衡产率,除适当控制反应的温度和压强外,还可采取的措施是
(4)恒温下,向一个4L的恒容密闭容器中充入
①20min后,反应达平衡,氨气的浓度为
②若维持容器体积不变,温度不变,向原平衡体系中再加入
氮及其化合物在工农业生产中有着非常重要的地位。
I.已知①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ/mol;②C(s)的燃烧热为△H=-393.5kJ/mol。
(1)反应C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)的△H=___________ kJ/mol。
II.工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。其合成原理为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H<0,△S<0。
(2)下列关于工业合成氨的说法正确的是___________(填标号)。
(3)在恒温恒容密闭容器中进行合成氨的反应,下列能说明该反应已达到平衡状态的是____(填标号)。
(4)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,不同温度时,固定氮气的投入量,起始氢气的物质的量与平衡时氨气的百分含量关系如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/8/548d5fac-61bf-429f-bc2d-bdb49b3f98db.png?resizew=185)
①图像中T2和T1的关系是:T1___________ T2(填“>、<或=”)。
②a、b、c、d四点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是___________ 。
(5)恒温下,向一个4L的恒容密闭容器中充入1.8molN2和4.2molH2,反应过程中对NH3的浓度进行检测。20min后,反应达平衡NH3的浓度为0.3mol/L,用N2表示的平均反应速率为___________ mol/(L·min)。且此时,混合气体的总压强为p,则该反应的化学平衡常数Kp=___________ (用含p的最简式表示)。[对于气相反应,用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数,记作Kp,如p(B)=p·x(B),p为平衡总压强,x(B)为平衡系统中B的物质的量分数]
I.已知①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ/mol;②C(s)的燃烧热为△H=-393.5kJ/mol。
(1)反应C(s)+2NO(g)⇌N2(g)+CO2(g)的△H=
II.工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。其合成原理为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H<0,△S<0。
(2)下列关于工业合成氨的说法正确的是___________(填标号)。
A.因为△H<0,所以该反应一定能自发进行 |
B.因为△S<0,所以该反应一定不能自发进行 |
C.该反应在低温下能自发进行 |
D.在高温下进行是为了提高反应物的转化率 |
A.NH3百分含量保持不变 |
B.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2 |
C.混合气体的密度保持不变 |
D.容器内压强保持不变 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/8/548d5fac-61bf-429f-bc2d-bdb49b3f98db.png?resizew=185)
①图像中T2和T1的关系是:T1
②a、b、c、d四点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是
(5)恒温下,向一个4L的恒容密闭容器中充入1.8molN2和4.2molH2,反应过程中对NH3的浓度进行检测。20min后,反应达平衡NH3的浓度为0.3mol/L,用N2表示的平均反应速率为
工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。其合成原理为:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d940a443bd9f7db4f9caec9293249494.svg)
(1)下列关于工业合成氨的说法正确的是___________。
(2)在恒温恒容密闭容器中进行合成氨的反应,下列能说明该反应已达到平衡状态的是___________
(3)工业上合成氨的部分工艺流程如图:
请用平衡移动原理来解释在流程中及时分离出氨气和循环使用气体的原因__________________ 。
(4)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对工业合成氨反应的影响。实验结果如图所示(图中T表示温度)。则:
图象中T2和T1的关系是:T1___________ T2(填“>、<或=”,下同);a、b、c、d四点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是___________ (填字母)。
(5)恒温下,往一个4L的密闭容器中充入2 mol N2和5.2 mol H2,反应过程中对NH3的浓度进行检测,得到的数据如表所示:
此条件下该反应的化学平衡常数K =___________ ; 若维持容器体积不变,温度不变,往原平衡体系中加入N2、H2和NH3各4 mol,化学平衡将向___________ 反应方向移动(填“正”或“逆”)。
(1)下列关于工业合成氨的说法正确的是___________。
A.因为ΔH<0,所以该反应一定能自发进行 |
B.工业合成氨的反应是熵减小的放热反应,在常温时可自发进行 |
C.合成氨反应选择在400~500℃进行的重要原因是此温度下氨的产率最高 |
D.生产中在考虑动力和设备材料承受能力的前提下,压强越大转化率越大 |
A.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2 | B.2v正(H2)=3v逆(NH3) |
C.容器内压强保持不变 | D.混合气体的密度保持不变 |
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/23/ce359a0b-5089-41e0-ba80-f2d51f2f24f1.png?resizew=364)
请用平衡移动原理来解释在流程中及时分离出氨气和循环使用气体的原因
(4)某科研小组研究:在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对工业合成氨反应的影响。实验结果如图所示(图中T表示温度)。则:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/23/7bd7f6f2-84fb-4d08-ad23-1a2d8765bcd2.png?resizew=223)
图象中T2和T1的关系是:T1
(5)恒温下,往一个4L的密闭容器中充入2 mol N2和5.2 mol H2,反应过程中对NH3的浓度进行检测,得到的数据如表所示:
时间/min | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
c(NH3)/ mol∙L−1 | 0.08 | 0.14 | 0.18 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
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