氨在工农业生产中应用广泛.在压强为30MPa时,合成氨平衡混合气体中NH3的体积分数如下表.请回答:
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温度/℃ |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
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氨含量/% |
89.9 |
71.0 |
47.0 |
26.4 |
13.8 |
(1)根据表中数据,结合化学平衡移动原理,说明合成氨反应是放热反应的原因是______________________________________.
(2)在一定温度下,将2molN2和6 molH2通入到体积为1 L的密闭容器中,发生反应N2+ 3H2
2NH3,2min达到平衡状态时,H2转化率是50%,则用H2表示该反应的平均速率v(H2)=_________；该温度下的平衡常数K=___________(用分数表示)；欲使K增大,可以采取的措施是_______.
(3)从化学平衡移动的角度分析,提高H2转化率可以采取的措施是____(选填序号字母)；从化学反应速率的角度分析,提高反应速率可采取的措施是_____(选填序号字母).
a.及时分离出NH3 b.升高温度 c.增大压强 d.使用催化剂
工业上利用反应:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)；△H=Q kJ·mol-1,制备H2 .已知该反应的平衡常数K与温度的关系如图所示。
若在一容积固定的密闭容器中,于850℃时发生上述反应,并测得容器内各物质的浓度(mol·L―1)随时间的变化关系如下表:
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t/min |
CO(g) |
H2O(g) |
CO2(g) |
H2(g) |
|
0 |
0.200 |
0.300 |
0 |
0 |
|
2 |
0.138 |
0.238 |
0.062 |
0.062 |
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3 |
c1 |
c2 |
c3 |
c4 |
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4 |
c1 |
c2 |
c3 |
c4 |
已知:850℃时该反应的化学平衡常数K=1.0,请回答下列问题:
(1)下列可以判断该反应达到化学平衡状态的是_______.
A.单位时间内减少CO(g)的浓度等于生成CO2(g)的浓度
B.反应容器内的压强不发生变化
C.混合气体中H2(g)的浓度不再发生改变
D.氢气的生成速率等于水的消耗速率
(2)Q______0(填“＞”、“=”或“＜”).
(3)若在850℃时向反应容器中充入H2O(g),K值_____(填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)达平衡时CO2的反应速率______,CO(g)的转化率为_______.
在一定温度下,向容积不变的容器中加入2 mol N2、8 mol H2 及固体催化剂,使之反应.已知:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)；△H=-92.2
kJ·mol-1.平衡时,容器内气体压强为起始时的80%.
(1)反应达到平衡时,放出的热量_______.
A.小于92.2 kJ B.等于92.2 kJ C.大于92.2 kJ
(2)欲使H2的转化率提高为原来的两倍,则在其他条件不变的情况下,应将N2的初始量由2mol提高至__________mol.
(3)保持同一温度,在相同的容器中,若起始时加入2molNH3、1molH2 及固体催化剂,反应达到平衡时NH3的体积分数_________.
A.等于0.25 B.大于0.25 C.小于0.25
(4)右图是T1℃时容器中NH3的物质的量随时间的变化曲线,请在该图中补画出该反应在T2℃(T2>T1)时n(NH3)的变化曲线.
根据要求写出下列反应的热化学方程式
(1)一定量氢气与氯气反应生成氯化氢气体,当生成1mol氢氯键时放出91.5kJ的热量________________________________________________________.
(2)某化学反应的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是(反应热用abc表示)
_____________________________________________.
(3)某反应的平衡常数
如果有1molN2 完全反应,要吸收热量68kJ.写出该反应的热化学方程式______________________________________________.
(4)实验中不能直接测出石墨和氢气生成甲烷反应的反应热,但可测出甲烷、石墨、氢气燃烧的反应热:
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)；△H1=-890.3kJ/mol
C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ；ΔH2=-393.5 kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ；△H3=-285.8 kJ/moL
则由石墨与氢气反应生成甲烷的热化学反应方程式为__________________________________________.
工业上氨气的催化氧化是制取硝酸的基础.在一定温度下将4mol NH3和4mol O2两种气体混合于2L密闭容器中,发生如下反应:4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g)；
△H<0,2分钟末生成了1.2molH2O,则:
(1)用H2O表示的反应速率为________mol/(L•min).
(2)O2在2分钟末的浓度为_______mol /L.
(3)判断该反应达到平衡状态的标志是______(填字母).
a.NH3和NO浓度相等 b.NO百分含量保持不变
c.容器中气体的压强不变 d.NO的生成速率与NH3的消耗速率相等
e.容器中混合气体的密度保持不变 f.O2的质量不再改变
(4)欲提高NH3的转化率,下列措施可行的是 (填字母).
a.向装置中再充入O2 b.改变催化剂
c.增大压强 d.提高温度
发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料,已知某温度下1.6g气态肼在空气中完全燃烧生成氮气和水蒸气,放出热量28 kJ,则肼燃烧的热化学方程式为______________________
______________________________________；又知氮气在相同条件下燃烧的热化学方程式为:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ；△H=+68kJ·mol-1.则该条件下1mol气态肼和二氧化氮完全反应生成氮气和水蒸气时放出的热量为______kJ.
