(13分)合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H= -92.4 kJ/mol 据此回答以下问题:
(1)合成氨工业采取的下列措施中,不能用勒沙特列原理解释的是 (填序号)。
①反应压强为20Mpa~50Mpa ②500℃的高温 ③铁触媒作催化剂 ④将生成的氨液化并及时从体系中分离出来,未反应的N2、H2循环到合成塔中。
(2)一定条件下NH3的平衡体积分数随n(N2)变化如图所示(T-温度)。则T2 T1(填>、=、<),判断的依据是:
(3)合成氨气所需的氢气可以由水煤气分离得到。涉及反应信息如下:
反应一:C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g) 平衡常数K1
反应二:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) 平衡常数K2
① K1的表达式:K1=
②将一定量的H2O(g)和CO(g)分别通入到体积为1L的密闭容器中,在不同条件下进行反应,得到以下三组数据:
实验组别 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
||
H2O |
CO |
H2 |
CO |
|||
1 |
650 |
1 |
2 |
0.8 |
1.2 |
5 |
2 |
900 |
0.5 |
1 |
0.2 |
0.8 |
3 |
3 |
T |
a |
b |
c |
d |
t |
(Ⅰ)实验1中,用CO2表示反应开始到平衡的平均反应速率为
(Ⅱ) 在实验3,当a=0.5、b=1时,要使c、d数据与实验2相同,且t<3,可以采取的措施为 (填序号)
A.其它条件不变温度T<900℃ B.其它条件不变温度T>900℃
C.充入一定量氖气 D.使用高效催化剂
(Ⅲ)对于反应二,当升高温度时K2 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行反应
SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g); ΔH=+QkJ/mol(Q>0),下列叙述正确的是 ( )
A.反应过程中,若增大压强能提高SiCl4的转化率
B.若反应开始时SiCl4为1 mol,则达平衡时,吸收热量为Q kJ
C.若单位时间内生成x molHCl的同时,生成x molH2,则反应达到平衡状态
D.使用过量的H2或升高温度都可以提高SiCl4的转化率
下列说法中正确的是( )
A.凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的
B.在反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)的速率测定实验中,分别测得反应速率如下:v(A)= 0.15mol·L-1·s-1,
v (C)=0.3 mol·L-1·s-1,则用C来表示反应进行的速率更快。
C.如图所示,在一U型管中装入含有紫色石蕊试液的Na2SO4溶液,通直流电,一段时间后U型管内会形成一个倒立的三色“彩虹”,从左到右颜色的次序是:红、紫、蓝
D.反应HCl(aq) + NaOH(aq) = NaCl (aq) + H2O(l) △H < 0, 在理论上能用于设计原电池。
已知:在100℃时,纯水的c(H+)为1×10—6,此时将pH=12的NaOH溶液V1 L与pH=l的H2SO4溶液V2 L混合,若所得混合溶液的pH=10,则V1∶V2为( )
A.1∶9 B.10∶1 C.9∶1 D.1∶10
某温度下在密闭容器中发生如下反应:2M(g)+ N(g) 2E(g),若开始时只充入2 mol E气体,达到平衡时,混合气体的压强比起始增大了20%;若开始时只充入了3 mol M和1 mol N的混合气体,达到平衡时M的转化率为( )
A.<60% B.=40% C.<40% D.>60%
用惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液,实验装置如图①。电解过程中的实验数据如图②,横坐标表示电解过程中转移电子的物质的量,纵坐标表示电解过程中产生气体的总体积(标准状况)。则下列说法正确的是( )
A.电解过程中,b电极表面先有红色物质析出,后有气泡产生
B.a电极上发生的反应方程式为:2H+ +2e- = H2↑和 4OH--4e- = 2H2O + O2↑
C.曲线0~P段表示H2和O2混合气体的体积变化,曲线P~Q段表示O2的体积变化
D.从P到Q点时收集到的混合气体的平均摩尔质量为12g·mol-1