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合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,其研究来自正确的理论指导,合成氨反应的...

合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,其研究来自正确的理论指导,合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下:

温 度(℃)

360

440

520

K值

0.036

0.010

0.0038

 

(1)①写出工业合成氨的化学方程式_________________________________________。

②由上表数据可知该反应为放热反应,理由是_____________________________________。

③理论上,为了增大平衡时H2的转化率,可采取的措施是。(填序号)

a.增大压强              b.使用合适的催化剂

c.升高温度              d.及时分离出产物中的NH3

(2)原料气H2可通过反应 CH4(g) + H2O (g)满分5 manfen5.comCO(g) + 3H2(g) 获取,已知该反应中,当初始混合气中的满分5 manfen5.com恒定时,温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如下图所示:

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①图中,两条曲线表示压强的关系是:P1________P2(填“>”、“=”或“<”)。

②该反应为_____________反应(填“吸热”或“放热”)。

(3)原料气H2还可通过反应CO(g) + H2O(g)满分5 manfen5.comCO2 (g) + H2(g) 获取。

①T ℃时,向容积固定为5 L的容器中充入1 mol水蒸气和1 mol CO,反应达平衡后,测得CO的浓度为0.08 mol·L-1,则平衡时CO的转化率为______,该温度下反应的平衡常数K值为_________。

②保持温度仍为T ℃,改变水蒸气和CO的初始物质的量之比,充入容器进行反应,下列描述能够说明体系处于平衡状态的是_____________(填序号)。

a.容器内压强不随时间改变

b.混合气体的密度不随时间改变

c.单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2

d.混合气中n(CO) : n(H2O) : n(CO2) : n(H2) = 1: 16 : 6 : 6

 

(1)①N2 + 3H22 NH3(2分) ② 随温度升高,反应的平衡常数K减小(2分) ③a、d(2分)    (2)①<(2分)②吸热(2分) (3)①60 %(2分)   9/4或2.25(2分)    ②c和d(2分) 【解析】 试题分析:(1)①工业上利用氮气和氢气在一定条件下发生化合反应制备氨气,所以工业合成氨的化学方程式为N2 + 3H22 NH3。 ②根据表中数据可知,随着温度的逐渐升高,平衡常数逐渐减小。这说明升高温度平衡向逆反应方向移动,因此正方应是放热反应。 ③合成氨是体积减小的放热的可逆反应,则a、增大压强,平衡向正反应方向移动,氢气的转化率增大,a正确;b、催化剂只能改变反应速率,而不能改变平衡状态,所以使用合适的催化剂不能改变氢气的转化率,b不正确;c、升高温度,平衡向逆反应方向移动,氢气的转化率降低,c不正确;d、及时分离出产物中的NH3,降低生成物浓度,平衡向正反应方向移动,氢气转化率增大,d正确,答案选ad。 (2)①根据方程式可知正方应是体积增大的可逆反应,因此增大压强平衡向逆反应方向移动,甲烷的平衡含量增大。根据图像可知,在温度相同时P2曲线对应的甲烷含量高,所以压强关系是P1<P2。 ②根据图像可知,在压强恒定时,随之温度的升高,甲烷的含量降低。这说明升高温度平衡向正反应方向移动,即正方应是吸热反应。 (3)①            CO(g) + H2O(g)CO2 (g) + H2(g) 起始浓度(mol/L)  0.2     0.2          0         0 转化浓度(mol/L) 0.12    0.12         0.12      0.12 平衡浓度(mol/L) 0.08    0.08         0.12      0.12 所以根据化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值可知,该温度下平衡常数K===。 平衡时CO的转化率=×100%=60%。 ②在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,据此可以判断。A、该反应是体积不变的可逆反应,因此反应前后压强始终是不变,所以容器内压强不随时间改变不能说明反应达到平衡状态,a不正确;b、密度是混合气的质量和容器容积的比值,在反应过程中质量和容积始终是不变的,即密度始终是不变的,所以混合气体的密度不随时间改变不能说明反应达到平衡状态,b不正确;c、单位时间内生成a mol CO2的同时必然同时生成amol氢气,又因为消耗a mol H2,这说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,c正确;d、混合气中n(CO) : n(H2O) : n(CO2) : n(H2) = 1: 16 : 6 : 6,此时Q===,所以反应达到平衡状态,d正确,答案选cd。 考点:考查外界条件对平衡状态的影响、平衡状态判断、平衡常数以及转化率的有关计算
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考点分析:
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现有pH=2的醋酸溶液甲和pH=2的盐酸乙,请根据下列操作完成问题:

(1)取10 mL的甲溶液,加入等体积的水,醋酸的电离平衡________(填“向左”、“向右”或“不”)移动;另取10 mL的甲溶液,加入少量无水醋酸钠固体(假设加入固体前后,溶液体积保持不变),待固体溶完后,溶液中[H]/[CH3COOH]的比值将________(填“增大”、“减小”或“无法确定”)。

(2)相同条件下,取等体积的甲、乙两溶液,各稀释100倍。稀释后的溶液,其pH大小关系为:pH(甲)________pH(乙)。(填“大于”、“小于”或“等于”,下同)

(3)各取25 mL的甲、乙两溶液,分别用等浓度的NaOH稀溶液中和至pH=7,则消耗的NaOH溶液的体积大小关系为:V(甲)________V(乙)。

(4)取25 mL的甲溶液,加入等体积pH=12的NaOH溶液,反应后溶液中[Na]、[CH3COO]的大小关系为:[Na]________[CH3COO]。

(5)取25 mL的乙溶液,加入等体积pH=12的氨水,反应后溶液中的溶质为_________________。

 

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 (1)25 ℃时,0.1 mol·L1NaOH溶液的pH为________;

(2)25 ℃时,0.1 mol·L1NH4Cl溶液的pH_____7(填“<”、“=”或“>”),其原因是_________(用离子方程式表示);

(3)将上述两种溶液等体积混合后,离子浓度大小次序正确的是________(填序号)。

A.[Na]>[Cl]>[OH]>[H]

B.[Na]=[Cl]>[H]>[OH]

C.[Na]=[Cl]>[OH]>[H]

D.[Cl]>[Na]>[OH]>[H]

(4) 下列物质能导电且属于电解质的是________(填序号)。

A.铁     B.盐酸     C.氯化钠晶体     D.熔融氢氧化钠

(5) 25℃时,0.1 mol·L1NaOH溶液中水电离出来的氢氧根的浓度为C1,0.1 mol·L1NH4Cl溶液中水电离出来的氢离子的浓度为C2,则C1 ______C2(填“<”、“=”或“>”)。

 

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某酸性溶液中只有Na+、CH3COO-、H+、OH-四种离子。则下列描述正确的是

A.该溶液由pH=3的CH3COOH与pH=11的NaOH溶液等体积混合而成

B.该溶液由等物质的量浓度、等体积的NaOH溶液和CH3COOH溶液混合而成

C.加入适量NaOH,溶液中离子浓度为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)

D.加入适量氨水,c(CH3COO-)一定大于c(Na+)、c(NH4+)之和

 

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下列关于电解质溶液的正确判断是

A.在pH=12的溶液中,K、Cl、HCO3-、Na可以常量共存

B.在pH=0的溶液中,Na、NO3-、SO32-、K可以常量共存

C.由0.1 mol·L1一元碱BOH溶液的pH=10,可推知BOH溶液存在BOH=B+OH

D.由0.1 mol·L1一元酸HA溶液的pH=3,可推知NaA溶液存在A+H2O满分5 manfen5.comHA+OH

 

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下列叙述正确的是

A.95 ℃纯水的pH<7,说明加热可导致水呈酸性

B.pH=3的醋酸溶液,稀释至10倍后pH=4

C.0.2 mol·L1的盐酸,与等体积水混合后pH=1

D.pH=3的醋酸溶液,与pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后pH=7

 

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