氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题,请回答:
(1)若在一容积为的密闭容器中加入的和的在一定条件下发生反应: ,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得的物质的量为。则前5分钟的平均反应速率______ 。平衡时的转化率为_____ 。
(2)下列能判定(1)中合成氨反应到达平衡状态的是___________
A. 容器内压强保持不变
B. 容器内混合气体的密度保持不变
C. 容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变
D.
E.单位时间内每断裂,同时形成
(3)平衡后,若提高的转化率,可以采取的措施有___________ 。
A. 加了催化剂
B. 增大容器体积
C. 降低反应体系的温度
D. 加入一定量
(4)若在的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应: ,其化学平衡常数与温度的关系如表所示:
请完成下列问题:
①试比较、的大小,___________ (填“”“”或“”);
②时,反应的化学平衡常数为___________ 。当测得、和物质的量分别为、和时,则该反应的_______ (填“”“”或“”)。
(1)若在一容积为的密闭容器中加入的和的在一定条件下发生反应: ,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得的物质的量为。则前5分钟的平均反应速率
(2)下列能判定(1)中合成氨反应到达平衡状态的是
A. 容器内压强保持不变
B. 容器内混合气体的密度保持不变
C. 容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变
D.
E.单位时间内每断裂,同时形成
(3)平衡后,若提高的转化率,可以采取的措施有
A. 加了催化剂
B. 增大容器体积
C. 降低反应体系的温度
D. 加入一定量
(4)若在的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应: ,其化学平衡常数与温度的关系如表所示:
200 | 300 | 400 | |
0.5 |
①试比较、的大小,
②时,反应的化学平衡常数为
更新时间:2021-01-05 09:52:41
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(0.65)
【推荐1】汽车尾气中的CO、NO2在一定条件下可以发生反应:4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) ΔH=−1 200 kJ·mol-1。在一定温度下,向容积固定为2 L的密闭容器中充入一定量的CO和NO2,NO2的物质的量随时间的变化曲线如图所示:
(1)0~10 min内该反应的平均速率v(CO)=________ ,从11 min起其他条件不变,压缩容器的容积变为1 L,则n(NO2)的变化曲线可能为图中的______ (填字母)。
(2)恒温恒容条件下,不能说明该反应已达到平衡状态的是________ (填字母)。
A.容器内混合气体颜色不再变化
B.容器内的压强保持不变
C.2v逆(NO2)=v正(N2)
D.容器内混合气体密度保持不变
(1)0~10 min内该反应的平均速率v(CO)=
(2)恒温恒容条件下,不能说明该反应已达到平衡状态的是
A.容器内混合气体颜色不再变化
B.容器内的压强保持不变
C.2v逆(NO2)=v正(N2)
D.容器内混合气体密度保持不变
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(0.65)
【推荐2】将气体A、B置于容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:4A(g)+B(g)=2C(g),反应进行到4s末,测得A为0.5mol,B为0.4mol,C为0.2mol则
(1)用生成物C表示该反应的速率为___________ ,用物质A表示该反应的速率___________
(2)容器中原有物质A为____________ mol
(3)4s末,容器内B的浓度为__________ mol/L
(4)若其他条件不变的情况下降低温度,则逆反应速率_____ (填“增大”“减小”或“不变”,下同);若在恒温恒容的情况下,充入D气体(不参加反应),则反应速率________ 。
(5)有效碰撞理论能帮助我们很好的理解化学反应速率的影响因素,下列有关速率或速率影响因素的说法正确的是_____ (多选)
A.活化分子间所发生的所有碰撞均为有效碰撞
B.增大反应物浓度能够增大活化分子百分数,化学反应速率一定增大
C.升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率一定增大
D.增大压强,活化分子数一定增加,化学反应速率一定增大
E.不管什么反应,加入更多反应物、加热、加压或使用催化剂,都可以加快反应速率
F.反应物的性质是决定化学反应速率的主要因素
(1)用生成物C表示该反应的速率为
(2)容器中原有物质A为
(3)4s末,容器内B的浓度为
(4)若其他条件不变的情况下降低温度,则逆反应速率
(5)有效碰撞理论能帮助我们很好的理解化学反应速率的影响因素,下列有关速率或速率影响因素的说法正确的是
A.活化分子间所发生的所有碰撞均为有效碰撞
B.增大反应物浓度能够增大活化分子百分数,化学反应速率一定增大
C.升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率一定增大
D.增大压强,活化分子数一定增加,化学反应速率一定增大
E.不管什么反应,加入更多反应物、加热、加压或使用催化剂,都可以加快反应速率
F.反应物的性质是决定化学反应速率的主要因素
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解题方法
【推荐3】工业合成氨技术反应原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ•mol-1。
(1)T℃时,在有催化剂、体积为1.0L的恒容密闭容器中充入3molH2、1molN2,10min时反应达到平衡,测得c(NH3)=1.2mol•L-1。
①前10min的平均反应速率v(H2)=___ mol•L-1•min-1。
②化学平衡常数K=___ 。
(2)在其他条件相同时,如图为分别测定不同压强、不同温度下,N2的平衡转化率。
L表示___ ,其中X1__ X2(填“>”或“<”)。
(3)T℃时,在有催化剂的恒容密闭容器中充入N2和H2。如图为不同投料比时某反应物X的平衡转化率变化曲线。
①反应物X是___ (填“N2”或“H2”)。
②判断依据是___ 。
(1)T℃时,在有催化剂、体积为1.0L的恒容密闭容器中充入3molH2、1molN2,10min时反应达到平衡,测得c(NH3)=1.2mol•L-1。
①前10min的平均反应速率v(H2)=
②化学平衡常数K=
(2)在其他条件相同时,如图为分别测定不同压强、不同温度下,N2的平衡转化率。
L表示
(3)T℃时,在有催化剂的恒容密闭容器中充入N2和H2。如图为不同投料比时某反应物X的平衡转化率变化曲线。
①反应物X是
②判断依据是
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【推荐1】一定温度下,在容积为VL的密闭容器中进行反应:aN(g)bM(g),M、N的物质的量随时间的变化曲线如图所示:
(1)此反应的化学方程式中=____ 。
(2)t1到t2时刻,以M的浓度变化表示的平均反应速率为_____ 。
(3)下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是____ (填字母)。
A 反应中M与N的物质的量之比为1∶1
B 混合气体的总质量不随时间的变化而变化
C 混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D 单位时间内消耗a mol N,同时生成b mol M
E 混合气体的压强不随时间的变化而变化
(1)此反应的化学方程式中=
(2)t1到t2时刻,以M的浓度变化表示的平均反应速率为
(3)下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是
A 反应中M与N的物质的量之比为1∶1
B 混合气体的总质量不随时间的变化而变化
C 混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D 单位时间内消耗a mol N,同时生成b mol M
E 混合气体的压强不随时间的变化而变化
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真题
解题方法
【推荐2】接触法制硫酸工艺中,其主反应在450℃并有催化剂存在下进行:
(1)该反应所用的催化剂是_______ (填写化合物名称),该反应450℃时的平衡常数_______ 500℃时的平衡常数(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)该热化学反应方程式的意义是_______ 。
(3)下列可用来判断该可逆反应达到平衡状态的是____________ 。
a. b.容器中气体的平均分子量不随时间而变化
c.容器中气体的密度不随时间而变化 d.容器中气体的分子总数不随时间而变化
(4)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20 mol 和0.10mol,半分钟后达到平衡,测得容器中含0.18mol,则=_______ mol·L-1·min,若继续通入0.20mol和0.10mol,则平衡_______ 移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向” 或“不”),再次达到平衡后,_______ mol<n()<_______ mol。
(1)该反应所用的催化剂是
(2)该热化学反应方程式的意义是
(3)下列可用来判断该可逆反应达到平衡状态的是
a. b.容器中气体的平均分子量不随时间而变化
c.容器中气体的密度不随时间而变化 d.容器中气体的分子总数不随时间而变化
(4)在一个固定容积为5L的密闭容器中充入0.20 mol 和0.10mol,半分钟后达到平衡,测得容器中含0.18mol,则=
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【推荐3】目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
(1)恒容容器中,对于以上反应,能加快反应速率的是__ 。
a.升高温度 b.充入He c.加入催化剂 d.降低压强
(2)在体积为2L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2的物质的量随时间变化如表所示。
①从反应开始到5min末,用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)=___ ;
②反应达到平衡状态时,此时H2的转化率为__ 。
(3)在相同温度、容积不变的条件下,能说明该反应已达平衡状态的是__ (填序号)。
a.CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再变化
b.v生成(CH3OH)=v消耗(CO2)
c.n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶1∶1∶1
d.容器中混合气体的密度保持不变
e.H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3∶1
(1)恒容容器中,对于以上反应,能加快反应速率的是
a.升高温度 b.充入He c.加入催化剂 d.降低压强
(2)在体积为2L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,测得CO2的物质的量随时间变化如表所示。
t/min | 0 | 2 | 5 | 10 | 15 |
n(CO2)/mol | 1 | 0.75 | 0.5 | 0.25 | 0.25 |
②反应达到平衡状态时,此时H2的转化率为
(3)在相同温度、容积不变的条件下,能说明该反应已达平衡状态的是
a.CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再变化
b.v生成(CH3OH)=v消耗(CO2)
c.n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶1∶1∶1
d.容器中混合气体的密度保持不变
e.H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3∶1
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【推荐1】近年来北京市汽车拥有量呈较快增长趋势,汽车尾气已成为重要的空气污染物。
(1)汽车内燃机工作时引起反应:N2(g)+O2(g)2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。T℃时,向容积为2 L的密闭容器中充入10molN2与5molO2,达到平衡后NO的物质的量为2mol,则T℃时该反应的平衡常数K=_______ 。(计算结果保留小数点后两位数字)
(2)一定量的NO发生分解的过程中,NO的转化率随时间变化的曲线如图所示。(已知:T1<T2)
①反应2NO(g)N2(g)+O2(g)为(填“吸热”或“放热)_________ 反应。
②一定温度下,能够说明反应 2NO(g)N2(g)+O2(g)已达到平衡的是(填序号)______ 。
a.容器内的压强不发生变化
b.NO、N2、O2的浓度保持不变
c.NO分解的速率和NO生成的速率相等
d.单位时间内分解4mol NO,同时生成2 mol N2
(3)①当发动机采用稀薄燃烧时,尾气中的主要污染物为NOx,可用 CxHy(烃)催化还原NO2消除氮氧化物的污染。
已知:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H3=-867kJ·mol-1,
△H2=______________ 。
②使用催化剂可以将汽车尾气的主要有害成分一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)转化为无毒气体,该反应的化学方程式为_________________ 。
(1)汽车内燃机工作时引起反应:N2(g)+O2(g)2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。T℃时,向容积为2 L的密闭容器中充入10molN2与5molO2,达到平衡后NO的物质的量为2mol,则T℃时该反应的平衡常数K=
(2)一定量的NO发生分解的过程中,NO的转化率随时间变化的曲线如图所示。(已知:T1<T2)
①反应2NO(g)N2(g)+O2(g)为(填“吸热”或“放热)
②一定温度下,能够说明反应 2NO(g)N2(g)+O2(g)已达到平衡的是(填序号)
a.容器内的压强不发生变化
b.NO、N2、O2的浓度保持不变
c.NO分解的速率和NO生成的速率相等
d.单位时间内分解4mol NO,同时生成2 mol N2
(3)①当发动机采用稀薄燃烧时,尾气中的主要污染物为NOx,可用 CxHy(烃)催化还原NO2消除氮氧化物的污染。
已知:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H3=-867kJ·mol-1,
△H2=
②使用催化剂可以将汽车尾气的主要有害成分一氧化碳(CO)和氮氧化物(NOx)转化为无毒气体,该反应的化学方程式为
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【推荐2】(1)已建立化学平衡的可逆反应,当改变条件使化学反应向正反应方向移动时,下列有关叙述正确的是___________ (填序号)
①正反应速率一定大于逆反应速率
②反应物转化率一定增大
③生成物的产量一定增加
④反应物浓度一定降低
(2)下列溶液:①pH=1的盐酸,②0.05 mol•L-1的盐酸溶液 ③0.1mol•L-1的氯化钠溶液 由水电离的H+浓度由大到小顺序是___________ (填序号)
(3)在25℃时,某稀溶液中由水电离产生的c(OH-)=10-10mol•L-1. 该溶液的pH可能为_________________
(4)有等体积等pH的Ba(OH)2、NaOH和NH3·H2O三种碱溶液,滴加等浓度的盐酸将它们恰好中和,用去酸的体积分别为V1、V2、V3,则三者的大小关系正确的是______________________
(5)一定温度下,可逆反应2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)在体积固定的密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是_______ (填序号)
①单位时间内生成n mol O2,同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2,同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1
④混合气体的压强不再改变
⑤混合气体的颜色不再改变
①正反应速率一定大于逆反应速率
②反应物转化率一定增大
③生成物的产量一定增加
④反应物浓度一定降低
(2)下列溶液:①pH=1的盐酸,②0.05 mol•L-1的盐酸溶液 ③0.1mol•L-1的氯化钠溶液 由水电离的H+浓度由大到小顺序是
(3)在25℃时,某稀溶液中由水电离产生的c(OH-)=10-10mol•L-1. 该溶液的pH可能为
(4)有等体积等pH的Ba(OH)2、NaOH和NH3·H2O三种碱溶液,滴加等浓度的盐酸将它们恰好中和,用去酸的体积分别为V1、V2、V3,则三者的大小关系正确的是
(5)一定温度下,可逆反应2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)在体积固定的密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是
①单位时间内生成n mol O2,同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2,同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1
④混合气体的压强不再改变
⑤混合气体的颜色不再改变
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解题方法
【推荐3】CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。在容积为1 L的恒容密闭容器中,充入1.00 mol CO2(g)和3.00 mol H2(g),一定条件下发生反应得到CH3OH(g)和H2O(g),测得反应物X和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。
(1)0~3 min内,v(CH3OH)=_______ (保留三位有效数字)mol·L-1·min-1。
(2)该反应的化学方程式为_______ 。
(3)X代表的物质为_______ (填化学式) ,理由是_______ 。
(4)15 min后,保持其他条件不变,向容器中再通入1. 00 mol CO2(g)和3. 00 mol H2(g),则该反应的速率将_______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)下列可以作为该反应已达到平衡的判据的是_______ (填标号)。
(1)0~3 min内,v(CH3OH)=
(2)该反应的化学方程式为
(3)X代表的物质为
(4)15 min后,保持其他条件不变,向容器中再通入1. 00 mol CO2(g)和3. 00 mol H2(g),则该反应的速率将
(5)下列可以作为该反应已达到平衡的判据的是_______ (填标号)。
A.气体的压强不变 |
B.v正 (CO2)=v逆(H2O) |
C.CH3OH(g)与H2O(g)的浓度相同 |
D.容器内气体的密度不变 |
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【推荐1】能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛地开发和应用前景。工业上合成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0。在300 ℃、5 MPa条件下,将0.20 mol CO与0.58 mol H2的混合气体充入2L密闭容器中发生反应,反应过程中甲醇的物质的量浓度随时间的变化如图所示。
(1)列式计算300 ℃时该反应的平衡常数K=___________ 。
(2)300 ℃时,将0.50mol CO、1.00 mol H2和1.00 mol CH3OH充入容积为2L的密闭容器中,此时反应将___________(填字母,下同) 。
(3)下列措施可提高甲醇产率的是___________。
(1)列式计算300 ℃时该反应的平衡常数K=
(2)300 ℃时,将0.50mol CO、1.00 mol H2和1.00 mol CH3OH充入容积为2L的密闭容器中,此时反应将___________(填字母,下同) 。
A.向正反应方向进行 | B.向逆反应方向进行 |
C.处于平衡状态 | D.无法判断 |
A.压缩容器体积 | B.将CH3OH(g)从体系中分离 |
C.充入He,使体系总压强增大 | D.再充入0.20 mol CO和0.58 mol H2 |
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解题方法
【推荐2】氨是化学实验室及化工生产中的重要物质,应用广泛。
(1)已知25℃时:N2(g)+O2(g)⇌ 2NO(g) △H1=+183 kJ/mol ;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H2=-571.6 kJ/mol ;
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(1) △H3=-1164.4 kJ/mol;
则N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H=________ kJ/mol。
(2)在恒温恒容密闭容器中进行合成氨反应,起始投料时各物质浓度如下表:
①按投料I进行反应,测得达到化学平衡状态时H2的转化率为40%,若按投料II进行反应,起始时反应进行的方向为________ (填“正向”或“逆向”)。
②L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。如图表示L一定时,合成氨反应中H2(g)的平衡转化率随X
的变化关系。
iX代表的物理量是_________ ,
ii判断L1、L2的大小关系,并简述理由:_____________ 。
(1)已知25℃时:N2(g)+O2(g)⇌ 2NO(g) △H1=+183 kJ/mol ;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H2=-571.6 kJ/mol ;
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(1) △H3=-1164.4 kJ/mol;
则N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H=
(2)在恒温恒容密闭容器中进行合成氨反应,起始投料时各物质浓度如下表:
N2 | H2 | NH3 | |
投料I | 1.0mol/L | 3.0mol/L | 0 |
投料II | 0.5mol/L | 1.5mol/L | 1.0mol/L |
②L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。如图表示L一定时,合成氨反应中H2(g)的平衡转化率随X
的变化关系。
iX代表的物理量是
ii判断L1、L2的大小关系,并简述理由:
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【推荐3】向2L的刚性密闭容器中充入1molCH3OH(g)和1.3molH2O(g),只发生上述①、②反应。测得H2O(g)、CO2、H2、CO的平衡体积分数与温度的关系如图所示,CH3OH(g)的平衡体积分数极低,则图中的曲线b、d表示的物质依次是________ 、________ 。若体系在某温度下经5min达平衡状态,平衡时气体的总物质的量为4.26mol,CO的物质的量为0.8mol,则前5min甲醇的平均反应速率v(CH3OH)=_______ mol·L-1·min-1,该温度下反应②的平衡常数K=_______ (保留至小数点后两位)。
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