组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应速率与化学平衡 > 化学平衡 > 化学平衡的移动及其影响因素 > 温度对化学平衡移动的影响
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:95 题号:16629949
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2L的密闭容器中加入0.2mol的N2和0.6mol的H2在一定条件下发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得NH3的物质的量为0.2mol。则前5分钟的平均反应速率v(N2)=___________。平衡时H2的转化率为___________%。
(2)平衡后,若提高H2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N2
(3)若在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示:
T/℃200300400
KK1K20.5

请完成下列问题:
①试比较K1K2的大小,K1___________K2(填“<”“>”或“=”);
②400℃时,反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为___________。当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3mol、2mol和1mol时,则该反应的v(N2)___________v(N2)(填“<”“>”或“=”)。

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【推荐1】甲烷的直接转化具有较高的经济价值,备受科学家的关注,其一种反应原理如下:       


(1)依据表中数据计算,x_______

化学键

C—H

O—H

C—O

H—H

键能/(

414

x

326

436


(2)在体积为1L的恒容密闭容器中充入1mol (g)和2mol (g),只发生上述反应,实验测得温度分别为时,其平衡常数分别为、1,则____________(填“>”或“<”)。当温度为时,下列所述状态中,能说明反应已达到平衡状态的是____________(填字母)。

A.                           B.混合气体的密度不再变化

C.混合气体的平均摩尔质量不再变化                           D.


(3)某温度下,在一恒容密闭容器中充入(g)和(g),,加入催化剂使其发生上述反应(忽略其他副反应),测得该反应中初始压强为kPa,分压如图甲所示(2min前,的分压未给出),则A点坐标为____________,平衡常数____________。若3min时,向容器中再充入与起始时等量的(g)和(g),再经过1min反应再次达到平衡,此时表示(g)分压的点的坐标为____________


(4)反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图乙所示,已知经验公式为(其中为活化能,k为速率常数,RC为常数)。催化剂Ⅰ与催化剂Ⅱ相比,催化效果更好的是____________;使用催化剂Ⅰ时,该反应的活化能____________

2024-03-29更新 | 95次组卷
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【推荐2】近年来雾霾天气经常出现,研究雾霾成因和治理是当前环保的重要话题。汽车尾气和燃煤是造成空气污染的原因之一、因此研究氮氧化物的反应机理,对消除和防治环境污染有重要意义。
(1)利用反应2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH<0,可实现汽车尾气的无害化处理。一定条件下进行该反应,测得CO的平衡转化率与温度、起始投料比m[m=]的关系如图所示。

①投料比m1、m2、m3从大到小的顺序为___________
②随着温度的升高,不同投料比下CO平衡转化率趋于相近的原因是___________
(2)如图为均相NO-CO的反应历程,TS代表过渡态,IM表示反应过程中的复杂中间产物(反应路径中每一阶段内各驻点的能量均为相对于此阶段内反应物能量的能量之差)。

①CO(g)+2NO(g)CO2(g)+N2O(g) ΔH=___________
②整个反应分为三个基元反应阶段,第___________(填“一”“二”或“三”)阶段反应活化能最大。
(3)碳单质也可用于氮氧化合物的净化,2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-64.2kJ·mol-1,在密闭容器中加入一定量的碳和NO2,维持温度为T°C,如图为不同压强下反应经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图。

①试分析,1050kPa前,NO2转化率随着压强增大而增大的原因___________
②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp);在T°C、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数___________(用计算表达式表示,不必化简);已知:气体分压(p)=气体总压(p)×体积分数。
(4)利用固体氧化物电解池通过电解方式分解氮氧化物的原理如下图所示。原理是用Pt电极将N2O在电解池中分解成无污染的N2和O2除去,两电极间是新型固体氧化物电解质,在一定条件下可自由传导O2-,电解池阴极反应式为___________
2022-03-17更新 | 210次组卷
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【推荐3】氨是一种重要的化工原料,氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一。
(1)传统哈伯法合成氨工艺中相关的反应式为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),ΔH<0
①该反应的平衡常数K的表达式为:K=___________。升高温度,K值______(填“增大”“减小”或“不变”)。
②不同温度、压强下,合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表(N2和H2的起始物质的量之比为1∶3)。分析表中数据,___________________(填温度和压强)时H2转化率最高,实际工业生产中不选用该条件的主要原因是_____________________________
   
③下列关于合成氨说法正确的是______________(填字母)
A.使用催化剂可以提高氮气的转化率
B.寻找常温下的合适催化剂是未来研究的方向
C.由于ΔH<0、ΔS>0,故合成氨反应一定能自发进行
(2)最近美国Simons等科学家发明了不必使氨先裂化为氢就可直接用于燃料电池的方法。其装置为用铂黑作为电极,加入碱性电解质溶液中,一个电极通入空气,另一电极通入氨气。其电池反应为4NH3+3O2=2N2+6H2O,写出负极电极反应式___________________
2016-12-09更新 | 311次组卷
共计 平均难度:一般