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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:51 题号:20851474
合成氨对人类的生存和发展有着重要意义,1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨,实现了人工固氮。
(1)请结合下列数据分析,工业上选用氮气与氢气反应固氮,而没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是_____
序号化学反应K(298K)的数值

(2)合成氨的反应原理为;在一容积为2L的密闭容器中加入一定量的和0.5mol,在一定条件下发生合成氨反应,反应中的物质的量浓度的变化情况如下图

①根据上图,计算从反应开始到平衡时,平均反应速率_____
②平衡时测得的物质的量为0.10mol,则的转化率_____,该温度下的平衡常数_____
(3)对于反应,在一定条件下氨的平衡含量如下表。
温度/℃压强/MPa氨的平衡含量
2001081.5%
550108.25%
①该反应为_____(填“吸热”或“放热”)反应。
②其他条件不变时,温度升高,氨的平衡含量减小的原因是_____
③哈伯选用的条件是550℃、10MPa,而非200℃、10MPa,可能的原因是_____

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【推荐1】在2 L的某恒容密闭容器中发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)   H。已知反应中化学键数据如下表:
化学键H-HC-OC=OH-OC-H
E/(kJ/mol)436351745463413

回答下列问题:
(1)△H___________(填“>”“<”或“=”)0。
(2)某温度下,向该容器中充入0.3 mol CO2、0.9 mol H2,发生上述反应,5 min末,反应达到平衡,此时测得H2O(g)的物质的量分数为25%。
①0~5 min内,H2平均速率v(H2)=___________mol·L1·min1
②每生成0.15 mol CH3OH,转移的电子数为___________NA
③反应前后的总压强之比为___________
(3)工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇(化学式:CH3OH,常温下为无色液体),可以将CO2变废为宝。在体积为2 L的密闭容器中,充入2 mol CO2和6 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示:

①从开始到平衡,CH3OH的平均反应速率v(CH3OH)=_______;H2的转化率a(H2)=_______
②若反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在四种不同情况下的反应速率分别为:
a.v(CO2)=0.15 mol∙L-1∙min-1 b.v(H2)=0.01 mol∙L-1∙min-1
c.v(CH3OH)=0.2 mol∙L-1∙min-1 d.v(H2O)=0.45 mol∙L-1∙min-1
该反应进行最快的是____________(填字母)。
③以下结论可以作为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)已达平衡的标志的是_________
a.v(H2)=v(CH3OH)
b.c(CO2):c(H2):c(CH3OH):c(H2O)=1:3:1:1
c.容器内压强不再变化
d.单位时间内,每生成1 mol CH3OH,同时消耗3 mol H2
e.容器内混合气体的密度不再变化
f.H2的体积分数不再变化
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【推荐2】I.为了探究化学反应速率及其影响因素,某研究小组以盐酸和碳酸钙反应进行了如下实验。实验方案与数据如下表,t表示收集a mLCO2所需的时间。
序号反应温度/℃C(HCl)/ mol·L-1V(HCl)/ mL10g碳酸钙的形状t/min
120210块状t1
220210粉末t2
320410粉末t3
440210粉末t4
(1)设计实验1和实验2的目的是研究 _________________对化学反应速率的影响。
(2)为研究温度对对化学反应速率的影响,可以将实验_____和实验____(填序号)作对比。
(3)将实验2和实验3作对比,可知t2___________t3(填“﹥”、“﹤”或“﹦”)。
Ⅱ.在一体积为10L密闭容器中,通入一定量的CO和H2O,在 850℃时发生如下反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),CO浓度变化如图,

(4)则0~4 min的平均反应速率v(CO)=_____________mol·L-1·min -1
(5)该反应达到最大限度所需的时间为____________,此时CO的转化率为_____________
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【推荐3】碘及碘的化合物在人类活动中占有重要的地位。已知反应H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH=-14.9kJ·mol1
(1)根据下图判断1molH2(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为___________kJ。

(2)氢气和碘蒸气能直接反应生成碘化氢,T℃时,向1L的恒容密闭容器中充入0.2mol H2(g)和0.2mol I2(g),5min时反应达到平衡,H2(g)、I2(g)和HI(g)的物质的量浓度(c)随时间(t)变化的曲线如图所示:

0~5min内,用H2(g)表示的该反应速率v(H2)=__________。6min时,改变的外界条件为__________
(3)反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的反应机理如下:
第一步:I22I(快速平衡);
第二步:I+H2H2I(快速平衡);
第三步:H2I+I→2HI(慢反应)。
则该反应的反应速率由__________步决定。
(4)将等物质的量的I2和H2置于预先抽真空的特制1L恒容密闭容器中,加热到1500K,起始总压强为416kPa;体系达到平衡时,总压强为456kPa。若体系中只考虑如下反应关系:
①I2(g) 2I(g)Kpl=200ΔH1
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KP为以分压表示的平衡常数。1500K时,平衡体系中I(g)的分压为__________kPa,Kp2=__________(写表达式)。
(5)某实验兴趣小组将氧化还原反应2Cu2+5I2CuI↓++设计成如图所示的原电池装置:

带孔的封蜡鸡蛋壳为半透膜,鸡蛋壳内的电极为__________(填“正极”或“负极”);该电极反应式为__________
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