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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:44 题号:22698587
合成氨工业的核心反应是。反应过程中能量变化如图所示,回答下列问题。

(1)在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,的变化是___________
A.增大       B.减小       C.不变
(2)关于该反应的下列说法中,正确的是________。
A.B.
C.D.

(3)若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气,则合成氨反应的平衡移动___________
A.向左       B.向右       C.不
(4)在500℃、和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5molN2和1.5molH2,充分反应后,放出的热量___________(填“<”、“>”或“=”)46.2kJ,理由是___________
(5)某温度下,在0.5L的密闭容器中充入0.5mol和1.5mol,10min达到平衡,测得此时混合气体的平均摩尔质量为,求这段时间内的化学反应速率及的平衡转化率________。(写出计算过程)
(6)如在该温度下,在0.5L的密闭容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时反应___________(填“>”、“<”“=”或“不能确定”),判断理由是___________

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【推荐1】回答下列问题
(1)在一定温度下,氧化铁可以与一氧化碳发生反应:Fe2O3(s)+3CO(g) ⇌2Fe(s)+3CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如表:
温度(℃)100011501300
平衡常数64.050.742.9

请回答下列问题:
①该反应ΔH_______0 (填“>”、“<”或“=”)。
②在一个容积为10 L的密闭容器中,1 000 ℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反应经过10 min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)=_______,CO的平衡转化率为_______
③欲提高②中CO的平衡转化率,可采取的措施是_______
A.减少Fe的量        B.增加Fe2O3的量   C.移出部分CO2
D.提高反应温度     E.减小容器的容积       F.加入合适的催化剂
(2)工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇: CO(g)+2H2(g)⇌ CH3OH(g) ΔH <0
①图1表示的是一定温度下,在体积为2 L的密闭容器中加入5 mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间的变化情况。反应在10 min时达到平衡,从反应开始到达到平衡,用H2表示的平均反应速率v(H2)= _______

②图2表示在温度分别为T1、T2时,平衡体系中H2的体积分数随压强变化的曲线,A、C两点的反应速率:A_______C(填“>”“=”或“<”,下同),A、C两点的化学平衡常数:A_______C,由状态B到状态A,可采用 _______ (填“升温”或“降温”)的方法。

③恒容条件下,下列措施能使 n(CH3OH )/n( CO )比值减小的是_______(填字母)。
A.升高温度                    B.充入He                         C.再充入2 mol CO和5 mol H2 D.使用催化剂
2022-12-19更新 | 59次组卷
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【推荐2】金属锰及化合物广泛应用于工业生产、制造业等领域。
(1)科研人员将锰粉碎后加入到溶液中使其浸出(假定杂质不反应,溶液体积不变),发生反应(已知含水溶液为米黄色)
①为加快上述反应速率可以采取的措施有________(写出一条即可)。不考虑温度因素,一段时间后Mn的溶解速率加快,可能的原因是_______
②下列说明反应已达平衡的有_______(填编号)。
A.溶液的颜色不发生变化
B.溶液中
C.体系中固体的质量不变
D.浓度的比值保持不变
③室温下,测得溶液中阳离子浓度随时间的变化情况如下图所示,则上述反应的平衡常数K=___的转化率为_____

④若其他条件不变,10min后向容器中迅速加入蒸馏水至溶液体积变为原来的2倍,则再次平衡时=_____(不考虑离子水解的影响)。
(2)也可在为体系的电解液中电解获得,其阳极反应式为_____
(3)电解制锰后的废水中含有,常用石灰乳进行一级沉降得到沉淀,过滤后再向滤液中加入等体积的溶液,进行二级沉降,为了将的浓度降到,则加入的溶液的浓度至少是___mol/L[已知]。
2019-05-09更新 | 504次组卷
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【推荐3】气态含氮化合物是把双刃剑,既是固氮的主要途径,也是大气污染物。气态含氮化合物及相关反应是科研热点。回答下列问题:
(1)汽车尾气中含有较多的氮氧化物和不完全燃烧的CO,汽车三元催化器可以实现降低氮氧化物的排放量。汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在催化剂的作用下转化成两种无污染的气体:     
①CO还原NO的反应机理及相对能量如图所示(TS表示过渡态):

△H=_____
②若在恒容密闭容器中,充入2 mol CO和2 mol NO,下列不能说明该反应已经达到平衡状态的是_____ (填标号)。
A.CO和NO的物质的量之比不变                  B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的压强保持不变                            D.2v(N2)=v(CO)
(2)H2还原NO的反应为
①为研究H2和NO的起始投料比对NO平衡转化率的影响,分别在不同温度下,向三个体积均为αL的恒容密闭容器中加入一定量H2和NO发生反应,实验结果如图所示。

T1、T2、T3中温度最高的是_____,判断的理由是_____
②研究表明,氮氧化物的脱除率除了与还原剂、催化剂相关外,还取决于催化剂表面氧缺位的密集程度。以La0.8A0.2BCoO3+x(A、B均为过渡元素)为催化剂,用H2还原NO的机理如下:
第一阶段:B4+(不稳定)+H2→低价态的金属离子(还原前后催化剂中金属原子的个数不变)
第二阶段:I.             Ⅱ.
Ⅲ.                            Ⅳ.
V.
注:表示催化剂表面的氧缺位,g表示气态,a表示吸附态
第一阶段用氢气还原B4+得到低价态的金属离子越多,第二阶段反应的速率越快,原因是_____
(3)N2O4与NO2之间存在反应。将定量的N2O4放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率[α(N2O4)]随温度的变化如图所示。

①图中a,点对应温度下,已知N2O4的起始压强为l08kPa,则该温度下反应的平衡常数KP=______kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
②在一定条件下,该反应N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系v(N2O4)=k1p(N2O4),v (NO2)=k2p2(NO2),其中k1、k2是与反应温度有关的常数。一定温度下,k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1=______
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