解题方法
1 . 2018年是合成氨工业先驱哈珀获得诺贝尔奖100周年,合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义。
I.N2和H2生成NH3的反应为:N2(g)+H2(g)NH3(g) ΔH(298K)=-46.2kJ·mol-1, 在Fe催化剂作用下的反应历程如下(*表示吸附态)
化学吸附:N2(g)→2N* , H2(g)→2H*
表面反应:N*+H*→NH* ,NH*+H*→NH2 * ,NH2 *+H*→NH3*
脱附: NH3*NH3(g)
其中,N2的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定合成氨的整体反应速率
(1)利于提高合成氨平衡产率的条件有_______ 。
A.高温 B.低温 C.低压 D.高压 E.催化剂
(2)实际生产中常用工艺条件:Fe作催化剂。控制温度773K,压强3.0×107Pa,原料气中N2和H2物质的量之比为1:2.8。
①分析说明原料气中N2过量的理由(任写一条)_______ 。
②关于合成氨工艺的下列理解,正确的是_______ (填选项字母)。
A.合成氨反应在不同温度下的ΔH和ΔS都小于零
B.当温度、压强一定时,在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体,有利于提高平衡转化率
C.迅速冷却可将NH3液化,不断将液态氨移去,有利于反应正向进行
D.分离空气可得到N2,通过天然气和水蒸气转化可得H2,原料气须经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故发生
II.工业合成氨生产示意图如图所示:
(3)X的化学式为_______ 。
(4)图中条件选定的主要原因是_______ (填字母)。
A.温度、压强对化学平衡的影响
B.铁触媒在该温度时活性大
C.工业生产受动力、材料、设备等条件的限制
(5)当合成氨反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、H2和 NH3的量),反应速率与时间的关系如图所示。图中t1时引起平衡移动的条件可能是_______ 。其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是_______ (填字母)。
A.0~t1 B.t2~t3 C.t4~t5 D.t5~t6
I.N2和H2生成NH3的反应为:N2(g)+H2(g)NH3(g) ΔH(298K)=-46.2kJ·mol-1, 在Fe催化剂作用下的反应历程如下(*表示吸附态)
化学吸附:N2(g)→2N* , H2(g)→2H*
表面反应:N*+H*→NH* ,NH*+H*→NH2 * ,NH2 *+H*→NH3*
脱附: NH3*NH3(g)
其中,N2的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定合成氨的整体反应速率
(1)利于提高合成氨平衡产率的条件有
A.高温 B.低温 C.低压 D.高压 E.催化剂
(2)实际生产中常用工艺条件:Fe作催化剂。控制温度773K,压强3.0×107Pa,原料气中N2和H2物质的量之比为1:2.8。
①分析说明原料气中N2过量的理由(任写一条)
②关于合成氨工艺的下列理解,正确的是
A.合成氨反应在不同温度下的ΔH和ΔS都小于零
B.当温度、压强一定时,在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体,有利于提高平衡转化率
C.迅速冷却可将NH3液化,不断将液态氨移去,有利于反应正向进行
D.分离空气可得到N2,通过天然气和水蒸气转化可得H2,原料气须经过净化处理,以防止催化剂中毒和安全事故发生
II.工业合成氨生产示意图如图所示:
(3)X的化学式为
(4)图中条件选定的主要原因是
A.温度、压强对化学平衡的影响
B.铁触媒在该温度时活性大
C.工业生产受动力、材料、设备等条件的限制
(5)当合成氨反应达到平衡后,改变某一外界条件(不改变N2、H2和 NH3的量),反应速率与时间的关系如图所示。图中t1时引起平衡移动的条件可能是
A.0~t1 B.t2~t3 C.t4~t5 D.t5~t6
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2 . 反应①Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g) △H1=a kJ/mol;
②CO(g)+1/2O2(g) CO2(g) △H2=b kJ/mol
测得在不同温度下,反应①的平衡常数 K 值随温度的变化如下:
(1)若 500℃时进行反应①,CO2起始浓度为 2 mol·L-1,CO2的平衡浓度为____________ 。
(2)反应①中的 a_____________ 0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)700℃反应已经①达到平衡,要使该平衡正向移动,其他条件不变时,可以采取的措施有_____________ (填序号)
A.缩小反应器体积 B.通入 CO2
C.升高温度到 900℃ D.使用合适的催化剂
(4)下列图象符合反应①的是_____ (填序号)(图中 v是速率、Φ为混合物中 CO2含量, T 为温度且 T1> T2)
(5) 2Fe(s)+O2(g) 2FeO(s) △H3,该反应的△H3=________ kJ/mol。(用含 a、b的代数式表示)
②CO(g)+1/2O2(g) CO2(g) △H2=b kJ/mol
测得在不同温度下,反应①的平衡常数 K 值随温度的变化如下:
温度/℃ | 500 | 700 | 900 |
K | 1.00 | 1.47 | 2.40 |
(1)若 500℃时进行反应①,CO2起始浓度为 2 mol·L-1,CO2的平衡浓度为
(2)反应①中的 a
(3)700℃反应已经①达到平衡,要使该平衡正向移动,其他条件不变时,可以采取的措施有
A.缩小反应器体积 B.通入 CO2
C.升高温度到 900℃ D.使用合适的催化剂
(4)下列图象符合反应①的是
(5) 2Fe(s)+O2(g) 2FeO(s) △H3,该反应的△H3=
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3 . 在密闭容器中投入一定量的A和B发生反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)。
(1)若开始时加入A物质m mol,欲使A与B的转化率相等,则加入B物质________ mol。
(2)相同的压强下,充入一定量的A、B后,在不同温度下C的百分含量与时间的关系如图1所示。则T1(填“>”、“<”或“=”)______ T2,该反应正反应方向的ΔH(填“>”、“<”或“=”)______ 0。
(3)一定条件下,从正反应开始至达到化学平衡的过程中,混合气体的平均相对分子质量随时间的变化如图2所示,测得达到平衡时A、B、C、D的物质的量均为1 mol。
①若在恒温恒容的条件下,向该平衡体系中再通入A、B、C、D各1 mol,则体系中气体的平均相对分子质量(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”)__________ 。
②若恒温恒压的条件下,向原平衡体系中再通入A、B、C、D各1 mol,则体系中气体的密度(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”)__________ 。
(1)若开始时加入A物质m mol,欲使A与B的转化率相等,则加入B物质
(2)相同的压强下,充入一定量的A、B后,在不同温度下C的百分含量与时间的关系如图1所示。则T1(填“>”、“<”或“=”)
(3)一定条件下,从正反应开始至达到化学平衡的过程中,混合气体的平均相对分子质量随时间的变化如图2所示,测得达到平衡时A、B、C、D的物质的量均为1 mol。
①若在恒温恒容的条件下,向该平衡体系中再通入A、B、C、D各1 mol,则体系中气体的平均相对分子质量(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”)
②若恒温恒压的条件下,向原平衡体系中再通入A、B、C、D各1 mol,则体系中气体的密度(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”)
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2018-09-26更新
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254次组卷
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6卷引用:湖北省荆州中学2019-2020学年高二上学期第一次月考化学试题