合成氨工業(yè)的核心反應是:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔHQ kJ·mol-1,能量變化如下圖,回答下列問題:

(1)在反應體系中加入催化劑,反應速率增大,E1E2的變化是:E1________,E2________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

(2)在500℃、2×107Pa和催化劑條件下向一密閉容器中充入0.5 mol N2和1.5 mol H2,充分反應后,放出的熱量________ 46.2 kJ(填“<”、“>”或“=”)。

(3)關于該反應的下列說法中,正確的是________。

A.ΔH>0,ΔS>0                       B.ΔH>0,ΔS<0

C.ΔH<0,ΔS>0                            D.ΔH<0,ΔS<0

(4)將一定量的N2(g)和H2(g)放入1 L密閉容器中,在500℃、2×107Pa下達到平衡,測得N2為0.10 mol,H2為0.30 mol,NH3為0.10 mol。計算該條件下達到平衡時H2轉化為NH3的轉化率________。若升高溫度,K值變化________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

(5)在上述(4)反應條件的密閉容器中,欲提高合成氨中H2的轉化率,下列措施可行的是________(填字母)。

A.向容器中按原比例再充入原料氣

B.向容器中再充入惰性氣體

C.改變反應的催化劑

D.分離出氨氣


解析:(1)在反應體系中加入催化劑,降低了反應的活化能,即E1減小,E2減小,反應熱不變。

(2)由圖像可知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,使用催化劑,加快了反應速率,但平衡并不移動,平衡轉化率不變,上述反應仍不能進行徹底,故0.5 mol N2和1.5 mol H2充分反應后放出的熱量應小于46.2 kJ。

(3)由圖可知ΔH<0,根據(jù)反應方程式可知氣體的物質的量減小,ΔS<0。

(4)    N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

起始:  m     n        0

轉化:  x      3x       2x

平衡:  mx  n-3x     2x

根據(jù)題意mx=0.1 mol n-3x=0.3 mol 2x=0.1 mol

x=0.05 mol m=0.15 mol n=0.45 mol

α(H2)=×100%=33.3%。

ΔH<0,升溫,平衡左移,K值減小。

(5)欲提高H2的轉化率應使平衡右移,向容器中按原比例再充入原料氣,相當于增大壓強,平衡右移,A可行,B中充惰性氣體對平衡無影響,C中改變催化劑不改變平衡移動,D中分離出氨氣,平衡右移,方法可行,故選A、D。

答案:(1)減小 減小 (2)< (3)D (4)33.3% 減小 (5)A、D


練習冊系列答案
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11Na、12Mg、13Al、14Si、15P、16S、17Cl、18Ar八種元素中,能

用表示核外電 子排布的常見陽離子共有

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下列的離子方程式中,書寫正確的一項是(    )

A.氨水中通入過量CO2:2NH3·H2O +CO2==== 2NH4++CO32-+H2O

B.稀硝酸中加入過量鐵粉:3Fe + 8H+2 NO3==== 3Fe2+ 2NO↑ + 4H2O

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有甲、乙兩個相同的恒容密閉容器,體積均為0.25 L,在相同溫度下均發(fā)生可逆反應:X2(g)+3Y2(g)2XY3(g) ΔH=-92.6 kJ·mol-1。實驗測得起始、平衡時的有關數(shù)據(jù)如表所示:

容器編號

起始時各物質的物質的量/mol

平衡時體系

能量的變化

X2

Y2

XY3

1

3

0

放出熱量:23.15 kJ

0.9

2.7

0.2

放出熱量:Q

下列敘述錯誤的是(  )

A.若容器甲體積為0.5 L,則平衡時放出的熱量小于23.15 kJ

B.容器乙中達平衡時放出的熱量Q=23.15 kJ

C.容器甲、乙中反應的平衡常數(shù)相等

D.平衡時,兩個容器中XY3的體積分數(shù)均為1/7

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在一定溫度下,向a L密閉容器中加入1 mol X氣體和2 mol Y氣體,發(fā)生如下反應:X(g)+2Y(g)2Z(g),此反應達到平衡的標志是(  )

A.容器內密度不隨時間變化

B.容器內各物質的濃度不隨時間變化

C.容器內X、Y、Z的濃度之比為1∶2∶2

D.單位時間消耗0.1 mol X同時生成0.2 mol Z

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常溫下,將一定濃度的鹽酸和醋酸加水稀釋,溶液的導電能力隨溶液體積變化的曲線如圖所示。判斷下列說法中,正確的是(  )

A.兩溶液稀釋前的濃度相同

B.a(chǎn)、b、c三點溶液的pH由大到小順序為a>b>c

C.a(chǎn)點的KW值和b點的KW相等

D.a(chǎn)點水電離的c(H)大于c點水電離的c(H)

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(1)在25℃時,向濃度均為0.01 mol·L-1的MgCl2和AlCl3混合溶液中逐滴加入氨水,先生成________沉淀(填化學式),生成該沉淀的離子方程式為_____________________。

(已知25℃時Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,

Ksp[Al(OH)3]=3×10-34。)

(2)某溫度(t℃)時,測得0.01 mol·L-1的NaOH溶液的pH=11。在此溫度下,將pH=2的H2SO4溶液VaL與pH=12的NaOH溶液VbL混合,若所得混合液為中性,則VaVb=________。

(3)在25℃時,將c mol·L-1的醋酸溶液與0.02 mol·L-1NaOH溶液等體積混合后溶液剛好呈中性,用含c的代數(shù)式表示CH3COOH的電離常數(shù)Ka=________。

(4)(2013·山東高考)25℃時,H2SO3HSO+H的電離常數(shù)Ka=1×10-2mol·L-1,則該溫度下NaHSO3水解反應的平衡常數(shù)Kb=________mol·L-1,若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,則溶液中將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

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下列分離或除雜的方法不正確的是

(   )

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   某溶液中可能含有Na+、NH4+、Ba2+、SO42、I、S2。分別取樣:①用pH計測試,溶液顯弱酸性;②加氯水和淀粉無明顯現(xiàn)象。為確定該溶液的組成,還需檢驗的離子是(   ) 

A. Na+                 B.SO42          C. Ba2+             D.NH4+

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