反應(yīng) | 大氣固氮N2(g)+O2(g)?2NO(g) | |
溫度/℃ | 27 | 2260 |
K | 3.84×10-31 | 1 |
分析 (1)①溫度越高,K越大,說(shuō)明升高溫度,平衡正移;
②依據(jù)平衡三段式列式計(jì)算NO的平衡濃度,然后結(jié)合方程式計(jì)算出消耗氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量,從而可計(jì)算出氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率;
(2)①正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),氨氣的含量減小;
②A.相同壓強(qiáng)條件下,投料相同,溫度越高反應(yīng)速率越大,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)間越短;
B.催化劑能降低反應(yīng)的活化能;
C.K只受溫度影響,溫度不變平衡常數(shù)不變,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小;
③根據(jù)反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)利用三段式計(jì)算出平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度,并計(jì)算平衡常數(shù);
(3)CH4在高溫、催化劑作用下與水蒸氣反應(yīng)的方程式為CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g),生成2mol CO2吸收316kJ熱量,則1molCH4叁加反應(yīng)時(shí)需要吸收的熱量為158kJ,CO2與K2CO3溶液反應(yīng)生成碳酸氫鈉鉀,據(jù)此答題;
(4)生成的無(wú)污染的物質(zhì)為氮?dú),根?jù)電解原理寫(xiě)出陽(yáng)極電極反應(yīng)式.
解答 解:(1)①由表格數(shù)據(jù)可知,溫度越高,K越大,說(shuō)明升高溫度,平衡正移,則正反應(yīng)方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng),
故答案為:吸熱;
②2260℃時(shí),向2L密閉容器中充入0.3mol N2和0.3mol O2,20s時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡,設(shè)此時(shí)得到NO為xmol,
N2(g)+O2(g)?2NO(g)
開(kāi)始 0.3mol 0.3mol 0
轉(zhuǎn)化 $\frac{1}{2}$xmol $\frac{1}{2}$xmol xmol
平衡 (0.3-0.5x)mol (0.3-0.5x)mol xmol
化學(xué)平衡常數(shù)為生成物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪乘積的比值,則化學(xué)平衡常數(shù)K=$\frac{{x}^{2}}{({0.3-0.5x)}^{2}}$=1,解得:x=0.2,
則平衡時(shí)消耗氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為:0.2mol×$\frac{1}{2}$=0.1mol,
所以平衡時(shí)氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為:$\frac{0.1mol}{0.3mol}$×100%=33.3%,
故答案為:33.3%;
(2)①合成氨的反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)溫度越高,越不利于反應(yīng)正向進(jìn)行,曲線a的氨氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)最高,其反應(yīng)溫度對(duì)應(yīng)相對(duì)最低,所以a曲線對(duì)應(yīng)溫度為200℃;
故答案為:200℃;
②A.平衡常數(shù)與溫度有關(guān),與其他條件無(wú)關(guān),溫度相同時(shí)平衡常數(shù)相同,反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度越高平衡常數(shù)越小,則M、N、Q點(diǎn)平衡常數(shù)K的大小關(guān)系是K(M)=K(Q)>K(N),故A正確;
B.工業(yè)合成氨之后所以加入催化劑,是因?yàn)榧尤氪呋瘎┯欣诮档头磻?yīng)的活化能,從而加快了反應(yīng)速率,故B錯(cuò)誤;
C.相同壓強(qiáng)條件下,投料相同,溫度越高反應(yīng)速率越大,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)間越短,溫度:a<b<c,則達(dá)到平衡所需時(shí)間關(guān)系為c<b<a,故C錯(cuò)誤;
答案為:A;
③N點(diǎn)時(shí)氨的物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù)為20%,利用三段式,設(shè)N2轉(zhuǎn)化率是b,N2的起始濃度為a,
根據(jù)反應(yīng)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
起始 a 3a 0
轉(zhuǎn)化 ab 3ab 2ab
平衡 a-ab 3a-3ab 2ab
根據(jù)題意有:$\frac{2ab}{a-ab+3a-3ab+2ab}$=20%、2ab=0.2,聯(lián)立解得:a=0.3,b=$\frac{1}{3}$,
所以平衡常數(shù)K=$\frac{({2ab)}^{2}}{(a-ab)•({3a-3ab)}^{3}}$=$\frac{25}{27}$≈0.93,
故答案為:0.93;
(3)CH4在高溫、催化劑作用下與水蒸氣反應(yīng)的方程式為CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g),生成2mol CO2吸收316kJ熱量,則1molCH4叁加反應(yīng)時(shí)需要吸收的熱量為158kJ,所以反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=+158kJ/mol,CO2與K2CO3溶液反應(yīng)生成碳酸氫鈉鉀,反應(yīng)的離子方程式為CO32-+CO2+H2O=2HCO3-,
故答案為:CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=+158kJ/mol;CO32-+CO2+H2O=2HCO3-;
(4)利用電解法將NH3•H2O轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境無(wú)污染的物質(zhì)為氮?dú),?yáng)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O,
故答案為:2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O.
點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合,涉及熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、化學(xué)平衡的計(jì)算、電解池原理、氧化還原反應(yīng)的計(jì)算等知識(shí),題目難度中等,注意利用三段式進(jìn)行化學(xué)平衡的計(jì)算,明確反應(yīng)速率的概念及計(jì)算方法,試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 因?yàn)镠2O2和Na2O2都是過(guò)氧化物,所以二者化學(xué)鍵的類型完全相同 | |
B. | 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24 L NO2和N2O4組成的混合氣體中,原子總數(shù)是分子總數(shù)的3倍 | |
C. | NO、NO2、SO2、SO3都是酸性氧化物 | |
D. | 常溫常壓下,5.6 L SO2與足量的O2混合,充分反應(yīng)后,生成的SO3物質(zhì)的量小于0.25 mol |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 反應(yīng)①是加成反應(yīng),反應(yīng)②是取代反應(yīng) | |
B. | 反應(yīng)過(guò)程中可能會(huì)生成污染性氣體 | |
C. | C2H5OSO3H、乙醇均不能使酸性KMnO4溶液褪色 | |
D. | 若不使用濃硫酸,乙烯仍能與水反應(yīng),但反應(yīng)速率非常慢 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
選項(xiàng) | 實(shí)驗(yàn)操作 | 現(xiàn)象 | 解釋或結(jié)論 |
A | 向某溶液中先滴加氯水,再滴加少量KSCN溶液 | 溶液變成血紅色 | 溶液中含有Fe2+ |
B | AgCl沉淀中滴入稀KI溶液 | 有黃色沉淀出現(xiàn) | AgI比AgCl更難溶 |
C | Al箔插入稀HNO3中 | 無(wú)現(xiàn)象 | Al箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜 |
D | 淀粉與稀H2SO4共熱,再加銀氨溶液水浴加熱 | 無(wú)銀鏡生成 | 淀粉水解產(chǎn)物無(wú)還原性 |
A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 只有① | B. | 只有①② | C. | ①②③④ | D. | 只有②③ |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 該物質(zhì)屬于鹽類 | |
B. | 該物質(zhì)是Al(OH)3和Na2CO3的混合物 | |
C. | 1mol NaAl(OH)2CO3最多可消耗3mol H+ | |
D. | 該藥劑不適合于胃潰瘍患者服用 |
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