當前位置： 2021-2022學年陜西省漢中中學高二（上）第三次月考化學試卷> 試題詳情

氫氣是一種清潔高效的新型能源，如何經濟實用的制取氫氣成為重要課題。
（1）硫碘循環(huán)分解水是一種高效、環(huán)保的制氫方法，其流程圖如圖。

已知：
反應Ⅱ：H₂SO₄（aq）═SO₂（g）+H₂O（l）+
1
2
O₂（g）ΔH₂=+327kJ?mol^-1
反應Ⅲ：2HI（aq）═H₂（g）+I₂（g）ΔH₃=+172kJ?mol^-1
反應2H₂O（l）═2H₂（g）+O₂（g）ΔH=+572kJ?mol^-1
則反應Ⅰ的熱化學方程式為
SO₂（g）+I₂（g）+2H₂O（l）=2HI（aq）+H₂SO₄（aq）ΔH=-213kJ/mol
SO₂（g）+I₂（g）+2H₂O（l）=2HI（aq）+H₂SO₄（aq）ΔH=-213kJ/mol
。
（2）H₂S可用于高效制取氫氣，發(fā)生的反應為2H₂S（g）?S₂（g）+2H₂（g）。

Ⅰ.若起始時容器中只有H₂S，平衡時三種物質的物質的量與裂解溫度的關系如圖1。
①圖中曲線Z表示的物質是
S₂
S₂
。（填化學式）
②C點時H₂S的轉化率為
66.7
66.7
%。（保留一位小數）
③A點時，設容器內的總壓為pPa,則平衡常數K_p=
0.2pPa
0.2pPa
。（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數）
Ⅱ.若在兩個等體積的恒容容器中分別加入2.0mol H₂S、1.0mol H₂S，測得不同溫度下H₂S的平衡轉化率如圖2所示。
①M點、O點和N點的逆反應速率v（M）、v（O）和v（N）的大小關系為
v（M）＜v（O）＜v（N）
v（M）＜v（O）＜v（N）
。（用“＞”“＜”或“=”表示，下同）
②M、N兩點容器內的壓強2p（M）
＜
＜
p（N），平衡常數K（M）、K（N）、K（O）三者的大小關系為
K（M）=K（O）＜K（N）
K（M）=K（O）＜K（N）
。

【考點】化學平衡的計算；用蓋斯定律進行有關反應熱的計算；化學平衡的影響因素．

【答案】SO₂（g）+I₂（g）+2H₂O（l）=2HI（aq）+H₂SO₄（aq）ΔH=-213kJ/mol；S₂；66.7；0.2pPa；v（M）＜v（O）＜v（N）；＜；K（M）=K（O）＜K（N）

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：27引用：5難度：0.4

相似題

1．硝酸工業(yè)是國民經濟的命脈產業(yè)，工業(yè)制硝酸通常是如下過程：
步驟一：氮氣與氫氣合成氨氣；步驟二：氨氣的催化氧化；步驟三：NO的氧化再水化．
請回答下列問題：
（1）對于N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H₁kJ/mol,滿足如圖1象：
①根據圖△H₁

0，T₃

T₄．（填“＞”“＜”“=”）
②若溫度為T₁且容積為2L的密閉容器下中，發(fā)生合成氨的反應，起始時通入2mol的N₂和6mol的H₂，10分鐘達到平衡狀態(tài)，此時NH₃的體積分數為60%．則0到10min內用H₂表示化學反應速率為

mol/（L?min），N₂的轉化率為

，反應開始和平衡狀態(tài)體系的壓強之比等于

．T₁溫度下平衡常數K≈

，若升高溫度K值

．（填“增大”“減小”“不變”）
③若第②小問中反應體系達到平衡后，再通入1mol N₂和3mol H₂，則H₂轉化率

．（填“增大”“減小”“不變”）
④若恒定溫度為T₁，容積為2L，則若開始通入2mol N₂和2mol H₂和2mol的NH₃則反應開始時V_正

V_逆（填“＞”“＜”“=”），達到新的平衡狀態(tài)后，再通入2mol N₂，則N₂的轉化率

．（填“升高”、“降低”或者“不變”）
⑤對于合成氨的體系中，既可以增大反應速率又可以提高H₂的轉化率的措施有

．（填兩點即可）
（2）已知：

化學鍵 N≡N H-H N-H

鍵能/kJ/mol a b c

則△H₁=

kJ/mol,問題（1）第②小問中能量變化為

kJ．
（3）已知：
①N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H₁kJ/mol
②4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（l）△H₂kJ/mol
③4NO（g）+3O₂（g）+2H₂O（g）═4HNO₃（aq）△H₃kJ/mol
則N₂（g）+3H₂（g）+4O₂（g）═2HNO₃（aq）+2H₂O（l）△H=

kJ/mol（用a、b、c、△H₂和△H₃表示）
發(fā)布：2024/11/2 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.1
解析
2．硝酸是一種重要的化工原料，完成下列填空：
Ⅰ.工業(yè)上生產硝酸的主要過程如下：
（1）以N₂和H₂為原料合成氨氣。反應為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）+Q。
（2）下列措施可以提高H₂的轉化率的是（填選項序號）

。
a.選擇適當的催化劑
b.增大壓強
c.及時分離生成的NH₃
d.升高溫度
（3）一定溫度下，在密閉容器中充入1molN₂和3molH₂發(fā)生反應。若容器容積恒定，達到平衡狀態(tài)時，氣體的總物質的量是原來的
15
16
，則N₂的轉化率α₁=

；若容器壓強恒定，達到平衡狀態(tài)時，N₂的轉化率為α₂，則α₂

α₁ （填“＞”、“＜”或“=”）。
Ⅱ.以氨氣、空氣為主要原料制硝酸。
（4）氨氣催化氧化的催化劑是

；氨氣也可以在純氧中燃燒生成無毒、無污染的產物，其燃燒方程式為

。
（5）在容積恒定的密閉容器中進行反應2NO（g）+O₂（g）?2NO₂（g）-Q。該反應的反應速率（v）隨時間（t）變化的關系如圖所示。若t₂、t₄時刻只改變一個條件，下列說法正確的是（填選項序號）

。

a.在t₁～t₂時，可依據容器內氣體的壓強保持不變判斷反應已達到平衡狀態(tài)
b.在t₂時，采取的措施可以是升高溫度
c.在t₃～t₄時，可依據容器內氣體的密度保持不變判斷反應已達到平衡狀態(tài)
d.在t₅時，容器內NO₂的體積分數是整個過程中的最大值
Ⅲ.硝酸廠常用如下2種方法處理尾氣。
（6）催化還原法：催化劑存在時用H₂將NO₂還原為N₂。
已知：2H₂（g）+O₂（g）→2H₂O（g）+483.6kJ
N₂（g）+2O₂（g）→2NO₂ （g）+67.7kJ
則H₂還原NO₂生成水蒸氣反應的熱化學方程式是

。
（7）堿液吸收法：用Na₂CO₃溶液吸收NO₂生成CO₂。若9.2gNO₂和Na₂CO₃溶液完全反應時轉移電子0.1mol,則反應的離子方程式是

。
發(fā)布：2024/11/2 8:0:1組卷：8引用：1難度：0.5
解析
3．工業(yè)合成氨是人類科學技術的一項重大突破。其合成原理為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0，△S＜0。

（1）下列關于工業(yè)合成氨的說法正確的是

。
A．因為△H＜0，所以該反應一定能自發(fā)進行
B．因為△S＜0，所以該反應一定不能自發(fā)進行
C．在高溫下進行是為了提高反應物的轉化率
D．生產中在考慮動力和設備材料承受能力的前提下，壓強越大轉化率越大
（2）在恒溫恒容密閉容器中進行合成氨的反應，下列能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是

。
A．容器內N₂、H₂、NH₃的濃度之比為1：3：2
B．N₂百分含量保持不變
C．容器內壓強保持不變
D．混合氣體的密度保持不變
（3）工業(yè)上合成氨的部分工藝流程如圖1。
請用平衡移動原理來解釋在流程中及時分離出氨氣和循環(huán)使用氣體的原因

。
（4）某科研小組研究：在其他條件不變的情況下，改變起始物氫氣的物質的量對工業(yè)合成氨反應的影響。實驗結果如圖2所示。（圖中T表示溫度）
①圖象中T₂和T₁的關系是：T₁

T₂。（填“＞，＜或=”，下同）
②a、b、c、d四點所處的平衡狀態(tài)中，反應物N₂ 的轉化率最高的是

。（填字母）
（5）恒溫下，往一個4L的密閉容器中充入2mol N₂和5.2mol H₂，反應過程中對NH₃的濃度進行檢測，得到的數據如表所示。

時間/min 5 10 15 20 25 30

c（NH₃）/mol?L^-1 0.08 0.14 0.18 0.20 0.20 0.20

①10min時用N₂表示的平均反應速率為

mol/（L?min）^-1，此條件下該反應的化學平衡常數K=

。
②若維持容器體積不變，溫度不變，往原平衡體系中加入N₂、H₂和NH₃各4mol,化學平衡將向反應方向移動

。（填“正”或“逆”）
③已知：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ/mol
N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+181kJ/mol
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-484kJ/mol
寫出氨氣催化氧化生成NO和水蒸氣的熱化學方程式

。
發(fā)布：2024/11/2 8:0:1組卷：72引用：1難度：0.4
解析

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時間/min	5	10	15	20	25	30
c（NH₃）/mol?L^-1	0.08	0.14	0.18	0.20	0.20	0.20

化學鍵	N≡N	H-H	N-H
鍵能/kJ/mol	a	b	c