當(dāng)前位置：魯科版（2019）選擇性必修1《2.4 化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化-工業(yè)合成氨》2020年同步練習(xí)卷（1）> 試題詳情

合成氨生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)立開(kāi)辟了人工固氮的途徑，對(duì)化學(xué)工業(yè)技術(shù)也產(chǎn)生了重大影響．合成氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.2kJ?mol^-1．合成氨工業(yè)中原料氣N₂可從空氣中分離得到，H₂可用甲烷或焦炭與水蒸氣反應(yīng)制得．
（1）在一容積固定的密閉容器中注入N₂和H₂兩種氣體，發(fā)生上述反應(yīng)．在某溫度下達(dá)到平衡時(shí)，各物質(zhì)的濃度分別是：c（H₂）=9.00mol?L^-1，c（N₂）=3.00mol?L^-1，c（NH₃）=4.00mol?L^-1，此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
0.0073
0.0073
．
（2）在三個(gè)相同容器中各充入1mol N₂和3mol H₂，在不同條件下反應(yīng)并達(dá)到平衡，氨的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的曲線如圖所示．下列說(shuō)法中正確的是
D
D
（填字母）．
A．圖Ⅰ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響，且p₂＞p₁
B．圖Ⅱ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響，且p₁＞p₂
C．圖Ⅲ可能是不同溫度對(duì)反應(yīng)的影響，且T₁＞T₂
D．圖Ⅱ可能是同溫同壓下不同催化劑對(duì)反應(yīng)的影響，且催化劑性能1＞2
（3）將水蒸氣通過(guò)紅熱的炭即可產(chǎn)生水煤氣，化學(xué)方程式為：
C（s）+H₂O（g）═H₂（g）+CO（g）△H=+131.3kJ?mol^-1，△S=+133.7J?K^-1?mol^-1
該反應(yīng)在常溫下能否自發(fā)進(jìn)行？
不能
不能
（填“能”或“不能”）．

【考點(diǎn)】產(chǎn)物的百分含量隨濃度、時(shí)間的變化曲線；化學(xué)平衡常數(shù)的含義；化學(xué)平衡的影響因素；反應(yīng)熱和焓變．

【答案】0.0073；D；不能

【解答】

【點(diǎn)評(píng)】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：34引用：4難度：0.5

相似題

1．煤是重要的化石燃料和化工原料，有關(guān)煤的綜合利用得到廣泛深入的研究。其中煤的氣化是煤的綜合利用的重要途徑。
I．煤的催化氣化生成CO，主要反應(yīng)為：①C（s）+CO₂（g）?2CO（g）△H
堿金屬催化劑顯示出了優(yōu)越的催化性能。Mckee和Chatterji在1975年提出了由堿金屬的氧化還原循環(huán)的氧傳遞機(jī)理：
②K₂CO₃（s）+2C（s）?2K（g）+3CO（g）△H₁=+899.4kJ?mol^-1
③2K（g）+CO₂（g）?K₂O（s）+CO（g）△H₂=-98.4kJ?mol^-1
④K₂O（s）+CO₂（g）?K₂CO₃（s）△H₃=-456.0kJ?mol^-1
（1）由此計(jì)算△H=

（2）在2L的密閉容器中進(jìn)行投入1molC和3molCO₂催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)①，CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)φ（CO）/%隨溫度和壓強(qiáng)的變化曲線如圖，根據(jù)圖象回答下列問(wèn)題：

①若在900℃，壓力為P₃條件下反應(yīng)經(jīng)過(guò)10min達(dá)到平衡，則0～10min內(nèi)的反應(yīng)速率v（CO）為

。
②該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是

。
A．v（CO₂）_正=2v（CO）_逆
B．CO₂和CO的濃度之比為1：2
C．容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不再隨時(shí)間而變化
D．混合氣體的密度不再隨時(shí)間變化
③圖中壓強(qiáng)（P₁、P₂、P₃、P₄）的大小順序?yàn)椋?!--BA-->

。其判斷的理由是

。
④可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計(jì)算，也可以用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算（分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。反應(yīng)①在圖中A點(diǎn)的總壓強(qiáng)為1MPa,列式計(jì)算A點(diǎn)的平衡常數(shù)K_p=

。
II．煤氣的甲烷化是煤綜合利用的重要方法。其基本反應(yīng)為：
反應(yīng)①：CO（g）+3H₂（g）?CH₄（g）+H₂O（g）△H=-219.3kJ?mol^-1
反應(yīng)生成的水與CO發(fā)生反應(yīng)：
反應(yīng)②：CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-38.4kJ?mol^-1
離開(kāi)反應(yīng)器的混合氣體的組成取決于原料氣的組成、壓強(qiáng)和溫度，圖2表示
φ
（
H
2
）
φ
（
CO
）
比為3.8時(shí)二氧化碳含量對(duì)合成氣轉(zhuǎn)化達(dá)到平衡的影響。
由圖象可知，隨離開(kāi)反應(yīng)器的混合氣體中二氧化碳的含量增加，達(dá)到平衡時(shí)甲烷的量

（填“增大”、“減小”或“不變”，下同），其原因?yàn)?!--BA-->

。
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：38引用：2難度：0.5
解析
2．可逆反應(yīng)：aA（g）+bB（g）?cC（g）+dD（g）△H，試根據(jù)圖回答：

[A的轉(zhuǎn)化率（%）表示為α（A）、A的含量（%）表示為φ（A）]
（1）壓強(qiáng)P₁

P₂（填＜或＞）
（2）體積（a+b）

（c+d）（填＜或＞）
（3）溫度t₁℃

t₂℃（填＜或＞）
（4）△H值是

（填正、負(fù)）
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：44引用：6難度：0.3
解析
3．氮的固定是指將氮元素由游離態(tài)轉(zhuǎn)化為化合態(tài)的過(guò)程．據(jù)報(bào)道，常溫、常壓、光照條件下，N₂在摻有少量氧化鐵的二氧化鈦催化劑表面能與水發(fā)生反應(yīng)，生成的主要產(chǎn)物為NH₃，相應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g）ΔH=+1530.0kJ/mol.目前工業(yè)合成氨的原理是：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）ΔH=-93.0kJ/mol.
回答下列問(wèn)題：
（1）寫(xiě)出表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式

．
（2）在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行的工業(yè)合成氨反應(yīng)，下列能表示達(dá)到平衡狀態(tài)的是

（填序號(hào)）．
A．混合氣體的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化
B．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再發(fā)生變化
C．三種物質(zhì)的濃度比恰好等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比
D．單位時(shí)間內(nèi)斷開(kāi)3a個(gè)H-H鍵的同時(shí)形成6a個(gè)N-H鍵
E．反應(yīng)容器中N₂、NH₃的物質(zhì)的量的比值不再發(fā)生變化
（3）在一定溫度下，向容積不變（始終為10L）的密閉容器中加入2mol N₂、8mol H₂及固體催化劑．10分鐘后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)槠鹗嫉?0%，10分鐘內(nèi)用氮?dú)獾臐舛缺硎镜幕瘜W(xué)反應(yīng)速率為

，平衡時(shí)氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為

．則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

（計(jì)算結(jié)果可用分?jǐn)?shù)表示）．
（4）原料氣H₂可通過(guò)反應(yīng) CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）獲取，已知該反應(yīng)中，當(dāng)初始混合氣中的
n
（
H
2
O
）
n
（
C
H
4
）
恒定時(shí)，溫度、壓強(qiáng)對(duì)平衡混合氣CH₄含量的影響如圖所示：
①圖中，兩條曲線表示壓強(qiáng)的關(guān)系是：P₁

P₂（填“＞”、“=”或“＜”）．
②該反應(yīng)為

反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）．
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：24引用：6難度：0.5
解析

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