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合成氨對人類的生存和發(fā)展有著重要意義，1909年哈伯在實驗室中首次利用氮氣與氫氣反應合成氨，實現(xiàn)了人工固氮。
（1）反應N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）的化學平衡常數(shù)表達式為
K=
c
2
（
N
H
3
）
c
（
N
2
）
?
c
3
（
H
2
）
K=
c
2
（
N
H
3
）
c
（
N
2
）
?
c
3
（
H
2
）
。
（2）請結合下列數(shù)據(jù)分析，工業(yè)上選用氮氣與氫氣反應固氮，而沒有選用氮氣和氧氣反應固氮的原因是
氮氣與氫氣反應的化學平衡常數(shù)遠大于氮氣與氧氣反應
氮氣與氫氣反應的化學平衡常數(shù)遠大于氮氣與氧氣反應
。
序號 化學反應 K（298K）的數(shù)值
① N2（g）+O2（g）?2NO（g） 5×10-31
② N2（g）+3H2（g）?2NH3（g） 4.1×106
（3）對于反應N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），在一定條件下氨的平衡含量如下表。
溫度/℃ 壓強/Mpa 氨的平衡含量
200 10 81.5%
550 10 8.25%
①下列條件既能提高反應速率，又能升高氨的平衡含量的是
c
c
（填字母序號）。
a.加催化劑
b.升高溫度至400-550度
c.采取10MPa-30MPa的高壓條件
②哈伯選用的條件是550℃、10MPa,而非200℃、10MPa,可能的原因是
提高合成氨反應的化學反應速率
提高合成氨反應的化學反應速率
。
（4）圖1表示500℃、60.0MPa條件下，原料氣投料比與平衡時NH3體積分數(shù)的關系。根據(jù)圖中M（4，40%）點數(shù)據(jù)計算）N2的平衡體積分數(shù)
8%
8%
。
菁優(yōu)網(wǎng)
（5）圖2是合成氨反應平衡混合氣中NH3的體積分數(shù)隨溫度或壓強變化的曲線，圖中L（L1、L2）、X分別代表溫度或壓強。其中X代表的是
壓強
壓強
（填“溫度”或“壓強”）；判斷L1、L2的大小關系并說明理由
L1＜L2，合成氨反應為放熱反應，壓強相同時，升高溫度，平衡平衡逆向移動，NH3的體積分數(shù)降低
L1＜L2，合成氨反應為放熱反應，壓強相同時，升高溫度，平衡平衡逆向移動，NH3的體積分數(shù)降低
。

【答案】K=
c
2
（
N
H
3
）
c
（
N
2
）
?
c
3
（
H
2
）
；氮氣與氫氣反應的化學平衡常數(shù)遠大于氮氣與氧氣反應；c；提高合成氨反應的化學反應速率；8%；壓強；L1＜L2，合成氨反應為放熱反應，壓強相同時，升高溫度，平衡平衡逆向移動，NH3的體積分數(shù)降低
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復制發(fā)布。
發(fā)布：2024/10/11 2:0:4組卷：10引用：1難度：0.6
相似題

  • 菁優(yōu)網(wǎng)1．環(huán)保是當今社會最重要的課題，故研究NOx、SO2等大氣污染物的妥善處理具有重要意義。
    （1）含氮化合物在生產(chǎn)、生命活動中有重要的作用。回答下列問題：
    已知4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）△H1=-akJ/mol
    4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（g）△H2=-bkJ/mol
    H2O（1）═H2O（g）△H3=+ckJ/mol
    寫出在298K時，氨氣燃燒生成N2的熱化學方程式
     
    。
    （2）燃煤發(fā)電廠常利用反應2CaCO3（s）+2SO2（g）+O2（g）═2CaSO4（s）+2CO2（g）△H=-681.8kJ?mol-1對煤進行脫硫處理來減少SO2的排放。對于該反應，在T℃時，借助傳感器測得反應在不同時間點上各物質的濃度如下表：
    時間/min
    濃度/（mol?L-1）    		 0 10 20 30 40 50
    O2 1.00 0.79 0.60 0.60 0.64 0.64
    CO2 0 0.42 0.80 0.80 0.88 0.88
    ①10～20min內，平均反應速率v（CO2）=
     
    mol?L-1?min-1；當降低溫度，該反應的平衡常數(shù)K
     
    。（填“增大”、“減小”或“不變”）
    ②30min后，只改變某一條件，反應重新達到平衡。根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷，改變的條件可能是
     
    。（填字母）
    A．通入一定量的CO2
    B．加入一定量的粉狀碳酸鈣
    C．適當縮小容器的體積
    D．加入合適的催化劑
    （3）NOx的排放主要來自于汽車尾氣，有人利用反應C（s）+2NO（g）?N2（g）+CO2（g）△H=-34.0kJ?mol-1，用活性炭對NO進行吸附。已知在密閉容器中加入足量的C和一定量的NO氣體，保持恒壓測得NO的轉化率隨溫度的變化如圖所示。由圖可知，1050K后反應中NO的轉化率隨溫度升高而減小，其原因為
     
    ；在1100K時，N2的體積分數(shù)為
     
    。
    （4）用碘水可吸收SO2，其中I2可進行反應H2（g）+I2（g）?2HI（g）△H＜0達平衡后，降低溫度，平衡可能逆向移動，可能的原因是
     
    。
    （5）為避免汽車尾氣中的有害氣體對大氣的污染，需給汽車安裝尾氣凈化裝置。在凈化裝置中CO和NO發(fā)生反應2NO（g）+2CO（g）?N2（g）+2CO2（g）△H=-746.8kJ?mol-1，生成無毒的N2和CO2。實驗測得，v正=k正?c2（NO）?c2（CO），v逆=k逆?c（N2）?c2（CO2）（k正、k逆為速率常數(shù)，只與溫度有關）。
    ①達到平衡后，僅升高溫度，k正增大的倍數(shù)
     
    （填“＞”、“＜”或“=”）k逆增大的倍數(shù)。
    ②若在1L的密閉容器中充入1mol CO和1mol NO，在一定溫度下達到平衡時，CO的轉化率為40%，則
    k
    正
    k
    逆
    =
     
    。（算出具體數(shù)值，保留2位有效數(shù)字）

    發(fā)布：2024/10/31 8:0:1組卷：16引用：1難度：0.5

  • 2．木炭、活性炭、炭黑、焦炭是由石墨的微小晶體和少量雜質構成的，均屬混合物。沒有固定的幾何外形，所以稱為無定形碳，在工業(yè)上有著重要用途。回答下列問題：
    菁優(yōu)網(wǎng)
    （1）木炭與硫黃、火硝（硝酸鉀）按一定比例混合即為黑火藥。黑火藥爆炸時生成硫化鉀、氮氣和二氧化碳。黑火藥爆炸的化學方程式為
     
    。若有15g木炭參加反應，轉移電子數(shù)為
     
    。
    （2）工業(yè)上的炭黑是由烴類裂解而制得的高度分散性的黑色粉末狀物質。
    ①已知幾個反應的熱化學方程式：
    C（s）+O2 （g）═CO2（g）△H1=-393.5kJ?mol-1
    2H2（g）+O2 （g）═2H2O（1）△H2=-571.6kJ?mol-1
    CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（1）△H3=-890.3kJ?mol-1
    則由天然氣生產(chǎn)炭黑的熱化學方程式為
     
    。
    ②如圖1是溫度對天然氣生產(chǎn)炭黑轉化率的影響，下列有關說法正確的是
     
    。
    A．甲烷裂解屬于吸熱反應
    B．增大體系壓強，能提高甲烷的轉化率
    C．在反應體系中加催化劑，反應速率增大
    D．升高溫度，該反應的平衡常數(shù)減小
    （3）活性炭可以用來凈化氣體和液體。
    ①用活性炭還原氮氧化物，可防止空氣污染。向1L密閉容器加入一定量的活性炭和NO，某溫度下發(fā)生反應C（s）+2NO（g）═N2（g）+CO2（g），測得不同時間內各物質的物質的量如下表：
    物質的量/mol
    時間/min    		 NO N2 CO2
    0 0.200 0 0
    10 0.116 0.042 0.042
    20 0.080 0.060 0.060
    30 0.080 0.060 0.060
    此溫度下，該反應的平衡常數(shù)K=
     
     （保留兩位小數(shù)）。10～20min內，NO的平均反應速率為
     
    ；若30min后升高溫度，達到新平衡時，容器中c（NO）：c（N2）：c（CO2）=2：1：1，則該反應的△H
     
    0（填“＞”、“＜”或“=”）。
    ②活性炭和鐵屑混合可用于處理水中污染物。在相同條件下，測量總質量相同、鐵的質量分數(shù)不同的鐵炭混合物對水中Cu2+和Pb2+的去除率，結果如圖2所示。當混合物中鐵的質量分數(shù)為0時，也能去除水中少量的Cu2+和Pb2+，其原因是
     
    ；當混合物中鐵的質量分數(shù)大于50%時，隨著鐵的質量分數(shù)的增加，Cu2+和Pb2+的去除率不升反降，其主要原因是
     
    。

    發(fā)布：2024/10/31 8:0:1組卷：2引用：1難度：0.6

  • 3．鉛具有優(yōu)秀的機械加工性能，可以制備各種性能優(yōu)良的合金。廣泛用于電池制造、機械、船舶工業(yè)、以及放射性防護等領域。
    （1）鉛的主要礦藏形式是方鉛礦（PbS）利用其冶煉鉛的反應過程如下：
    2PbS（s）+3O2（g）═2PbO（s）+2SO2（g）△H=akJ?mol-1
    PbS（s）+2O2（g）═PbSO4（s）△H=bkJ?mol-1
    PbS（s）+2PbO（s）═3Pb（s）+SO2（g）△H=ckJ?mol-1
    則利用方鉛礦和鉛礬礦（主要成分為 PbSO4）冶煉鉛并生產(chǎn)一種可能造成酸雨的氣體的熱化 學方程式為
     
    。
    （2）鉛也可以采用熱還原法冶煉：PbO（s）+CO（g ）?Pb（s）+CO2（g）△H=d kJ?mol-1，已知該反應的平衡常數(shù)和溫度的關系如表：
    溫度/℃ 300 727 1227
    K 106.2 631 17.4
    ①d
     
    0（填＞、＜或=）
    ②已知某溫度下 K=10，向密閉容器中加入足量的 Pb 和一定量的 CO2 平衡時，混合氣 體中 CO  的體積分數(shù)為
     
    。
    （3）新型液流式鉛蓄電池以可溶的甲基磺酸鉛為電解質，電池總反應：
    Pb+PbO2+4H+
    放電
    充電
    2Pb2++2H2O
    下列關于該電池的說法正確的是
     
    。
    a.充放電時，溶液中 Pb2+濃度保持不變
    b.放電時，溶液中 H+向 PbO2極區(qū)移動
    c.放電時的負極反應式為：Pb-2e-═Pb2+
    d.充電時的陽極反應式為：Pb2++4OH--2e-═PbO+2H2O
    （4）河流、湖泊中的鉛污染日益被人們重視。已知常溫下 Pb 元素在水中的各種存在形式 物質的量分數(shù) α 和溶液 pH 的關系如圖所示：
    菁優(yōu)網(wǎng)
    向醋酸鉛溶液中逐滴滴加氫氧化鈉溶液至 pH=13時的主要離子反應方程式是
     
    ，其平衡常數(shù)數(shù)值為
     
    。

    發(fā)布：2024/11/1 8:0:2組卷：29引用：1難度：0.2
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