(13分)
合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。其原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=" -92.4" kJ/mol 据此回答以下问题:
(1)合成氨工业采取的下列措施中,不能用勒沙特列原理解释的是 (填序号)。
①反应压强为20Mpa~50Mpa ②500℃的高温 ③铁触媒作催化剂 ④将生成的氨液化并及时从体系中分离出来,未反应的N2、H2循环到合成塔中。
(2)一定条件下NH3的平衡体积分数随n(N2)变化如图所示(T-温度)。则T2 T1(填>、=、<),判断的依据是:
(3)合成氨气所需的氢气可以由水煤气分离得到。涉及反应信息如下:
反应一:C(s)+H2O(g)H
2(g)+CO(g) 平衡常数K1
反应二:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) 平衡常数K2
① K1的表达式:K1=
②将一定量的H2O(g)和CO(g)分别通入到体积为1L的密闭容器中,在不同条件下进行反应,得到以下三组数据:
实验组别 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
||
H2O |
CO |
H2 |
CO |
|||
1 |
650 |
1 |
2 |
0.8 |
1.2 |
5 |
2 |
900![]() |
0.5 |
1 |
0.2 |
0.8 |
3 |
3 |
T |
a |
b |
c |
d |
t |
(Ⅰ)实验1中,用CO2表示反应开始到平衡的平均反应速率为
(Ⅱ)在实验3,当a=0.5、b=1时,要使c、d数据与实验2相同,且t<3,可以采取的措施为 (填序号)
A.其它条件不变温度T<900℃ | B.其它条件不变温度T>900℃ |
C.充入一定量氖气 | D.使用高效催化剂 |
(Ⅲ)对于反应二,当升高温度时K2 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(8分)中华民族在世界冶金史上曾谱写过辉煌的篇章,早在两千多年前的西汉时期就有“曾青得铁则化为铜”的记载,这种方法是现代湿法冶金的先驱.硫酸铜溶液遇到金属铁时,铁与硫酸铜发生置换反应能生成金属铜,该反应的化学方程式为Fe+CuSO4=Cu+FeSO4.
其中被还原的元素是,被氧化的元素是,氧化剂是,还原剂是,氧化产物是,还原产物是,每得到128克铜时,转移电子数目为。
在2L带气压计的恒容密闭容器中通入2molX(g)和1molY(g),发生反应:
2X(g)+Y(g)2Z(g);△H<0若达到平衡时气体总物质的量变为原来的0.85倍。请回答下列问题。
(1)平衡时Z的物质的量为___________;若反应经历5min达到平衡,则Y的平均反应速率为____________。
(2)相同条件下进行反应,在t1时刻,只改变下列某一种条件,其曲线图像如图甲。
A.升温 B.降温 C.加压 D.减压 E.加催化剂
若c=0.90mol,t1时刻改变的条件是_________(填选项编号,下同),t2_______5min (填“>”,“<”或“=”下同)。
(3)若其他条件不变,原容器为恒压容器,达到平衡后Z的物质的量______0.9mol (填“>”,“<”或“=”)。
(4)若将物质的量均为3.00mol物质X、Y混合于5L容器中发生反应,在反应过程中Z的物质的量分数随温度变化如图乙。
①A、B两点Z物质正反应速率的大小关系是_________;
②温度T<T0时,Z%逐渐增大的原因是______________。
铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。
(1)一定条件下,Fe与CO2可发生反应:
2Fe(s)+3CO2(g)Fe2O3(s)+3CO(g)
该反应的平衡常数(K ) 随温度(T ) 升高而增大。
①该反应的平衡常数K= ______。(填表达式)
②下列措施中,能使平衡时c(CO)/c(CO2) 增大的是(填标号)。
A.升高温度 | B.增大压强 |
C.充入一定量CO | D.再加一些铁粉 |
(2)图1装置发生反应的离子方程式为。
(3)图2装置中甲烧杯盛放100 mL 0.2 mol/L的NaCl溶液,乙烧杯盛放100 mL 0.5 mol/L的CuSO4溶液。反应一段时间后,停止通电。向甲烧杯中滴入几滴酚酞溶液,观察到石墨电极附近首先变红。
① 电源的M端为极,甲烧杯中铁电极的电极反应为。
② 乙烧杯中电解反应的化学方程式为。
③ 停止电解,取出Cu电极,洗涤、干燥、称量、电极增重 0.64 g,甲烧杯中产生的气体标准状况下体积为mL 。
工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:
CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)ΔH
(1)判断反应达到平衡状态的依据是(填序号)。
a. 生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
b. 混合气体的密度不变
c. 混合气体的总物质的量不变
d. CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(2)CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图1。
①该反应△H___0(填“>”或“<”)。
②实际生产条件控制在250℃、1.3ⅹ104 kPa左右,选择此压强的理由是_______。
(3)右图2表示在温度分别为T1、T2时,平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线,A、C两点的反应速率A____C(填“>”、“=”或“<”,下同),A、C两点的化学平衡常数A_____C,由状态B到状态A,可采用______的方法(填“升温”或“降温”)。
(4)一定条件下,0.5mol甲醇蒸气完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水,放出Q KJ的热量。写出该反应的热化学方程式。
(5)图3是甲醇燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)结构示意图,写出 a处电极上发生的电极反应式。
(4分)中学化学实验中,淡黄色的pH试纸常用于测定溶液的酸碱性。在25℃时,若溶液的pH=7,试纸不变色;若pH<7,试纸变红色;若pH>7,试纸变蓝色。而要精确测定溶液的pH,需用pH计。pH计主要通过测定溶液中H+浓度来测定溶液的pH。
(1)现欲测定100℃沸水的pH及酸碱性,若用pH试纸测定,则试纸显________色,溶液呈________性(填“酸”、“碱”或“中”)。
(2)若用pH计测定,则pH________7.0(填“>”、“<”或“=”),溶液呈________性(填“酸”、“碱”或“中”)。)】