當(dāng)前位置： 2022-2023學(xué)年廣東省湛江市徐聞中學(xué)高二（上）開學(xué)化學(xué)試卷> 試題詳情

合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重要的意義。其原理為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）ΔH=-92kJ/mol；據(jù)此回答以下問題：
實驗室中模擬合成氨反應(yīng)，在恒容密閉容器中，初始投入量相等的條件下，得到三組實驗數(shù)據(jù)如表所示：

實驗序號溫度（℃） H₂濃度（mol/L）

0min 10min 20min 30min 40min 50min 60min

1 300 2.00 1.70 1.50 L₃₆ 1.25 1.20 1.20

2 300 2.00 1.50 1.28 1.20 1.20 1.20 1.20

3 200 2.00 1.60 1.39 1.29 1.27 1.27 1.27

（1）實驗1中，50min時向容器中充入一定量He,則正反應(yīng)速率
不變
不變
（域“增大”、“減小”或“不變”）。
（2）實驗2中，前20min內(nèi)以NH₃的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率為
0.024mol?L^-1?min^-1
0.024mol?L^-1?min^-1
。
（3）比較實驗1和2，說明實驗2隱含的條件是
使用了更高效的催化劑
使用了更高效的催化劑
。
（4）上述三組實驗的化學(xué)平衡常數(shù)分別為K₁、K₂、K₃，三者大小關(guān)系是
K₁=K₂＜K₃
K₁=K₂＜K₃
。
（5）某溫度下，若把10mol N₂，與30mol H₂置于體積為10L的密閉容器內(nèi)，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，測得混合氣體的壓強變?yōu)殚_始時的0.8，則平衡時氫氣的轉(zhuǎn)化率a=
40%
40%
。（用百分數(shù)表示）。能說明該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是
ac
ac
（填字母）。
a.容器內(nèi)壓強保持不變。
b.容器內(nèi)的密度保持不變
c.混合氣體中c（NH₃）不變
d.v_正（N₂）=2v_逆（NH₃）
（6）對于合成氨反應(yīng)而言，下列有關(guān)圖象一定正確的是
AB
AB
（選填序號）。
A.B.C.

【考點】化學(xué)平衡的計算；化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷．

【答案】不變；0.024mol?L^-1?min^-1；使用了更高效的催化劑；K₁=K₂＜K₃；40%；ac；AB

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：37引用：4難度：0.5

相似題

1．甲醇CH₃OH是一種重要的化工原料，在生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。
（1）已知
甲醉脫水反應(yīng)Ⅰ2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₁=-23.9kJ?mol^-1
甲醇制烯烴反應(yīng)Ⅱ2CH₃OH（g）═C₂H₄（g）+2H₂O（g）△H₂=-29.1kJ?mol^-1
乙醇異構(gòu)化反應(yīng)ⅢC₂H₅OH（g）═CH₃OCH₃（g）△H₃=+50.7kJ?mol^-1
①屬于吸熱反應(yīng)的是

（填羅馬數(shù)字）。
②反應(yīng)Ⅰ中，反應(yīng)物具有的總能量

（填“大于”“等于”或“小于”）生成物具有的總能量。
③反應(yīng)Ⅱ的△S

0（填“＞”或“=”或者“＜”），該反應(yīng)

在任意溫度下自發(fā)（填“能或“不能”）。
④則乙烯氣相直接水合反應(yīng)
C₂H₄（g）+H₂O（g）═C₂H₅OH（g）的△H=

kJ?mol^-1。
（2）合成CH₃OH的一種反應(yīng)為：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）。一定條件下，將1molCO和2molH₂在1L容器中發(fā)生上述反應(yīng)。經(jīng)過2 min反應(yīng)生成了amolCH₃OH（反應(yīng)前后體積不變）
①此時CO的濃度為

mol/L。
②2min內(nèi)用H₂表示該反應(yīng)的速率為v（H₂）=

mol（L?min）。
③升高溫度，反應(yīng)的平衡常數(shù)K減小，則該反應(yīng)為

（填“吸熱反應(yīng)”或“放熱反應(yīng)”）。
一定能說明該反應(yīng)達到平衡的標(biāo)志是

。
A.CO、C₂H₅OH的濃度相等
B.2v（CO）=v（H₂）
C.混合氣體的密度保持不變
D.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變
發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：7引用：1難度：0.5
解析
2．（1）已知：
甲醇脫水反應(yīng)   2CH₃OH（g）═CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H₁=-23.9kJ?mol^-1
甲醇制烯烴反應(yīng)  2CH₃OH（g）═C₂H₄ （g）+2H₂O（g）△H₂=-29.1kJ?mol^-1
乙醇異構(gòu)化反應(yīng)  C₂H₅OH （g）═CH₃OCH₃（g）△H₃=+50.7kJ?mol^-1
則乙烯氣相直接水合反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：

。
（2）如圖為乙烯氣相直接水合法制備乙醇中乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系（其中n（H₂O）：n（C₂H₄）=1：1）。

若p₂=8.0MPa,列式計算A點的平衡常數(shù)K_p=

（用平衡分壓代替平衡濃度計算；分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)；結(jié)果保留到小數(shù)點后兩位）；
（3）以乙烯為燃料，氧氣為氧化劑，KOH溶液為電解質(zhì)溶液，可制成燃料電池（電極材料為惰性電極）。
①若KOH溶液足量，則負極的電極反應(yīng)式

。
②若電解質(zhì)溶液中KOH的物質(zhì)的量為0.75mol,當(dāng)有0.25mol乙烯參與反應(yīng)時（假設(shè)電解質(zhì)溶液體積變化忽略不計），則反應(yīng)后電解質(zhì)溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是

。
發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：21引用：1難度：0.6
解析
3．（1）煤氣化制合成氣（CO 和 H₂）
已知：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H₁=131.3 kJ?mol^-1
C（s）+2H₂ O（g）═CO₂（g）+2H₂（g）△H₂=90 kJ?mol^-1
則一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式是

（1）由合成氣制甲醇
合成氣 CO 和H₂ 在一定條件下能發(fā)生反應(yīng)：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H＜0。

①在容積均為 V L 的甲、乙、丙、丁四個密閉容器中分別充入 a mol CO 和 2a mol H₂，四個容器的反應(yīng)溫度分別為 T₁、T₂、T₃、T₄ 且恒定不變。在其他條件相同的情況下，實驗測得反應(yīng)進行到 t min 時H₂ 的體積分數(shù)如圖1所示，則T₃ 溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)為

（用 a、V 表示）
②如圖2反映的是在T₃ 溫度下，反應(yīng)進行 t min 后甲醇的體積分數(shù)與反應(yīng)物初始投料比
c
（
CO
）
c
（
H
2
）
的關(guān)系，請畫出T₄ 溫度下的變化趨勢曲線。
③在實際工業(yè)生產(chǎn)中，為測定恒溫恒壓條件下反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)，可作
為判斷依據(jù)的是

A．管道內(nèi)氣體密度保持不變B．CO 的體積分數(shù)保持不變
C．氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變D．c（H₂）=2c（CH₃OH）
（3）由甲醇制烯烴
主反應(yīng)：2CH₃OH?C₂H₄+2H₂Oi；3CH₃OH?C₃H₆+3H₂Oii
副反應(yīng)：2CH₃OH?CH₃OCH₃+H₂Oiii
某實驗室控制反應(yīng)溫度為 400℃，在相同的反應(yīng)體系中分別填裝等量的兩種催化劑（Cat.1 和 Cat.2），以恒定的流速通入 CH₃OH，在相同的壓強下進行甲醇制烯烴的對比研究，得到如圖3實驗數(shù)據(jù)（選擇性：轉(zhuǎn)化的甲醇中生成乙烯和丙烯的百分比）

由圖象可知，使用 Cat.2 反應(yīng) 2 h 后甲醇的轉(zhuǎn)化率與乙烯和丙烯的選擇性均明顯下降，可能的原因是（結(jié)合碰撞理論解釋）

發(fā)布：2024/11/4 8:0:2組卷：43引用：2難度：0.3
解析

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實驗序號	溫度（℃）	H₂濃度（mol/L）
實驗序號	溫度（℃）	0min	10min	20min	30min	40min	50min	60min
1	300	2.00	1.70	1.50	L₃₆	1.25	1.20	1.20
2	300	2.00	1.50	1.28	1.20	1.20	1.20	1.20
3	200	2.00	1.60	1.39	1.29	1.27	1.27	1.27