【題目】工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn),流程如下:

1)工業(yè)生產(chǎn)時(shí),制取氫氣的一個(gè)反應(yīng)為:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。

t℃時(shí),往1L密閉容器中充入0.2molCO0.3mol水蒸氣。反應(yīng)建立平衡后,體系中c(H2)=0.12mol·L1。該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___

②保持溫度不變,向上述平衡體系中再加入0.1molCO,當(dāng)反應(yīng)重新建立平衡時(shí),水蒸氣的總轉(zhuǎn)化率α(H2O)=___。

2)合成塔中發(fā)生反應(yīng)為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H<0。下表為不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)。由此可推知,表中T1___573K(填“>”、“<”或“=”)。

T/K

T1

573

T2

K

1.00×107

2.45×105

1.88×103

3NH3O2在鉑系催化劑作用下從145℃就開(kāi)始反應(yīng):4NH3+5O24NO+6H2O H=905kJ·mol1 ,不同溫度下NO產(chǎn)率如圖所示。溫度高于900℃時(shí),NO產(chǎn)率下降的可能原因___

4)吸收塔中反應(yīng)為:3NO2+H2O2HNO3+NO。從生產(chǎn)流程看,吸收塔中需要補(bǔ)充空氣,其原因是___。

5)硝酸廠的尾氣含有氮氧化物,不經(jīng)處理直接排放將污染空氣。目前科學(xué)家探索利用燃料氣體中的甲烷等將氮氧化物還原為氮?dú)夂退,其反?yīng)機(jī)理為:

CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=574kJ·mol1

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=1160kJ·mol1

則甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為:___。

【答案】1 50% < 溫度高于900℃時(shí),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng) 充入空氣,NO轉(zhuǎn)化為NO2,有利于提高原料利用率 CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+N2(g)△H=—867kJ/mol

【解析】

(1)根據(jù)三段式進(jìn)行計(jì)算各物質(zhì)平衡時(shí)的濃度,再依據(jù)平衡常數(shù)公式計(jì)算;

(2)該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);

(3)由圖可知,900℃時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);

(4)吸收塔中補(bǔ)充空氣,氧氣與一氧化氮反應(yīng),可以讓NO轉(zhuǎn)化為NO2,增大反應(yīng)物濃度,減小生成物濃度;

(5)依據(jù)蓋斯定律計(jì)算可得。

(1)①由題意建立如下三段式:

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

起(mol/L)0.2 0.3 0 0

變(mol/L)0.12 0.12 0.12 0.12

平(mol/L)0.08 0.18 0.12 0.12

則平衡常數(shù)K===1,故答案為:1;

②設(shè)水蒸氣的總轉(zhuǎn)化率為x,由題意建立如下三段式:

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

起(mol/L)0.3 0.3 0 0

變(mol/L)0.3x 0.3x 0.3x 0.3x

平(mol/L)0.3-x 0.3-x 0.3x 0.3x

由平衡常數(shù)K可得關(guān)系式==1,解得x=0.5,則水蒸氣的總轉(zhuǎn)化率為50%,故答案為:50%;

(2)該反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),平衡常數(shù)降低,則T1<573K,故答案為:<;

(3)由圖可知,900℃時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),NO產(chǎn)率下降,故答案為:溫度高于900℃時(shí),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);

(4)吸收塔中補(bǔ)充空氣,氧氣與一氧化氮反應(yīng),可以讓NO轉(zhuǎn)化為NO2,增大反應(yīng)物濃度,減小生成物濃度,使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),提高原料利用率,故答案為:充入空氣,NO轉(zhuǎn)化為NO2,有利于提高原料利用率;

(5)將已知熱化學(xué)方程式依次編號(hào)為①②,由蓋斯定律可知,可得熱化學(xué)方程式甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+N2(g),則△H==—867kJ/mol, 故答案為:CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+N2(g)△H=—867kJ/mol。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某化學(xué)小組的同學(xué)取一定量的AlFe2O3的混合物進(jìn)行鋁熱反應(yīng),并探究熔落物的成分。已知:Al、Fe的熔、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

1)某同學(xué)猜測(cè),鋁熱反應(yīng)所得到的熔落物是鐵鋁合金。理由:該反應(yīng)放熱能使鐵熔化,而鋁的熔點(diǎn)比鐵低,所以鐵和鋁能形成合金。你認(rèn)為他的解釋是否合理?__(選填合理不合理”)。設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案,證明上述所得的熔落物中含有金屬鋁:__。

2)另外一名同學(xué)觀察到熔落物呈黑色,他認(rèn)為鋁熱反應(yīng)中有少量Fe3O4生成,該同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證他的結(jié)論:取少量熔落物,用稀硫酸溶解,加水稀釋后滴加34KSCN溶液。若溶液變?yōu)榧t色,則有Fe3O4生成;否則沒(méi)有Fe3O4生成。該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案是否合理?____說(shuō)明你的理由____。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列事實(shí)合理且能用勒夏特列原理解釋的是(

A.在硫酸亞鐵溶液中,加入鐵粉以防止氧化變質(zhì)

B.對(duì)2HI(g)H2(g)+I2(g)平衡體系增加壓強(qiáng)使顏色變深

C.反應(yīng)CO + NO2CO2 +NO(正反應(yīng)放熱),升高溫度使平衡向正方向移動(dòng)

D.用熱的純堿溶液洗去鐵屑表面的油污時(shí),去污效果好

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加。M、N、P、Q分別是這些元素形成的單質(zhì),甲、乙、丙、丁、戊是由這些元素形成的二元化合物。其中,乙是一種能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的無(wú)色氣體;丙是一種高能燃料,其組成元素與乙相同;丁是常見(jiàn)的兩性氧化物。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(

A.原子半徑的大。W<X<Y<Z

B.戊的沸點(diǎn)低于乙

C.丙中只含非極性共價(jià)鍵

D.乙可與X元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列物質(zhì)與其用途不完全符合的有( )

①干冰人工降雨;②Na2CO3制玻璃;③Fe2O3紅色油漆或涂料;④Al2O3耐火材料;⑤NaClO—凈水劑⑥NaHCO3制食品發(fā)泡劑;⑦KAl(SO4)2消毒、凈水。

A.⑤⑦B.②④⑥⑧C.③④D.①③⑤⑦

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列物質(zhì)的化學(xué)用語(yǔ)表達(dá)正確的是(

A.甲烷的球棍模型: B.羥基的電子式:

C.乙醛的結(jié)構(gòu)式:CH3CHOD.CH33COH的名稱:22-二甲基乙醇

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】工業(yè)上通常利用SiO2 和碳反應(yīng)來(lái)制取硅,寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________

工業(yè)上還可以利用鎂制取硅,反應(yīng)為2Mg+SiO2 = 2MgO+Si,同時(shí)會(huì)發(fā)生副反應(yīng):2Mg + Si = Mg2Si。如圖是進(jìn)行Mg與SiO2反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置,試回答下列問(wèn)題:

(1)由于O2和H2O(g)的存在對(duì)該實(shí)驗(yàn)有較大影響,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)通入氣體X作為保護(hù)氣,試管中的固體藥品可選用________(填序號(hào))。

a.石灰石   b.鋅!  .純堿

(2)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),必須先通一段時(shí)間X氣體,再加熱反應(yīng)物,其理由是 ___________________________;當(dāng)反應(yīng)引發(fā)后,移走酒精燈,反應(yīng)能繼續(xù)進(jìn)行,其原因是______________________。

(3)反應(yīng)結(jié)束后,待冷卻至常溫時(shí),往反應(yīng)后的混合物中加入稀鹽酸,可觀察到閃亮的火星,產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是副產(chǎn)物Mg2Si遇鹽酸迅速反應(yīng)生成SiH4(硅烷)氣體,然后SiH4自燃.用化學(xué)方程式表示這兩個(gè)反應(yīng)①___________________________________________

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】芬太尼類似物L具有鎮(zhèn)痛作用,它的合成方法如圖:

已知:

.+ClR3+HCl

.R1COOR2+R3CH2COOR4+R2OH

.(R1、R2、R3、R4為氫原子或烴基)

.RCH=CHR′RCOOH+R′COOH,R、R′為烴基。

回答下列問(wèn)題:

(1)A是一種烯烴,化學(xué)名稱為__,其分子中最多有__個(gè)原子共面。

(2)B中官能團(tuán)的名稱為__、__。②的反應(yīng)類型為__。

(3)③的化學(xué)方程式為__

(4)碳原子上連有4個(gè)不同的原子或基團(tuán)時(shí),該碳原子稱為手性碳原子。用星號(hào)(*)標(biāo)出F中的手性碳原子__。G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為__,符合以下條件的G同分異構(gòu)體有___種。

①能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

②結(jié)構(gòu)中只含有一個(gè)環(huán),該環(huán)結(jié)構(gòu)為,環(huán)上只有一個(gè)側(cè)鏈

(5)已知④有一定的反應(yīng)限度,反應(yīng)進(jìn)行時(shí)加入吡啶(一種有機(jī)堿),其作用是__。

(6)參照上述合成路線,寫(xiě)出以環(huán)己烯()和乙醇為起始原料制備化合物的合成路線(其他試劑任選)。___。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】汽車尾氣里含有的NO氣體是由于內(nèi)燃機(jī)燃燒的高溫引起氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)所致:

N2(g)+O2(g)2NO(g),H>0,已知該反應(yīng)在240,平衡常數(shù)K=64×10-4。請(qǐng)回答:

(1)某溫度下,向2L的密閉容器中充入N2O21mol,5分鐘后O2的物質(zhì)的量為0.5mol,則N2的反應(yīng)速率為______。

(2)假定該反應(yīng)是在恒容條件下進(jìn)行,判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志______

A.消耗1molN2同時(shí)生成1molO2混合氣體密度不變

C.混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變D.2v(N2)=v(NO)

(3)N2、O2的混合氣體充入恒溫恒容密閉容器中,如圖變化趨勢(shì)正確的是______(填字母序號(hào))。

(4)向恒溫恒容的密閉容器中充入等物質(zhì)的量的N2O2,達(dá)到平衡狀態(tài)后再向其中充入一定量NO,重新達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)與原平衡狀態(tài)相比,此時(shí)平衡混合氣中NO的體積分?jǐn)?shù)______變大變小不變

(5)該溫度下,某時(shí)刻測(cè)得容器內(nèi)N2O2、NO的濃度分別為2.5×10-1mol/L、4.0×10-2mol/L3.0×10-3mol/L,此時(shí)反應(yīng)______(處于化學(xué)平衡狀態(tài)、向正反應(yīng)方向進(jìn)行向逆反應(yīng)方向進(jìn)行”),理由是______。

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